2022高中物理 第六章 萬有引力與航天 開普勒三定律練習(xí) 新人教版必修2

2022高中物理 第六章 萬有引力與航天 開普勒三定律練習(xí) 新人教版必修2（答題時(shí)間：30分鐘）1. 某行星圍繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)，如果不知太陽的位置，但經(jīng)觀測行星在由A到B的過程中，運(yùn)行速度在變小，圖中F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，則太陽位于（ ）A. F2 B. A C. F1 D. B2. 某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球軌道半徑的1/3，則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是（d為“天”）（）A. 1 d4 d之間 B. 4 d8 d之間C. 8 d16 d之間 D. 16 d20 d之間3. 在天文學(xué)上，以春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)。如圖所示，從地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手，下列判斷正確的是（）A. 在冬至日前后，地球繞太陽的運(yùn)行速率較大B. 在夏至日前后，地球繞太陽的運(yùn)行速率較大C. 春夏兩季與秋冬兩季時(shí)間相等D. 春夏兩季比秋冬兩季時(shí)間長4. 如圖所示，對(duì)開普勒第一定律的理解，下列說法中正確的是（）A. 在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，它離太陽的距離是不變化的B. 在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，它離太陽的距離是變化的C. 某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定是在某一固定的平面內(nèi)D. 某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定不在一個(gè)固定的平面內(nèi)5. 長期以來，“卡戎星（Charon）”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119 600 km，公轉(zhuǎn)周期T16.39天.2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r248 000 km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于 （）A. 15天B. 25天C. 35天D. 45天6. 第谷、開普勒等人對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究漫長而曲折，牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上，得出了科學(xué)史上最偉大的定律之一萬有引力定律。下列有關(guān)說法中正確的是（）A. 開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)行的軌道是橢圓B. 太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C. 庫侖利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值D. 牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識(shí)7. 太陽系八大行星的公轉(zhuǎn)軌道均可近似看作圓軌道，“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽之間的平均距離約為1.5億千米，結(jié)合下表可知，火星與太陽之間的平均距離約為（）水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期（年）0.2410.6151.01.8811.8629.5A. 1.2億千米 B. 2.3億千米C. 4.6億千米 D. 6.9億千米8. 太陽系中的八大行星的軌道均可以近似看成圓軌道。下列4幅圖是用來描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象。下圖中坐標(biāo)系的橫軸是lg，縱軸是lg；這里T和R分別是行星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑，T0和R0分別是水星繞太陽運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑。下列4幅圖中正確的是（）9. 地球繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸為1.50×1011 m，周期為365天，月球繞地球運(yùn)行的軌道半長軸為3.8×108 m，周期為27.3天。求：（1）對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星的值；（2）對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的值。10. 太陽系中八大行星與太陽的距離見下表：行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（天文單位）0.390.7211.5245.29.5419.230.1與地球的質(zhì)量比0.050.891.000.11318951717據(jù)此求解下列問題：（1）水星與金星的公轉(zhuǎn)周期之比；（2）若地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的周期按365天計(jì)算，試計(jì)算火星、海王星的公轉(zhuǎn)周期。1. A 解析：由于vA>vB，經(jīng)過一段足夠短的時(shí)間，行星與太陽的連線掃過的面積在A點(diǎn)和B點(diǎn)相等，故rA<rB，顯然A點(diǎn)為近日點(diǎn)，由此可知太陽位于F2.2. B 解析：設(shè)人造衛(wèi)星的軌道半徑為R1，周期為T1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑為R2，周期為T2，由開普勒第三定律可知T1T2T230（天）故T15（天），故B選項(xiàng)正確。3. AD 解析：冬至日前后，地球位于近日點(diǎn)附近，夏至日前后地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，由開普勒第二定律可知近日點(diǎn)速率最大，故A對(duì)、B錯(cuò)；春夏兩季平均速率比秋冬兩季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏兩季時(shí)間長，一般在186天左右，而秋冬兩季只有179天左右，故C錯(cuò)、D對(duì)。4. BC 解析：根據(jù)開普勒第一定律（軌道定律）的內(nèi)容可以判定：行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，有時(shí)遠(yuǎn)離太陽，有時(shí)靠近太陽，所以它離太陽的距離是變化的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；行星圍繞著太陽運(yùn)動(dòng)，由于受到太陽的引力作用而被約束在一定的軌道上，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。5. B 解析：由開普勒第三定律T2r3有，代入數(shù)據(jù)解得T2最接近于25天，故只有選項(xiàng)B正確。 6. AD 解析：太陽與行星之間引力的規(guī)律也適用于其他星體之間，因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤；卡文迪許利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。7. B 解析：由開普勒第三定律知，故r火r地 2.3億千米，選項(xiàng)B正確。 8. B 解析：由開普勒第三定律有：，即3lg，整理得lg，故選擇B項(xiàng)。9. 解：（1）根據(jù)開普勒第三定律，則對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星3.4×1018 m3/s2（2）對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星1.0×1013 m3/s210. 解：（1）由開普勒第三定律可知解得12.5（2） ，從題表中找出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，代入算式，可解得T火686.7天，T海60 275.7天。