7.1行星的运动 同步测试卷—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word含答案）

1行星的运动同步测试卷
一、单选题
1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是 （　　）
A．哥白尼 B．第谷 C．牛顿 D．开普勒
2．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了行星运动定律
B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是圆，太阳处于圆心位置
C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小
D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行的轨道半径跟它公转周期成正比
3．2020年12月17日“嫦娥五号”成功取回月壤样品。它携带的月球探测器曾经过多次变轨，降落到月球表面上。如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，其半径为R；轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为近月圆轨道（虚线），其半径为r；如果把探测器与月球球心连线扫过的面积与所用时间的比值定义为“面积速率”，则探测器绕月球运动过程中，在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的“面积速率”之比为 （　　）
A． B． C． D．
4．下列关于行星绕太阳运动的说法中正确的是(　　)
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．离太阳越近的行星运动周期越短
C．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大
D．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处
5．如图所示，在某行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，若行星运动周期为T，则行星（　　）
A．从b到d的时间tbd=
B．从a到c的时间tac=
C．从d经a到b的运动时间大于从b经c到d的时间
D．从a到b的时间tab>
6．两颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，它们的质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则它们的运动周期之比是（　　）
A．3∶1 B．1:3 C．1∶9 D．9∶1
7．对于开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．某一行星绕太阳运转的轨道始终在一个固定的平面内
B．某一行星绕太阳运转的轨道不一定总在一个固定的平面内
C．在行星绕太阳运转一周的时间内，它离太阳的距离保持不变
D．在行星绕太阳运转一周的时间内，太阳始终在行星轨道的中心点上
8．我国预计在2018年12月发射“嫦娥四号”月球探测器．探测器要经过多次变轨，最终降落到月球表面上．如图所示，轨道I为圆形轨道，其半径为R；轨道Ⅱ为椭圆轨道，半长轴为a，半短轴为b．如果把探测器与月球的连线面积与其所用时间的比值定义为面积速率，则探测器绕月球运动过程中在轨道I和轨道Ⅱ上的面积速率之比是（已知椭圆的面积S= πab）
A． B． C． D．
9．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）
A．牛顿提出了“日心说”
B．伽利略提出了“日心说”
C．哥白尼发现了行星运动的三大定律
D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的
10．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示该行星与地球的公转半径之比为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，由中山大学发起的空间引力波探测工程“天琴计划”于2015年启动，拟采用三颗全同的卫星(SC1、SC2、SC3)构成一个边长约为地球半径27倍的等边三角形阵列，地球恰好处于三角形中心，卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行，对一个周期仅有5.4分钟的超紧凑双白矮星系统RX10 806.3＋1 527产生的引力波进行探测，若地球近地卫星的运行周期为T0，则三颗全同卫星的运行周期最接近(　　)
A．6T0 B．30T0 C．60T0 D．140T0
12．已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别R1和R2，如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（　　）
A．1 B． C． D．
二、多选题
13．关于行星运动的下列说法，正确的是
A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆
B．行星从近日点运动到远日点，线速度逐渐增大
C．行星运动的椭圆轨道的半长轴越大，周期越小
D．某行星由近日点到远日点的时间等于由远日点到近日点的时间
14．有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．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
B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C．所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
D．同一行星绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
15．关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是（　　）
A．太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点
B．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
C．行星在近日点的速率大于远日点的速率
D．离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长
三、解答题
16．太阳系八大行星几乎是在同一平面内沿同方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到土星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学称为“土星冲日”。已知地球公转轨道半径，地球公转周期年，土星公转轨道半径。
（1）求土星绕日的公转周期T2[计算结果保留到整数，可能用到的数，，；
（2）估算两次“土星冲日”的最短时间间隔（用T1和T2表示）。
试卷第1页，共3页
1行星的运动同步测试卷参考答案
1．D
【详解】
首先发表行星运动的三个定律的科学家是开普勒。
故选D。
2．C
【解析】
【详解】
A．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律，故A错误；
B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故B错误；
C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大，距离太阳越远，其运动速度越小，故C正确；
D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方成正比，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
由开普勒第三定律得
根据探测器与月球的连线面积与其所用时间的比值定义为面积速率得
故选A。
4．B
【详解】
A．行星绕太阳运动做椭圆轨道运动,并不是所有行星都在一个椭圆上,故A错误；
B．由开普勒第三定律可以知道:，故可以知道离太阳越近的行星，公转周期越短，故B正确；
C．由开普勒第二定律可以知道，行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，故在近日点速度大，远日点速度小，故C错误；
D．由开普勒第一定律可以知道，行星绕太阳运动做椭圆轨道运动，太阳在椭圆的一个焦点上，故D错误．
5．B
【详解】
AC．根据开普勒第二定律可知从b到c到d的运行平均速度小于b到a到d的运行平均速度，运行的轨迹长度相同，所以
AC错误；
B．根据开普勒第二定律结合运动的对称性可知
B正确；
D．从a到b运行的平均速度大于从b到c运行的平均速度，所以
D错误。
故选B。
6．A
【详解】
根据开普勒第三定律
恒量
可得
A正确，BCD错误
故选A。
7．A
【详解】
AB．在行星绕太阳运动一周的时间内，绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内，B错误A正确；
CD．根据开普勒第一定律可知，所有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，所以在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不断变化的，CD错误。
故选A。
8．C
【详解】
设探测器在轨道I上运动的周期为T1，在轨道Ⅱ上运动的周期为T2，则在轨道I上的面积速率为,在轨道Ⅱ上的面积速率为
由开普勒第三定律可知
由以上三式联立解得
故选C．
9．D
【详解】
AB．哥白尼提出了“日心说”，故AB错误；
C．开普勒发现了行星运动三定律，故C错误；
D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
地球绕太阳公转周期年，N年转N周，而该行星由于轨道半径大，周期也大，因而该行星N年应转N-1周，故
年
又因为行星和地球均绕太阳公转，由开普勒第三定律知
故
则B正确，ACD错误。
故选B。
【点睛】
若对题意理解不透，误认为每过N年行星转N+1周，容易得出行星运转周期年。
11．C
【详解】
由几何关系可知，等边三角形的几何中心到各顶点的距离等于边长的，所以卫星的轨道半径与地球半径的关系
由开普勒第三定律的推广形式，可知地球近地卫星与这三颗卫星的周期关系
所以
C最为接近；
A．6T0，与结论不相符，选项A错误；
B．30T0，与结论不相符，选项B错误；
C．60T0，与结论相符，选项C正确；
D．140T0，与结论不相符，选项D错误；
故选C.．
【点睛】
该题中已知两种卫星的半径之间的关系，可以由开普勒第三定律的推广形式快速解答，也可以由万有引力定律提供向心力求出周期与半径之间的关系后再进行判断．
12．B
【详解】
根据开普勒第三定律可知
则周期之比为
面积之比
根据题意
可知
ACD错误，B正确。
故选B。
13．AD
【解析】
A、所有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，这是开普勒第一定律，故A正确．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，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故B错误．C、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与公转周期的二次方比值都相等，则半长轴越大周期越长，故C错误．D、根据对称性可知，由近日点到远日点的时间等于由远日点到近日点的时间，故D正确．故选AD．
【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．
14．AD
【详解】
AB．由开普勒第一定律可知，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，B错误，A正确；
C．由开普勒第三定律可知，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，C错误。
D．由开普勒第二定律可知，同一行星绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，D正确。
故选AD。
15．ACD
【详解】
A．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A正确；
B．行星的运动方向为轨迹上某一点切线方向，不一定与它和太阳的连线垂直，故B错误；
C．开普勒第二定律的内容为：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，可知行星绕太阳运动有近日点和远日点之分，近日点运动快，远日点运动慢，故C正确；
D．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与公转周期的二次方成正比，故离太阳越远的行星绕太阳公转的周期越长，故D正确；
故选ACD。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）根据开普勒第三定律有
代入数据解得
年
（2）再次发生“土星冲日”意味着土星、地球和太阳再次共线，则地球比土星转过的圆心角多，则有
解得
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