人教新课标版高中物理必修二达标作业 万有引力定律 Word版含解析

1．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动
B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
C．地球是绕太阳运动的一颗行星
D．日心说和地心说都不完善
[解析]　地心说和日心说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，不可能静止，故B错误，D正确．地球是绕太阳运动的普通行星，并非宇宙的中心天体，故A错误，C正确．
[答案]　CD
2．(多选)如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是(　　)
A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变的
B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的
C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内
D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内
[解析]　根据开普勒第一定律(轨道定律)的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，选项A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，由于受到太阳的引力作用而被约束在一定的轨道上，选项C正确，D错误．
[答案]　BC
3.某行星绕太阳运动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点的速率大，则太阳位于(　　)
A．F2 B．A
C．F1 D．B
[解析]　根据开普勒第二定律，行星和太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，故行星在近日点的速率大于在远日点的速率，由题知行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳位于F2位置，选项A正确．
[答案]　A
4．行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么它轨道半径r的三次方与运行周期T的平方的比为常量，设＝k，则常量k的大小(　　)
A．只与恒星的质量有关
B．与恒星的质量及行星的质量有关
C．只与行星的质量有关
D．与恒星的质量及行星的速度有关
[解析]　＝k，比值k是一个与行星无关的常量，只由恒星自身决定，A正确．
[答案]　A
5．(多选)把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得(　　)
A．火星和地球的质量之比
B．火星和太阳的质量之比
C．火星和地球到太阳的距离之比
D．火星和地球绕太阳运行速度大小之比
[解析]　由于火星和地球均绕太阳做圆周运动，＝k，k是只和中心天体有关的量，又v＝，则可求得火星和地球到太阳的距离之比及其绕太阳的运行速度大小之比，C、D正确．
[答案]　CD
6．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
[解析]　由于r卫＝r月，T月＝27天，由开普勒第三定律可得＝，则T卫＝1天，C正确．
[答案]　C
[拓展提升]
7．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆形．每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示．该行星与地球的公转轨道半径之比为(　　)
A. 　　　　 B．
C. 　　　　 D．
[解析]　由题图可知，行星运行的轨道半径比地球运行的轨道半径大，由开普勒第三定律知其周期长．每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，说明从最初行星在日地连线的延长线上开始，N年后地球转了N圈，行星转了N－1圈，从而再次处在日地连线的延长线上，所以行星的运行周期是年；根据开普勒第三定律有＝，则＝ ＝，故选A.
[答案]　A
8．若太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道，地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(　　)
火星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期(年)
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米 B．2.3亿千米
C．4.6亿千米 D．6.9亿千米
[解析]　由表中知T地＝1年，T火＝1.88年，由＝得，r火＝≈2.3亿千米，故B正确．
[答案]　B
9．月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天．应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样．(计算结果保留3位有效数字，取R地＝6400 km)
[解析]　设人造地球卫星轨道半径为R、周期为T
根据题意知月球轨道半径为60R地，周期为T0＝27天，T＝1天，则有＝
整理得R＝×60R地＝×60R地≈6.67R地
卫星离地高度H＝R－R地≈5.67R地＝5.67×6400 km≈3.63×104 km
[答案]　3.63×104 km
10．地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？
[解析]　根据开普勒第三定律有＝①
因地球和水星绕太阳做匀速圆周运动，故有
T1＝②
T2＝③
由①②③式联立求解得
＝＝＝＝＝.
[答案]　
[强力纠错]
11．(多选)如图所示，在某颗行星的轨道上有a，b，c，d四个对称点，若行星运动周期为T，则该行星(　　)
A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间
B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间
C．a到b的时间tab<
D．c到d的时间tcd>
[解析]　根据开普勒第二定律知行星在近日点速度最大，远日点速度最小．行星由a到b运动时的平均速度大于由c到d运动时的平均速度，而弧长ab等于弧长cd，故A错误；同理可知B错误；在整个椭圆轨道上tab＝tad<，tcd＝tcb>，故C、D正确．
[答案]　CD
12．刘军同学认为尽管太阳系里所有的行星和行星的卫星环绕的轨道各不相同，但其椭圆轨道半长轴a的三次方跟它公转周期T的二次方之比等于同一个常量k.你认为对吗？
[解析]　开普勒第三定律＝k中的“k”，并不是一个普适常量．对行星绕太阳运转的系统来说，这个常量k仅与太阳的质量有关，而与行星无关，这个规律也可推广到宇宙间其他行星绕某恒星运转的系统，或一些卫星绕某行星运转的系统，这时常量k仅与该系统的中心天体质量有关，而与周围绕行的星体无关．也就是说，中心天体不同的系统k值是不同的，在中心天体相同的系统里k值是相同的．
[答案]　不对