专题05　万有引力定律-2021-2022学年高一物理下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

2021-2022学年高中物理下学期期末考点大串讲 专题05　万有引力定律 知识点一：开普勒三定律 1.开普勒第一定律：又称轨道定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上． 2.开普勒第二定律：又称面积定律，对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等SAB=SCD=SEK. 3.开普勒第三定律：又称周期定律，所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等．用公式表示：，其中比例常数与行星无关只与太阳有关． 4.对开普勒三定律的理解 ①开普勒三定律是实验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，主要是从运动学的角度描述了行星绕太阳的运动规律． ②开普勒三定律否定了天体运行的圆轨道想法，建立了正确的行星轨道理论；它还指出行星绕太阳运行时远日点速率小，近日点速率大；开普勒第三定律提示了周期和轨道半径的关系，该定律具有普遍性，后面将学到的人造卫星也涉及相似的常数，此常数与卫星无关，只与地球质量有关． 1．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A．所有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 B．地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 D．开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的自转周期 【答案】AC 【解析】 A．根据开普勒第一定律有，所有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，故A正确； B．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积，但不同的行星扫过的面积不等，故B错误； C．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故C正确； D．开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的公转周期，故D错误； 故选AC。 2．有关开普勒三大定律，结合图像，下面说法正确的是（　　） A．太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点 B．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变 C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳一周用的时间的短 【答案】A 【解析】 A．根据开普勒第一定律可知，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A正确； BC．根据开普勒第二定律可知，对同一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，且行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故BC错误； D．根据开普勒第三定律可知，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。由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D错误。 故选A。 3．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T。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所用的时间等于 B．B从P到Q所用的时间等于 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，加速度先减小后增大 【答案】BCD 【解析】 A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误； B．根据对称性可知，从P到Q所用的时间等于总时间的一半，即，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，故C正确； D．从M到N阶段，距离太阳的距离先增加后减小，则受太阳的引力先减小后增加，则加速度先减小后增加，故D正确。 故选BCD。 4．如图所示，A为近地圆轨道卫星，轨道半径为，B为地球同步卫星，轨道半径为，地球可视为质量分布均匀的球体。在相同时间内，A与地球球心连线扫过的面积为，B与地球球心连线扫过的面积为，则是（　　） A．1：1 B． C． D． 【答案】C 【解析】 根据 在时间t内扫过的面积 可知 故选C。 5．设绕太阳运动的行星轨道的半长轴为a，公转周期为T，根据开普勒第三定律可知，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 根据开普勒第三定律有 k为只与中心天体有关的常量，整理得 故选C。 6．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的中心位置 B．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小 C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积越大 D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行轨道的半长轴跟它的公转