高中物理 3.1《天体运动》知能优化训练（含解析） 教科版必修2.doc

高中物理教科版必修二：3.1天体运动知能优化训练（含解析）1下列说法正确的是()a地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动b太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动c地球是绕太阳运动的一颗行星d日心说和地心说都正确地反映了天体的运动规律解析：选c.地心说认为地球是宇宙的中心，地球是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动，日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动而实际上太阳系本身在宇宙中不停地运动着故a、b错误现代观测表明，日心说和地心说都没有正确地反映天体的运动规律，d错误，地球仅是太阳的一颗行星，c正确2关于行星的运动，以下说法正确的是()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：选bd.根据开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，即a3/t2k.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，特别注意公转与自转的区别，例如，地球的公转周期为一年，而地球的自转周期为一天3关于开普勒第三定律中的公式k，下列说法中正确的是()ak值对所有的天体都相同b该公式适用于围绕太阳运行的所有行星c该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星d以上说法都不对解析：选bc.开普勒定律是通过天文学家对行星运动规律的研究总结得出的行星绕太阳运动的规律，但同样也适用于绕地球运行的所有卫星只不过对不同的中心天体k值不同，故选项b、c正确，a、d错误4木星的公转周期约为12年，如把地球到太阳的距离作为1天文单位，则木星到太阳的距离约为()a2天文单位b4天文单位c5.2天文单位 d12天文单位解析：选c.木星、地球都环绕太阳按椭圆轨道运行，近似计算时可当成圆轨道处理因此它们到太阳的距离可当成是绕太阳公转的轨道半径根据开普勒第三定律得r木r地 15.2天文单位5月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运动周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在天空不动一样？(r地6400 km)解析：设人造地球卫星运行半径为r，周期为t，根据开普勒第三定律有k，同理设月球轨道半径为r，周期为t，也有k由以上两式可得r 6.67r地在赤道平面内离地面高度hrr地6.67r地r地5.67r地5.676.4103 km3.63104 km.答案：3.63104 km一、选择题116世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心体系”宇宙图景，即 “日心说”的如下基本论点，这四个基本论点目前看存在缺陷的是()a宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动b地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动c天穹不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象d与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多解析：选abc.所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期t和轨道半长轴r满足恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个宇宙是在不停运动的图3152某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图315所示，f1和f2是椭圆轨道的两个焦点，行星在a点的速率比在b点的大，则太阳是位于()af2 bacf1 db解析：选a.根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积，因为行星在a点的速率比在b点大，所以太阳位于f2.图3163如图316所示是行星m绕恒星m运动情况的示意图，下列说法正确的是()a速度最大点是b点b速度最小点是c点cm从a到b做减速运动dm从b到a做减速运动解析：选c.由开普勒第二定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此，a、b错误；行星由a向b运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故c正确，d错误4行星绕恒星运动时，其运行周期t的平方与运行轨道半径r的三次方的比值决定于()a行星质量b恒星质量c与行星和恒星的质量均无关d与恒星的质量及行星的速率有关解析：选b.由开普勒第三定律可得所有行星绕同一恒星运行的周期t的平方与运行轨道半径r的三次方的比值相等，所以该比值与恒星的质量有关，b项正确5设月球绕地球运动的周期为27天，则地球的同步卫星到地球中心的距离r1与月球中心到地球中心的距离r2之比为()a31 b91c271 d19解析：选d.由开普勒第三定律可知，r1r2 196(2011年成都高一检测)宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是()a3年 b9年c27年 d81年解析：选c.由开普勒第三定律得t2t191年27年，故c项正确7地球绕太阳公转，地球本身绕地轴自转，形成了一年四季：春夏秋冬，则下面说法中正确的是()a春分地球公转速率最小b夏至地球公转速率最小c秋分地球公转速率最小d冬至地球公转速率最小解析：选b.每年1月初，地球位于绕日公转轨道的近日点，速度最大；每年7月初，地球位于绕日公转轨道的远日点，速度最小8某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为va，则过远日点时的速率为()avbva bvbvacvbva dvbva解析：选c.如图所示，a、b分别为近日点、远日点，由开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间t，则有：vatavbtb，所以vbva.9太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道，“行星与太阳的平均距离的三次方”与“行星公转周期的平方”成正比地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为()水星金星地球火星木星土星公转周期(年)0.2410.6151.01.8811.8629.5a.1.2亿千米 b2.3亿千米c4.6亿千米 d6.9亿千米解析：选b.由表中知t地1年，t火1.88年，由得r火2.3亿千米，故b正确二、非选择题10地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运动的速度之比是多少？(设地球和水星绕太阳运动的轨道为圆)解析：设地球绕太阳运动周期为t1，运动半径为r1，线速度为v1，水星绕太阳运转周期为t2，运动半径为r2，线速度为v2，那么由开普勒第三定律得，地球和水星都绕太阳做匀速圆周运动，故有t1，t2以上三式联立得 .答案：11.611地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆天文学家哈雷曾经在1684年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下一次飞近地球是哪一年？图317解析：根据开普勒第三定律可得：t彗76.4年则哈雷彗星下一次出现的时间为1986年76年2062年答案：2062年12有一个名叫谷神的小行星，质量为m1.001021 kg，它的轨道半径是地