6.1 行星的运动 同步练习(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 6.1 行星的运动 同步练习(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 96.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 07:26:08 | ||
图片预览
文档简介
必修二 6.1 行星的运动 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的 倍，则该行星绕太阳公转的周期是
A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
2. 关于天体的运动，下列说法中正确的是
A. 天体的运动和地面上物体的运动遵循不同的规律
B. 天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C. 太阳从东边升起，西边落下，所以太阳绕地球运动
D. 太阳系中所有的行星都绕太阳运动
3. 中国农历中的春分、夏至、秋分、冬至四个节气将一年分为春、夏、秋、冬四季，在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的位置大致如图所示。从地球绕太阳的运动规律入手，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. 秋冬两季与春夏两季时间相等
D. 秋冬两季比春夏两季时间长
4. 某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示， 和 是椭圆的两个焦点， 是椭圆的中心，行星在 点的速度比在 点的速度小。则恒星位于
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
5. 关于开普勒第三定律 常数 的大小，下列说法中正确的是
A. 与行星的质量有关 B. 与中心天体的质量有关
C. 与恒星及行星的质量有关 D. 与中心天体的密度有关
6. 从开普勒第二定律，我们可以知道
A. 行星绕日运动的轨道是椭圆
B. 行星运动的速度是不变的
C. 任意一点速度方向与太阳的连线时刻垂直
D. 行星运动的速度在不同位置的快慢是不同的
7. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。与的周期之比约为
A. 2：1 B. 4：1 C. 8：1 D. 16：1
8. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是
A. 开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律
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，行星围绕太阳运动轨道半径跟它公转周期成正比
9. 据国家航天局消息，北京时间 年 月 日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施了第一次月地转移。如图所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确是
A. 组合体在近月点减速，从而变为椭圆轨道
B. 组合体在近月点加速，从而变为椭圆轨道
C. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度小于远月点的线速度
D. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度小于远月点的加速度
10. 卫星电话需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 ，运行周期约为 天，地球半径约为 ，无线电信号的传播速度为 ）
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共36分）
11. 如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道， 、 分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为 和 ；阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用 和 表示，则 、 。（均选填“”“”或“”）
12. 判断下列说法的正误。
同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。
13. 太阳和行星：太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为 ，总质量约为 ；行星在太阳的引力作用下，几乎在同一平面内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度 。
14. 天文学家根据恒星的物理特征来分类，用来分类的主要特征是 、 和 。我们观测到的恒星有 、 、 、 和 。
15. 利用第谷的天文资料发现，行星的运行轨道是 ，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的 相等，行星绕太阳一周所需的时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 开普勒定律。
（1）第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 上。
（2）第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的 。
（3）第三定律：所有行星轨道的 跟它的 的比都相等。其表达式为 ，其中 是椭圆轨道的半长轴， 是公转周期， 是一个对所有行星 的常量。
17. 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 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公转半径的 倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
（1）这颗彗星最近出现的时间是 年，它下次飞近地球大约是哪一年
（2）若哈雷彗星在近日点的线速度为 在远日点的线速度为 ，则哪个线速度大
18. “土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球两侧，三者几乎成一条直线，此时土星与地球距离最近，亮度也最高，是观测的最佳时机。当天太阳落下后土星就会从东方天空升起，子夜时分到达正南，日出时在西方落下，整晚均可观测。 年 月 日，土星上演“冲日”表演，在此前后的日子里，人们可一睹土星的靓丽风采，借助于小型望远镜，人们还可欣赏到它那迷人的光环。已知土星直径为 ，是太阳系中第二大行星，它表面风速超过 ，土星是太阳系中唯一密度小于水的行星，自转周期只需 ，公转周期为 年，距离太阳 亿 千 百万千米。土星最引人注目的是环绕着其赤道的巨大光环，在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环外沿直径约为 。请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远 （结果保留三位有效数字）
19. 继美国发射的可重复使用的运载火箭后，印度称正在设计可重复使用的宇宙飞船，预计将在 年发射成功，这项技术将使印度在太空领域占有优势。假设某飞船沿半径为 的圆周绕地球运行，其圆周期为 ，地球半径为 。该飞船要返回地面时，可在轨道上某点 处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的 点相切，如图所示.求该飞船由 点运动到 点所需的时间.
答案
第一部分
1. D
【解析】设地球半径为 ，则行星半径为 ，根据开普勒第三定律得：，
解得：，
地球的公转周期为 年，则说明该行星的公转周期为 年。
年与计算结果不符，故A不符合题意。
年与计算结果不符，故B不符合题意。
年与计算结果不符，故C不符合题意。
年与计算结果相符，故D符合题意。
2. D
【解析】天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律，即遵守牛顿运动定律，选项A错误；天体的运动轨道都是椭圆而非圆，只是椭圆比较接近圆，选项B错误；太阳从东边升起，又从西边落下，是地球自转的结果，选项C错误；太阳系中行星都绕太阳运动，D正确。
3. A
4. C
【解析】行星在 点的速度比在 点的速度小，恒星位于焦点上，且远地点速度小于近地点速度，故恒星位于 点。
5. B
【解析】根据万有引力定律，太阳系中的行星绕太阳运动时，万有引力提供向心力，即：，对公式变形，得：，其中 是万有引力常量， 表示太阳的质量，所以开普勒第三定律 中的常数 就是一个与太阳的质量有关的常数。推而广之，可以认为， 是一个与中心天体的质量有关的常数。
6. D
【解析】根据开普勒第二定律，也称面积定律即在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。
当行星从近日点沿椭圆轨道向远日点运动的过程中速率减小。
取极短时间 ，根据开普勒第二定律得行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，得远日点时速率小于近日点；
由于不是匀速圆周运动，任意一点速度方向与太阳的连线不是时刻垂直。
7. C
【解析】【分析】由题得到卫星与的轨道半径之比，由开普勒第三定律求周期之比。
【解析】解：根据题意可得与的轨道半径之比为：
：：1
根据开普勒第三定律有：
得：
可得周期之比为：
：：1
故正确，错误。
故选：。
【点评】本题中已知两个卫星的轨道半径之间的关系，可以由开普勒第三定律快速解答，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。
8. C
【解析】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；
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；
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；
根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方成正比，故D错误。
9. B
【解析】组合体在近月点如果减速，则会从椭圆轨道变为圆轨道，如果加速，则会从圆轨道变成椭圆轨道，因为近月点的加速度是不变的，根据 可得，椭圆的半径大，则需要的速度也会较大，选项A错误，B正确；
根据开普勒第二定律面积定律的推论可知，组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度大于远月点的线速度，选项C错误；组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度大于远月点的加速度，选项D错误。
10. B
【解析】据 得 ，又因为同步卫星绕地球运转的周期为 天，所以 ，两人通话的最短距离为
，所需最短时间 ，B选项对。
第二部分
11. ；
12.
13. ；；越大
14. 体积；温度；亮度；超巨星；巨星；主序星；白矮星；中子星
15. 开普勒；椭圆；面积；定值
第三部分
16. （1） 椭圆；椭圆的一个焦点
（2） 面积相等
（3） 半长轴的三次方；公转周期的二次方；都相同
17. （1） 年
【解析】由开普勒第三定律知
得：
解得： 年
即下次飞近地球大约为 年 年。
（2）
【解析】由开普勒第二定律知 。
18.
19.
【解析】飞船沿半径为 的圆周绕地球运动时，可认为其半长轴
飞船返回地面时，沿以地心为焦点的椭圆轨道运行，飞船由 点运动到 点的时间为其沿椭圆轨道运动周期 的一半.
椭圆轨道的半长轴 ，
由开普勒第三定律得
所以 。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的 倍，则该行星绕太阳公转的周期是
A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
2. 关于天体的运动，下列说法中正确的是
A. 天体的运动和地面上物体的运动遵循不同的规律
B. 天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C. 太阳从东边升起，西边落下，所以太阳绕地球运动
D. 太阳系中所有的行星都绕太阳运动
3. 中国农历中的春分、夏至、秋分、冬至四个节气将一年分为春、夏、秋、冬四季，在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的位置大致如图所示。从地球绕太阳的运动规律入手，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. 秋冬两季与春夏两季时间相等
D. 秋冬两季比春夏两季时间长
4. 某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示， 和 是椭圆的两个焦点， 是椭圆的中心，行星在 点的速度比在 点的速度小。则恒星位于
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
5. 关于开普勒第三定律 常数 的大小，下列说法中正确的是
A. 与行星的质量有关 B. 与中心天体的质量有关
C. 与恒星及行星的质量有关 D. 与中心天体的密度有关
6. 从开普勒第二定律，我们可以知道
A. 行星绕日运动的轨道是椭圆
B. 行星运动的速度是不变的
C. 任意一点速度方向与太阳的连线时刻垂直
D. 行星运动的速度在不同位置的快慢是不同的
7. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。与的周期之比约为
A. 2：1 B. 4：1 C. 8：1 D. 16：1
8. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是
A. 开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律
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，行星围绕太阳运动轨道半径跟它公转周期成正比
9. 据国家航天局消息，北京时间 年 月 日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施了第一次月地转移。如图所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确是
A. 组合体在近月点减速，从而变为椭圆轨道
B. 组合体在近月点加速，从而变为椭圆轨道
C. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度小于远月点的线速度
D. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度小于远月点的加速度
10. 卫星电话需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 ，运行周期约为 天，地球半径约为 ，无线电信号的传播速度为 ）
A. B. C. D.
二、填空题（共5小题；共36分）
11. 如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道， 、 分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为 和 ；阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用 和 表示，则 、 。（均选填“”“”或“”）
12. 判断下列说法的正误。
同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。
13. 太阳和行星：太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为 ，总质量约为 ；行星在太阳的引力作用下，几乎在同一平面内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度 。
14. 天文学家根据恒星的物理特征来分类，用来分类的主要特征是 、 和 。我们观测到的恒星有 、 、 、 和 。
15. 利用第谷的天文资料发现，行星的运行轨道是 ，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的 相等，行星绕太阳一周所需的时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 开普勒定律。
（1）第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 上。
（2）第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的 。
（3）第三定律：所有行星轨道的 跟它的 的比都相等。其表达式为 ，其中 是椭圆轨道的半长轴， 是公转周期， 是一个对所有行星 的常量。
17. 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 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公转半径的 倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
（1）这颗彗星最近出现的时间是 年，它下次飞近地球大约是哪一年
（2）若哈雷彗星在近日点的线速度为 在远日点的线速度为 ，则哪个线速度大
18. “土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球两侧，三者几乎成一条直线，此时土星与地球距离最近，亮度也最高，是观测的最佳时机。当天太阳落下后土星就会从东方天空升起，子夜时分到达正南，日出时在西方落下，整晚均可观测。 年 月 日，土星上演“冲日”表演，在此前后的日子里，人们可一睹土星的靓丽风采，借助于小型望远镜，人们还可欣赏到它那迷人的光环。已知土星直径为 ，是太阳系中第二大行星，它表面风速超过 ，土星是太阳系中唯一密度小于水的行星，自转周期只需 ，公转周期为 年，距离太阳 亿 千 百万千米。土星最引人注目的是环绕着其赤道的巨大光环，在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环外沿直径约为 。请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远 （结果保留三位有效数字）
19. 继美国发射的可重复使用的运载火箭后，印度称正在设计可重复使用的宇宙飞船，预计将在 年发射成功，这项技术将使印度在太空领域占有优势。假设某飞船沿半径为 的圆周绕地球运行，其圆周期为 ，地球半径为 。该飞船要返回地面时，可在轨道上某点 处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的 点相切，如图所示.求该飞船由 点运动到 点所需的时间.
答案
第一部分
1. D
【解析】设地球半径为 ，则行星半径为 ，根据开普勒第三定律得：，
解得：，
地球的公转周期为 年，则说明该行星的公转周期为 年。
年与计算结果不符，故A不符合题意。
年与计算结果不符，故B不符合题意。
年与计算结果不符，故C不符合题意。
年与计算结果相符，故D符合题意。
2. D
【解析】天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律，即遵守牛顿运动定律，选项A错误；天体的运动轨道都是椭圆而非圆，只是椭圆比较接近圆，选项B错误；太阳从东边升起，又从西边落下，是地球自转的结果，选项C错误；太阳系中行星都绕太阳运动，D正确。
3. A
4. C
【解析】行星在 点的速度比在 点的速度小，恒星位于焦点上，且远地点速度小于近地点速度，故恒星位于 点。
5. B
【解析】根据万有引力定律，太阳系中的行星绕太阳运动时，万有引力提供向心力，即：，对公式变形，得：，其中 是万有引力常量， 表示太阳的质量，所以开普勒第三定律 中的常数 就是一个与太阳的质量有关的常数。推而广之，可以认为， 是一个与中心天体的质量有关的常数。
6. D
【解析】根据开普勒第二定律，也称面积定律即在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。
当行星从近日点沿椭圆轨道向远日点运动的过程中速率减小。
取极短时间 ，根据开普勒第二定律得行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，得远日点时速率小于近日点；
由于不是匀速圆周运动，任意一点速度方向与太阳的连线不是时刻垂直。
7. C
【解析】【分析】由题得到卫星与的轨道半径之比，由开普勒第三定律求周期之比。
【解析】解：根据题意可得与的轨道半径之比为：
：：1
根据开普勒第三定律有：
得：
可得周期之比为：
：：1
故正确，错误。
故选：。
【点评】本题中已知两个卫星的轨道半径之间的关系，可以由开普勒第三定律快速解答，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。
8. C
【解析】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；
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；
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；
根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方成正比，故D错误。
9. B
【解析】组合体在近月点如果减速，则会从椭圆轨道变为圆轨道，如果加速，则会从圆轨道变成椭圆轨道，因为近月点的加速度是不变的，根据 可得，椭圆的半径大，则需要的速度也会较大，选项A错误，B正确；
根据开普勒第二定律面积定律的推论可知，组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度大于远月点的线速度，选项C错误；组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度大于远月点的加速度，选项D错误。
10. B
【解析】据 得 ，又因为同步卫星绕地球运转的周期为 天，所以 ，两人通话的最短距离为
，所需最短时间 ，B选项对。
第二部分
11. ；
12.
13. ；；越大
14. 体积；温度；亮度；超巨星；巨星；主序星；白矮星；中子星
15. 开普勒；椭圆；面积；定值
第三部分
16. （1） 椭圆；椭圆的一个焦点
（2） 面积相等
（3） 半长轴的三次方；公转周期的二次方；都相同
17. （1） 年
【解析】由开普勒第三定律知
得：
解得： 年
即下次飞近地球大约为 年 年。
（2）
【解析】由开普勒第二定律知 。
18.
19.
【解析】飞船沿半径为 的圆周绕地球运动时，可认为其半长轴
飞船返回地面时，沿以地心为焦点的椭圆轨道运行，飞船由 点运动到 点的时间为其沿椭圆轨道运动周期 的一半.
椭圆轨道的半长轴 ，
由开普勒第三定律得
所以 。
第1页（共1 页）