7.1 行星的运动(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第二册同步学习指导(人教版2019)

练案[10] 第七章 1.行星的运动 A.火星绕太阳运行过程中，速率不变 基础巩固练 B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 1,了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样 C.火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在 观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以 相等时间内扫过的面积逐渐增大 下符合史实的是 D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 A.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证 4.太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不 明了自由落体运动是匀变速直线运动 同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映周 期与轨道半径关系的图像中正确的是( B.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合 探索自然规律的科学方法 C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了 上，上，∠1☑ 行星按照这些规律运动的原因 D.哥白尼发明了望远镜，发现了围绕木星转5.已知两个行星的质量m1=2m2,公转周期T 动的星球，表明了“地球中心说”是错误的 2T2,则它们绕太阳运动轨道的半长轴之比为 2.月球运行轨道为如图所示的绕地球E运动的 () 椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上。轨 B.4=2 道上标记了月球经过相等时间间隔 a21 4=不，T为轨道周期的位置。只考虑月球 C.4=4 哈洁 与地球间的相互作用，则下列说法正确的是 6.如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫 星，椭圆的半长轴为a,运行周期为Ts:C为绕 地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为「，运行 周期为T。下列说法或关系式中正确的是 A面积S,>S2 B.月球在轨道A点的速度小于B点的速度 C.T2=Ca3,其中C为常数，a为椭圆半长轴 D.T2=Cb,其中C为常数，b为椭圆半短轴 A地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C 3.如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转， 卫星轨道的圆心上 其运行轨道都是椭圆。根据开普勒行星运动 B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 定律可知 ( 火 疗力，该比值的大小与地球有关 地球。太阳● D.a 产一3，孩比值的大小不仅与地球有关， 还与太阳有关 —175 能力提升练 地球、哈雷慧星 太如 7.如图所示，水星和金星绕太阳的运动可视为匀 A.2062年 B.2026年 速圆周运动。若测得在相同时间内水星、金星 C.2050年 D.2066年 转过的角度分别为0，、02（均为锐角），则由此 10.(多选)如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道 条件可求得水星和金星 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 太知 虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星 金星Q 在从P经过M、Q到N的运动过程中() A.质量之比为0：02 海王星」 B.绕太阳运动的周期之比为6，：日2 pr-+----------0 太阳 C.绕太阳运动的轨道半径之比为√0，：√a D.相同时间内与太阳连线扫过的面积之比为 A.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运 1:1 行周期的平方之比等于月球绕地球运行 8.如图所示，地球卫星P绕地球做匀速圆周运 轨道半长轴的三次方与其运行周期的平 动，地球相对卫星的张角为9=2：另一卫星Q 方之比 (图中未画出)的张角为4α。则P与Q的周期 B.海王星在Q点的角速度大于P点的角 之比为 ( 速度 C从P到W所用时间小于。 D.从P到Q阶段，速率逐渐变小 11.“天问一号”探测器于2020年7月23日成功 发射，由“长征五号”运载火箭直接送入地火 A.sin'a B.sin'2a 转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星 sin'2a sin'a 共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火 C. sin'a D. sin'2a 星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的 Vsin'2a sin'a 平均距离为1A山（天文单位），火星到太阳的 9.地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则 平均距离为1.5Au,则“天问一号”在地火转 是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在 移椭圆轨道上运动的周期约为 () 1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨 火月 道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并 预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。最 地球 终哈雷的预言得到了证实，该彗星被命名为哈 O太阳 雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986 年，请你根据开普勒第三定律估算，它下次飞 A.0.8年 B.1.4年 近地球将在 C.2.2年 D.2.6年 176 12.飞船沿半径为R的圆周绕 (2)飞船在半径为R的圆周轨道与椭圆轨道 地球运动，其周期为T。如 上运行时的周期之比为多少？ 果飞船要返回地面，可在轨 道上某点A处，将速率降低 到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点 的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相 切，如图所示。如果地球半径为R。,求： (1)飞船由A点运动到B点所需要的时间。 -177-开普勒第三定律,所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期 二次方的比值都相等,比值由中心天体太阳决定,与环绕天体 行星无关,C错误,D正确。故选D. 球、轨道半径有关,则C、D错误。故选A。 4.C 由开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内 能力提升练 扫过的面积都相等,故A错误;由图可知,冬至为近日点,运行7.C 水星和金星作为环绕体,根据=可知T-22-可 速度最大,夏至为远日点,运行速度最小:所以从冬至到春分 的运行时间小于从春分到夏至的运行时间,故B错误;根据开 普勒第一定律可知,太阳既在地球公转轨道的焦点上,也在火 星公转轨道的焦点上,故C正确;若用a代表圆轨道的半长 因火星和金星沿不同的轨道绕太阳运动,则在相同时间内火 星和金星与太阳连线扫过的面积不相等,选项D错误。故 的,故D错误。故选C 选C。 练案[10] 过8.D根据几何关系可知卫星P的轨道半径r-.卫星? sing 基础巩固练 1.B 利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体 _in2,故选D。 运动是匀变速直线运动,A错误:侧利略开创了实验研究和逻 辑推理相结合探索自然规律的科学方法,B正确;开普勒总结 9.A 设彗星的周期为7,地球的公转周期为7.,这颗彗星轨道 出了行星运动的规律,即开普勒三大定律,但是未找出行星按 的半长轴约等于地球公转半径的18倍,由开普勒第三定律 照这些规律运动的原因,C错误;加利略发明了望远镜,发现 ##)_A#一、() 了围绕木星转动的星球,表明了“地球中心说”是错误的,D错 =18~76.即彗星下次飞近地球 误。故选B。 2.C 由开普勒第二定律知,月球与地球连线经过相等时间间隔 将在1=(1986+76)年=2062年,故选A 10.CD 海王星绕太阳转,月球绕地球转,中心天体不同,故开 所扫过的面积相等,则S.=S.,且可得,从近地点到远地点的 普勒第三定律不适用,故A错误;根据开普勒第二定律可知 过程中线速度逐渐减小,所以月球在轨道A点的速度大于B 点的速度,故A、B错误;由开普勒第三定律知,月球绕地球运 对每一个行星而言,太阳和行星的连线在相同时间内扫过的 动的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方成正比,故C正 面积相等,所以海王星从P→0的过程中,海王星与太阳的 确,D错误。故选C 距离变大,角速度逐渐减小,速度逐渐减小.故B错误,D正 3.D 根据开普勒第二定律可知,行星与中心天体的连线相等时 确;公转周期为7.,海王星从P→0的过程中所用的时间是 间内扫过的面积相等,则地球和火星靠近太阳的过程中,运行 0.5T。,由于海王星从P→M→0的过程中,速率逐渐变小,从 P→M与从M→O的路程相等,所以海王星从P→M所用的 速率均增加,故A、B错误;根据开普勒第二定律可知,火星远 时间小于-.故C正确。故选CD。 离太阳的过程中,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积 不变,故C错误;根据开普勒第三定律,由火星绕太阳运行的 11.B“天问一号”做园运动的轨迹半长轴为r。= 半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴,可知火星绕太阳运行 一周的时间比地球的长,故D正确。故选D. D正确。 选B (R+B。)T/R+R。 (2)(R。)# 12.(1)- /8 4R2R 解析:(1)飞船沿圆轨道返回地面,由题图可知,飞船由A 点到B点所密要的时间刚好是沿图中圆轨道运动周期的 6.A 由开普勒第一定律可知地球位于B卫星轨道的一个焦点 上,位于C卫星轨道的圆心上,A正确;由开普勒第二定律可 2 知,B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化,C卫星绕地球 T -232一 ##(##) (1)V(2)V(3)x(4)x 2R 2,所以飞船由A点到B{ 提示:太阳对行星的引力与行星对大阳的引力大小相等。 .".(R+R。)T R+R。 类型 4R2R。 典题3:C 自然界中任意两个物体之间都存在万有引力,故A 错误,C正确;万有引力公式只适用于两个能看成质点的物 (#2)# 体,当r趋近于0时,物体不能看作质点,该公式不再适用,故 8R 体质量均增大为原来的2倍,他们之间的万有引力会增加到 2.万有引力定律 原来的4倍,故D错误。故选C。 跟踪训练3:B 两质量均匀分布的小球均可看作质点,两球间 探究点1 类型 的万有引力大小F-C_mn (R:+),故选B。 典题1:BCD 天体做匀速圆周运动时由中心天体的万有引力充 探究点4 当向心力,故A错误;行星绕太阳旋转的向心力是来自太阳对 基础梳理 行星的万有引力,故B正确;生顿认为物体运动状态发生改变 2.卡文迪什 6.67x10-"N·m/kg 的原因是受到力的作用,行星绕太阳运动时运动状态不断改 类型 变,一定受到了力的作用,故C正确;牛顿把地面上的动力学 过典题4:D所施加的力为万有引力,即F=Cm,根据平面镜 关系作了推广应用到天体间的相互作用,推导出了太阳与行 星间的引力关系,故D正确 反射定律及几何关系可知,石英丝V发生扭转的角度A6= 跟踪训练1:BD 由于力的作用是相互的,则F和F大小相等 y故选D. 方向相反,是作用力与反作用力,太阳对行星的引力提供行星 绕太阳做圆周运动的向心力,故选BD。 跟踪训练4:BC 地球质量为V.半径为R.由题意,根据万有引 63x10{Mm 探究点2 c3x10Mm 类型 cMmn 典题2:C 牛顿为了检验万有引力定律的正确性,首次进行了 (60) “月一地检验”,故A错误;“月一地检验”表明地面物体所受 216.故A错误,B正确;当月球位于太阳和地球之间时,同一 地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质的力,故B错 误;月球由于受到地球对它的万有引力而产生的加速度与月 片海水受到月球和太阳引力的合力最大,此时海边容易形成 球绕地球做近似圆周运动的向心加速度相等,所以证明了万 有引力的正确性,故C正确;物体在地球表面所受的重力等于 大潮,故C正确;设地球对同一片海水的引力大小为F,根拒 .CMm.月球绕地球在引力提供向心力作用 前面分析可知太阳和月亮对这一片海水的引力大小分别为 其引力,则有:mg= R F-4000f,F-288000f,由于其中任何一个力都不在另外 GMm 两个力的合力大小范围之内,所以对于同一片海水而言,地 a.:g=1:3600,故D错误 球、月球、太阳对它的引力的矢量和不可能为零,故D错误 故选BC。 跟踪训练2:ABD D 过程1中,根据网周运动的规律F-m.4 探究点5 _过类型 典题5;A 当x<R.设星球的密度为p.距星球球心x处的物体 2中,要用到“地球的半径”和“月心到地心的距离”D正确,C 错误。 受到的万有引力与该处的重力的关系为G一 -=mg,可 探究点3 基础梳理 得g-4nGgx,当x>K.设星球的密度为p.星球半径为R,距星 1.二次方 球球心x处的物体受到的万有引力与该处的重力的关系为 2.cmm. 球心 (1)引力 (2)质点;均匀的球体 __n G or"mg,可得g-4-pn,故选A。 [判断正误] 3^2 -233-