3.1天体运动 同步作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第二册
3.1天体运动 同步作业（解析版）
1．下列关于宇宙的说法中正确的是（ ）
A．地球是宇宙中唯一有卫星的行星 B．太阳是银河系中唯一发光的恒星
C．太阳是银河系的一个组成部分 D．所谓恒星就是永恒不变的星球
2．关于太阳系中各行星的运动，开普勒指出：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即，那么k的大小与下列哪些量有关　　
A．行星的质量 B．行星的运行速率
C．行星与太阳的距离 D．太阳的质量
3．关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B．所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比
C．若地球绕太阳运转的半长轴为R1,周期为T1,月球绕地球运转的半长轴为R2,周期为T2,则
D．开普勒第三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
4．开普勒被誉为“天空的立法者”、关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　）
A．太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动
B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度
C．绕太阳运行的多颗行星中离太阳越远的行星运行周期越大
D．地球在宇宙中的地位独特，太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动
5．小质量恒星的演化过程是（ ）
A．原始星云→恒星→红巨星→白矮星
B．原始星云→恒星→红超巨星→白矮星
C．原始星云→恒星→红巨星→中子星
D．原始星云→恒星→红超巨星→黑洞
6．某人造地球卫星绕地球运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速度比在B点的速度大，则地球位于（　　）
A．F点 B．O点 C．E点 D．A点
7．若地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，如地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径大小分别为R1和R2，则（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，远日点A和近日点B距太阳的距离为a和b，若行星经过A点时的速率为v，则经过B点时的速率为（　　）
A． B． C． D．
9．关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是(　　)
A．所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动
B．所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动
C．对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率
D．所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同
10．设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金星在地球轨道的内侧（称为地内行星）。在某些特殊时刻，地球、金星和太阳会出现在一条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表面。天文学称这种现象为“金星凌日”。如图所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界数百万天文爱好者。假设地球公转轨道半径为R，“金星凌日”每隔t0年出现一次，则金星的公转轨道半径为（　　）
A． B．R
C．R D．R
11．对于课本上的一些图片，下列说法正确的是
A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B．图乙中，行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相同的面积
C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A球将先于B球落地
D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受的合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力
12．金星和地球在同一平面内绕太阳公转，且公转轨道均视为圆形，如图所示，在地球上观测，发现金星与太阳可呈现的视角（太阳与金星均视为质点，它们与眼睛连线的夹角）有最大值，最大视角的正弦值n．则金星的公转周期为（ ）
A． B． C．n3年 D．
13．关于宇宙和天体，下列说法正确的是（ ）
A．通过观察，宇宙中的星系的形状大致分为旋涡星系，椭圆星系，不规则星系三类。其中银河系是旋涡星系
B．恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现蓝色和蓝白色
C．我们观察到的恒星有超巨星、巨星、主序星白矮星、中子星，其中太阳是巨星
D．大部分小行星在火星与木星之间围绕着太阳运行
14．在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季．如图所示,从地球绕太阳的运动规律分析,下列判断正确的是(　　)
A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．春夏两季比秋冬两季时间短
D．春夏两季比秋冬两季时间长
15．如图，一人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，则（ ）
A．在A处动能比B处大
B．在A处引力势能比B处大
C．在A机械能比B处大
D．在A处加速度比B大
16．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点），哪点的速度比较大？
参考答案
1．C
【详解】
A．宇宙有卫星的行星很多，在太阳系中除了地球有月亮这个卫星外，十年前就已经发现火星有2个卫星、木星有16个卫星、土星有18个卫星、天王星有18个卫星、海王星有8个卫星，只有金星和水星还没有发现卫星，故A错误；
B．恒星是由炽热气体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。银河系中有千亿颗恒星都发光，故B错误；
C．银河系是太阳系所在的恒星系统，包括千亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃，它的总质量是太阳质量的1400亿倍，故C正确；
D．恒星由炽热气体组成的，能自己发光的球状或类球状天体。恒星并非不动，只是因为离我们实在太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体，叫作恒星。恒星也有自己的生命史，它们从诞生、成长到衰老，最终走向死亡。它们大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。故D错误。
2．D
【解析】
【详解】
式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故A错误；式中的k只与恒星的质量有关，与行星速率无关，故B错误；式中的k只与恒星的质量有关，与行星与太阳的距离无关，故C错误；式中的k只与恒星的质量有关，故D正确．所以D正确，ABC错误．
3．A
【详解】
A. 根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确．
B. 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，故B错误．
C.开普勒第三定律适用于绕同一中心天体运动的行星或卫星，故C错误．
D. 开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故D错误．
4．C
【详解】
A．根据开普勒行星运动定律可知，太阳系的行星绕太阳的轨道是椭圆，且速度大小在改变，故A错误；
B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度大于远日点速度，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，离太阳越远的行星运行周期越大，故C正确；
D．地球和其他行星都围绕着太阳做椭圆运动，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
小质量恒星的演化过程是：原始星云→恒星→红巨星→白矮星。
A．原始星云→恒星→红巨星→白矮星，与结论相符，选项A正确；
B．原始星云→恒星→红超巨星→白矮星，与结论不相符，选项B错误；
C．原始星云→恒星→红巨星→中子星，与结论不相符，选项C错误；
D．原始星云→恒星→红超巨星→黑洞，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
6．C
【详解】
据开普勒第一定律，地球位于轨道的焦点上；根据开普勒第二定律，对任意一个卫星来说，它与地球的连线在相等时间内扫过相等的面积，即卫星在近地点的速率最大，题中卫星在A点的速度比在B点的速度大，则A点为近地点，B为远地点；所以地球位于E点；故C正确，ABD错误。
7．B
【详解】
地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
解得
对于火星绕太阳运动，同样有
得
故B正确、ACD错误；
故选B．
8．B
【详解】
取极短时间△t，根据开普勒第二定律得
a v △t=b vB △t
得到
故选B。
9．C
【详解】
A．所有行星绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，A错误；
B．行星绕太阳的轨道半径越大，运动速度越小，B错误；
C根据开普勒第二定律，相同的时间内扫过相同的面积，因此在近日点的速率大于远日点的速率，C正确；
D．所有行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同，D错误。
故选C。
10．B
【详解】
设金星的轨道半径为Rx，周期为Tx，角速度为ωx，则由开普勒第三定律有
可得
根据题意，应有ωx＞ω0则
（ωx－ω0）·t0＝2π
即
解得
，其中T0＝1年
联立解得
故选B。
11．B
【详解】
甲图中有些火星的轨迹不是直线，是由于受到重力、互相的撞击等作用导致的，故A错误．图乙中，根据开普勒第二定律可知，行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相同的面积，选项B正确；丙图中A球做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B球同时做自由落体运动，故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A、B两球总是同时落地，故C错误．做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D错误．
12．D
【解析】
根据正弦定理分析可知，金星与太阳的最大视角出现的情况是地球上的人的视线看金星时，视线与金星的轨道相切，如图所示．
θ为最大视角，由图可知
sinθ=r金/r地
根据题意，最大正弦值为n，则有：
r金/r地=n
根据开普勒第三定律有：
联立以上几式得：
解得：T金=T地=年，故D正确，ABC错误．
故选D
点睛：根据几何关系求出金星的轨道半径和地球的轨道半径的关系，根据开普勒第三定律，得出金星的公转周期．
13．AD
【详解】
A．通过观察，宇宙中的星系的形状大致分为旋涡星系，椭圆星系，不规则星系三类。其中银河系是旋涡星系，故A正确；
B．恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现红色，故B错误；
C．恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态。现在的太阳处于主序星形态，故C错误；
D．在火星与木星轨道之间有一小行星带，大部分小行星在火星与木星之间围绕着太阳运行。故D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
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，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化．近日点连线短，速度大，且为冬天，即在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大；远日点连线长，速度小，且为夏天；春夏两季比秋冬两季时间长．故选AD．
15．AD
【解析】
AB、根据开普勒第二定律分析可以知道,近地点速度比远地点速度大,则卫星在A处速度比B处速度大.则A处的动能也大于B处的动能，故A正确；
B、从A运动到B万有引力做负功，所以引力势能增大，故B错误
C、从A到B的只有重力做功，所以AB两处的机械能是相等的，故C错误；
D、由 ，所以A处的加速度大于B处的加速度，故D正确；
故选AD
点睛：根据开普勒第二定律分析卫星速度的大小.根据牛顿第二定律和万有引力定律列式,分析加速度的大小.
16．近地点的速度比较大
【详解】
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。设人造卫星到地心的距离为r，根据扇形的面积公式可得
由此式可以判断，当面积S和时间t相等时，r越小，v越大；故它在近地点的速度大于在远地点的速度。