2019-2020年高中物理 6.1行星的運(yùn)動(dòng)（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)提升作業(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(yùn)動(dòng)（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出) 1.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(yùn)動(dòng) B.太陽是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng) C.地球是繞太陽運(yùn)動(dòng)的一顆行星 D.日心說和地心說都正確地反映了天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 【解析】選C。地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心,地球是靜止不動(dòng)的,太陽、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng),日心說認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng),而實(shí)際上太陽系本身在宇宙中不停地運(yùn)動(dòng)著,故A、B錯(cuò)誤。現(xiàn)代觀測(cè)表明,日心說和地心說都沒有正確地反映天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,D錯(cuò)誤。地球僅是太陽的一顆行星,C正確。 2.首先對(duì)天體做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了懷疑的科學(xué)家是(　　) A.布魯諾 B.伽利略 C.開普勒 D.第谷 【解析】選C。開普勒根據(jù)第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)及個(gè)人的理論分析,對(duì)前人提出的天體做圓周運(yùn)動(dòng)的說法產(chǎn)生了懷疑,并認(rèn)為所有行星的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓,C正確。 【變式訓(xùn)練】日心說的代表人物是(　　) A.托勒密 B.哥白尼 C.布魯諾 D.第谷 【解析】選B。由物理學(xué)史可知:托勒密是地心說的代表人物,A錯(cuò);哥白尼是日心說的代表人物,B對(duì);布魯諾是日心說的支持者、擁護(hù)者,C錯(cuò);第谷觀測(cè)記錄了行星的運(yùn)動(dòng)情況,D錯(cuò)。 3.一顆小行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍,則這顆小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是(　　) A.4年 B.6年 C.8年 D.年 【解析】選C。由開普勒第三定律可得=,故T行星=T地=8T地,選項(xiàng)C對(duì),選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)。 4.(xx天水高一檢測(cè))哈雷彗星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是比較扁的橢圓,下列說法中不正確的是(　　) A.彗星在近日點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率 B.彗星在近日點(diǎn)的角速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的角速度 C.彗星在近日點(diǎn)的向心加速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的向心加速度 D.若彗星周期為75年,則它的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的75倍 【解析】選D。根據(jù)開普勒第二定律,彗星與太陽的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,則彗星在近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)相比在相同時(shí)間內(nèi)走過的弧長(zhǎng)要大,因此在近日點(diǎn)線速度(即速率)和角速度都較大,故A、B正確;而向心加速度an=,在近日點(diǎn)v大,r小,因此an大,故C正確;根據(jù)開普勒第三定律得=,故a哈=r地=r地≈17.8r地,D錯(cuò)。 5.(多選)(xx包頭高一檢測(cè))關(guān)于公式=k,下列理解正確的是(　　) A.k是一個(gè)與行星無關(guān)的量 B.若地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a地,周期為T地;月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a月,周期為T月,則= C.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期 D.T表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期 【解析】選A、D。公式=k中的k為一常數(shù),與中心天體有關(guān),與行星無關(guān),所以選項(xiàng)A正確。地球是太陽的行星,月球是地球的衛(wèi)星,中心天體不同,比例常數(shù)不同,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。公式中T應(yīng)表示繞中心天體公轉(zhuǎn)的周期,而不是自轉(zhuǎn)周期,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 【變式訓(xùn)練】行星繞恒星運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)行周期T的平方與運(yùn)行軌道半徑r的三次方的比值決定于(　　) A.行星質(zhì)量 B.恒星質(zhì)量 C.與行星和恒星的質(zhì)量均無關(guān) D.與恒星的質(zhì)量及行星的速率有關(guān) 【解析】選B。由開普勒第三定律可得所有行星繞同一恒星運(yùn)行的周期T的平方與運(yùn)行軌道半徑r的三次方的比值相等,所以該比值與恒星的質(zhì)量有關(guān),B項(xiàng)正確。 二、非選擇題(15分) 6.天文學(xué)家觀察到哈雷彗星的轉(zhuǎn)動(dòng)周期是75年,離太陽最近的距離是8.91010m,離太陽最遠(yuǎn)的距離不能被測(cè)出。試根據(jù)開普勒定律估算這個(gè)最遠(yuǎn)距離。(太陽系的開普勒常數(shù)k=3.3541018m3/s2) 【解析】哈雷彗星運(yùn)行的半長(zhǎng)軸a=,由開普勒第三定律=k,聯(lián)立得l2=2a-l1=2-l1,代入數(shù)值解得,l2=5.2261012m 答案:5.2261012m 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出) 1.(多選)16世紀(jì),哥白尼根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料,經(jīng)過40多年的天文觀測(cè)和潛心研究,提出“日心體系”宇宙圖景,即“日心說”的如下基本論點(diǎn),這四個(gè)基本論點(diǎn)目前看存在缺陷的是(　　) A.宇宙的中心是太陽,所有的行星都在繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.地球是繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星,月球是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,它繞地球運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還跟地球一起繞太陽運(yùn)動(dòng) C.天穹不轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|轉(zhuǎn)一周,造成天體每天東升西落的現(xiàn)象 D.與日地距離相比,恒星離地球都十分遙遠(yuǎn),比日地間的距離大得多 【解析】選A、B、C。所有行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上;行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半長(zhǎng)軸r滿足=恒量,故所有行星實(shí)際并不是在做勻速圓周運(yùn)動(dòng),整個(gè)宇宙是在不停運(yùn)動(dòng)的,A、B、C符合題意;與日地距離相比,其他恒星離地球都十分遙遠(yuǎn),故D不符合題意。 2.如圖所示是“九星連珠”的示意圖。若太陽系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道,地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米,結(jié)合下表可知,火星與太陽之間的平均距離約為(　　) 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公轉(zhuǎn)周 期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5 C.4.6億千米 D.6.9億千米 【解析】選B。由表中知T地=1年,T火=1.88年,由=得,r火=≈2.3億千米,故B正確。 【變式訓(xùn)練】已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,它們繞太陽的公轉(zhuǎn)均可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),則可判定(　　) A.金星的質(zhì)量大于地球的質(zhì)量 B.金星的半徑大于地球的半徑 C.金星到太陽的距離大于地球到太陽的距離 D.金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離 【解析】選D。根據(jù)開普勒第三定律=k,因?yàn)榻鹦抢@太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,所以金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離,D正確。 3.(xx連云港高一檢測(cè))地球和某顆小行星的繞日軌道可以近似看作圓,已知地球質(zhì)量約為此小行星的質(zhì)量的64倍,此小行星的公轉(zhuǎn)軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的4倍,那么此小行星公轉(zhuǎn)周期大致為(　　) A.0.25年　　　B.2年　　　C.4年　　　D.8年 【解析】選D。由開普勒第三定律可得=,所以T小行星=T地= T地=8年,故選項(xiàng)D正確。 4.地球到太陽的距離為水星到太陽距離的2.6倍,那么地球和水星繞太陽運(yùn)行的線速度之比為(設(shè)地球和水星繞太陽運(yùn)行的軌道為圓)(　　) A. B. C. D. 【解析】選C。設(shè)地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑為R1,周期為T1,水星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑為R2,周期為T2,由開普勒第三定律有==k,因地球和水星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有T1=,T2=,聯(lián)立上面三式解得:===。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運(yùn)動(dòng)周期約為27天,應(yīng)用開普勒定律計(jì)算:在赤道平面內(nèi)離地多高時(shí),人造地球衛(wèi)星可以隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),就像停留在天空不動(dòng)一樣?(R地=6400km) 【解析】設(shè)人造地球衛(wèi)星運(yùn)行半徑為R,周期為T,根據(jù)開普勒第三定律有k=; 同理,設(shè)月球軌道半徑為R,周期為T,則有k= 由以上兩式可得= R===6.67R地 在赤道平面內(nèi)離地面高度: H=R-R地=6.67R地-R地=5.67R地 =5.676.4103km=3.63104km 答案:3.63104km 【總結(jié)提升】開普勒第三定律的應(yīng)用 (1)開普勒第三定律描述了行星半長(zhǎng)軸與周期的關(guān)系,可用于行星周期或行星與中心天體距離的計(jì)算。計(jì)算時(shí)需注意:k值是由中心天體決定的,繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)的星體k值相同。 (2)若將天體的運(yùn)動(dòng)看成圓周運(yùn)動(dòng),則開普勒第三定律可表述為:天體軌道半徑R的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值為常數(shù),即=k,利用該式,可計(jì)算行星的周期或軌道半徑。 6.(12分)飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T,地球半徑為R0,若飛船要返回地面,可在軌道上某點(diǎn)A處將速率降到適當(dāng)?shù)臄?shù)值,從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行,橢圓與地球表面在B點(diǎn)相切,求飛船由A點(diǎn)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間。 【解題指南】解答本題時(shí)可按以下步驟進(jìn)行: (1)求出以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸; (2)由開普勒第三定律求出飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行時(shí)的周期; (3)找出飛船由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間與沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行時(shí)的周期之間的關(guān)系。 【解析】當(dāng)飛船做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由開普勒第三定律:=k 當(dāng)飛船返回地面時(shí),從A處降速后沿橢圓軌道至B。設(shè)飛船沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期為T,橢圓的半長(zhǎng)軸為a,則=k,可解得:T=T 由于a=,由A到B的時(shí)間t= 所以t=T= 答案: