3.1认识天体运动-同步练习（Word版含答案）

3.1 认识天体运动
一、单选题
1．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．
2．如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做同向圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过9N小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的线速度之比为（　　）
A． B． C． D．
3．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度小。则恒星位于（　　）
A．F 点 B．A点 C．E点 D．O点
4．如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运行，图中S1、S2两部分阴影面积大小相等。则下列关于卫星运动的说法正确的是（　　）
A．卫星在b点的速率等于在d的速率
B．卫星在b点的速率小于在d的速率
C．卫星从a到b的运行时间大于从c到d的运行时间
D．卫星从a到b的运行时间等于从c到d的运行时间
5．开普勒第三定律对行星绕恒星做匀速圆周运动同样成立，即它的轨道半径r的三次方与运行周期T的二次方的比为常数，则常数的大小（　　）
A．只与行星有关 B．与恒星和行星有关
C．只与恒星有关 D．是一个与恒星和行星都无关的常数
6．某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，行星在点的速率比在点的速率大，则太阳位于（　　）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
7．下列说法中正确的是（　　）
A．两个互成角度（不共线）的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
B．做离心运动的物体必然受到离心力的作用
C．德国天文学家开普勒通过大量实验研究，获得了开普勒行星运动定律
D．地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即，那么k的大小只与太阳的质量有关，与地球的质量无关
8．在太阳系中有关行星的运动的说法，正确的是（　　）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心
B．行星在近日点的速度大于在远日点的速度
C．所有行星轨道半长轴的三次方跟它的自转周期的二次方的比都相等
D．行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值与行星有关
9．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行根据开普勒行星运动定律可知（　　）
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
10．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的运动需要力来维持，一旦失去力作用，物体将会停下来
B．匀速圆周运动是加速度恒定的运动
C．平抛运动的物体，相同时间内动量的改变量相同
D．开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律
二、解答题
11．有一颗小行星绕太阳做圆周运动，它的轨道半径是地球轨道半径的n倍。这颗小行星的公转周期是多少年
12．据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年．若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍．（最后结果可用根式表示）
13．刘军同学认为尽管太阳系里所有的行星和行星的卫星运行的轨道各不相同，但其椭圆轨道半长轴a的三次方跟它公转周期T的二次方之比等于同一个常量k。你认为对吗？
三、填空题
14．由开普勒行星运动定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨道都是________，同一行星在轨道上运动时，经过近日点时的速率________（大于、等于、小于）经过远日点的速率．
15．根据开普勒三大定律可知：所有行星绕太阳运动的轨道都是_______，行星从远日点向近日点运动的过程中，行星的速度逐渐_______，地球和水星相比，________绕太阳的公转周期更长。
16．开普勒行星运动定律
（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是___________，太阳处在椭圆的一个___________上。
（2）开普勒第二定律（面积定律）：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相等的___________。
（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的___________跟它的___________的比值都相等，即=k，比值k是一个对于所有行星都相同的常量。
17．德国天文学家开普勒认为所有行星绕太阳运动的轨道都是___，太阳处在椭圆的一个___之上。
18．如图所示，人造地球卫星在椭圆形轨道上运转，设a点为近地点，b点为远地点．卫星沿轨道做顺时针转动，卫星通过a点时的线速度____通过b点时的线速度（填＞、=或＜）．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【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
故选B。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
由
T1=N
解得
根据开普勒定律
线速度
则
故选A。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
行星在B点的速度比在A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E点。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．卫星绕行星沿椭圆轨道运行，根据开普勒第二定律，在b点时离行星近，在d点时离行星远，则卫星在b点的速率大于在d的速率，AB错误；
CD．根据开普勒第二定律知，S1、S2两部分阴影面积大小相等，则卫星从a到b的运行时间等于从c到d的时间， C错误D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得
则该常数只与恒星有关。
故选C。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，如果时间间隔相等，那么面积A=面积B，由此可知
所以A点为近日点，B点为远日点，则太阳是位于F2。
故选A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．两个互成角度（不共线）的匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动，若合加速度与合初速度不共线，则可能是曲线运动，A错误；
B．做离心运动的物体不是受到离心力的作用，而是因为合外力不足够提供向心力，而做离心运动，B错误；
C．德国天文学家开普勒通过总结第谷的观测数据，最后获得了开普勒行星运动定律，C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
则地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即，那么k的大小只与太阳的质量有关，与地球的质量无关，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．开普勒第一定律指出所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上。故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故B正确；
CD．行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且比值与行星无关与恒星质量有关，故CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．太阳位于木星运行轨道的焦点位置，故A错误；
B．根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，故B错误；
C．根据开普勒行星运动第三定律可知， 火星与木星它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等，故C正确；
D．根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，故D错误。
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故A错误；
B．匀速圆周运动是加速度大小不变但方向改变的运动，故加速度不是恒定的，故B错误；
C．平抛运动的物体
相同时间内动量的改变量相同，故C正确；
D．开普勒通过研究第谷观测天体运行得到的大量数据，从而总结出行星运动三定律，故D错误。
故选C。
11．年
【解析】
【分析】
【详解】
根据万有引力提供向心力得
解得
小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的倍，可得
所以这颗小行星的运转周期是年
12．44
【解析】
【分析】
【详解】
地球绕太阳公转的周期为T0，太阳的距离为R0；新行星绕太阳公转的周期为T，与太阳的距离为R，根据开普勒第三定律
已知
得
它与太阳的距离约是地球与太阳距离的44倍
13．不对
【解析】
【分析】
【详解】
开普勒第三定律中的“k”，并不是一个普适常量．对行星绕太阳运转的系统来说，这个常量k仅与太阳有关，而与行星无关，这个规律也可推广到宇宙间其他行星绕某恒星运转的系统，或一些卫星绕某行星运转的系统，这时常量k仅与该系统的中心天体有关，而与周围绕行的星体无关．也就是说，中心天体不同的系统k值是不同的，在中心天体相同的系统里k值是相同的，因此刘军同学的观点是错误的。
14． 椭圆 大于
【解析】
【详解】
[1][2]由开普勒第一定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在其中一个焦点上，由开普勒第二定律可知：行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故行星在近日点速度大，远日点速度小．
考点：开普勒定律
【名师点睛】
正确掌握开普勒三定律的内容，由面积定律应该知道行星在近日点速度大，远日点速度小．
15． 椭圆 增大 地球
【解析】
【详解】
[1]据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆；
[2]据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相同时间内扫过相同的面积，则行星从远日点向近日点运动的过程中，行星的速度逐渐增大；
[3]水星绕太阳轨道的半长轴小于地球绕太阳轨道的半长轴，据开普勒第三定律知，地球绕太阳的公转周期更长。
16． 椭圆 焦点 面积 轨道半长轴的三次方 公转周期的二次方
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2] 开普勒第一定律（轨道定律）：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。
（2）[3] 开普勒第二定律（面积定律）：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相等的面积；
（3）[4][5] 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即
比值k是一个对于所有行星都相同的常量。
17． 椭圆 焦点
【解析】
【详解】
德国天文学家开普勒认为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之上。
18．＞
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据开普勒第二定可知，近地点运动的比较快，远地点运动的比较慢，所以卫星通过a点时的线速度大于通过b点时的线速度。
试卷第页，共页
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