4.1从托勒密到开普勒基础巩固（Word版含答案）

4.1从托勒密到开普勒基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述错误的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量
C．开普勒研究第谷的天文观测数据，发现了行星运动的规律
D．伽利略发现地月间的引力满足距离平方反比规律
2．若地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，如地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径大小分别为R1和R2，则（　　）
A． B． C． D．
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．关于开普勒第三定律公式，下列说法正确的是（　　）
A．公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星
B．公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星
C．式中的k值，对所有行星和卫星都相等
D．式中的T代表行星自转的周期
5．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
6．若地球绕太阳运行到图中A、B、C、D四个位置时，分别为春分、夏至、秋分和冬至，以下说法正确的是（　　）
A．地球由夏至运行到秋分的过程中速率逐渐减小
B．地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐增大
C．地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长
D．地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间短
7．人类对行星运动的研究漫长而曲折，关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动的规律
B．所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
C．开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动
D．行星环绕太阳运动时，线速度大小始终不变
8．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点的速度大。则恒星位于（　　）
A．F点 B．A点 C．E点 D．O点
9．对于课本上的一些图片，下列说法正确的是
A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B．图乙中，行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相同的面积
C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A球将先于B球落地
D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受的合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力
10．如图是太阳系的部分行星围绕太阳运动的示意图，关于地球、土星围绕太阳运动的说法正确的是（　　）
A．它们围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的中心
B．它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积都相等
C．它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关
D．它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值不仅与太阳的质量有关，还与它们各自的质量有关
11．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。如图所示，是按课本要求用图钉和细绳画椭圆，这就可以形象地表示行星的轨道和太阳的位置。如果行星在C点的速率大于行星在B点的速率，则太阳应处在（　　）
A． B． C．都可以 D．无法判断
12．关于地球和太阳，下列说法中正确的是 （ ）
A．地球是围绕太阳运转的
B．太阳总是从东面升起，从西面落下，所以太阳围绕地球运转
C．由于地心说符合人们的日常经验，所以地心说是正确的
D．地球是围绕太阳做匀速圆周运动的
13．根据开普勒行星运动定律，下述说法正确的是（　　）
A．所有行星绕太阳的运动都是严格的匀速圆周运动
B．某个行星绕太阳运动时，在远日点的速度大于在近日点的速度
C．在太阳的各个行星中，离太阳越远周期越长
D．行星绕太阳运动的公转周期与行星到太阳的距离的二次方成正比
14．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走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示.下面说法正确的是（　　）
A．金星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比小于地球
B．金星绕太阳运行轨道的半长轴大于地球
C．金星绕太阳公转一周时间小于365天
D．相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
15．人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三定律，揭示了行星运动的规律，但他却未能找到行星按照这些规律运动的原因，今天的你可以轻而易举的知道这个原因。发现行星运动三定律的这位科学家是（　　）
A．罗勒密 B．哥白尼 C．第谷 D．开普勒
二、填空题（共4题）
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__________。
（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。
17．开普勒行星运动定律告诉我们：所有行星绕太阳运动的轨道都是_____，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的_____，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的_____的二次方的比值都相等．
18．太阳系中除了九大行星之外，还有许多围绕太阳运行的小行星，其中有一颗名叫“谷神”的小行星，质量为1.00×1021kg，它运行的轨道半径是地球轨道半径的2.77倍，则它绕行太阳一周需要_____年。
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．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？
21．太阳系中有八大行星，它们与太阳间的距离从小到大依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星，下面是八大行星绕太阳运动的有关数据
请认真阅读并分析数据，可得到哪些结论（至少写出两条）
22．地球公转运行的轨道半径，若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径，其周期多长？
23．我国的“风云”二号卫星是地球同步卫星。因为它与地球自转同步，所以我们看上去就像停在天空中不动一样。请运用开普勒定律，根据月球绕地球运动的相关数据，估算同步地球卫星离地面的高度。近似地把月球和“风云”二号卫星的轨道看作圆周轨道，已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为，地球半径为。计算时保留两位有效数字。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．B
5．C
6．C
7．C
8．A
9．B
10．C
11．B
12．A
13．C
14．C
15．D
16． 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
17． 椭圆 面积 公转周期
18．4.61
19．
20．（1）v1；（2）2062年
21．行星运动轨道半长轴立方与周期平方的比值为定值
行星运动椭圆轨道的偏心率较小，粗略计算时可近似看成圆轨道
22．29.7年
23．3.7×104km
答案第1页，共2页