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1、2022高中物理 第六章 萬有引力與航天 開普勒三定律練習(xí) 新人教版必修2
(答題時(shí)間:30分鐘)
1. 某行星圍繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng),如果不知太陽的位置,但經(jīng)觀測行星在由A到B的過程中,運(yùn)行速度在變小,圖中F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),則太陽位于( )
A. F2 B. A C. F1 D. B
2. 某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為月球軌道半徑的1/3,則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是(d為“天”)( ?。?
A. 1 d~4 d之間
B. 4 d~8 d之間
C. 8 d~16 d之間
D. 16 d~20 d之間
3. 在天文
2、學(xué)上,以春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)。如圖所示,從地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手,下列判斷正確的是( )
A. 在冬至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大
B. 在夏至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大
C. 春夏兩季與秋冬兩季時(shí)間相等
D. 春夏兩季比秋冬兩季時(shí)間長
4. 如圖所示,對(duì)開普勒第一定律的理解,下列說法中正確的是( ?。?
A. 在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),它離太陽的距離是不變化的
B. 在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi),它離太陽的距離是變化的
C. 某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定是在某一固定的平面內(nèi)
D. 某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定不在一個(gè)
3、固定的平面內(nèi)
5. 長期以來,“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19 600 km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天.2006年3月,天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48 000 km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于 ( ?。?
A. 15天
B. 25天
C. 35天
D. 45天
6. 第谷、開普勒等人對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究漫長而曲折,牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上,得出了科學(xué)史上最偉大的定律之一——萬有引力定律。下列有關(guān)說法中正確的是( )
A. 開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)行的軌道是橢圓
B. 太陽與行星之間引力的規(guī)
4、律并不適用于行星與它的衛(wèi)星
C. 庫侖利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值
D. 牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識(shí)
7. 太陽系八大行星的公轉(zhuǎn)軌道均可近似看作圓軌道,“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽之間的平均距離約為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
A. 1.2億千米 B. 2.3億千米
C. 4.6億千米 D. 6.9億千米
8.
5、 太陽系中的八大行星的軌道均可以近似看成圓軌道。下列4幅圖是用來描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象。下圖中坐標(biāo)系的橫軸是lg,縱軸是lg;這里T和R分別是行星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑,T0和R0分別是水星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑。下列4幅圖中正確的是( ?。?
9. 地球繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸為1.50×1011 m,周期為365天,月球繞地球運(yùn)行的軌道半長軸為3.8×108 m,周期為27.3天。求:
(1)對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星的值;
(2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的值。
10. 太陽系中八大行星與太陽的距離見下表:
行星名稱
水星
金星
地球
火星
6、
木星
土星
天王星
海王星
軌道半徑(天文單位)
0.39
0.72
1
1.524
5.2
9.54
19.2
30.1
與地球的質(zhì)量比
0.05
0.89
1.00
0.11
318
95
17
17
據(jù)此求解下列問題:
(1)水星與金星的公轉(zhuǎn)周期之比;
(2)若地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的周期按365天計(jì)算,試計(jì)算火星、海王星的公轉(zhuǎn)周期。
1. A 解析:由于vA>vB,經(jīng)過一段足夠短的時(shí)間,行星與太陽的連線掃過的面積在A點(diǎn)和B點(diǎn)相等,故rA
7、徑為R1,周期為T1,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑為R2,周期為T2,由開普勒第三定律可知
T1=T2
T2≈30(天)
故T1=≈5(天),故B選項(xiàng)正確。
3. AD 解析:冬至日前后,地球位于近日點(diǎn)附近,夏至日前后地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)附近,由開普勒第二定律可知近日點(diǎn)速率最大,故A對(duì)、B錯(cuò);春夏兩季平均速率比秋冬兩季平均速率小,又因所走路程基本相等,故春夏兩季時(shí)間長,一般在186天左右,而秋冬兩季只有179天左右,故C錯(cuò)、D對(duì)。
4. BC 解析:根據(jù)開普勒第一定律(軌道定律)的內(nèi)容可以判定:行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓,有時(shí)遠(yuǎn)離太陽,有時(shí)靠近太陽,所以它離太陽的距離是變化的,選項(xiàng)
8、A錯(cuò)誤,B正確;行星圍繞著太陽運(yùn)動(dòng),由于受到太陽的引力作用而被約束在一定的軌道上,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
5. B 解析:由開普勒第三定律T2∝r3有,代入數(shù)據(jù)解得T2最接近于25天,故只有選項(xiàng)B正確。
6. AD 解析:太陽與行星之間引力的規(guī)律也適用于其他星體之間,因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤;卡文迪許利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。
7. B 解析:由開普勒第三定律知,故r火=r地 =2.3億千米,選項(xiàng)B正確。
8. B 解析:由開普勒第三定律有:,即3lg,整理得lg,故選擇B項(xiàng)。
9. 解:(1)根據(jù)開普勒第三定律,則對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星=3.4×1018 m3/s2
(2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星
=1.0×1013 m3/s2
10. 解:(1)由開普勒第三定律可知
解得=1∶2.5
(2) ,從題表中找出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),代入算式,可解得T火=686.7天,T海=60 275.7天。