教科版 (2019)第三章 万有引力定律1 天体运动课堂检测

这是一份教科版 (2019)第三章 万有引力定律1 天体运动课堂检测，共6页。试卷主要包含了下面叙述符合物理学史实的是，解析等内容，欢迎下载使用。
1．地球和金星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )
A．太阳位于金星运行轨道的中心
B．它们在近日点速度小于远日点速度
C．地球与金星公转周期平方与轨道半长轴立方之比相等
D．地球和金星绕太阳运行速度的大小始终相等
2．有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是( )
A．所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
D．行星绕太阳运动的速度大小不变
3．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度小．则恒星位于( )
A．F 点 B．A点C．E点 D．O点
4．关于行星绕太阳运动，下列说法正确的是( )
A.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度小，距离大时速度大
B．开普勒第三定律 eq \f(a3,T2)＝k中的k与行星的质量无关，只与太阳的质量有关
C．开普勒第三定律 eq \f(a3,T2)＝k中的k与恒星质量和行星质量均有关
D．所有行星绕太阳运动的周期都是相等的
5．下面叙述符合物理学史实的是( )
A．伽利略通过理想实验总结出了惯性定律
B．亚里士多德发现忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
C．开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律
D．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量
6．如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运行，图中S1、S2两部分阴影面积大小相等．则下列关于卫星运动的说法正确的是( )
A．卫星在b点的速率等于在d的速率
B．卫星在b点的速率小于在d的速率
C．卫星从a到b的运行时间大于从c到d的运行时间
D．卫星从a到b的运行时间等于从c到d的运行时间
7．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像中正确的是( )
8.(多选)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )
A．从P到M所用的时间小于 eq \f(T0,4)
B．从Q到N阶段，速率逐渐减小
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先充当阻力后充当动力
B组 选择性考试练
9．如图所示，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(M≫m1，M≫m2)，在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为ra∶rb＝1∶4.从图示位置开始(a和b之间有一很小的锐角)，在b运动两周的过程中，a、b、c三点共线了( )
A．14次 B．24次
C．28次 D．32次
10.二十四节气中的“春分”与“秋分”时，太阳均直射赤道，“春分”为太阳直射点从南回归线回到赤道，“秋分”则为太阳直射点从北回归线回到赤道.2020年3月20日为“春分”，9月22日为“秋分”，可以推算从“春分”到“秋分”为186天，而从“秋分”到“春分”则为180天．设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是( )
A．从“春分”到“秋分”，地球离太阳远
B．从“秋分”到“春分”，地球离太阳远
C．夏天地球离太阳近
D．冬天地球离太阳远
11．太阳系八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地视为圆，下表是各星球的半径和轨道半径．
从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近于( )
A．80年 B．120年
C．165年 D．200年
12．曾经有人用木星的直径作为量度单位，测量了木星卫星的轨道半径．如图所示，他发现木卫一的周期是1.8天，距离木星中心4.2个木星单位，而木卫四的周期是16.7天．请预测木卫四距离木星中心的距离．
13．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(即 eq \f(r3,T2)＝k，其中T为行星绕太阳公转的周期，r为轨道的半长轴)估算．它下次飞近地球是哪一年？
课时素养评价8 天体运动
1．解析：根据开普勒第一定律：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．所以行星距离太阳越近，速度越大，在近日点速度大于远日点速度，故B错误； 根据开普勒第三定律， eq \f(r3,T2)＝k，地球与金星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故C正确；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，速度始终在变化；对于处于不同轨道的地球和金星，绕太阳运行速度的大小不相等，故D错误．
答案：C
2．解析：由开普勒第三定律知：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，选项A错误；开普勒第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，选项B错误，选项C正确；由开普勒定律知道所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，又由于对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳运动的速度大小是变化的，选项D错误．
答案：C
3．解析：行星在B点的速度比在A点的速度小，恒星位于焦点上，且远地点速度小于近地点速度，故恒星位于E点．故选C.
答案：C
4．解析：由开普勒第二定律：“相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的”知距离越大速度越小，故A错误；开普勒第三定律 eq \f(a3,T2)＝k中的k与行星的质量无关，只与太阳的质量有关，故B正确，C错误；由开普勒第三定律：“各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比”，故D错误．
答案：B
5．解析：牛顿总结出了惯性定律，故A错误；伽利略发现忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快，故B错误；开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律，故C正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故D错误.
答案：C
6．解析：卫星绕行星沿椭圆轨道运行，根据开普勒第二定律，在b点时离行星近，在d点时离行星远，则卫星在b点的速率大于在d点的速率，A、B错误；根据开普勒第二定律知，S1、S2两部分阴影面积大小相等，则卫星从a到b的运行时间等于从c到d的时间， C错误，D正确．
答案：D
7．解析：根据开普勒第三定律 eq \f(r3,T2)＝k知r3＝kT2 ，故选D.
答案：D
8．解析：从P到Q的时间为半个周期，根据开普勒第二定律，从P到M运动的速率大于从M到Q的速率，可知从P到M所用时间小于 eq \f(T0,4)，A正确；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，从P到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，速率是减小的；从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，速率会增大，B错误，C正确；从M到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，D正确．
答案：ACD
9．解析：根据开普勒第三定律 eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(a)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(a)) )＝ eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(b)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(b)) )，可知Tb＝8Ta，因此在b运动2周的过程中，a运动了16周，a比b多转了14周，每一周有两次三点共线，这样a、b、c三点共线了28次．
答案：C
10．解析：两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，由v＝ eq \f(l,t)可知时间长，说明速率小，依据开普勒第二定律，速度小就说明离太阳远，故A正确，B错误；我国是北半球，我国的冬季时候地球离太阳近，而夏季时候离太阳远，故C、D错误．
答案：A
11．解析：设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 eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) )＝ eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) )，故T1＝ eq \r(\f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) ,r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) ))·T2≈164年，故C正确．
答案：C
12．解析：木卫一和木卫四都是木星的卫星，由开普勒第三定律可知， eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) )＝ eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(4)) ,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(4)) )，代入数据得： eq \f(4.23,1.82)＝ eq \f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(4)) ,16.72)，解得r4＝18.5.
答案：18.5个木星单位
13．解析：由 eq \f(r3,T2)＝k，其中T为行星绕太阳公转的周期，r为轨道的半长轴，k是对太阳系中的任何行星都适用的常量．可以根据已知条件列方程求解．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： eq \f(T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) )＝ eq \f(T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) )，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＝ eq \r(\f(r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(2)) ,r eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) ))×T1＝76.4年，所以它下次飞近地球在2062年左右．
答案：2062年
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)
2.44
6.05
6.37
3.39
69.8
58.2
23.7
22.4
轨道
半径
(×1011 m)
0.579
1.08
1.50
2.28
7.78
14.3
28.7
45.0