2018高中物理第六章万有引力与航天1开普勒三大定律练习新人教版必修2.doc

开普勒三大定律（答题时间：15分钟）1. （重庆模拟）火星和木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. 火星与木星公转周期相等B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C. 太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2. （浙江二模）假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度为36000km，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（）A. 4次B. 6次C. 7次D. 8次3. （浙江高考）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r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2=48000km，则它的公转周期T2，最接近于（）A. 15天B. 25天C. 35天D. 45天4. （朝阳区一模）1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献。若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为（）A. B. C. D. 5. （辽宁模拟）月球绕地球运转的周期为T1，半径为R1；地球绕太阳运转的周期为T2，半径为R2，则它们运动轨道半径的三次方和周期的二次方的比，正确的是（）A. B. C. D. 无法确定它们的关系6. 16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是（）A. 宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B. 地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时，还跟地球一起绕太阳运动C. 天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象D. 与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多7. 太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“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）0.2410.6151.01.8811.8629.5A. 1.2亿千米 B. 2.3亿千米C. 4.6亿千米 D. 6.9亿千米8. 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径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？ 9. 地球绕太阳公转的轨迹为椭圆，地球由近日点向远日点运动过程中（）A. 地球运动的速度逐渐增大 B. 地球运动的速度逐渐减小C. 地球运动的加速度逐渐增大 D. 地球运动的加速度逐渐减小1. C 解析：A. 根据开普勒第三定律， =k，k为常数，火星与木星公转的半长轴不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A错误；B. 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，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故B错误；C. 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，故C正确；D. 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，是对同一个行星而言，故D错误。2. C 解析：据开普勒第三定律得 R1=4200km+6400km R2=36000km+6400km 可知载人宇宙飞船的运行周期T1与地球同步卫星的运行周期T2之比为，又已知地球同步卫星的运行周期为一天即24h，因而载人宇宙飞船的运行周期T1=h=3h，由于匀速圆周运动的角速度=，所以宇宙飞船的角速度为，同步卫星的角速度为，因为两者运行的方向相同，因而可以视作追击问题。又因为是由两者相距最远的时刻开始，而两者处于同一直线且非位于地球同一侧时，二者相距最远，此时追击距离为，即一个半圆，追击时间为。此后，追击距离变为2即一个圆周，同理，追击时间为，可以得到24h内共用时，完成追击7次，即七次距离最近，因而发射了七次信号。3. B 解析：据开普勒第二定律 解得：T2=24.6天，故ACD错误，B正确。4. C 解析：解：根据开普勒第三定律，有，解得R钱=R。5. B 解析：由万有引力提供向心力的周期表达式：，解得：，由于中心天体地球质量小于太阳质量，故，故B正确。6. ABC 解析：所有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；行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动。整个宇宙是在不停运动的，故天空也是转动的。只有D的论点正确。7. B 解析：由题意可知，行星绕太阳运转时，满足常数，设地球的公转周期和公转半径分别为T1、r1，火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T2、r2，则，代入数值得：r22.3亿千米。8. 2062年解析：由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： 因为r218r1，地球公转周期为1年，所以可知哈雷彗星的周期为T2T176.4年。所以它下次飞近地球是在2062年。9. BD 解析：根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以近日点速度大于远日点速度，即地球由近日点向远日点运动过程中地球运动的速度逐渐减小，故A错误，B正确；当行星从近日点向远日点运动时，根据万有引力定律，行星质量不变，行星与太阳的距离增大，万有引力减小，根据牛顿第二定律，加速度减小。故C错误，D正确。4