2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动素养检测含解析新人教版必修2

PAGE3-行星的运动(15分钟30分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)1.在物理学发展史中，很多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家的科学贡献的叙述中，正确的是()A.牛顿建立了相对论B.伽利略提出了“日心说”C.哥白尼测定了万有引力常量D.开普勒发觉了行星运动三定律【解析】选D。爱因斯坦最先提出狭义相对论和广义相对论，A错误；在天体运动规律的探究过程中哥白尼最先提出了日心说，B错误；牛顿发觉了万有引力定律，卡文迪什测定了万有引力常量，C错误；开普勒在前人探讨数据的基础上发觉了行星运动的三大定律，D正确。2.如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为()A.vb=va B.vb=vaC.vb=va D.vb=va【解析】选C。若行星从轨道的A点经足够短的时间t运动到A′点，则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形，其面积SA=；若行星从轨道的B点也经时间t运动到B′点，则与太阳的连线扫过的面积SB=；依据开普勒其次定律得=，即vb=va，C正确。3.关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是 ()A.k是一个与行星质量有关的量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月，则=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】选D。k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A错误。公式=k中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样；地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的，故B错误。T代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确，故选D。4.木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为 ()A.2天文单位 B.4天文单位C.5.2天文单位 D.12天文单位【解析】选C。依据开普勒第三定律=k，解得：R=，设地球与太阳的距离为R1，木星与太阳的距离为R2，则得：=，所以R2=5.2R1=5.2天文单位，故C正确。二、计算题(共10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.天文学家视察哈雷彗星的周期为75年，离太阳最近的距离为8.9×1010m，试依据开普勒第三定律计算哈雷彗星离太阳最远的距离。太阳系的开普勒常量k可取3.354×10【解析】彗星离太阳的最近距离和最远距离之和等于轨道半长轴的2倍，因此，只要求出轨道半长轴即可。由开普勒第三定律知=k，a==m≈2.66×1012哈雷彗星离太阳最远的距离为：2a-8.9×1010m=(2×2.66×1012-8.9×10=5.231×1012答案：5.231×10(10分钟20分)6.(6分)(多选)太阳系中的其次大行星——土星的卫星众多，目前已发觉达数十颗。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 ()卫星距土星的距离/km半径/km质量/kg发觉年头土卫五5270007652.49×10211672土卫六122200025751.35×10231655A.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】选A、C、D。比较同一个行星的两卫星的运动状况，其方法和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。设卫星运动轨道是圆形的，且是匀速圆周运动，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，则A正确。土卫六的公转周期较大，则由匀速圆周运动的学问得土卫六的角速度较小，故B错误。依据匀速圆周运动向心加速度公式a=ω2r=()2r及开普勒第三定律=k，得a=r=4π2·k·，可知半径大的向心加速度小，故C正确。由于v==2π=2π，由推理可知，轨道半径小的卫星，其公转速度大，故D正确。7.(14分)地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个特别扁的椭圆,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轨道半径的18倍,并预言这颗彗星将每隔肯定时间就会出现,哈雷的预言得到证明,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,请你依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,它下次飞近地球是哪一年?【解析】将地球的公转轨道近似成圆形轨道,其周期为T1,半径为r1