2020_2021学年高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动课时作业含解析新人教版必修22021022417.doc

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1、行星的运动(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.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。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图象中正确的是(　　)【解析】选D。由=k知r3=kT2,D项正确。2.(多选)(2020·某某高一检测)关于太阳系中行星的运动,下列说法正确的是(　　)A.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越大B.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大C.水星轨道的半长轴最短,公转周期最小D.海王星离太阳“最远”,绕太阳运行的公转周期最大【解析】选B、C、D。由开普勒第三定律可知,=k(常量),

2、则行星轨道的半长轴越长,公转周期越大,选项B正确;水星轨道的半长轴最短,其公转周期最小,选项C正确;海王星离太阳“最远”,绕太阳运行的公转周期最大,选项D正确;公转轨道半长轴的大小与自转周期无关,选项A错误。3.(多选)关于开普勒行星运动规律的表达式=k,以下理解正确的是(　　)A.k是一个与行星无关的常量B.a代表行星的球体半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星绕中心天体运动的公转周期-4-【解析】选A、D。开普勒第三定律中的公式=k,k是一个与行星无关的常量,与中心天体有关,选项A正确;a代表行星椭圆轨道的半长轴,选项B错误;T代表行星绕中心天体运动

3、的公转周期,选项C错误,D正确。【加固训练】　　长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19600km,公转周期T1=6.39天。2006年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48000km,则它的公转周期T2最接近于(　　)A.15天　　B.25天　　C.35天　　D.45天【解析】选B。由开普勒第三定律=可知T2=6.39×天≈24.5天,B项正确。4.(多选)根据开普勒定律,我们可以推出的正确结论有(　　)A.人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦点上B.卫星离地球愈远,速率

4、愈小C.卫星离地球愈远,速率愈大D.同一卫星绕不同的行星运行的值都相同【解析】选A、B。依据开普勒第一定律可知,对地球和它的卫星,人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦点上,故A正确;根据开普勒第二定律可知:相同时间内与地球的连线扫过的面积相等,故应该是近地点速度大,远地点速度小,故B正确,C错误;对同一中心天体=k是常数,而同一卫星绕不同的行星运行,的值都不相同,因为k的值与中心天体的质量有关,故D错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)-4-5.天文学家观察到哈雷彗星的转动周期是76年,离太阳最近的距离是8.9

5、×1010m,离太阳最远的距离不能被测出。试根据开普勒定律估算这个最远距离,太阳系的开普勒常数k=3.354×1018m3/s2。【解析】设哈雷彗星离太阳的最远距离为r1,最近距离为r2=8.9×1010m则轨道的半长轴为R=因为哈雷彗星绕太阳沿椭圆轨道运动,所以根据开普勒第三定律有:=k=以上两式联立可得r1=-r2将k=3.354×1018m3/s2,T=76×365×24×3600s,r2=8.9×1010m代入计算,即得哈雷彗星离太阳的最远距离r1=5.273×1012m答案:5.273×1012m(10分钟·20分)6.(6分)(多选)哈雷彗星绕太阳运

6、动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是(　　)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【解析】选A、B、C。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。-4-

7、7.(14分)土星直径为119300km,是太阳系中第二大行星,自转周期只需10h39min,公转周期为29.4年,距离太阳1.43×109km。土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环。在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环,环的外沿直径约为274000km。请由上面提供的信息,估算地球距太阳有多远。(保留3位有效数字)【解析】根据开普勒第三定律有:=k,k只与太阳质量有关。则=,其中T为公转周期,R为行星到太阳的距离。代入数值得:=得R地=1.50×1011m=1.50×108km。答案:约1.50×108km-4-