2019-2020年高中物理 6.1行星的運動課時作業(yè) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 6.1行星的運動課時作業(yè) 新人教版必修2.doc
2019-2020年高中物理 6.1行星的運動課時作業(yè) 新人教版必修2
1.(xx北京朝陽區(qū)高一期末統(tǒng)考)16世紀(jì),經(jīng)過幾十年的研究后出版《天體運行論》、提出日心說的科學(xué)家是( )
A.哥白尼 B.伽利略
C.開普勒 D.布魯諾
[答案] A
[解析] 本題要求同學(xué)們熟悉物理學(xué)史的有關(guān)知識,日心說的代表人物是哥白尼,解題關(guān)鍵點是準(zhǔn)確把握人類對行星運動的認(rèn)識過程,易錯把布魯諾當(dāng)做是日心說的代表人物,布魯諾是宣傳日心說的代表人物.
2.關(guān)于行星運動,下列說法正確的是( )
A.地球是宇宙的中心,太陽、月亮及其他行星都繞地球運動
B.太陽是宇宙的中心,地球是圍繞太陽運動的一顆行星
C.宇宙每時每刻都是運動的,靜止是相對的
D.不論是日心說還是地心說,在研究行星運動時都是有局限性的
[答案] CD
[解析] 宇宙是一個無限的空間,太陽系只是其中很小的一個星系,日心說的核心是認(rèn)為太陽是各行星運動的中心.
3.關(guān)于開普勒第二定律,正確的理解是( )
A.行星繞太陽運動時,一定是勻速曲線運動
B.行星繞太陽運動時,一定是變速曲線運動
C.行星繞太陽運動時,由于角速度相等,故在近日點處的線速度小于它在遠(yuǎn)日點處的線速度
D.行星繞太陽運動時,由于它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等,故它在近日點的線速度大于它在遠(yuǎn)日點的線速度
[答案] BD
[解析] 行星的運動軌跡是橢圓形的,故做變速曲線運動,A錯,B對;又在相等時間內(nèi)掃過的面積相等,所以在近日點時線速度大,C錯,D對.
4.某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示,F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個焦點,行星在A點的速率比在B點的大,則太陽是位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
[答案] A
[解析] 根據(jù)開普勒第二定律:太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相同的面積,因為行星在A點的速率比在B點的速率大,所以太陽和行星的連線必然是行星與F2的連線,故太陽位于F2.
5.已知兩顆行星的質(zhì)量m1=2m2,公轉(zhuǎn)周期T1=2T2,則它們繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸之比為( )
A.= B.=
C.= D.=
[答案] C
[解析] 由開普勒第三定律知=k和行星的質(zhì)量無關(guān),由=,得===,所以C正確.
6.把火星和地球繞太陽運行的軌道視為圓周,由火星和地球繞太陽運動的周期之比可求得( )
A.火星和地球的質(zhì)量之比
B.火星和太陽的質(zhì)量之比
C.火星和地球到太陽的距離之比
D.火星和地球繞太陽運行速度大小之比
[答案] CD
[解析] 由于火星和地球均繞太陽做圓周運動,=k,k是只和中心天體有關(guān)的量,又v=,則可知火星和地球繞太陽運行的速度大小之比,所以C、D正確.
7.國際天文學(xué)聯(lián)合會大會投票,通過了新的行星定義,冥王星被排除在太陽系大行星行列之外,太陽系的大行星數(shù)量將由九顆減為八顆.若將八大行星繞太陽運行的軌跡可粗略地認(rèn)為是圓,各星球半徑和軌道半徑如下表所示:
行星名稱
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
星球半徑(106 m)
2.44
6.05
6.37
3.39
69.8
58.2
23.7
22.4
軌道半徑(1011 m)
0.579
1.08
1.50
2.28
7.78
14.3
28.7
45.0
從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近( )
A.80年 B.120年
C.165年 D.200年
[答案] C
[解析] 由表中數(shù)據(jù)可知,地球軌道半徑r1=1.51011 m,T1=1年,海王星的軌道半徑r2=45.01011 m,根據(jù)開普勒第三定律,=,可求出T2=30年,最接近于165年.
8.一顆小行星環(huán)繞太陽做勻速圓周運動,其軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍,則這顆小行星的運轉(zhuǎn)周期是( )
A.1年 B.4年 C.6年 D.8年
[答案] D
[解析] 由于=k,即=.
所以T行=T地=8年,D對.
9.兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動,周期之比為TA∶TB=1∶8,則軌道半徑之比和運動速率之比分別為( )
A.RA∶RB=4∶1,vA∶vB=1∶2
B.RA∶RB=4∶1,vA∶vB=2∶1
C.RA∶RB=1∶4,vA∶vB=1∶2
D.RA∶RB=1∶4,vA∶vB=2∶1
[答案] D
[解析] 因為=k,所以R∝,由TA∶TB=1∶8,得RA∶RB=1∶4;又v=,所以vA∶vB===2∶1,故選D.
10.某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示,F(xiàn)1、F2是橢圓軌道的兩個焦點,太陽在焦點F1上,A、B兩點是焦點F1和F2的連線與橢圓軌道的交點.已知A到F1的距離為a,B到F1的距離為b,行星經(jīng)過A點的速率為vA,則行星經(jīng)過B點的速率為多少?
[答案] vA
[解析] 設(shè)行星在近地點和遠(yuǎn)地點在Δt時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度分別為θ1和θ2,則在Δt時間內(nèi)掃過的面積分別為a2θ1和b2θ2,由開普勒第二定律有a2θ1=b2θ2,
即a2ω1Δt=b2ω2Δt.
又有vA=ω1a,vB=ω2b,
故vAa=vBb,
所以vB=vA.
11.地球到太陽的距離為水星到太陽的距離的2.6倍,那么地球和水星繞太陽運轉(zhuǎn)的線速度之比是多少?
[答案]
[解析] 設(shè)地球繞太陽運轉(zhuǎn)周期為T1,水星繞太陽運轉(zhuǎn)周期為T2,由開普勒第三定律有=.
因地球和水星都繞太陽做近似勻速圓周運動,
故T1=,T2=.
聯(lián)立上式得==.
12.天文學(xué)家觀測到哈雷彗星的周期為75年,離太陽最近的距離為8.91010 m,試根據(jù)開普勒第三定律計算哈雷彗星離太陽最遠(yuǎn)的距離.太陽系的開普勒常量k可取3.3541018 m3/s2.
[答案] 5.2311012 m
[解析] 哈雷彗星離太陽的最近距離和最遠(yuǎn)距離之和等于軌道半長軸的2倍,因此,只要求出軌道半長軸即可.由開普勒第三定律知=k,
所以a=
= m
≈2.661012 m.
哈雷彗星離大陽最遠(yuǎn)的距離為:
2a-8.91010 m=(22.661012-8.91010) m
=5.2311012 m.
13.(xx天津高一檢測)月球環(huán)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運行周期約為27天.應(yīng)用開普勒定律計算:在赤道平面內(nèi)離地多高時,人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動,就像停留在天空中不動一樣?(R地=6 400 km)
[答案] 3.63104 km
[解析] 當(dāng)人造地球衛(wèi)星相對地球不動時,則人造地球衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同.
設(shè)人造地球衛(wèi)星軌道半徑為R,周期為T.
根據(jù)題意知月球軌道半徑為60R地,周期為T0=27天,則有:=
整理得:R=60R地=60R地≈6.67R地.
衛(wèi)星離地高度H=R-R地=5.67R地=5.676 400 km≈3.63104 km.