人教版必修二7.1行星的运动(word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版必修二7.1行星的运动(word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 200.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 19:55:54 | ||
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文档简介
人教版必修二7.1行星的运动
一、单项选择题（共9小题；）
1. 关于行星的运转轨道，下列说法中正确的是
A. 有的行星轨道是椭圆，有的是圆 B. 大多数都是椭圆，只有极少数是圆
C. 全部都是圆形轨道 D. 全部都是椭圆轨道
2. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动规律可知
A. 太阳位于木星运行轨道的中心
B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3. 如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆， 、 、 、 是轨迹上的四个位置，其中 点距离地球最近， 点距离地球最远。卫星运动速度最大的位置是
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
4. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 ，远地点高度约为 ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为 ，东方红二号的加速度为 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 ，则 、 、 的大小关系为
A. B. C. D.
5. 开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星的运动。某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的 ，此卫星绕地球运行的周期是
A. 日之间 B. 日之间
C. 日之间 D. 日之间
6. 如图所示， 、 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是 和 （ 为地球半径）。下列说法中正确的是
A. 、 的线速度大小之比是
B. 、 的周期之比是
C. 、 的角速度大小之比是
D. 、 的向心加速度大小之比是
7. 年 月 日我国成功利用长征三号运载火箭将探月卫星“嫦娥二号”发射成功，经过两次太空“刹车”，“嫦娥二号”卫星在距月球表面 公里的极月圆轨道上绕月飞行。相比 年 月 日发射的“嫦娥一号”（绕月运行高度为 公里，运行周期 分钟），更接近月球表面，成像更清晰．根据以上信息，下列判断正确的是
A. “嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小
B. “嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小
C. “嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小
D. “嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小
8. 北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的 倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星
A. 周期大 B. 线速度大 C. 角速度大 D. 加速度大
9. 年 月 日 ，我国在西昌卫星发射基地成功发射了北斗系列最后一颗组网卫星，成功实现“北斗收官”。该卫星离地面的高度约为 ，它和已成功运行的中圆地球轨道卫星（离地面的高度约为 ）相比，该卫星的
A. 周期大 B. 角速度大 C. 线速度大 D. 向心加速度大
二、多项选择题（共1小题；）
10. 有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是
A. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
B. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C. 所有的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
D. 不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
三、解答题（共2小题；）
11. 开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 的三次方与它的公转周期 的二次方成正比，即 ， 是一个对所有行星都相同的常量。
（1）将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为 ，太阳的质量为 。
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为 ，月球绕地球运动的周期为 ，试计算地球的质量 。（ ，结果保留一位有效数字）
12. 飞船沿半径为 的圆周绕地球运动，其周期为 。如图所示，飞船要返回地面，可以在轨道上的某一点 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在 点相切。如果地球半径为 ，求飞船由 点运动到 点所需的时间。
答案
1. D
2. C
【解析】由开普勒第一定律（轨道定律）可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A 错误；
火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B 错误；
根据开普勒第三定律（周期定律）知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数，C 正确；
对于某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等，D 错误。
3. A
4. D
【解析】对于东方红一号与东方红二号，由 得：，由此式可知 。对于地球同步卫星东方红二号和地球赤道上的物体，由 可知，。综上可见，，故D正确。
5. B
6. C
【解析】两卫星均做匀速圆周运动，，向心力选不同的表达形式分别分析，如下表：
7. D
【解析】卫星绕月球做圆周运动，万有引力做向心力，故有：；
所以，卫星运行线速度 ，角速度 ，周期 ，向心加速度 ；
所以，轨道半径越小，线速度、角速度、向心加速度越大，周期越小，故“嫦娥二号”环月运行时的线速度、角速度、加速度比“嫦娥一号”更大，“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小，故ABC错误，D正确。
8. A
【解析】卫星有万有引力提供向心力有
，
可解得
，
，
，
，
可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误。故选A。
9. A
10. A， C， D
【解析】第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上。故A正确，B错误。
由第三定律：所有行星的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。故C正确。
由第一定律知道所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，故D正确。
11. （1）
【解析】因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴 即为轨道半径 ，根据万有引力定律和牛顿第二定律有
，于是有 ，即 。
（2）
【解析】在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为 ，周期为 ，可得 ，解得 .
12.
【解析】根据题意知飞船椭圆轨道的半长轴为 ，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为 ，根据开普勒第三定律：
则有 ，
因此飞船从 点运动到 点所需的时间为：
。
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一、单项选择题（共9小题；）
1. 关于行星的运转轨道，下列说法中正确的是
A. 有的行星轨道是椭圆，有的是圆 B. 大多数都是椭圆，只有极少数是圆
C. 全部都是圆形轨道 D. 全部都是椭圆轨道
2. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动规律可知
A. 太阳位于木星运行轨道的中心
B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3. 如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆， 、 、 、 是轨迹上的四个位置，其中 点距离地球最近， 点距离地球最远。卫星运动速度最大的位置是
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
4. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 ，远地点高度约为 ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为 ，东方红二号的加速度为 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 ，则 、 、 的大小关系为
A. B. C. D.
5. 开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星的运动。某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的 ，此卫星绕地球运行的周期是
A. 日之间 B. 日之间
C. 日之间 D. 日之间
6. 如图所示， 、 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是 和 （ 为地球半径）。下列说法中正确的是
A. 、 的线速度大小之比是
B. 、 的周期之比是
C. 、 的角速度大小之比是
D. 、 的向心加速度大小之比是
7. 年 月 日我国成功利用长征三号运载火箭将探月卫星“嫦娥二号”发射成功，经过两次太空“刹车”，“嫦娥二号”卫星在距月球表面 公里的极月圆轨道上绕月飞行。相比 年 月 日发射的“嫦娥一号”（绕月运行高度为 公里，运行周期 分钟），更接近月球表面，成像更清晰．根据以上信息，下列判断正确的是
A. “嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小
B. “嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小
C. “嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小
D. “嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小
8. 北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的 倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星
A. 周期大 B. 线速度大 C. 角速度大 D. 加速度大
9. 年 月 日 ，我国在西昌卫星发射基地成功发射了北斗系列最后一颗组网卫星，成功实现“北斗收官”。该卫星离地面的高度约为 ，它和已成功运行的中圆地球轨道卫星（离地面的高度约为 ）相比，该卫星的
A. 周期大 B. 角速度大 C. 线速度大 D. 向心加速度大
二、多项选择题（共1小题；）
10. 有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是
A. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
B. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C. 所有的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
D. 不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
三、解答题（共2小题；）
11. 开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 的三次方与它的公转周期 的二次方成正比，即 ， 是一个对所有行星都相同的常量。
（1）将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为 ，太阳的质量为 。
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为 ，月球绕地球运动的周期为 ，试计算地球的质量 。（ ，结果保留一位有效数字）
12. 飞船沿半径为 的圆周绕地球运动，其周期为 。如图所示，飞船要返回地面，可以在轨道上的某一点 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在 点相切。如果地球半径为 ，求飞船由 点运动到 点所需的时间。
答案
1. D
2. C
【解析】由开普勒第一定律（轨道定律）可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A 错误；
火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B 错误；
根据开普勒第三定律（周期定律）知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数，C 正确；
对于某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等，D 错误。
3. A
4. D
【解析】对于东方红一号与东方红二号，由 得：，由此式可知 。对于地球同步卫星东方红二号和地球赤道上的物体，由 可知，。综上可见，，故D正确。
5. B
6. C
【解析】两卫星均做匀速圆周运动，，向心力选不同的表达形式分别分析，如下表：
7. D
【解析】卫星绕月球做圆周运动，万有引力做向心力，故有：；
所以，卫星运行线速度 ，角速度 ，周期 ，向心加速度 ；
所以，轨道半径越小，线速度、角速度、向心加速度越大，周期越小，故“嫦娥二号”环月运行时的线速度、角速度、加速度比“嫦娥一号”更大，“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小，故ABC错误，D正确。
8. A
【解析】卫星有万有引力提供向心力有
，
可解得
，
，
，
，
可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误。故选A。
9. A
10. A， C， D
【解析】第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上。故A正确，B错误。
由第三定律：所有行星的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。故C正确。
由第一定律知道所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，故D正确。
11. （1）
【解析】因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴 即为轨道半径 ，根据万有引力定律和牛顿第二定律有
，于是有 ，即 。
（2）
【解析】在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为 ，周期为 ，可得 ，解得 .
12.
【解析】根据题意知飞船椭圆轨道的半长轴为 ，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为 ，根据开普勒第三定律：
则有 ，
因此飞船从 点运动到 点所需的时间为：
。
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