7.1 行星的运动 综合练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.1 行星的运动 综合练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 449.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-04 15:12:03 | ||
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文档简介
7.1、行星的运动
一、选择题（共16题）
1．探索宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求．下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是（ ）
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动
B．太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动
C．地球是绕太阳运动的一颗行星
D．日心说是正确的，地心说是错误的
2．太阳直径与地球直径的比值接近于（ ）
A．11000倍 B．110倍 C．1100倍 D．11倍
3．在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢移过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．地球在金星与太阳之间
B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C．金星绕太阳公转的周期小于365天
D．当金星远离太阳，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积变小
4．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
5．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的8倍，P与Q的周期之比约为（ ）
A．2：1 B．4：1 C．2：1 D．16：1
6．下列有关物理学史的表述正确的是（ ）
A．牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因
B．开普勒提出了行星运动的三大定律
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关
D．伽利略利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动
7．2020年5月6日我国新一代载人飞船试验船由长征五号B运载火箭成功发射，新一代载人飞船运用了自主变轨技术，经过七次变轨后由近地小椭圆轨道进入大椭圆轨道，则关于飞船在近地小椭圆轨道和大椭圆轨道上的运动说法正确的是（ ）
A．地球位于椭圆轨道的中心位置
B．小椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积与大椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积相等
C．飞船在小椭圆轨道上运动周期大于在大椭圆轨道上运动的周期
D．飞船在小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴的三次方与周期平方比值相等
8．火星和地球围绕太阳旋转的轨道均为椭圆，火星轨道的半长轴比地球轨道的半长轴长，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．火星自转周期比地球自转周期短
B．火星靠近太阳的过程中，速率增大
C．地球远离太阳的过程中，加速度增大
D．相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于地球与太阳的连线扫过的面积
9．继“神九”升空后,“神十”于2013年6月11日发射,再次实现与天宫一号进行载人交会对接,我国探索宇宙又向前迈进一大步。下列对宇宙的有关认识正确的是（ ）
A．月球表面有山、有空气,但没有水
B．宇宙的大小结构层次为：宇宙→太阳系→银河系→地月系
C．现在有很多证据证明宇宙是有边的、膨胀的
D．太阳是一颗能自行发光发热的气体星球
10．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小
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．清明放假三天里，太阳对地球的引力对地球做负功
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
11．a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动的卫星，c是地球同步卫星，已知b的轨道半径为c的，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图所示），经48 h，a、b、c的大致位置是四个选项中的（ ）
A． B． C． D．
12．太阳系中某行星A运行的轨道半径为R,周期为T,但科学家在观测中发现,其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离,且每隔时间t发生一次最大的偏离,天文学家认为形成这种现象的可能原因是A外侧还存在着一颗未知行星B,它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离,假设其运行轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同,由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为( )
A．
B．
C．
D．
13．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．
14．关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与太阳有关与行星无关的量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月，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
15．关于行星绕太阳运动,根据开普勒第三定律,下列说法中正确的有( )
A．k是一个仅与中心天体有关的常量
B．T表示行星的公转周期
C．若地球绕太阳运转的半长轴为,周期为,月亮绕地球运转的半长轴为,周期为,由开普勒第三定律可得
D．离太阳越近的行星的运动周期越短
16．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
A．各点外行星每年都会出现冲日现象
B．在2015年内一定会出现木星冲日
C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半
D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短
二、填空题
17．通过观察宇宙中的其他星系，按外形大致分为：________星系、________星系和不规则星系．
18．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__________。
（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a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期，k是一个对所有行星_____的常量。
19．围绕太阳运行的八大行星中，轨道离太阳最近的是_____________________，轨道离太阳最远的是___________________；地球处在离太阳比较近的第__________条轨道上。
20．行星运动的近似处理
行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。这样就可以说：
（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在_____。
（2）行星绕太阳做_______。
（3）所有行星_____的三次方跟它的公转周期T的二次方的_____，即。
三、综合题
21．月球绕地球运动的周期为27d，则地球的同步卫星到地球中心的距离与月球中心到地球中心的距离之比为多少？
22．如图，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球质量为M，O为地球中心．
(1) 开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 k是一个对所有行星都相同的常量．开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．请你推导出地月系中该常量k的表达式．已知引力常量为G．
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们还能相距最近？
23．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，已知地球公转周期为T=1年。求金星的公转轨道半径。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
开普勒定律可知，所有行星绕太阳做椭圆运动，太阳不是宇宙的中心，太阳围绕银河系中心旋转而银河系不过是宇宙中千亿个星系中微不足道的一个，故ABD错误，C正确。
2．B
【详解】
太阳的直径约为139万千米，地球的直径约为12756千米，故
接近110倍。
故选B。
3．C
【详解】
A．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故A错误；
B．观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，将无法看到“金星凌日”现象。故B错误；
C．根据开普勒第三定律
可得
依题意，有
解得
故C正确；
D．根据开普勒第二定律，可知在同一轨道内，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积相等。故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
设地球半径为R，则行星的半径为4R，根据开普勒第三定律得：
解得：
地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为8年．
A.10年与计算结果不符，故A不符合题意．
B.2年与计算结果不符，故B不符合题意．
C.4年与计算结果不符，故C不符合题意．
D.8年与计算结果相符，故D符合题意．
5．C
【详解】
设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=8R，根据开普勒定律
==8
所以P与Q的周期之比为
TP∶TQ=2∶1
故选C。
6．B
【详解】
A．伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因，A错误；
B．开普勒提出了行星运动的三大定律，B正确；
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，C错误；
D．伽利略没有利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动，是通过实验加合理外推，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．地球位于椭圆轨道的焦点位置，选项A错误；
B．飞船与地球的连线在同一椭圆轨道上相同时间扫过面积相等，选项B错误；
C．根据开普勒第三定律，飞船轨道半长轴越大，周期越大，则飞船在小椭圆轨道上运动周期小于在大椭圆轨道上运动的周期，选项C错误；
D．根据开普勒第三定律，飞船小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴三次方与周期平方比值相等，选项D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．根据题中条件不能比较火星自转周期与地球自转周期的关系，选项A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，火星靠近太阳的过程中，引力做正功，则速率增大，选项B正确；
C．地球远离太阳的过程中，所受引力减小，则加速度减小，选项C错误；
D．火星绕太阳运转与地球绕太阳运转不是相同的轨道，则相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积不等于地球与太阳的连线扫过的面积，选项D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．月球表面上没有空气，故A不正确；
B．太阳系是银河系中的一部分，宇宙的大小结构层次为：宇宙→银河系→太阳系→地月系，故B不正确；
C．现在有很多证据证明宇宙是无边的、膨胀的，故C不正确；
D．太阳是炽热巨大的气体星球，正以每秒400万吨的速度失去重量，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
AB．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，所以在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大；远日点连线长，速度小，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小；故AB错误；
C．清明放假三天里，在春分至夏至之间，地球与太阳之间的距离变大，太阳对地球的引力对地球做负功，故C正确；
D．春夏两季比秋冬两季时间长。故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
由于a物体和同步卫星c的周期都为24h．所以48h后两物体又回到原位置，根据开普勒第三定律得
解得
然后再算b卫星在48小时内运行的圈数
圈
故选B。
12．C
【详解】
由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T0，未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为R0，则有,解得：；据开普勒第三定律：，得；故选C.
13．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。
14．AD
【详解】
A．k是一个与太阳有关与行星无关的量，A正确；
B．地球和月球不是绕同一个中心天体运动，所以不相等。B错误；
CD．T表示行星运动的公转周期，C错误，D正确。
故选AD。
15．ABD
【详解】
A. 结合万有引力定律可知，开普勒第三定律中k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确．
B. 开普勒第三定律中的公式，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，所以T表示行星的公转周期，故B正确．
C. 地球与月亮公转时的环绕的中心天体不同，所以，故C错误．
D. 根据开普勒第三定律中的公式可知，，离太阳越近的行星的运动周期越短．故D正确．
16．BD
【详解】
A．根据开普勒第三定律，有
解得
则有
=1.84年
年=11.86年
年=29.28年
年=82.82年
年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有
代入数据，有
解得，T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A错误；
B．2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；
C．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为
土星相邻两次冲日的时间间隔为
故C错误；
D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D正确。
故选BD。
17． 旋涡 椭圆
【详解】
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．
18． 椭圆 椭圆的一个焦点上 面积相等 半长轴的三次方 公转周期的二次方 都相同
【详解】
略
19． 水星 海王星 三
【详解】
太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星绕它运行，轨道离太阳最近的是水星，轨道离太阳最远的是海王星，地球处在离太阳比较近的第三条轨道上。
20． 圆心 匀速圆周 轨道半径r 比值都相等
【详解】
略
21．1∶9
【详解】
因为此题也适用开普勒定律，根据开普勒第三定律解题即可（地球同步卫星的绕地周期为1d）。因为
所以
22．（1）
（2）
【详解】
（1）因卫星绕地球做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得
（2）由万有引力定律和向心力公式得
解得
由题意得
代入④得：
23．
【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，则
即
解得
其中T0=1年，联立解得
答案第1页，共2页
一、选择题（共16题）
1．探索宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求．下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是（ ）
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动
B．太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动
C．地球是绕太阳运动的一颗行星
D．日心说是正确的，地心说是错误的
2．太阳直径与地球直径的比值接近于（ ）
A．11000倍 B．110倍 C．1100倍 D．11倍
3．在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢移过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．地球在金星与太阳之间
B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C．金星绕太阳公转的周期小于365天
D．当金星远离太阳，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积变小
4．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
5．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的8倍，P与Q的周期之比约为（ ）
A．2：1 B．4：1 C．2：1 D．16：1
6．下列有关物理学史的表述正确的是（ ）
A．牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因
B．开普勒提出了行星运动的三大定律
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关
D．伽利略利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动
7．2020年5月6日我国新一代载人飞船试验船由长征五号B运载火箭成功发射，新一代载人飞船运用了自主变轨技术，经过七次变轨后由近地小椭圆轨道进入大椭圆轨道，则关于飞船在近地小椭圆轨道和大椭圆轨道上的运动说法正确的是（ ）
A．地球位于椭圆轨道的中心位置
B．小椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积与大椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积相等
C．飞船在小椭圆轨道上运动周期大于在大椭圆轨道上运动的周期
D．飞船在小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴的三次方与周期平方比值相等
8．火星和地球围绕太阳旋转的轨道均为椭圆，火星轨道的半长轴比地球轨道的半长轴长，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．火星自转周期比地球自转周期短
B．火星靠近太阳的过程中，速率增大
C．地球远离太阳的过程中，加速度增大
D．相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于地球与太阳的连线扫过的面积
9．继“神九”升空后,“神十”于2013年6月11日发射,再次实现与天宫一号进行载人交会对接,我国探索宇宙又向前迈进一大步。下列对宇宙的有关认识正确的是（ ）
A．月球表面有山、有空气,但没有水
B．宇宙的大小结构层次为：宇宙→太阳系→银河系→地月系
C．现在有很多证据证明宇宙是有边的、膨胀的
D．太阳是一颗能自行发光发热的气体星球
10．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小
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．清明放假三天里，太阳对地球的引力对地球做负功
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
11．a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动的卫星，c是地球同步卫星，已知b的轨道半径为c的，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图所示），经48 h，a、b、c的大致位置是四个选项中的（ ）
A． B． C． D．
12．太阳系中某行星A运行的轨道半径为R,周期为T,但科学家在观测中发现,其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离,且每隔时间t发生一次最大的偏离,天文学家认为形成这种现象的可能原因是A外侧还存在着一颗未知行星B,它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离,假设其运行轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同,由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为( )
A．
B．
C．
D．
13．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．
14．关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与太阳有关与行星无关的量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月，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
15．关于行星绕太阳运动,根据开普勒第三定律,下列说法中正确的有( )
A．k是一个仅与中心天体有关的常量
B．T表示行星的公转周期
C．若地球绕太阳运转的半长轴为,周期为,月亮绕地球运转的半长轴为,周期为,由开普勒第三定律可得
D．离太阳越近的行星的运动周期越短
16．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
A．各点外行星每年都会出现冲日现象
B．在2015年内一定会出现木星冲日
C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半
D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短
二、填空题
17．通过观察宇宙中的其他星系，按外形大致分为：________星系、________星系和不规则星系．
18．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__________。
（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a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期，k是一个对所有行星_____的常量。
19．围绕太阳运行的八大行星中，轨道离太阳最近的是_____________________，轨道离太阳最远的是___________________；地球处在离太阳比较近的第__________条轨道上。
20．行星运动的近似处理
行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。这样就可以说：
（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在_____。
（2）行星绕太阳做_______。
（3）所有行星_____的三次方跟它的公转周期T的二次方的_____，即。
三、综合题
21．月球绕地球运动的周期为27d，则地球的同步卫星到地球中心的距离与月球中心到地球中心的距离之比为多少？
22．如图，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球质量为M，O为地球中心．
(1) 开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 k是一个对所有行星都相同的常量．开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．请你推导出地月系中该常量k的表达式．已知引力常量为G．
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们还能相距最近？
23．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，已知地球公转周期为T=1年。求金星的公转轨道半径。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
开普勒定律可知，所有行星绕太阳做椭圆运动，太阳不是宇宙的中心，太阳围绕银河系中心旋转而银河系不过是宇宙中千亿个星系中微不足道的一个，故ABD错误，C正确。
2．B
【详解】
太阳的直径约为139万千米，地球的直径约为12756千米，故
接近110倍。
故选B。
3．C
【详解】
A．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故A错误；
B．观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，将无法看到“金星凌日”现象。故B错误；
C．根据开普勒第三定律
可得
依题意，有
解得
故C正确；
D．根据开普勒第二定律，可知在同一轨道内，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积相等。故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
设地球半径为R，则行星的半径为4R，根据开普勒第三定律得：
解得：
地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为8年．
A.10年与计算结果不符，故A不符合题意．
B.2年与计算结果不符，故B不符合题意．
C.4年与计算结果不符，故C不符合题意．
D.8年与计算结果相符，故D符合题意．
5．C
【详解】
设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=8R，根据开普勒定律
==8
所以P与Q的周期之比为
TP∶TQ=2∶1
故选C。
6．B
【详解】
A．伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因，A错误；
B．开普勒提出了行星运动的三大定律，B正确；
C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，C错误；
D．伽利略没有利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动，是通过实验加合理外推，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．地球位于椭圆轨道的焦点位置，选项A错误；
B．飞船与地球的连线在同一椭圆轨道上相同时间扫过面积相等，选项B错误；
C．根据开普勒第三定律，飞船轨道半长轴越大，周期越大，则飞船在小椭圆轨道上运动周期小于在大椭圆轨道上运动的周期，选项C错误；
D．根据开普勒第三定律，飞船小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴三次方与周期平方比值相等，选项D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．根据题中条件不能比较火星自转周期与地球自转周期的关系，选项A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，火星靠近太阳的过程中，引力做正功，则速率增大，选项B正确；
C．地球远离太阳的过程中，所受引力减小，则加速度减小，选项C错误；
D．火星绕太阳运转与地球绕太阳运转不是相同的轨道，则相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积不等于地球与太阳的连线扫过的面积，选项D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．月球表面上没有空气，故A不正确；
B．太阳系是银河系中的一部分，宇宙的大小结构层次为：宇宙→银河系→太阳系→地月系，故B不正确；
C．现在有很多证据证明宇宙是无边的、膨胀的，故C不正确；
D．太阳是炽热巨大的气体星球，正以每秒400万吨的速度失去重量，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
AB．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，所以在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大；远日点连线长，速度小，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小；故AB错误；
C．清明放假三天里，在春分至夏至之间，地球与太阳之间的距离变大，太阳对地球的引力对地球做负功，故C正确；
D．春夏两季比秋冬两季时间长。故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
由于a物体和同步卫星c的周期都为24h．所以48h后两物体又回到原位置，根据开普勒第三定律得
解得
然后再算b卫星在48小时内运行的圈数
圈
故选B。
12．C
【详解】
由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T0，未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为R0，则有,解得：；据开普勒第三定律：，得；故选C.
13．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。
14．AD
【详解】
A．k是一个与太阳有关与行星无关的量，A正确；
B．地球和月球不是绕同一个中心天体运动，所以不相等。B错误；
CD．T表示行星运动的公转周期，C错误，D正确。
故选AD。
15．ABD
【详解】
A. 结合万有引力定律可知，开普勒第三定律中k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确．
B. 开普勒第三定律中的公式，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，所以T表示行星的公转周期，故B正确．
C. 地球与月亮公转时的环绕的中心天体不同，所以，故C错误．
D. 根据开普勒第三定律中的公式可知，，离太阳越近的行星的运动周期越短．故D正确．
16．BD
【详解】
A．根据开普勒第三定律，有
解得
则有
=1.84年
年=11.86年
年=29.28年
年=82.82年
年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有
代入数据，有
解得，T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A错误；
B．2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；
C．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为
土星相邻两次冲日的时间间隔为
故C错误；
D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D正确。
故选BD。
17． 旋涡 椭圆
【详解】
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．
18． 椭圆 椭圆的一个焦点上 面积相等 半长轴的三次方 公转周期的二次方 都相同
【详解】
略
19． 水星 海王星 三
【详解】
太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星绕它运行，轨道离太阳最近的是水星，轨道离太阳最远的是海王星，地球处在离太阳比较近的第三条轨道上。
20． 圆心 匀速圆周 轨道半径r 比值都相等
【详解】
略
21．1∶9
【详解】
因为此题也适用开普勒定律，根据开普勒第三定律解题即可（地球同步卫星的绕地周期为1d）。因为
所以
22．（1）
（2）
【详解】
（1）因卫星绕地球做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得
（2）由万有引力定律和向心力公式得
解得
由题意得
代入④得：
23．
【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，则
即
解得
其中T0=1年，联立解得
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