2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動(dòng)素養(yǎng)檢測(cè)含解析新人教版必修2

PAGE3-行星的運(yùn)動(dòng)(15分鐘30分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分)1.在物理學(xué)發(fā)展史中，很多物理學(xué)家做出了卓越貢獻(xiàn)。以下關(guān)于物理學(xué)家的科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的是()A.牛頓建立了相對(duì)論B.伽利略提出了“日心說(shuō)”C.哥白尼測(cè)定了萬(wàn)有引力常量D.開(kāi)普勒發(fā)覺(jué)了行星運(yùn)動(dòng)三定律【解析】選D。愛(ài)因斯坦最先提出狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論，A錯(cuò)誤；在天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)程中哥白尼最先提出了日心說(shuō)，B錯(cuò)誤；牛頓發(fā)覺(jué)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪什測(cè)定了萬(wàn)有引力常量，C錯(cuò)誤；開(kāi)普勒在前人探討數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)覺(jué)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，D正確。2.如圖所示，某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a，近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b，過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速率為()A.vb=va B.vb=vaC.vb=va D.vb=va【解析】選C。若行星從軌道的A點(diǎn)經(jīng)足夠短的時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到A′點(diǎn)，則與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積可看作扇形，其面積SA=；若行星從軌道的B點(diǎn)也經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn)，則與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積SB=；依據(jù)開(kāi)普勒其次定律得=，即vb=va，C正確。3.關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式=k，以下理解正確的是 ()A.k是一個(gè)與行星質(zhì)量有關(guān)的量B.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a地，周期為T(mén)地；月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a月，周期為T(mén)月，則=C.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D.T表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期【解析】選D。k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，與恒星的質(zhì)量有關(guān)，故A錯(cuò)誤。公式=k中的k是與中心天體質(zhì)量有關(guān)的，中心天體不一樣，k值不一樣；地球公轉(zhuǎn)的中心天體是太陽(yáng)，月球公轉(zhuǎn)的中心天體是地球，k值是不一樣的，故B錯(cuò)誤。T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期，故C錯(cuò)誤，D正確，故選D。4.木星和地球都繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽(yáng)的距離為1天文單位，則木星與太陽(yáng)的距離約為 ()A.2天文單位 B.4天文單位C.5.2天文單位 D.12天文單位【解析】選C。依據(jù)開(kāi)普勒第三定律=k，解得：R=，設(shè)地球與太陽(yáng)的距離為R1，木星與太陽(yáng)的距離為R2，則得：=，所以R2=5.2R1=5.2天文單位，故C正確。二、計(jì)算題(共10分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.天文學(xué)家視察哈雷彗星的周期為75年，離太陽(yáng)最近的距離為8.9×1010m，試依據(jù)開(kāi)普勒第三定律計(jì)算哈雷彗星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的距離。太陽(yáng)系的開(kāi)普勒常量k可取3.354×10【解析】彗星離太陽(yáng)的最近距離和最遠(yuǎn)距離之和等于軌道半長(zhǎng)軸的2倍，因此，只要求出軌道半長(zhǎng)軸即可。由開(kāi)普勒第三定律知=k，a==m≈2.66×1012哈雷彗星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的距離為：2a-8.9×1010m=(2×2.66×1012-8.9×10=5.231×1012答案：5.231×10(10分鐘20分)6.(6分)(多選)太陽(yáng)系中的其次大行星——土星的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)覺(jué)達(dá)數(shù)十顆。下表是有關(guān)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù)。則兩衛(wèi)星相比較，下列推斷正確的是 ()衛(wèi)星距土星的距離/km半徑/km質(zhì)量/kg發(fā)覺(jué)年頭土衛(wèi)五5270007652.49×10211672土衛(wèi)六122200025751.35×10231655A.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期較小B.土衛(wèi)六的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較大C.土衛(wèi)六的向心加速度較小D.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度較大【解析】選A、C、D。比較同一個(gè)行星的兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀況，其方法和比較太陽(yáng)的隨意兩顆行星的運(yùn)動(dòng)狀況的方法一樣。衛(wèi)星本身的大小、形態(tài)與其運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)。篩選所給的信息，其重要信息是衛(wèi)星離土星的距離。設(shè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道是圓形的，且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，依據(jù)開(kāi)普勒第三定律：軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等，則A正確。土衛(wèi)六的公轉(zhuǎn)周期較大，則由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)問(wèn)得土衛(wèi)六的角速度較小，故B錯(cuò)誤。依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式a=ω2r=()2r及開(kāi)普勒第三定律=k，得a=r=4π2·k·，可知半徑大的向心加速度小，故C正確。由于v==2π=2π，由推理可知，軌道半徑小的衛(wèi)星，其公轉(zhuǎn)速度大，故D正確。7.(14分)地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓,但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)特別扁的橢圓,天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過(guò)一顆彗星,他算出這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球軌道半徑的18倍,并預(yù)言這顆彗星將每隔肯定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn),哈雷的預(yù)言得到證明,該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年,請(qǐng)你依據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律(即=k,其中T為行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期,r為軌道的半長(zhǎng)軸)估算,它下次飛近地球是哪一年?【解析】將地球的公轉(zhuǎn)軌道近似成圓形軌道,其周期為T(mén)1,半徑為r1