2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE5行星的运动eq\o(\s\up7(限时：45分钟),\s\do5())一、单项选择题1．关于日心说被人们所接受的缘由是(B)A．以地球为中心来探讨天体的运动有很多无法解决的问题B．以太阳为中心，很多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简洁了C．地球是围绕太阳转的D．太阳总是从东面升起，从西面落下解析：托勒密的地心学说可以说明行星的运行问题，但特别困难，缺少简洁性，而简洁性正是当时人们所追求的．哥白尼的日心说之所以能被当时人们所接受正是因为这一点．要结合当时历史时事来推断．2．理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用．下面对于开普勒第三定律的公式eq\f(a3,T2)＝k的说法正确的是(C)A．公式只适用于轨道是椭圆的运动B．式中的k值，对于全部行星(或卫星)都相等C．式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D．若已知月球与地球之间的距离，依据公式可求出地球与太阳之间的距离解析：行星和卫星的轨道可以近似为圆，公式eq\f(a3,T2)＝k也适用，故A错误；k是一个由中心天体确定而与运动天体无关的常量，但不是恒量，不同星系中的k值不同，故B错误，C正确；月球绕地球转动的k值与地球绕太阳转动的k值不同，故D错误．3．已知两颗行星的质量m1＝2m2，公转周期T1＝2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为(C)A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,2) B.eq\f(a1,a2)＝eq\f(2,1)C.eq\f(a1,a2)＝eq\r(3,4) D.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,\r(3,4))解析：由eq\f(a3,T2)＝k知(eq\f(a1,a2))3＝(eq\f(T1,T2))2，则eq\f(a1,a2)＝eq\r(3,4)，与行星质量无关．4．我国放射“天宫一号”空间试验舱时，先将试验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面362km，如图所示．进入该轨道正常运行时，其周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2.当某次通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃试验舱上的发动机，使在短时间内加速后进入离地面362km的圆形轨道，起先绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，这时试验舱的速率为v3.比较在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是(A)A．v1>v3B．v2>v1C．a2>a1D．T1>T2解析：依据开普勒第三定律(周期定律)可知，轨道半径大的周期大，所以T1<T2，选项D错误；依据开普勒其次定律(面积定律)可知，v1>v2，v1>v3，选项B错误；A正确；由a＝eq\f(v2,R)可知，a1>a2，选项C错误．5．月球绕地球运动的周期约为27天，则月球中心到地球中心的距离R1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期相同)到地球中心的距离R2之比R1∶R2约为(B)A．3∶1 B．9∶1C．27∶1 D．18∶1解析：由开普勒第三定律有eq\f(R\o\al(3,1),T\o\al(2,1))＝eq\f(R\o\al(3,2),T\o\al(2,2))，所以eq\f(R1,R2)＝eq\r(3,\f(T\o\al(2,1),T\o\al(2,2)))＝eq\r(3,\f(272,12))＝eq\f(9,1)，选项B正确，A、C、D错误．二、多项选择题6．关于行星的运动，以下说法正确的是(BD)A．行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C．水星的半长轴最短，公转周期最长D．海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长解析：依据开普勒第三定律：全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即eq\f(a3,T2)＝k.所以行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大；行星轨道的半长轴越短，公转周期就越小．特殊要留意公转周期和自转周期的区分，例如：地球的公转周期为一年，而地球的自转周期为一天.7．太阳系中的其次大行星——土星的卫星众多，目前已发觉数十颗．下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数．则两卫星相比较，下列推断正确的是(ACD)卫星距土星的距离/km半径/km质量/kg发觉者土卫五5270007652.49×1021卡西尼土卫六122200025751.35×1023惠更斯A.土卫五的公转周期较小B．土卫六的转动角速度较大C．土卫六的向心加速度较小D．土卫五的公转速度较大解析：比较同一个行星的两卫星的运动状况，其方法与比较太阳的随意两颗行星的运动状况的方法一样．卫星本身的大小、形态与其运动快慢无关．筛选所给的信息，其重要信息是：卫星离土星的距离，设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，依据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的二次方的比值相等，得选项A正确．土卫六的周期较大，则由匀速圆周运动的学问得，土卫六的角速度较小，故选项B错误．依据匀速圆周运动向心加速度公式a＝ω2r＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r及开普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k得a＝eq\f(4π2,T2)r＝4π2·eq\f(r3,T2)·eq\f(1,r2)＝4π2keq\f(1,r2)，可知轨道半径大的向心加速度小，故选项C正确．由于v＝eq\f(2πr,T)＝2πeq\r(\f(r3,T2)·\f(1,r))＝2πeq\r(k·\f(1,r))，可知轨道半径小的公转速度大，故选项D正确．8．如图所示，有A、B两个行星绕同一恒星O沿不同轨道做圆周运动，旋转方向相同．A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星距离最近)，则(BD)A．经过时间t＝T1＋T2两行星将其次次相遇B．经过时间t＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，两行星将其次次相遇C．经过时间t′＝eq\f(T1＋T2,2)，两行星第一次相距最远D．经过时间t′＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，两行星第一次相距最远解析：两行星做圆周运动的角速度分别为ω1＝eq\f(2π,T1)，ω2＝eq\f(2π,T2)，由于r1<r2，所以T1<T2，ω1>ω2，两行星其次次相遇时，A比B多运动一周，所以用时t＝eq\f(2π,ω1－ω2)＝eq\f(2π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，A错，B对；两行星第一次相距最远时，A比B行星多运动半周，用时t′＝eq\f(π,ω1－ω2)＝eq\f(π,\f(2π,T1)－\f(2π,T2))＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，故C错，D对．三、非选择题9．如图所示，一颗人造卫星先沿着圆轨道A运动，再沿着椭圆轨道B运动，最终又沿着圆轨道C运动．设在这三个轨道上周期分别为TA、TB、TC，则TA、TB、TC的大小关系为TC>TB>TA.解析：由于RA<RB<RC，由开普勒第三定律可知，TA<TB<TC.10．天文观测发觉某小行星绕太阳的周期是27年，它离太阳的最小距离是地球轨道半径的2倍，求该小行星离太阳的最大距离是地球轨道半径的几倍？答案：16倍解析：设该小行星离太阳的最大距离为s，由开普勒第三定律有eq\f(\f(2R＋s,2)3,T′2)＝eq\f(R3,T2)得：s＝16R，即该小行星离太阳的最大距离是地球轨道半径的16倍．11．“卡西尼”号飞船在经过近7年的太空旅行后，于美国东部时间2004年7月1日零时12分胜利飞入土星轨道，成为进入土星轨道的第一艘人造飞船．土星直径为119300km，是太阳系中其次大行星，它表面风速超过1600km/h，土星是太阳系中唯一密度小于水的行星，自转周期只有10h39min，公转周期为29.4年，距离太阳14亿3千2百万公里．土星最引人注目的是环围着其赤道的巨大光环，在地球上人们只须要一架小型望远镜就能清晰地看到光环，环外沿直径约为274000km.请由上面供应的信息，估算地球距太阳有多远？答案：1.50×1011m解析：依据开普