练案10 第7章 1.行星的运动-【成才之路•练案】2025-2026学年高中物理必修第二册同步新课程学习指导(人教版)

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∠ 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 2T,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 A.91 道上标记了月球经过相等时间间隔 2 B.、-2 a21 (△1=(，T为轨道周期的位置。只考虑月球 C.4=4 D.1 a,海 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Tg;C为绕 地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为，运行 周期为Tc。下列说法或关系式中正确的是 A.面积S>S, B.月球在轨道A点的速度小于B点的速度 C.T2=Ca,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 火星。 “万，该比值的大小与地球有关 地球。太阳●} D.a $,孩比值的大小不仅与地球 还与太阳有关 175 能力提升练 地球。“哈雷慧星 太阳 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 太阳 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01：02 海王星」 B.绕太阳运动的周期之比为O1:02 P太阳 -----1Q 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0=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M所用时间小于子。 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.sin2a 转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星 sin22a sin'a 共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火 G sin'a D. sin 2a 星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的 √sin32a sina 平均距离为1Au(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 火星 道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并 天问号 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？ A 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小球在a或c时，细线拉力提供向心力，但此时细线拉力处于： 恰好为T,设此时小球的速度大小为1。小球在最低点时 水平方向，以人为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得 FN'=Mg,可知小球在a、b、c三个位置时，人对秤盘的压力相 由车顿第二定律有乙mg=m ,解得，=4ms,此后小 等，故台秤的示数相同，C正确；小球从c点运动到最低点的 球做平抛运动，设运动时间为t,则对小球在竖直方向上h-L 过程中，细线对小球的拉力逐渐增大，且拉力与竖直方向的夹 =7,代入数据求得4=1s,在水平方向上水平位移为x 角逐渐减小，可知细线对人的拉力的竖直向下分力逐渐增大， 1·t=4m。 台秤的示数增大，但此过程人一直处于静止平衡状态，D错 :12.(1)1.2m(2)5m/s106°(3)5580N 误。故选C。 解析：(1)车做的是平抛运动，据平抛运动的规律可得， 8.A整个装置在光滑的水平面上绕杆的另一端，点O匀速转动 时，角速度相同，对A球，F2=2m×2Lw2,对B球，F1-F2= 竖直方向上有H=? m×Lo,OB杆的拉力F,与AB杆的拉力F,之比为5：4。故 水平方向上有s=t 选A。 9.B通过题图分析可知：当2=b,F、=0时，小球做圆周运动 解得s="√g 2x0.8m=1.2m。 =3×N0 的向心力由重力提供，即mg=m久， g=会A错误：当=0， (2)摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度为U,=gt= 4 m/s F=a时，重力与弹力F、大小相等，即mg=a,所以m=g= 到达A点时速度为A=√+y,2=5m/s 设摩托车落至A点时速度方向与水平方向的夹角为α，则有 合R,B正确：当>b时，杆对小球的弹力方向与小球重力方 向相同，竖直向下，故2=c>b时，杆对小球的弹力方向竖直 向下，C错误：若广=2b,则mg+R=m尝解得人=a,方向 即有a=53°，所以有0=2a=106°。 (3)对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的 竖直向下，D错误。 10.CD甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律 、合力作为圆周运动的向心力，所以有F一mgcos a三m 2 得F、mg=mR,汽车通过凹形桥的最低点时，速度可以超 代入数据解得FN4=5580N。 人和车运动到A点时对轨道的压力F'=F4=5580N。 过√gR,此时有F、>2mg,故A错误；乙图中，“水流星”匀速 转动过程中，设圆心为O,最高点为A,最低点为B,水桶所处 练案[10] 位置为C,水桶从A运动到B的过程中，设0C与0A的夹角基础巩固练 为(0≤0≤m),对桶中的水受力分析，沿半径方向，由牛顿1.B伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体 第二定律得上+mg0s0=m尺，从A点运动到B点的过程” 运动是匀变速直线运动，A错误；伽利略开创了实验研究和逻 中，cos0逐渐减小，则桶对水的支持力逐渐增大，由牛顿第： 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 三定律可得，水对桶的压力逐渐增大，所以在最低处水对桶 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 底的压力最大，故B错误；丙图中，火车按规定速度转弯时， 照这些规律运动的原因，C错误：伽利略发明了望远镜，发现 重力和支持力的合力提供向心力，超过规定速度行驶时，重 了围绕木星转动的星球，表明了“地球中心说”是错误的，D错 力和支持力的合力不够提供向心力，所以外轨对轮缘产生向： 误。故选B。 里的挤压作用，故C正确；丁图中，同一小球在光滑而固定的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 圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥的顶： 所扫过的面积相等，则S=S,,且可得，从近地点到远地点的 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 测。=ma,解得a=品。则在4，B两位置小球向 角为20，则mg 点的速度，故AB错误；由开普勒第三定律知，月球绕地球运 心加速度相等，故D正确。故选CD。 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 11.(1)5m/s(2)4m 确，D错误。故选C。 解析：(1)依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最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 高点根据牛顿第二定律有mg="四 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 L 速率均增加，故A、B错误：根据开普勒第二定律可知，火星远 代入数据可得小球经过最高点的速度大小为v=√5/s。 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 (2)小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小： 不变，故C错误：根据开普勒第三定律，由火星绕太阳运行的 251 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：1.B“天问一号”做椭圆运动的轨迹半长轴为「天= 周的时间比地球的长，故D正确。故选D。 ! 2（1Au+1.5Au)=1.25Au,根据开普勒第三定律，可得 4.D由开普勒第三定律=k,近似处理有元=k,即R=T. D正确。 「，地球公明为1=1年，解得刀4 5C根据开普勒第三定律二=么，又因为公转周期T=2,则 选B。 /8R3 它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为= 区洱。 12.()R+B,)7F+E 4R 2R (2) √(R+R) T 解析：(1)飞船沿椭圆轨道返回地面，由题图可知，飞船由A 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 点到B点所需要的时间刚好是沿图中椭圆轨道运动周期的 上，位于C卫星轨道的圆心上，A正确；由开普勒第二定律可 一半，椭圆轨道的半长轴为R+足，设飞船沿椭圆轨道运动的 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 2 做匀速圆周运动，B错误：由开普勒第三定律可知二=广 R+Ro 3 1! 周期为T,根据开普勒第三定律有E 2 2 72 -,解得T'= 乐，该比值的大小收与地球有关，则号产分，比值大小和老 T (R+Ro)3 球、轨道半径有关，则C、D错误。故选A。 2R ”√资所以飞每由A层到公 能力提升练 点所需要的时间为=2 T'（R+R)T/R+R 7.C水星和金星作为环绕体，根据®=？可知T-2西-2罗可 4R N 2R 0 求出周期比会一会但无法求出质量之化，放AB错误：根据 (②)由罕-k年，Tx瓜。则周期之比为 R /R+Ro 2 开普勒第三定律无=二可蜘知上。 3 T2 0,故C正确： 8R V(R+Ro)30 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 练案[11] 星和金星与太阳连线扫过的面积不相等，选项D错误。故 选C。 基础巩固练 8D根据几何关系可知卫星P的轨道半径r=。,卫星Q1,A根据万有引力定律，地球对卫星的万有引力为F=GM R 道半轻么一。根据开青的家三定方-，可知P与 Mm sin 2a' R+h)户，放选A。 =C- T !2.C行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供向心 Q的周期之比为云，=√，改选D。 9.A设彗星的周期为T1,地球的公转周期为T2,这颗彗星轨道 m,结合开普勒第三定律T2-云，可得F 力，可得F=4m2 的半长轴约等于地球公转半径的18倍，由开普勒第三定律！ 4m,故A错误，C正确：由F=4mm,可知引力F与距离， 票人得受看会-何6即县下次飞运老非释 r a 和行星的质量m有关，行星受太阳的引力不都相同，m越大， 在t=(1986+76)年=2062年，故选A。 F不一定越大，则质量越大的行星受太阳的引力不一定越大， 10.CD海王星绕太阳转，月球绕地球转，中心天体不同，故开！ 故B、D错误。故选C。 普勒第三定律不适用，故A错误；根据开普勒第二定律可知3.C设地球质量与月球质量分别为M,、M2,飞船到地球中心的 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距离与到月球中心的距离分别为、2，飞船质量为m,飞船所 面积相等，所以海王星从P→Q的过程中，海王星与太阳的 1 距离变大，角速度逐渐减小，速度逐渐减小，故B错误，D正 受球月引方平黄兴票6学格听√侵-低 确：公转周期为T。,海王星从P→O的过程中所用的时间是 故选C 0.5T,由于海王星从P→M一Q的过程中，速率逐渐变小，从4.D两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力 P→M与从M→Q的路程相等，所以海王星从P→M所用的i 公式可知两球间的万有引力大小为F=Gmm:、 时间小于子，故C正确。故选CD。 (+2+),故 选D。 252