人教版必修二 万有引力和航天专题 开普勒三定律(习题+解析).docxVIP

第 第 PAGE 1 页 高中物理 高中物理 开普勒三定律 （答题时间：30 分钟） 1 2某行星围绕太阳做椭圆运动，如果不知太阳的位置，但经观测行星在由A 到 B 的过程中，运行速度在变小，图中 F 、F 1 2 F B. A C. F D. B 2 1 某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球轨道半径的 1/3，则此卫星运 行的周期大约是（d 为“天”）（ ） 1 d～4 d 之间 4 d～8 d 之间 8 d～16 d 之间 16 d～20 d 之间 在天文学上，以春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四个季节。如图所示，从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是（ ） 在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 春夏两季与秋冬两季时间相等 春夏两季比秋冬两季时间长 如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是（ ） 在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变化的 在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的 某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内 某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内 1长期以来，“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径 r 1 12 2＝19 600 km，公转周期 T ＝6.39 天.2019 年 3 月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径 r ＝48 000 km，则它的公转周期 T 最接近于 1 2 2 15 天 25 天 35 天 45 天 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关说法中正确的是（ ） 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G 的数值 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识 太阳系八大行星的公转轨道均可近似看作圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星 与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间的平均距离约为1.5 亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为（ ） 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期（年） 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5 1.2 亿千米 B. 2.3 亿千米 C. 4.6 亿千米 D. 6.9 亿千米 太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列 4 幅图是用来描述这些行星 T 运动所遵从的某一规律的图象。下图中坐标系的横轴是 lg T 0 R ，纵轴是 lg R 0  ；这里 T 和 R 分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T 和 R 分别是水星绕太阳运行的周期 0 0 和相应的圆轨道半径。下列 4 幅图中正确的是（ ） 地球绕太阳运行的轨道半长轴为 1.50×1011 m，周期为 365 天，月球绕地球运行的轨道半长轴为 3.8×108 m，周期为 27.3 天。求： a3 对于绕太阳运行的行星T 2 a3 对于绕地球运行的卫星T 2 的值； 的值。 行星名称轨道半径（天文单 行星名称轨道半径 （天文单 位） 与地球的质量比 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 0.39 0.72 1 1.524 5.2 9.54 19.2 30.1 0.05 0.89 1.00 0.11 318 95 17 17 据此求解下列问题： 水星与金星的公转周期之比； 若地球围绕太阳公转的周期按 365 天计算，试计算火星、海王星的公转周期。 A BA 解析：由于 v v ，经过一段足够短的时间，行星与太阳的连线扫过的面积在A A B 和 B 点相等，故 r r ，显然 A 点为近日点，由此可知太阳位于 F . A B 2 B 解析：设人造卫星的轨道半径为R ，周期为 T 1 ，月球绕地球转动的轨道半径为R ， 1 2 周期为 T ，由开普勒第三定律可知 32 3 T ＝ T 1 9 2 T ≈30（天） 10 32 10 3 故 T ＝ 1 3 ≈5（天），故 B 选项正确。 AD 解析：冬至日前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球位于远日点附近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大，故 A 对、B 错；春夏两季平均速率比秋冬两季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，一般在186 天左右，而秋冬两季只有179 天左右，故 C 错、D 对。 BC 解析：根据开普勒第一定律（轨道定律）的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，选项A 错误，B