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题型: 多选题
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多选题

关于开普勒行星运动的公式=k,以下理解正确的是(  )

Ak是一个与中心天体有关的量

B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R,周期为T;月球绕地球运转轨道的半长轴为R,周期为T,则=

CT表示行星运动的自转周期

DT表示行星运动的公转周期

正确答案

A,D

解析

解:A、=k,其中k与中心天体质量有关,故A正确;

B、=k,其中k与中心天体质量有关,不同的中心天体,k值不同,

若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R,周期为T;月球绕地球运转轨道的半长轴为R,周期为T,则,故B错误;

C、=k,其中T表示行星运动的公转周期,故C错误,D正确;

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a,近日点离太阳的距离为b,过远日点时行星的速率为va,则过近日点时的速率为(  )

Avb=va

Bvb=va

Cvb=va

Dvb=va

正确答案

C

解析

解:取极短时间△t,根据开普勒第二定律得:

a•va•△t=b•vb•△t;

得到:vb=va

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

关于公式=k,下列说法正确的是(  )

A公式只适用于围绕太阳运行的行星

B不同星球的行星或卫星,其量k是相同的

C围绕地球运行的不同卫星,其常量k是相同的

D行星绕太阳的k值与月亮绕地球的k值是相同

正确答案

C

解析

解:

A、开普勒三定律都是由太阳系推导出来的,但是可以适用于所有的天体,故A错误.

B、k值与中心天体有关,故C正确,BD错误.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

关于行星的运动,以下说法不正确的是(  )

A行星轨道的半长轴越长,自转周期就越小

B行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大

C水星的半长轴最短,公转周期最大

D海王星离太阳“最远”,其公转周期最长

正确答案

A,C

解析

解:A、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.其表达式=k,行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长.故A错误,B正确;

C、水星轨道的半长轴最短,公转周期就最小,故C错误;

D、海王星离太阳“最远”,公转周期就最长,故D正确;

本题选不正确的,故选:AC.

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题型:填空题
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填空题

在地球轨道外侧有一颗绕太阳同向运行的小行星,每隔t时间与地球相距最近,已知地球绕太阳公转半径是R,周期是T,设地球和小行星轨道都是圆,则小行星距太阳的距离r=______

正确答案

解析

解:设小行星绕太阳周期为T‘,T'>T,地球和小行星每隔时间t相遇一次,t时间内地球比小行星多运动一周,即则有:-=1

设小行星绕太阳轨道半径为R',由开普勒第三定律:=

由以上两式解得:R′=

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

经长期观测发现,A行星运行的轨道半径为R0,周期为T0,但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离,且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离.如图所示,天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B,则行星B运动轨道半径R(  )

AR=R0

BR=R0

CR=R0

DR=R0

正确答案

A

解析

解:A行星发生最大偏离时,A、B行星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧,设行星B的运行周期为T、半径为R,则有:

t0-t0=2π,

所以T=,由开普勒第三定律得:=

解得:R=R0

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

一颗小行星环绕太阳匀速圆周运动的半径是地球绕太阳轨道半径的4倍,则小行星运动的周期为(  )

A1年

B2年

C4年

D8年

正确答案

D

解析

解:根据万有引力提供向心力得:

G=mr

解得:

T=2π

小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍,可得=8:

所以这颗小行星的运转周期是8年,故D正确.

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

关于公式,下列说法中正确的是(  )

A公式只适用於围绕太阳运行的行星

B公式只适用於太阳系中的行星或卫星

C公式适用於宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星且k值相同

D一般计算中,可以把行星或卫星的轨道看成圆,R是这个圆的半径

正确答案

D

解析

解:

AB、开普勒定律是针对太阳系推导出来的结果,但是适用与任何天体和其周围的卫星.故A错误,B错误;

C、K与中心天体有关,针对不同的中心天体,K值不同,故C错误;

D、高中阶段一般都把轨道当成是圆来处理,R就是圆的半径,故D正确;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

当人造地球卫星由椭圆轨道的近地点P向远地点Q运动时,下列说法正确的是(  )

A万有引力做正功

B万有引力做负功

C万有引力不做功

D卫星在P处的加速度小于在Q处的加速度

正确答案

B

解析

解:A、人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,总机械能守恒.

在远地点时,卫星离地球最远,所以势能最大,从近地点向远地点运动时,高度越来越大,重力势能越来越大,动能减小,动能转化为重力势能.

所以万有引力做负功.故A错误,B正确,C错误;

D、加速度a=,卫星在P处的加速度大于在Q处的加速度,故D错误;

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,人造地球卫星的轨道是一个椭圆,地球位于其中的一个焦点上,卫星在近地点A和远地点B到地心的距离分别为rA、rB,求卫星在这两点的速率之比.

正确答案

解:设远、近地点的曲率半径为ρ,

对于近地点:G=m

对于远地点:G=m

所以v1′:v2′=rB:rA

答:卫星在这两点的速率之比=rB:rA

解析

解:设远、近地点的曲率半径为ρ,

对于近地点:G=m

对于远地点:G=m

所以v1′:v2′=rB:rA

答:卫星在这两点的速率之比=rB:rA

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题型: 单选题
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单选题

根据开普勒三定律的内容,下列说法正确的是(  )

A所有行星绕太阳的运动是匀速圆周运动

B所有行星是以同样的速度绕太阳做椭圆运动

C对于每一个行星在近日点时的速率均大于在远日点的速率

D公式=k中的k值对所有行星或卫星都相等

正确答案

C

解析

解:A、所有行星绕太阳的运动是椭圆运动.故A错误;

B、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正确;

D、=k中的k值,对所有行星或卫星都不相等,故D错误;

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

万有引力常量由英国科学家______测量出来的,G=______N•m2/kg2

正确答案

卡文迪许

6.67×10-11

解析

解:牛顿发现了万有引力定律F=G,英国科学家卡文迪许利用扭秤装置,第一次测出了引力常量G,引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2.故D正确,ABC错误;

故答案为:卡文迪许,6.67×10-11

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题型: 多选题
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多选题

下列说法正确的是(  )

A行星轨道的半长轴越长,公转周期越长

B所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上

C水星的半长轴最短,公转周期最大

D太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动

正确答案

A,B

解析

解:A、C、根据开普勒第三定律,行星轨道的半长轴a越长,公转周期T越长,半长轴a越短,公转周期T越短.故A正确、C错误.

B、跟开普勒第一定律: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.故B正确.

D、运动是绝对的,静止时相对的,太阳在银河系中也是运动的,故D错误.

故选:AB.

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题型:简答题
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简答题

(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M

(2)一均匀球体以角速度ω绕自己的对称轴自转,若维持球体不被瓦解的唯一作用力是万有引力,则此球的最小密度是多少?

正确答案

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=mr                

   于是有 =              

即   k=                          

所以太阳系中该常量k的表达式是

(2)设位于赤道处的小块物质质量为m,物体受到的球体的万有引力恰好提供向心力,

这时球体不瓦解且有最小密度,

由万有引力定律结合牛顿第二定律得:GM=mω2R     

又因ρ=

由以上两式得ρ=

所以球的最小密度是

答:(1)太阳系中该常量k的表达式是.(2)若维持球体不被瓦解的唯一作用力是万有引力,则此球的最小密度是

解析

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=mr                

   于是有 =              

即   k=                          

所以太阳系中该常量k的表达式是

(2)设位于赤道处的小块物质质量为m,物体受到的球体的万有引力恰好提供向心力,

这时球体不瓦解且有最小密度,

由万有引力定律结合牛顿第二定律得:GM=mω2R     

又因ρ=

由以上两式得ρ=

所以球的最小密度是

答:(1)太阳系中该常量k的表达式是.(2)若维持球体不被瓦解的唯一作用力是万有引力,则此球的最小密度是

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题型: 单选题
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单选题

下列关于行星绕太阳运动的说法正确的是(  )

A所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的中心

B所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积

C所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等

D离太阳越近的行星运动周期越大

正确答案

C

解析

解:A、开普勒第一定律可得,所有行星都绕太阳做椭圆运动,且太阳处在所有椭圆的一个焦点上.故A错误;

B、开普勒第二定律叫面积定律,它是针对同一个行星而言,在相等的时间内扫过的面积相等,不是针对不同行星而言,故B错误;

C、开普勒第三定律可得,所以行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,故C正确;

D、由公式=k,得离太阳越近的行星的运动周期越短,故D错误;

故选:C.

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