《学霸笔记 同步精讲》第三章 万有引力定律 1.天体运动 练习（教师版）物理教科版必修2

1.天体运动
课后训练巩固提升
基础巩固
1.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.地心说认为:地球是宇宙的中心,太阳、月亮以及其他星球都绕地球运动
B.哥白尼的日心说认为:宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
C.太阳是静止不动的,地球由西向东自转,使得太阳看起来自东向西运动
D.地心说是错误的,日心说是正确的
答案AB
解析由物理学史可知,地心说认为地球是宇宙的中心,日心说认为太阳是宇宙的中心,日心说和地心说都有一定的局限性,可见A、B正确,C、D错误。
2.(多选)关于开普勒第三定律=k ,下列说法正确的是(　　)
A.k值对所有的天体都相同
B.该公式适用于围绕太阳运行的所有行星
C.该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星
D.以上说法都不对
答案BC
解析开普勒第三定律=k中的k只与中心天体有关,对于不同的中心天体,k不同,A错。此公式虽由行星运动规律总结所得,但它也适用于其他天体的运动,包括卫星绕地球的运动,B、C对,D错。
3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于(　　)
A.F2 B.A
C.F1 D.B
答案A
解析根据开普勒第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积,因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线,故太阳位于F2。
4.已知两颗行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为(　　)
A.
B.
C.
D.
答案C
解析由=k知,,则,与行星质量无关。
5.太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列图像能反映周期与轨道半径关系的是(　　)
答案D
解析由开普勒第三定律知=k,所以R3=kT2,D正确。
6.行星A、B的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2,则A、B的公转周期之比为(　　)
A. B.
C. D.无法确定
答案C
解析由开普勒第三定律=k,得,所以,C正确。
7.宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道上运动,如果轨道半径是地球轨道半径的9倍,求宇宙飞船绕太阳运行的周期是多少年
答案27年
解析根据开普勒第三定律,得T船=27年。
能力提升
1.木星和地球都绕太阳公转,木星的公转周期约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
答案C
解析根据开普勒第三定律=k,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≈5.2,所以r2≈5.2r1=5.2天文单位,选项C正确。
2.(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法正确的是(　　)
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度
C.彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度
D.若彗星周期为76年,则它的半长轴是地球公转半径的76倍
答案ABC
解析根据开普勒第二定律,为使相等时间内扫过的面积相等,则应保证近日点与远日点相比在相同时间内走过的弧长要大,因此在近日点彗星的线速度(即速率)、角速度都较大,选项A、B正确。而向心加速度a=,在近日点,v大,R小,因此a大,选项C正确。根据开普勒第三定律=k,则=762,即r1=r2,选项D错误。
3.一恒星系统中,行星a绕恒星做圆周运动的公转周期是0.6年,行星b绕恒星做圆周运动的公转周期是1.9年,根据所学知识比较两行星到恒星的距离关系(　　)
A.行星a距离恒星近
B.行星b距离恒星近
C.行星a和行星b到恒星的距离一样
D.条件不足,无法比较
答案A
解析根据开普勒第三定律可知ra4.如图所示,某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球运转半径的,设月球绕地球运动的周期为27天,则此卫星的运转周期大约是(　　)
A.天 B.天
C.1天 D.9天
答案C
解析由于r卫=r月,T月=27天,由开普勒第三定律,可得T卫=1天,故选项C正确。
5.关于天体运动、行星运动的三大定律,下列说法正确的是(　　)
A.八大行星中离太阳最近的水星比离太阳最远的海王星围绕太阳转一周的时间长
B.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动
C.开普勒把天空中的现象与地面上的现象统一起来,成功解释了天体运行的规律
D.开普勒第三定律=k中,k值与中心天体的质量无关
答案B
解析由开普勒第三定律知=k,则离太阳较近的行星围绕太阳转一周的时间短,离太阳较远的行星围绕太阳转一周的时间长,水星比海王星围绕太阳转一周的时间短,故A错误;开普勒行星运动定律也适用于其他天体,例如月球、卫星绕地球的运动,故B正确;开普勒发现了行星运动的三大定律,牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来,成功解释了天体运行的规律,故C错误;开普勒第三定律=k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同,故D错误。
6.飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运动,其周期为T。如果飞船要返回地面,可在轨道上的某一点A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椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切,如图所示。如果地球半径为R0,求飞船由A点到B点所需要的时间。
答案
解析由题意得,椭圆轨道的半长轴为
设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T',则根据开普勒第三定律有
求得T'=T·
所以,飞船由A点到B点所需的时间为
t=。
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