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1、2022年高一物理 第5單元:達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(1、行星的運(yùn)動(dòng))(有解析) 大綱人教版
基礎(chǔ)·鞏固
1.地球繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)稱為________轉(zhuǎn),周期是________,地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)稱為________轉(zhuǎn),其周期是________,月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期是________
解析:可依據(jù)日常生活常識(shí)解答.
答案:自 24 h 公 365天 27.3天
2.兩顆行星的質(zhì)量分別為m1、m2,它們繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸分別為R1、R2,如果m1=2m2,R1=4R2,那么,它們的運(yùn)行周期之比T1∶T2=________.
解析:由開普勒第三定律,比較求解
由開普勒定律有:,故.
答案:8∶1
3
2、.下列關(guān)于“日心說(shuō)”和“地心說(shuō)”的一些說(shuō)法中正確的是( )
A.地球是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的
B.“太陽(yáng)從東方升起,在西邊落下”這說(shuō)明太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),地球是不動(dòng)的
C.如果認(rèn)為地球是不動(dòng)的(以地球?yàn)閰⒖枷担行沁\(yùn)動(dòng)的描述不僅復(fù)雜且問(wèn)題很多
D.如果認(rèn)為太陽(yáng)是不動(dòng)的(以太陽(yáng)為參考系),則行星運(yùn)動(dòng)的描述變得簡(jiǎn)單
解析:可依據(jù)“日心說(shuō)”與“地心說(shuō)”的內(nèi)容深入分析.
“太陽(yáng)從東方升起,在西邊落下”,是地球上的人以地球?yàn)閰⒖枷涤^察的結(jié)果,并不能說(shuō)明太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,參考系不同,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述也不同.
答案:CD
4.關(guān)于開普勒第三定律的理解,以下說(shuō)法中正確的是( ?。?/p>
3、
A.k是一個(gè)與太陽(yáng)運(yùn)行的行星無(wú)關(guān)的常量,可稱為開普勒常量B.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期
C.該定律既適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)
D.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R1,周期為T1,月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R2,周期為T2,則
解析:開普勒第三定律描述繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)行星間的關(guān)系,T為行星公轉(zhuǎn)周期,不是自轉(zhuǎn)周期(各行星在公轉(zhuǎn)的同時(shí),還自轉(zhuǎn)),其k值只與太陽(yáng)有關(guān),與各行星無(wú)關(guān),該定律雖是開普勒研究行星繞日運(yùn)動(dòng)得出來(lái)的,但同樣適合于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng),這時(shí)T為衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期,k與衛(wèi)星無(wú)關(guān)而只與行星有關(guān),地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),;月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),,這兩個(gè)常量k、k′不相等
4、,故.
答案:AC
5.開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng).如果一顆人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),它在離地球最近的位置(近地點(diǎn))和最遠(yuǎn)的位置(遠(yuǎn)地點(diǎn)),哪點(diǎn)的速度比較大?
解析:根據(jù)開普勒的面積定律,即行星和太陽(yáng)之間的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等.在近地點(diǎn),衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑小,其運(yùn)行的速度更大.
答案:近地點(diǎn)速度大.
綜合·應(yīng)用
6.地球到太陽(yáng)的距離為水星到太陽(yáng)距離的2.6倍,那么地球和水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度之比為(設(shè)地球和水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道為圓)( ?。?
A. B.
C.
5、 D.
解析:開普勒第二定律是說(shuō)同一個(gè)行星在軌道上運(yùn)行時(shí),該行星與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等,并不是指在不同軌道上運(yùn)行的所有行星與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積都相等.本題中的地球與水星是在不同軌道上運(yùn)行的行星,因此是不能運(yùn)用開普勒第二定律的.
設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑為R1,周期為T1,水星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑為R2,周期為T2,由開普勒第三定律有
因地球和水星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有
,
聯(lián)立上面三式解得:.
答案:C
7.最近,科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽(yáng)系外某一恒星有一行星,并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1 20
6、0年,它與該恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍. 假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓周,僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有( ?。?
A.恒星質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比
B.恒星密度與太陽(yáng)密度之比C.行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比
D.行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比
解析:由,得.由分別的運(yùn)行時(shí)間比和距離比可求出恒星質(zhì)量和太陽(yáng)質(zhì)量之比,再由可求出各自的運(yùn)行速度之比,所以選項(xiàng)A、D正確.[答案:AD
8.(全國(guó)理綜Ⅰ)把火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道視為圓周.由火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比可求得( )A.火星和地球的質(zhì)量之比
B.火星和太陽(yáng)的質(zhì)量之比
C.火星和地球到太陽(yáng)的距離之
7、比
D.火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行速度大小之比
解析:由于火星和地球均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由開普勒第三定律,k為常量,又,則可知火星和地球到太陽(yáng)的運(yùn)行速度大小之比,所以C、D選項(xiàng)正確.
答案:CD
9.地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學(xué)上常用來(lái)作為長(zhǎng)度單位,叫做一個(gè)天文單位,用來(lái)量度太陽(yáng)系內(nèi)天體與太陽(yáng)的距離.已知火星公轉(zhuǎn)的周期是1.84年,根據(jù)開普勒第三定律,火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是多少個(gè)天文單位的長(zhǎng)度?將地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道近似成圓形軌道.
解析:設(shè)地球和火星的軌道半徑分別為r1、r2,公轉(zhuǎn)周期分別為T1、T2.根據(jù)開普勒第三定律:,得(個(gè)天文單位)
10.天文學(xué)家觀察到哈雷彗星的周期是75
8、年,離太陽(yáng)最近的距離是8.9×1010m,但它離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的距離不能被測(cè)出.試根據(jù)開普勒定律計(jì)算這個(gè)最遠(yuǎn)距離,太陽(yáng)系的開普勒常量k=3.354×1018m3/s2.
解析:可設(shè)最遠(yuǎn)距離為x2(最近距離x1=8.9×1010),則半長(zhǎng)軸,結(jié)合,即可求取x2.
設(shè)哈雷彗星離太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離為r1,最近距離為r2=8.9×1010 m,則軌道的半長(zhǎng)軸為.因?yàn)楣族缧抢@太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),所以根據(jù)開普勒第三定律有:,以上兩式聯(lián)立可得,將k=3.354×1018m3/s2,T=75×365×24×3 600 s,r2=8.9×1010 m代入計(jì)算,即得哈雷彗星離太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離r1=5.225×1012m.
11.已知地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的平均軌道半徑為1.49×1011m,海王星繞太陽(yáng)運(yùn)行的平均軌道半徑為4.50×1012m,試估算海王星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期是多少?
解析:兩星繞太陽(yáng)運(yùn)行的開普勒常量相等,可根據(jù)列方程式.
地球繞太陽(yáng)運(yùn)行平均軌道半徑R1=1.49×1011 m,周期T1=1年,海王星繞太陽(yáng)運(yùn)行的平均軌道半徑R2=4.50×1012m,周期設(shè)為T2,由開普勒第三定律有得,將有關(guān)數(shù)值代入計(jì)算得T2=1.66×102年.