7.1 行星运动 同步练习（Word版含答案）

7.1、行星运动
一、选择题（共16题)
1．彗星是质量比较小体积比较大绕太阳运行的一类天体，已经发现的彗星达上千个，大部分彗星周期比较长，著名的短周期彗星“哈雷彗星”，它每隔一定时间飞近地球，此时能用肉眼观察到哈雷彗星。下图是地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨道，哈雷彗星的轨道是很扁的椭圆，椭圆的半长轴为地球公转半径的18倍，哈雷彗星曾在1682年飞近地球，请你推算自1682年后“哈雷”再次飞近地球大约在（　　）
A．1759年
B．1769年
C．1789年
D．1799年
2．第一次通过观测和计算的方法总结出行星运动规律的物理学家是 （ ）
A．牛顿 B．卡文迪许 C．伽利略 D．开普勒
3．如图所示，“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动，它在A、B、C三点运动速率
A．一样大
B．经过A点时最大
C．经过B点时最大
D．经过C点时小于经过B点时
4．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是
A．所有行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等
B．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
C．行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的对称中心处
D．离太阳越近的行星运动周期越短
5．甲、乙两颗人造卫星绕地球作圆周运动，半径之比为R1 : R2 = 1 : 4 ，则它们的运动周期之比和运动速率之比分别为 （ ）
A．T1 : T2 = 8 : 1 ，v1 : v2 = 2 : 1 B．T1 : T2 = 1 : 8 ，v1 : v2 = 1 : 2
C．T1 : T2 = 1 : 8 ，v1 : v2 = 2 : 1 D．T1 : T2 = 8 : 1 ，v1 : v2 = 1 : 2
6．恒星的周年视差证明了（　　）
A．地球绕其轴心运动 B．地球绕着太阳运动
C．月球绕地球运动 D．太阳质量远远大于地球质量
7．下列关于宇宙及星系的说法中正确的是（ ）
A．银河系是一种漩涡状的系星，太阳系就位于漩涡的中心
B．太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越小
C．宇宙中恒星都是不动的星球，行星都是绕着恒星运动的
D．宇宙中恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和死亡的过程，一颗恒星的寿命取决于它的质量
8．如图所示，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，关于经过近地点A的速率v1和经过远地点B的速率v2的关系，下列说法正确的是（　　）
A．v1>v2 B．v1＝v2
C．v19．关于行星的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳西升东落
B．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近地点速度小，远地点速度大
C．开普勒第三定律，式中的值仅与中心天体太阳的质量有关
D．开普勒三定律不适用于其他星系的行星运动
10．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
11．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就，下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是（ ）
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动
B．牛顿最早证明了行星公转轨道是椭圆，行星所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比
C．亚里士多德对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度已经加速度
D．伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论
12．如图为“天问一号”从地球发射飞往火星的简化图形。轨道1为地球的公转轨道，轨道3为火星的公转轨道，椭圆轨道2为“天问一号”霍曼转移轨道。已知火星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的1.5倍，则“天问一号”从地球公转轨道到达火星公转轨道需要的时间约为（　　）
A．0.3年 B．0.7年 C．1.1年 D．1.4年
13．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小
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．春夏两季与秋冬两季时间相等
D．春夏两季比秋冬两季时间长
14．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
B．对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积
C．行星在近日点的速率大于在远日点的速率
D．行星在近日点的速率小于在远日点的速率
15．关于行星的运动，下列说法中正确的是
A．关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳东升西落
B．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近地点速度小，远地点速度大
C．开普勒第三定律 ，式中k的值仅与中心天体的质量有关
D．开普勒三定律不适用于其他星系的行星运动
16．根据开普勒关于行星运动规律，以下说法中正确的是
A．行星在椭圆轨道运动中，在远日点的速度最大，近日点的速度最小
B．行星在椭圆轨道运动中，在远日点的速度最小，近日点的速度最大
C．行星运动速度的大小是不变的
D．行星的运动是变速曲线运动
二、填空题
17．星系是宇宙中的一大群________、气体、尘埃等组成的系统，宇宙中的星系大约有1000亿个以上，银河系以外的星系称为________．
18．_________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_________．
19．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。
20．有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，由开普勒第三定律可知，它们绕地球运转的周期之比为_______．
三、综合题
21．哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球和太阳平均距离的18倍。哈雷彗星最近一次飞近地球的时间是1986年。根据开普勒第三定律估算它下一次飞近地球将在哪一年。
22．在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？
23．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的三次方与它的公转周期的二次方成正比，即，是一个对所有行星都相同的常量。”
(1)现将行星绕太阳运动简化为匀速圆周运动模型，已知引力常量为，太阳质量为，行星到太阳距离为，运行周期为。请结合万有引力定律和牛顿运动定律推导常量的表达式。
(2)小明在图书馆查阅资料了解到：“已知月球绕地球做圆周运动的半径为、周期为；“嫦娥四号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为、周期为，引力常量为。”，他认为，若不计周围其他天体的影响，根据开普勒第三定律，应该满足，请判断他的观点是否正确，并说明理由。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
哈雷彗星和地球都绕太阳运动，根据开普勒第三定律，
因地球为哈雷彗星的半长轴为地球公转半径的18倍，代入数据得哈雷彗星的周期大约为76年，在经76年，大约在1759年“哈雷”再次飞近地球，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．D
【详解】
开普勒根据第谷的观测数据，并通过计算的方法总结出行星运动规律，故选D.
3．B
【详解】
根据开普勒行星运动第二定律可知，“神舟10号”与地球的连线在相等时间内扫过的面积必须相等，因此连线越短，其运动速率就越大，对照题图可知，A点离地球最近，速率最大，故选B．
4．D
【详解】
A. 对于某一个行星，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等，但是对不同的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等，选项A错误；
B. 所有行星都在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，选项B错误；
C. 行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的焦点处，选项C错误；
D. 根据开普勒第三定律可知，离太阳越近的行星运动周期越短，选项D正确．
5．C
【详解】
由于甲、乙的半径之比为
R1:R2=1:4
则由开普勒定律
可得
由速度的公式可知
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．B
【详解】
恒星周年视差是历史上证明地球公转的关键性证据 ，证明了地球确实在围绕着太阳公转，太阳看上去总是那么大，说明地球与太阳的距离是大致不变的，所以地球是在绕太阳做近似圆周运动，也就是公转
故选B。
7．D
【详解】
A．银河系是一种漩涡状的系星，太阳系不是漩涡的中心，选项A错误；
B．由线速度公式可知太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大，选项B错误；
C．宇宙中的恒星在一个特定位置周围振动，选项C错误；
D．宇宙中恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和死亡的过程，一颗恒星的寿命取决于它的质量，选项D正确；
故选D。
8．A
【详解】
根据开普勒第二定律可知，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，距离地球越近，则速率越大，则经过近地点A的速率v1和经过远地点B的速率v2的关系
v1>v2
故选A。
9．C
【详解】
A．关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落，故A错误；
B．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近地点速度大，远地点速度小，故B错误；
C．在太阳系中，开普勒第三定律，式中的值仅与中心天体太阳的质量有关，故C正确；
D．开普勒三定律也适用于其他星系的行星运动，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
根据
可得
则该常数只与恒星有关。
故选C。
11．D
【详解】
试题分析：开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做椭圆运动，故A错误；关于天体运动的规律，胡克等人认为，行星绕太阳运动是因为受到了太阳的吸引，并证明了圆轨道下，它所受的引力大小跟行星到太阳距离的平方成反比，故B错误；伽利略对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度以及加速度，故C错误；伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论，故D正确．
12．B
【详解】
根据开普勒第三定律
可知椭圆转移轨道的周期为
从地球公转轨道到达火星公转轨道需要的时间约为0.7年。
故选B。
13．D
【详解】
AB．冬至日前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球位于远日点附近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大，故AB错误；
CD．春夏两季平均速率比秋冬两季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，春夏两季一般在186天左右，而秋冬季只有179天左右，C错误，D正确；
故选D。
14．ABC
【详解】
A．第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确；
B．第二定律内容为：所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，故B正确；
CD．由“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”可知行星在近日点的速率大于在远日点的速率，故C正确，D错误．
故选ABC．
15．AC
【详解】
关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳东升西落，选项A正确；根据开普勒第二定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近地点速度大，远地点速度小，选项B错误；开普勒第三定律，式中k的值仅与中心天体的质量有关，选项C正确；开普勒三定律同样也适用于其他星系的行星运动，选项D错误；故选AC.
16．BD
【详解】
ABC、在行星运动时，连接行星和太阳的连线，在相等的时间内，扫过同样大小的面积，故远日点速度小，近日点速度大，故B正确AC错误；
D、行星的速度在改变，所以是变速运动，故D正确；
故选BD．
【详解】
星系是宇宙中的一大群恒星、气体、尘埃等组成的系统，宇宙中的星系大约有1000亿个以上，银河系以外的星系称为河外星系．
18． 开普勒 椭圆 面积 定值
【详解】
开普勒利用第谷的天文资料发现，行星的运行轨道是椭圆，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，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定值。
19． 椭圆 焦点
【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。
20．
【详解】
由开普勒第三定律，可得
21．2026年
【详解】
设哈雷彗星的运行周期为T1，半长轴为a1，地球的公转周期为T2，地球公转半径为a2。哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，由开普勒第三定律
得
而T2=1年，解得T1≈76年。所以1986年+76年=2062年，即哈雷彗星下次飞近地球将在2062年。
22．见详解
【详解】
这一节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力。前一章平抛运动的研究属于已知受力探究它的运动。而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它的受力。
23．(1)；(2)不正确
【详解】
(1)对行星
整理得
(2)不正确；
设地球和月球质量分别为，根据上问推导
所以
答案第1页，共2页