2021-2022学年高中物理沪科版必修二课后巩固提升：5-1　从托勒密到开普勒 WORD版含解析.docx

1、第5章DIWUZHANG万有引力与航天5.1从托勒密到开普勒课后篇巩固探究学业水平引导一、选择题1.关于天体的运动,以下说法正确的是()A.天体的运动毫无规律,无法研究B.天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动解析:对天体的运动具有决定作用的是各星体间的引力,天体的运动与地球表面物体的运动遵循相同的规律,A错误;天体的运动,特别是太阳系中的八大行星绕太阳运行的轨道都是椭圆,而非圆周,B错误;太阳的东升西落是由地球自转引起的,C错误;太阳系中所有行星都围绕太阳做椭圆运动,D正确。答案:D2.某行星绕太阳运行的椭

2、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,则太阳是位于()A.F2B.AC.F1D.B解析:根据开普勒第二定律可知,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳在离A点近的焦点上,故太阳位于F2。答案:A3.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍,则这颗小行星运转的周期是()A.4年B.6年C.8年D.10年解析:根据开普勒第三定律得,T行=T地=1年=8年,故选项C正确。答案:C4.下图是行星m绕恒星M运动情况的示意图,下列说法正确的是()A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到

3、B做减速运动D.m从B到A做减速运动解析:由开普勒第二定律可知,近日点时行星运行速度最大,因此A、B错误;行星由A向B运动的过程中,行星与恒星的连线变长,其速度减小,故C正确,D错误。答案:C5.导学号44904064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。下列能反映周期与轨道半径关系的图像正确的是()解析:由开普勒第三定律知=k,所以R3=kT2,D正确。答案:D6.月球绕地球运动的周期约为27天,则月球中心到地球中心的距离R1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期相同)到地球中心的距离R2之比R1R2约为()A.31B.91C.271D.181解析:

4、由开普勒第三定律有,则,选项B正确。答案:B二、非选择题7.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?(R地=6 400 km,计算结果保留三位有效数字)解析:当人造地球卫星相对地球不动时,则人造地球卫星的周期同地球自转周期相等。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,由开普勒定律得。整理得R=60R地=6.67R地卫星离地高度H=R-R地=5.67R地=5.676 400 km=3.63104 km。答案:3.6310

5、4 km能力素养拓展一、选择题1.某人造地球卫星运行时,其轨道半径为月球轨道半径的,则此卫星运行周期大约是()A.35天B.57天C.79天D.大于9天解析:月球绕地球运行的周期约为27天,根据开普勒第三定律得,则T5.2天。答案:B2.右图是某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a,近日点离太阳的距离为b,过远日点时行星的速率为va,则过近日点时行星的速率为()A.vb=vaB.vb=vaC.vb=vaD.vb=va解析:若行星从轨道的A点经足够短的时间t运动到A点,则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形,其面积SA=;若行星从轨道的B点也经时间t运动到B点,则与太阳的连线扫过的面积SB=;

6、根据开普勒第二定律得,即vb=va,故C正确。答案:C3.2006年8月24日晚,国际天文学联合会大会投票,通过了新的行星定义,冥王星被排除在太阳系大行星行列之外,太阳系的大行星数量由九颗减为八颗。若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所示。行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径(106 m)2.446.056.373.3969.858.223.722.4轨道半径(1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.0从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近()A.80年B.120年C.165年D.200年解析:设

7、海王星绕太阳运行的平均轨道半径为R1,周期为T1,地球绕太阳公转的轨道半径为R2,周期为T2(T2=1年),由开普勒第三定律有,故T1=T2165年。答案:C4.导学号44904065太阳系的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下面4幅图是用来描述这些行星运动所遵循的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg,纵轴是lg;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图正确的是()解析:由开普勒第三定律有,则,即3 lg=2 lg,因此lg-lg图线为过原点的斜率为的直线,故B项正确。答案:B二、非选择题5.地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆,天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星,他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的18倍,并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现,哈雷的预言得到证实,该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年,请你根据开普勒行星运动第三定律估算它下次飞近地球是哪一年?解析:将地球的公转轨道近似成圆形轨道,其周期为T1,半径为r1;哈雷彗星的周期为T2,轨道半长轴为r2,则根据开普勒第三定律有。因为r2=18r1,地球公转周期为1年,所以可知哈雷彗星的周期为T2=T1=76.4年。所以它下次飞近地球是在2062年。答案:2062年