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1、2020 年新教材高中物理 课时素养评价九 行星的运动（含解析）新人教版必修 2 -1-行星的运动(15 分钟 30 分)一、选择题(本题共 4 小题，每题 5 分，共 20 分)1.金星、火星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,由开普勒定律可知（)A。两行星的周期相等 B.两行星的速率均不变 C。太阳位于金星椭圆轨道的一个焦点上 D。相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积【解析】选 C。由开普勒第三定律知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，则轨道不同周期不同,则 A错误;由开普勒第二定律知,对每一个行星而言,太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积
2、相等,则近日点速度快,远日点速度慢,则 B错误；由开普勒第一定律知,所有的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,则 C正确;由开普勒第二定律知,对每一个行星而言,太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,不是同一星体，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积不相等,则 D错误.2.关于开普勒第二定律，理解正确的是（）A.行星绕太阳运动时，一定做匀速圆周运动 B。行星绕太阳运动时,一定做匀变速曲线运动 C.行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度 D。行星绕太阳运动时,由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,故它在近日点的线速
3、度大于它在远日点的线速度【解析】选 D.行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故行星做变速曲线运动,但不是匀变速曲线运动,A、B错误;根据开普勒第二定律可知,在近日点时行星的线速度大于在远日点时行星的线速度，C错误,D 正确.2020 年新教材高中物理 课时素养评价九 行星的运动（含解析）新人教版必修 2 -2-3.太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（)【解析】选 D。由=k 知 r3=kT2,D 项正确.4.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的(）A。人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦点
4、上 B。同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同 C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同 D。同一卫星绕不同行星运动,轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等【解析】选 D。根据开普勒第一定律，人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上,故 A正确；根据开普勒第三定律,所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，即=k，其中 k 与中心天体的质量有关,所以不同卫星绕同一中心天体在不同轨道上运动，k 是一样的，故 B、C正确，D错误。二、计算题（10 分。要有必要
5、的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.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。哈雷彗星最椭圆轨道的一个焦点上相同时间内金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积解析选由开普勒第三定二定律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等则近日点速度快远日点速度慢则错误由开律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等不是同一星体太阳与行星的连线
6、在相同时间内2020 年新教材高中物理 课时素养评价九 行星的运动（含解析）新人教版必修 2 -3-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？【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 r2=18r1，地球公转周期为 1 年，所以可知哈雷彗星的周期为 T2=T
7、1=76。4 年。所以它下次飞近地球是在 2 062 年.答案：2 062 年 (10 分钟 20 分)6。(6 分)(多选）2018 年 7 月是精彩天象集中上演的月份，“水星东大距“火星冲日”“月全食等天象先后扮靓夜空，可谓精彩纷呈.发生于北京时间 7 月 28 日凌晨的“月全食”，相对于 2018 年 1 月 31 日发生的“月全食来说,这次月全食阶段持续时间长达 1 小时 44 分钟,比1 月底的月全食时间更长。已知月球绕地球的运动轨迹可看作椭圆，地球始终在该椭圆轨道的一个焦点上，则相对 1 月的月球而言，7 月的月球()椭圆轨道的一个焦点上相同时间内金星与太阳连线扫过的面积等于火星与
8、太阳连线扫过的面积解析选由开普勒第三定二定律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等则近日点速度快远日点速度慢则错误由开律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等不是同一星体太阳与行星的连线在相同时间内2020 年新教材高中物理 课时素养评价九 行星的运动（含解析）新人教版必修 2 -4-A.绕地球运动的线速度更大 B.距离地球更近 C.绕地球运动的线速度更小 D。距离地球更远【解析】选 C、D.地球绕着太阳公转，月球又绕着地球公转.发生月食的条件是地球处于月球和太阳中间，挡住了太阳光。月全食持续的时间长短和太阳、地球、月球三者的位置关系密切相关。这次月
9、全食的时间比较长，与月球恰巧位于远地点，与地球的距离比较远有关。所以 7 月的月球离地球更远,根据开普勒第二定律可知绕地球运动的线速度更小,故 A、B错误，C、D正确。7。（14 分）月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的 60 倍,运行周期约为 27 天，应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起运动，就像停留在天空中不动一样（地球同步卫星)?(地球半径 R地=6 400 km）【解析】月球环绕地球运动的轨道半径为地球半径的 60 倍,运行周期约为 27 天;同步卫星的周期为 1 天。根据开普勒第三定律,有：=解得:R月=R同=R同=9R同 由于 R月=60R地,故
10、R同=R地，故:h=R地R地=R地=6 400 km 36 267 km 椭圆轨道的一个焦点上相同时间内金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积解析选由开普勒第三定二定律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等则近日点速度快远日点速度慢则错误由开律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等不是同一星体太阳与行星的连线在相同时间内2020 年新教材高中物理 课时素养评价九 行星的运动（含解析）新人教版必修 2 -5-答案：36 267 km 椭圆轨道的一个焦点上相同时间内金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积解析选由开普勒第三定二定律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等则近日点速度快远日点速度慢则错误由开律知对每一个行星而言太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等不是同一星体太阳与行星的连线在相同时间内