人教版(2019)必修第二册 7.1 行星的运动 同步练习卷(含答案)

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名称 人教版(2019)必修第二册 7.1 行星的运动 同步练习卷(含答案)
格式 docx
文件大小 223.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-10-20 11:32:39

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人教版(2019)必修第二册《7.1 行星的运动》2022年同步练习卷(1)
一 、单选题(本大题共10小题,共91分)
1.(10分)在物理学发展的进程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列对几位物理学家所作科学贡献的叙述,错误的是
A. 哥白尼创立了日心说
B. 开普勒发现了行星运动定律
C. 牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学体系
D. 牛顿用实验测定了引力常量
2.(9分)关于开普勒行星运动的公式,以下理解正确的是
A. 所有行星的轨道都是圆,是圆的半径
B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则:
C. 与成正比、与成反比
D. 只与中心天体有关
3.(9分)设行星绕恒星运动轨道为圆形,则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数,此常数的大小
A. 只与恒星质量有关
B. 与恒星质量和行星质量均有关
C. 只与行星质量有关
D. 与恒星和行星的速度有关
4.(9分)拉格朗日点,于年由法国科学家拉格朗日推算得出。年月日,我国成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。鹊桥号中继星是世界上首颗运行于地月拉格朗日点点的通信卫星,承担着月球背面着陆器和巡视器与地球间的通信和数据传输任务,鹊桥号在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动。则鹊桥号的
A. 周期大于月球的公转周期
B. 轨迹半径大于月球的轨迹半径
C. 向心加速度小于月球的向心加速度
D. 向心力等于地球引力和月球引力之差
5.(9分)“嫦娥四号”月球探测器实现了人类首次月球背面软着陆、如图所示,设“嫦姚四号”
先在圆形轨道上绕月球运行,某时刻在点变轨进入椭圆轨道,在月球表面的点
贴近月球表面飞行,最终成功着陆。“嫦娥四号”
A. 发射的初速度大于
B. 在轨道上点需加速才能进入轨道
C. 在轨道上点的速度小于点的速度
D. 从点运动到点的时间大于轨道上周期的一半
6.(9分)一个成功的物理学理论,不仅要能解释已知的事实,更重要的是能预测未知的现象,下列说法中关于万有引力定律在解释已知或预测未知现象的说法中,不正确的是
A. 牛顿通过万有引力定律计算并预测地球由于自转成为了两极扁平,赤道隆起的椭球形
B. 开普勒根据万有引力定律计算得出三大行星运动定律
C. 天文学家根据万有引力公式推算并预测海王星的存在
D. 天文学家哈雷根据万有引力公式预言哈雷彗星每隔年就会“按时回归”
7.(9分)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定律可知
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二次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
8.(9分)年月,我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务,进一步获取月球的相关数据.该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时,经过时间,卫星行程为,卫星与月球中心连线扫过的角度是弧度,万有引力常量为,月球半径为,则可推知月球密度的表达式是
A. B.
C. D.
9.(9分)某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为,近日点离太阳的距离为,过远日点时行星的速率为,则过近日点时行星的速率为
A. B. C. D.
10.(9分)嫦娥五号取壤返回地球,完成了中国航天史上的一次壮举.如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图,其中是月地转移轨道,在点由轨道变为绕地椭圆轨道,在近地点再变为绕地椭圆轨道下列说法正确的是
A. 在轨道运行时,嫦娥五号在点的速度小于在点的速度
B. 嫦娥五号在轨道上运行的周期比在轨道上运行的周期长
C. 嫦娥五号由轨道变轨到轨道时,应在点加速
D. 嫦娥五号分别沿轨道和轨道运行时,经过点的向心加速度大小不相等
二 、填空题(本大题共4小题,共9分)
11.(9分)我国的航天事业快速发展,让世界羡慕,让中国人自豪,而这离不开科学家的努力,请阅读下面一段文字,回答4-7小题。
2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空.10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接.新的组合体在中国空间站轨道运行,轨道高度约为400km,设计寿命为10年,长期驻留3人,总重量可达180吨。
11-1.根据以上信息,下列选项中正确的是
A. “月日时分”指的是时间间隔
B. 神舟十三号绕地球飞行一圈,通过的路程和位移都为零
C. 研究神舟十三号载人飞船与空间站组合体对接时,可以将飞船看成质点
D. “吨”对应的物理量是基本物理量
11-2.对于火箭在加速上升的过程中,下列说法正确的是
A. 火箭受到的合力方向竖直向下
B. 飞船内的宇航员处于失重状态
C. 火箭受到的重力与喷出的气体对火箭的作用力是一对相互作用力
D. 飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力
11-3.年月日时分,“天宫课堂”第一课正式开讲,这是首次在距地面约的中国载人空间站“天宫”上进行的太空授课活动.授课期间,航天员与地面课堂的师生进行了实时互动,则
A. 在“天宫”中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
B. 即使在“天宫”中处于完全失重状态,宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体
C. “天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
D. “天宫”能和地面课堂实时交流,是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同
11-4.在空间站中,宇航员长期处于失重状态.为缓解这种状态带来的不适,科学家设想建造一种环形空间站,如图所示.圆环绕中心轴匀速旋转,宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时同样大小的支持力.已知地球表面的重力加速度大小为,圆环的半径为,宇航员可视为质点.那么在宇航员体验“重力”的实验过程中以下分析正确的是
A. 宇航员处于平衡状态
B. 宇航员绕其转轴转动的向心加速度大小为
C. 旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为
D. 旋转舱绕其轴线转动的线速度大小为
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解:、哥白尼创立了日心说,故正确;
、开普勒发现了行星运动定律,故正确;
、牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学体系,故正确;
、卡文迪许用实验测定了引力常量,故错误。
本题选择错误的,
故选:。
本题只要掌握哥白尼、开普勒、牛顿对物理学所作的科学贡献,即可轻松解答.
本题的解题关键掌握科学家的成就,这是物理学史问题,要与其他主干知识一起学习记忆.
2.【答案】D;
【解析】解: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,是椭圆的半长轴,故错误;
B.开普勒第三定律公式,是一个对所有行星都相同的常量,它与中心天体质量有关,地球和月球不是绕同一个中心天体运动,所以,故错误;
开普勒行星运动第三定律中,是一个对所有行星都相同的常量,它是由中心天体即太阳决定的,与行星无关,故错误,正确。
故选:。
开普勒第一定律是太阳系中的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;在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的;开普勒第三定律公式,可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比。
此题主要考查的是开普勒的周期定律,行星绕太阳虽然是椭圆运动,但我们可以当作圆来处理,同时值得注意是周期是公转周期。
3.【答案】A;
【解析】解:
式中的只与恒星的质量有关,与行星质量无关,与行星及恒星的速度无关,故正确,错误;
故选。
开普勒第三定律中的公式,可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比;注意周期是公转周期。
4.【答案】B;
【解析】鹊桥号做圆周运动靠地球和月球引力的合力提供向心力,不能认为是地球的万有引力提供向心力;鹊桥号在地月引力作用下绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同。A.鹊桥号与月球同步绕地球做匀速圆周运动,则鹊桥号的周期等于月球的公转周期,故错误;B.因为鹊桥号承担着月球背面着陆器和巡视器与地球间的通信和数据传输任务,所以其轨迹半径大于月球的轨迹半径 ,故正确;C.根据,周期相同,鹊桥号的轨迹半径大于月球的轨迹半径 ,所以鹊桥号的向心加速度大于月球向心加速度,故错误;D.鹊桥号做圆周运动靠地球和月球引力的合力提供向心力,所以向心力等于地球引力和月球引力之和,故错误。故选。
5.【答案】C;
【解析】解:、月球探测器的速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度,故错误;
、根据变轨的理论可知,在轨道上点需要减速才能进入轨道,故错误;
、在轨道上点到点的过程中,月球探测器的引力做正功,探测器的速度变大,故正确;
、从点到点的运动过程中,路程小于轨道一个周期的路程的一半,而速度更快,所以从点运动到点的时间小于轨道上周期的一半,故错误;
故选:。
理解宇宙速度的物理意义和对应的数值;
根据变轨的知识分析出探测器需要加速还是减速;
根据引力的做功类型分析出速度的大小;
根据路程和速度的大小进行周期的定性比较。
此题主要考查了万有引力定律的相关应用,熟记宇宙速度的数值及对应的物理意义,结合卫星变轨的知识即可完成分析。
6.【答案】B;
【解析】解:、牛顿通过万有引力定律计算并预测地球由于自转成为了两极扁平,赤道隆起的椭球形,故正确;
、开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,故错误;
、天文学家根据万有引力公式推算并预测海王星的存在,故正确;
、天文学家哈雷根据万有引力公式预言哈雷彗星每隔年就会“按时回归”,故正确。
本题选不正确项,故选:。
根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.
本题是物理学史问题,平时在学习中要加强记忆,这样既可以学到历史知识,也可以学到他们的科学精神和研究方法.
7.【答案】C;
【解析】
此题主要考查开普勒定律,熟记理解开普勒的行星运动三定律是解题关键。

A.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,错误;
B.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,错误;
C.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,正确;
D.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,错误。
故选:。
8.【答案】B;
【解析】解:该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时,经过时间,卫星行程为,卫星与月球中心连线扫过的角度是弧度,
所以该卫星的线速度、角速度分别为,
又因为,所以轨道半径为
根据万有引力提供向心力,得月球的质量为
月球的体积为
所以月球的密度,故B正确、ACD错误。
故选:。
根据线速度和角速度的定义式,计算出卫星绕月球做匀速圆周运动的线速度和角速度,再根据线速度和角速度的关系计算出卫星运动的轨道半径.根据万有引力提供向心力计算出月球的质量,再根据密度的定义式计算月球的密度.
本题要掌握线速度和角速度的定义式,知道线速度和角速度的关系,同时要能够根据万有引力提供向心力计算天体的质量.
9.【答案】C;
【解析】
当星体沿着椭圆轨道运动时,在很短时间内的一小段轨迹可以看成近似圆弧,从而可以应用开普勒第二定律求解星体在不同位置的速率关系。 如图所示,

若行星从轨道的点经足够短的时间运动到点,则行星与太阳的连线扫过的面积可看作扇形,其面积;
若行星从轨道的点也经时间运动到点,则行星与太阳的连线扫过的面积;
根据开普勒第二定律得,即,故正确。
10.【答案】B;
【解析】解:嫦娥五号在轨道运行时,从运动到,引力做负功,则嫦娥五号在点的动能比在点的动能大,则嫦娥五号在点的速度大于在点的速度,故错误;
、根据开普勒第三定律,可知嫦娥五号在轨道上运行的周期比在轨道上运行的周期长,故正确;
、嫦娥五号由轨道变轨到轨道时,应在近地点减速做向心运动,故错误;
D.嫦娥五号分别沿轨道和轨道运行时,加速度都是由万有引力提供,根据,得,经过点与地球距离相等,所以加速度大小相等,故错误;
故选:。
根据引力做功分析动能变化,从而分析速度大小;根据开普勒第三定律可知周期与轨道半径的关系,根据变轨原理分析嫦娥五号在不同轨道上机械能的大小;根据牛顿第二定律列式分析加速度大小。
本题关键要掌握万有引力定律的应用,理解变轨的方法和原理,明确飞船在做圆周运动时,由万有引力提供向心力,建立模型,由万有引力定律和圆周运动规律结合处理这类问题。
11.【答案】D;D;B;BD;
【解析】
位移是从起点到终点的有向线段。时刻是指某一瞬时,时间间隔是两个时刻之间的间隔;路程是物体运动轨迹的长度;当物体的大小和形状在研究的问题中能够忽略,物体可以看成质点;力学的三个基本物理量分别为长度、时间、质量。
本题要正确区分路程与位移、时间与时刻、基本物理量,知道一个物体能否看成质点,关键看物体的大小和形状在研究的问题中能否忽略。解:、“月日时分”指的是时刻,故错误;
、神舟十三号绕地球飞行一圈,通过的位移为零,路程不为零,故错误;
、研究神舟十三号载人飞船与空间站对接时,不能忽略飞船的形状,不能看成质点,故错误;
、“吨”对应的物理量是质量,质量属于基本物理量,故正确。
故选:。
当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;
当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度。
相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
平衡力的判断,两个力必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。
考查超重状态的判断、相互作用力与平衡力,把握住相互作用力和平衡力的条件一一分析即可得出正确结论。解:、火箭在加速上升的过程中,火箭受到的合力方向竖直向上,飞船内的宇航员处于超重状态,故错误,错误;
、喷出的气体对火箭的作用力与火箭受到的重力是同一个受力物体,不是一对作用力与反作用力,故错误;
、飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对相互作用力,故正确。
故选:。
天宫中的宇航员绕地做圆周运动,地球对宇航员的万有引力提供其做圆运动的向心力,根据牛顿第二定律计算出天宫一号的环绕速度;有形变弹簧才有弹力,天宫和地面交流靠的是电磁波。
此题主要考查人造卫星的受力、环绕速度与第一宇宙速度的区别以及对宇宙速度的理解,还考查了弹簧上弹力的产生。解:、“天宫”中的宇航员绕地球做圆周运动,地球对宇航员的万有引力提供其做圆周运动的向心力,故错误;
、只要宇航员能够使弹簧发生形变,弹簧上就会有力,宇航员就可以通过弹簧拉力器在太空中锻炼身体,故正确;
、“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度,故错误;
、“天宫”与地面的联络通过测控与通信两个系统完成,其组成主要是靠中继卫星将卫星数据实时传下来。不受角速度的影响,故错误。
故选:。
理解清楚题干的含义,根据宇航员所受的支持力等于圆周运动的向心力进行分析即可。
此题难度较小,关键要理解清楚题干的含义,知道向心力是由什么提供的,对相关公式要熟练掌握并灵活运用。解:、宇航员在旋转舱内的侧壁上,随着旋转舱做匀速圆周运动,合力不为零,不是平衡状态,故错误;
、由题意知,宇航员受到和地球表面相同大小的支持力,支持力大小为,而支持力提供圆周运动的向心力,故向心加速度大小为,故正确;
、由题意知,支持力提供圆周运动的向心力,则有:,解得:,故错误;
、由项分析可知,旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为,故线速度大小为:,故正确。
故选:。