高中物理 第6单元1.行星的运动课后习题巩固（有详细解析） 新人教版必修2

用心 爱心 专心1 物理新课标 第物理新课标 第 6 6 单元单元 1 1 行星的运动课后习题巩固 有详细解行星的运动课后习题巩固 有详细解 析 析 基础基础 巩固巩固 1 关于天体的运动 以下说法中正确的是 A 天体的运动和地面上物体的运动遵循不同的规律 B 天体的运动是最完美 最和谐的匀速圆周运动 C 太阳从东边升起 西边落下 所以太阳绕地球运动 D 太阳系中所有的行星都绕太阳运动 解析 解析 天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律 都遵守牛顿运动定律等 A 错 天体的运动轨道都是椭圆 而非圆 只是椭圆比较接近圆 有时将椭圆当作圆处理 但椭圆毕竟不是圆 B 错 太阳从东边升起 又从西边落下 是地球自转的结果 C 错 答案 答案 D 2 关于太阳系中各行星的轨道 以下说法中正确的是 A 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B 有的行星绕太阳运动时的轨道是圆 C 不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的 D 不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同 解析 解析 九大行星的轨道都是椭圆 A 对 B 错 不同行星离太阳远近不同 轨道不同 半长 轴就不同 C D 对 答案 答案 ACD 3 关于开普勒行星运动的公式 k 以下理解正确的是 2 3 T R A k 是一个与行星无关的量 B 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R地 周期为 T地 月球绕地球运转轨道的半长轴为 R月 周期为 T月 则 2 3 2 3 月 月 地 地 T R T R C T 表示行星运动的自转周期 D T 表示行星运动的公转周期 解析 解析 是指围绕太阳的行星或者指围绕某一行星的卫星的周期与半径的关系 Tk T R 2 3 是公转周期 k 是一个与环绕星体无关的量 只与被环绕的中心天体有关 中心天体不同 其值不同 只有围绕同一天体运动的行星或卫星 它们半长轴的三次方与公转周期的二次方 之比才是同一常数 故 2 3 2 3 月 月 地 地 T R T R 答案 答案 AD 4 已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为 b 则它们的公转周期之比为 解析 解析 设两行星的半长轴分别为 R1 R2 周期分别为 T1 T2 由知 k T R 2 3 用心 爱心 专心2 2 2 13 2 1 2 2 3 2 2 1 3 1 T T R R T R T R 则 令 故有 b R R 2 1 bbb T T 3 2 1 答案 答案 bb 5 两个质量分别是 m1 m2的人造地球卫星 分别绕地球做匀速圆周运动 若它们的轨道半 径分别是 R1和 R2 则它们的运行周期之比是多少 解析 解析 直接应用开普勒第三定律加以求解 所有人造卫星在绕地球运转时 都遵守开普勒第三定律 因此 对这两个卫星有 所以它们的运行周期之比 2 2 3 2 2 1 3 1 T R T R 2 3 2 13 2 1 2 1 R R R R T T 6 木星绕太阳运动的周期为地球绕太阳运动周期的 12 倍 那么 木星绕太阳运动轨道的半长 轴是地球绕太阳运动轨道半长轴的多少倍 解析 解析 行星公转半长轴的三次方跟运动周期的 二次方的比值恒定 已知木星绕太阳运动的周期与地球绕太阳运动的周期的比值 根据开普 勒第三定律可计算出木星绕太阳运动轨道的半长轴是地球绕太阳运动轨道半长轴的倍数 设木星 地球绕太阳运动的周期分别为 T1 T2 它们椭圆轨道的半长轴分别为 a1 a2 根 据开普勒第三定律有 2 2 3 2 2 1 3 1 T a T a 则 5 24 32 3 2 2 2 1 2 1 12 T T a a 可见 木星绕太阳运动轨道的半长轴约为地球绕太阳运动轨道半长轴的 5 24 倍 综合综合 应用应用 7 如图 7 1 4 所示为地球绕太阳运行示意图 图中椭圆表示地球公转轨道 Ch Q X D 分别表示中国农历节气中的春分 秋分 夏至 冬至时地球所在的位置 试说明 一年之 内秋冬两季节比春夏两季节要少几天的原因 图 7 1 4 解析 解析 地球绕日运行时 对北半球的观察者而言 在冬天经过近日点 夏天经过远日点 由开普勒第二定律可知 地球在冬天比在夏天运行得快一些 因此地球轨道上相当于春夏 部分比相当于秋冬部分要长些 从题图看 从春分到秋分的春夏两季地日连线所扫过的面 积 比从秋分到次年春分的秋冬两季节地日连线所扫过的面积大 即春夏两季比秋冬两季 长一些 一年之内 春夏两季共 186 天 而秋冬两季只有 179 天 8 两颗行星的质量分别为 m1和 m2 它们绕太阳运动的轨道半径为 R1和 R2 若 用心 爱心 专心3 m1 2m2 R1 4R2 则它们的周期之比 T1 T2是多少 解析 解析 可以直接应用开普勒第三定律求解 其中 k 与行星的质量无关 只与太阳k T R 2 3 有关 由开普勒第三定律知k T R 2 3 2 2 3 2 2 1 3 1 T R T R 即 33 2 12 2 1 4 R R T T 所以 其比值与两颗行星的质量无关 8 2 1 T T 9 天文学家观测到哈雷彗星绕太阳运转的周期是 76 年 彗星离太阳最近的距离是 8 9 1010 m 但它离太阳最远的距离不能测出 试根据开普勒定律计算这个最远距离 太阳系的开普 勒常量 k 3 354 1018 m3 s2 解析 解析 可以依据开普勒第三定律求得轨道半长轴 而后依据几何关系求得最远距离 设彗星离太阳的最近距离为 R1 最远距离为 R2 则轨道半长轴为 R 2 21 RR 根据开普勒第三定律有 k T a 2 3 所以彗星离太阳最远的距离是 R2 来mmRkT 10 3 218 1 32 109 8 36002436576 10354 3 88 5 225 1012 m 10 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 如图 7 1 5 所示 天 文学家哈雷曾经在 1682 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 即 k 其中 T 为行星绕太阳公转的周期 r 为轨道的半长轴 估算 它下次飞近地 2 3 T R 球是哪一年 图 7 1 5 解析 解析 地球和哈雷彗星都是绕太阳公转的行星 它们运行的规律服从开普勒行星运动规律 即 其中 T 为行星绕太阳公转的周期 R 为轨道的半长轴 k 是对太阳系中的任何k T R 2 3 用心 爱心 专心4 行星都适用的常量 可以根据已知条件列方程求解 将地球的公转轨道近似成圆形轨道 其周期为