高中物理第三章1天体运动教案3教科版必修2.docx

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高中物理第三章1天体运动教案3教科版必修2

3.1天体运动

教学过程：

一、新课引入

二、新课教学

[提问]在宇宙中像地球这样的行星大约有上亿颗，要想探索宇宙奥秘，寻找智慧生命，首先要对行星的运动有所了解．你对宇宙中行星的运动特点有哪些认识呢？

1．“地心说”

“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球运动，托勒密更是根据前人的观点结合自己的观测记录提出一套以自己名字命名的宇宙体系．“地心说”符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位．

但后来随着观测技术的发展，“地心说”对行星运动过程中出现的忽快忽慢及行星逆转等现象都不能做出合理的解释，人们开始怀疑“地心说”的正确性．

2．“日心说”

 “日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．

哥白尼根据自己的观测记录，提出太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星都在绕着太阳运动．哥白尼在病床上将自己的《天体运行论》发表．

3．第谷

第谷在“观天堡”工作20余年，在天文学方面取得一系列成就，尤其是在天文观测方面，第谷去世后他的观测数据留给了他的助手开普勒．

4．开普勒三定律

（1）开普勒第一定律

[讲解]开普勒在运用第谷的观测数据对哥白尼的“日心说”进行验证时发现火星的轨道存在偏差．

[提问]是什么原因造成了偏差呢？

[学生讨论]

1．计算错误；

2．第谷的观测数据出现了问题；

3．哥白尼的日心说存在不完善之处． 

[分析]开普勒进行了70余次反复计算，排除了第一种可能，他相信第谷观测数据的科学性，大胆提出是日心说存在不完善的地方，经过对行星运动轨道的修正，得出开普勒第一定律．

开普勒第一定律：

所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上．

[学生活动]体验行星绕着太阳运动的轨迹．利用笔、纸、图钉和绳子画出椭圆，并对椭圆的焦点与半长轴进行讲解．

（2）开普勒第二定律

[讲解]开普勒在对行星绕太阳运动的数据进行分析时，发现离太阳越近运动得越快，反之则越慢．

通过对行星运动数据的推导，开普勒发现行星与太阳之间的连线扫过的面积具有一定的特点．

开普勒第二定律：

太阳与任何一个行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．

（3）开普勒第三定律

[讲解]开普勒在发现了第一、第二定律后，并没有停止对第谷留给他的观测数据的研究．

当他对行星运动的周期与半径进行研究时，发现了其中存在的微妙的关系．

[提问]你能从中发现什么吗？

周期（年）

距太阳的平均距离（106km）

水星

0.24

57.9

金星

0.62

108.2

地球

1.00

149.6

火星

1.88

227.9

木星

11.90

778.3

土星

29.50

1427.0

[学生回答]随着周期增大，行星与太阳的距离也越大．

[提问]在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？

[学生回答]成正比．

[学生活动]对数据进行分析处理，判断它们之间是否成正比．

[结论]不同的行星的周期与距离之比不是一个定值，因此他们之间不成正比．

[提问]周期与距离之间既然不成正比，那么他们还可能存在什么样的关系呢？

[学生活动]提出猜想：

[分组活动]将学生分成几组，分别对几种猜想进行验证．

[结论]距离的三次方与周期的平方之比在一定误差内可认为是一个定值．因此得到距离的三次方与周期的平方成正比．

开普勒第三定律：

行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公转周期T的平方成正比．

[讲解]开普勒第三定律是开普勒对第谷的观测数据进行长达10年的分析后得出的结论．可见任何一个物理定律的得出都要经历一个漫长且艰苦的过程． 

九、课堂小结

教师请学生谈谈通过本节课的学习知道了什么，有什么感想．

本节中心内容是理解日心说，理解并且记住开普勒关于行星运动的三条定律：

椭圆轨道定律；面积定律；椭圆轨道半长轴与运行周期关系定律．

师生共同谈感想：

日心说很长时间里一直不被接受，任何一个学说，如果没有观测事实或实验证据的支持，就不可能被接受．

由于地心说比较符合人们的日常经验，所以统治了很长时间．但是随着人们对天体运动的不断研究，日心说逐渐被越来越多的人接受，真理最终战胜了谬误．

十、板书设计

一、行星的运动

1．地心说

2．日心说

二、开普勒三大定律

1.开普勒第一定律（轨道定律）

2.开普勒第二定律（面积定律）

3.开普勒第三定律（周期定律）

教学流程图：

教学反思：

本节课力图对学生进行科学精神与人文精神教育及科学方法教育，从而达到提高学生的科学素养、培养学生的科学探索精神和坚韧不拔的意志品质的目的．课上通过教师的引导，学生展开想象，大胆猜想，并进行充分讨论．课前教师充分准备，课上教师引导得当，就能够取得比较好的教学效果．

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示,某电场中的一条电场线上有A、B、C三点,其中B为AC的中点。

已知φA=5V,φC=3V,则

A．B点的电势φB一定为4V

B．A点的场强EA一定大于C点的场强EC

C．电荷量为+1C的电荷从C点运动到A点电势能减少2J

D．电荷量为-1C的电荷在A点时电势能为-5J

2．一质点在t＝0时刻从坐标原点出发，沿x轴正方向做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动；t＝1s时到达x＝5m的位置，速度大小为v1，此时加速度立即反向，加速度大小变为a2，t＝3s时质点恰好回到原点，速度大小为v2，则（）

A．a2＝3a1

B．v2＝3v1

C．质点向x轴正方向运动的时间为2s

D．质点向x轴正方向运动最远到x＝9m的位置

3．如图是两个等量异种电荷形成的电场，AB为中垂线上两点，CD为两电荷连线上两点，且A、B、C、D与O点间距离相等，则

A．A、B、C、D四点场强相同

B．C点电势比D点电势低

C．正电荷从A运动到B，电场力不做功

D．正电荷从C运动到D，电势能增加

4．如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。

在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不断地放出同种粒子，粒子以相同的速率v射入磁场。

粒子重力及粒子间的作用均不计。

图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域，其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。

下列说法正确的是

A．能经过M点的粒子必能经过N点

B．粒子的电荷量与质量之比为

C．从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为

D．从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为

5．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是

A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变大

C．线圈a有收缩的趋势

D．线圈a对水平桌面的压力F将变小

6．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个电荷量分别为Q和q的滑块，两滑块的质量相等，两滑块的电性相同，电荷量Q>q。

一开始，带电荷量为q的滑块静止，带电荷量为Q的滑块以某一初速度v从远处向右运动，则

A．两滑块的加速度始终相同

B．两滑块的速度相同时，两滑块间的电势能最大

C．两滑块的总动量先变小，后变大

D．两滑块最终以相同的速度做匀速直线运动

二、多项选择题

7．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，下列说法正确的是_______

A．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

B．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C．卡文迪许用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人

D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

E．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律

8．关于用“油膜法估测分子大小”的实验，下列说法正确的是___________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．实验时应先将痱子粉均匀撒在水面上，再将1滴油酸酒精溶液滴在水面上

B．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液中含有油酸

mL

C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油膜的形状

D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数（小于半格的不算，超过半格的算一格），求出油膜的面积

E．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可算出油膜厚度

，此即为油酸分子的直径

9．光是人出生第一眼见到的物质，可是迄今为止人们还不能说对光有了深入的了解。

下列对光的认为正确的是________。

A．光垂直界面射入另一种介质时仍沿直线传播，因此其传播速度也不变

B．海市蜃楼等现象使人们有时眼见也不为实

C．由于同种介质对不同颜色的光的折射率不同，导致复色光通过三棱镜时发生色散现象

D．光的干涉说明光具有波动性

E.材料的折射率越大，全反射的临界角越大

10．下列说法正确的是________。

A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小

B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动

C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的

E.第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的

三、实验题

11．如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一未知质量的物块B，A的质量为m1=62.5kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10cm.开始时活塞

距缸底L1=10cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，g=10m/s2求：

①物块A开始移动时，汽缸内的热力学温度；

②物块B恰好开始移动时汽缸内的热力学温度为1200K，求物块B的质量.

12．如图示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。

利用该装置可以完成“探究功与速度的关系”的实验。

（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_____（选填选项前的字母）。

A．将长木板带滑轮的左端垫高

B．将长木板不带滑轮的右端垫高

在_____（选填选项前的字母）且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A．不挂重物

B．挂上重物

（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T．测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示.实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打某计数点的过程中，拉力对小车做的功W，打某计数点时小车的速度v.同时以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2﹣W图象.分析实验图象：

该图线与斜率有关的物理量应是_____（选填选项前的字母）.

A．加速度B．位移C．质量D．时间

四、解答题

13．如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37º.已知小球的质量m=1kg，细线AC长L＝1m，B点距转轴的水平和距C点竖直距离相等.（重力加速度g取10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

（1）若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；

（2）若装置匀速转动的角速度为ω2时，细线AB刚好竖直，且张力为0，求此时角速度ω2的大小；

（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图像．

14．如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED是水平的，CD是竖直平面内的半圆，与ED相切与D点，且半径R=0.5m，质量m=0.1kg的滑块A静止在水平轨道上，另一质量M=0.5kg的滑块B前端装有一轻质弹簧（A、B均可视为质点）以速度

向左运动并与滑块A发生弹性正碰，若相碰后滑块A滑上半圆轨道并能过最高点C，取重力加速度

，则

（1）B滑块至少要以多大速度向前运动；

（2）如果滑块A恰好能过C点，滑块B与滑块A相碰后轻质弹簧的最大弹性势能为多少？

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

答案

D

D

C

C

D

B

二、多项选择题

7．ACE

8．ADE

9．BCD

10．ACE

三、实验题

11．

（1）450K

（2）62.5Kg

12．BAC

四、解答题

13．

（1）

rad/s；

（2）

rad/s；（3）T-ω2关系图象如图所示

14．

（1）3m/s

（2）0．375J

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里．许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域．不计重力，不计粒子间的相互影响．下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中

．哪个图是正确的？

（）

A．

B．

C．

D．

2．如图所示，在水平面上固定一点光源，在点光源和右侧墙壁的正中间有一小球自水平面以初速度v0竖直上抛，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则在小球竖直向上运动的过程中，关于小球的影子在竖直墙壁上的运动情况，下列说法正确的是（）

A．影子做初速度为v0，加速度为g的匀减速直线运动

B．影子做初速度为2v0，加速度为2g的匀减速直线运动

C．影子做初速度为2v0，加速度为g的匀减速直线运动

D．影子做初速度为v0，加速度为2g的匀减速直线运动

3．如图甲所示是某同学设计的一种发电装置的示意图，线圈为l=0.40m、匝数n=200匝的正方形线圈，线圈绕M轴转动，线圈的电阻为R1=1.0Ω。

磁感强度方向均沿半径方向，大小均匀分布，磁感应强度的大小均为B=

。

外力推动线圈框架，使线圈绕轴线做周期为0.4s的匀速圆周运动。

现将整个装置做为电源接在右图电路中，小灯泡的电阻为R2=9.0Ω，电压表为理想表。

下列说法中正确的是

A．小灯泡中电流的大小为1.6

A

B．电压表的示数为32V

C．电压表的示数为16

V

D．外力的功率为102.4W

4．使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2，v2与的关系是v2=

v1，已知某星球半径是地球半径R的

，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的

，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为

A．

B．

C．

D．

5．如图所示，条形磁铁用细线悬挂于O点，一金属圆环放置在O点正下方的水平绝缘桌面上．现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放，磁铁在竖直面内摆动，在其第一次摆至右侧最高点的过程中，圆环始终静止．下列说法正确的是（）

A．磁铁始终受到圆环的斥力作用

B．圆环中的感应电流方向保持不变

C．桌面对圆环始终有摩擦力作用

D．磁铁在O点两侧最高点的重力势能不相等

6．下列关于原子结构和原子核的说法中不正确的是（）

A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线

C．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量

D．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能

二、多项选择题

7．下列说法正确的是______________

A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

B．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现

C．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等

D．分子间引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大

E．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

8．如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连，若金属框的电阻为

，下列说法正确的是

A．流过电阻R的感应电流由a到b

B．线框cd边受到的安培力方向向上

C．感应电动势大小为

D．ab间电压大小为

9．一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回斜面底端。

下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能Ek、重力势能EP、机械能E随时间t或x（偏离出发点的距离）变化的图象，选斜面底端为零势能面，则下列图象可能正确的是（）

A．

B．

C．

D．

10．如图所示，变压器为理想变压器，副线圈中三个电阻的阻值大小关系为R1=R2=2r=2Ω，电流表为理想交流电表原线圈输入正弦式交流电e=110

sin100πt（V），开关S断开时，电阻r消耗的电功率为100W。

下列说法正确的是

A．通过电阻r的电流方向每秒钟变化50次

B．开关S闭合前后，电流表的示数之比为2︰3

C．开关S闭合前后，通过电阻R1的电流之比为2︰3

D．变压器原副线圈的匝数之比为11︰3

三、实验题

11．如图所示，截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠A=60°，AB=12cm，现有两细束相同的单色平行光a、b，分别从AC面上的D点和E点以45°射角入射，并均从AB边上的F点射出，已知AD=AF=5cm，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）D、E两点之间的距离。

12．

（1）用如图甲所示的装置，研究不同电阻R的阻值随温度T变化情况．测得阻值R与温度T的关系如图乙所示．如果R为金属热电阻，则图线是______（填“1”或“2”）；如果R为负温度系数（NTC）热敏电阻，则图线是______（填“1”或“2”）．

（2）如图丙所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。

当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。

S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。

由此可知，a元件应是________、b元件应是___________、c元件应是__________。

（选填“电阻”、“电容”或“电感”）

四、解答题

13．如图（a），质量m＝1kg的物体沿倾角

＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示。

求（sin

=0.6,cos

=0.8,g=10m/s2）：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数

；

（2）比例系数k。

14．如图甲所示，电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于粗糙绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2。

求：

（1）物块所受的摩擦力大小和0~1秒内的加速度大小。

（2）物块的质量。

（3）前2秒内电场力做的功。

【参考答案】

一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

答案

A

B

D

D

D

C

二、多项选择题

7．BDE

8．AD

9．AB

10．BD

三、实验题

11．

（1）

（2）12cm

12．）12电阻电感电容

四、解答题

13．

（1）0.25

（2）0.84

14．

（1）f=2N;

（2）

（3）7J