3.1天体运动基础巩固（word版含答案）

3.1天体运动基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，A和B是长轴上的两个点，已知行星运动到A点的速度比运行到B点的速度大，则太阳位于（ ）
A．F1 B．F2 C．A D．B
2．设地球半径为R，同步卫星的轨道半径约为如果某一备用卫星的运行周期约为地球自转周期的，则该备用卫星离地球表面的高度约为
A． B． C． D．
3．如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是一直不变的
B．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
C．太阳不一定在所有行星运动椭圆轨道的焦点上
D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内
4．由开普勒行星运动定律，我们可以知道（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆
B．行星从远日点向近日点运动时，速率逐渐增大
C．离太阳越远的行星，公转周期越短
D．只有绕太阳运动的行星轨道才是椭圆的
5．“所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上”，这个规律是下列哪位科学家发现的（　　）
A．牛顿 B．开普勒 C．伽利略 D．哥白尼
6．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4倍，则该行星绕太阳公转的周期是( )
A．10年 B．2年 C．4年 D．8年
7．关于开普勒第三定律,以下理解正确的是( )
A．该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
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则:
C．T表示行星运动的自转周期
D．T表示行星运动的公转周期
8．如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴，下列说法中正确的是（　　）
A．行星运动到A点时速度最大
B．行星运动到C点或D点时速度最小
C．行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动
D．行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时针运动到C点的时间相等
9．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（　　）
A．从P到M所用的时间等于
B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C．从P到Q阶段，速率逐渐变小
D．从M到N阶段，万有引力对它先做正功后做负功
10．2015年12月10日，我国成功将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道．如图所示为该卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，已知地球半径为R，地球表面重力加速度g，卫星远地点P距地心O的距离为3R，则
A．卫星在远地点的速度大于
B．卫星经过远地点时的速度最大
C．卫星经过远地点时的加速度小于
D．卫星经过远地点时加速，卫星可能再次经过该远地点
11．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比为
A． B．
C． D．
12．火星是太阳的类地行星，直径约为地球的53％，质量为地球的11％，地球绕太阳运动的半长轴记作1天文单位，火星绕太阳运动的半长轴1．52天文单位．“火卫一”是火星的天然卫星．下列说法正确的是
A．月球绕地球做圆周运动的线速度比地球同步卫星的线速度大
B．地球表面附近的近地卫星向心加速度是火星表面附近的近地卫星向心加速度的5倍
C．火星绕太阳公转一周约为地球公转时间的两倍
D．月球绕地球做圆周运动的半径为R1，周期为T1，“火卫一＂绕火星做圆周运动的半径为R2，周期为T2，则
13．关于行星绕太阳运动的说法正确的是( )
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处
C．某行星绕太阳运动，它离太阳越近速率越小
D．所有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
14．2018年12月8日，嫦娥四号探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，从环月圆轨道上的P点实施变轨进入椭圆轨道,再由近月点Q开始进行动力下降，最后于2018年12月16日成功落月．假设嫦娥四号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．下列说法正确的是
A．若已知环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度
B．在环月段椭圆轨道上运行周期比在环月段圆轨道上的周期大
C．在环月段圆轨道上经过P点时开动发动机加速才能进入环月段椭圆轨道
D．沿环月段椭圆轨道运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度
15．行星绕恒星运动的轨道可近似认为是圆形，行星运动周期的平方与轨道半径的三次方之比，为常数，则关于此常数的大小（ ）
A．与行星质量有关
B．与恒星质量和行星质量均有关
C．与恒星质量有关
D．与行星运动的速度有关
二、填空题（共4题）
16．著名物理学家____________利用丹麦天文学家____________遗留的大量天文观测资料发现，天体运动的轨迹不是圆，而是椭圆，且发表了天体运动的三大定律。科学巨匠____________正是在上述科学家的发现基础上，发现了________________________。
17．开普勒第三定律式___________
18．丹麦的赫兹普伦和美国的罗素在1913年绘制了赫罗图,表示的恒星的温度与亮度的关系,主序对角线中恒星的亮度增大,表面温度就_____________（填升高或降低）为了比较天体的发光强度,天文上采用____________________来表示。
19．地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？
三、综合题（共4题）
20．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于________（填F 1或F 2）
21．开普勒三大定律的发现为人类对天体运动规律的认识作出巨大贡献。其中开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方根其椭圆轨道半长轴的立方之比是一个常数
行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星
轨道半径 5.8 10.8 15 22.8 77.8 147.8
如表表示太阳系中某些行星绕太阳运动的轨道半径，设各行星绕太阳做圆周运动，轨道半长轴等于轨道半径。请计算出水星绕太阳公转的周期？
22．开普勒是从大量天文观测数据中发现了行星绕太阳沿椭圆轨道运行的周期规律，即：所有行星运行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。数学表达式为，其中k是一个确定值。请你应用万有引力及其他相关知识推导该比值，并说明该比值与哪些因素有关。（实际上行星绕太阳运行的椭圆轨道十分接近圆，在中学阶段都近似按圆轨道处理。）
23．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1662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18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
（1）若这颗彗星在近日点的线速度为v1，在远日点的线速度为v2，则哪个线速度大？
（2）这颗彗星最近出现的时间是1986年，它下次飞近地球大约是哪一年？
参考答案
1．B
2．A
3．B
4．B
5．B
6．D
7．D
8．C
9．C
10．D
11．B
12．C
13．D
14．D
15．C
16．开普勒 第谷 牛顿 万有引力
17．=K
18．升高 绝对性等
19．
20．F2
21．0.24年
22．，只与太阳的质量有关，与行星无关
23．（1）v1；（2）2062年