7.1 行星的运动专项测试
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆
C.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D.匀速圆周运动的物体受到的合外力是恒力
2.下列说法符合史实的( )
A.牛顿发现了海王星和冥王星
B.牛顿发现了行星的运动规律
C.开普勒发现了万有引力定律
D.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
3.开普勒关于行星运动的描述正确的是( )
A.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
B.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上
C.所有行星轨道半长轴的三次方跟自转周期的二次方的比值都相等
D.所有行星轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
4.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
5.研究发现,银河系中有一种看不见但很重的物体,促使这些恒星在其周围转圈。其中一颗恒星S2完整轨道如图所示,它绕银河系中心的周期约16年。椭圆的半短轴约400AU(太阳到地球的距离为1AU),根据离心率可以判断轨道的长轴约为短轴的2.5倍,研究中可忽略其他星体对S2的引力,则银河系中心质量与太阳质量之比约( )
A. B. C. D.
6.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,其中火星轨道长半径1.524天文单位(地球到太阳的平均距离为一个天文单位,1天文单位约等于1.496亿千米)。则火星公转一周约为( )
A.0.8年 B.2年 C.3年 D.4年
7.我国的人造卫星围绕地球的运动,有近地点和远地点,由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小,如果近地点距地心距离为R1,远地点距地心距离为R2,则该卫星在近地点运动速率和远地点运动的速率之比为( )
A. B. C. D.
8.下列说法正确的是( )
A.开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律,揭示了行星运动的规律
B.伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因
C.牛顿通过实验测出了万有引力常量
D.第谷发现了行星运动规律
9.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
10.下列哪颗行星具有坚硬的岩石外壳( )
A.水星 B.木星 C.土星 D.天王星
11.2021年2月24日6时29分,图(a)所示的我国首次火星探测任务天问一号探测器成功实施第三次近火制动,进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道。若探测器的停泊轨道可看作是图(b)所示的椭圆轨道,其中的点为近火点,点为远火点,则可知( )
A.探测器在点的速度小于在点的速度
B.探测器在点的加速度小于在点的加速度
C.探测器从点运动到点的过程中,机械能逐渐减小
D.探测器从点运动到点的过程中,机械能保持不变
12.地球在绕太阳转动的同时,本身绕地轴在自转,形成了春、夏、秋、冬四个季节,则下面说法正确的是( )
A.春分时地球公转速率最小
B.夏至时地球公转速率最小
C.秋分时地球公转速率最小
D.冬至时地球公转速率最小
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
14.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1682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,如图所示,并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现哈雷的预言得到证实,该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年,则关于它下次飞近地球的时间,下列判断正确的是( )
A.大约在2070年 B.大约在2062年
C.大约在2048年 D.大约在2035年
15.太阳系中有一颗小行星,它的公转周期大约是8年,则它公转轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的( )
A.4倍 B.2倍 C.0.5倍 D.8倍
16.二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道,春分为太阳从南回归线回到赤道,秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分,9月22日为秋分,可以推算从春分到秋分为186天,而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等,如图所示,关于上述自然现象,下列说法正确的是( )
A.从春分到秋分地球离太阳远
B.从秋分到春分地球离太阳远
C.夏天地球离太阳近
D.冬天地球离太阳远
二、解答题
17.有一行星,距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的8倍,则该行星绕太阳公转的周期是多少年?
18.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?
19.我国航天第一人杨利伟乘坐“神舟”五号载人飞船,在绕地球飞行了14圈、历时21小时后返回地面。已知地球半径R地=6.4×103km,“静止”在赤道上空的卫星的高度为5.67R地,则“神舟”五号离地多高?
20.地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少?
三、填空题
21._________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_________.
22.如图所示,椭圆为地球绕太阳运动的轨道,A、B分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点,地球经过这两点时的速率分别为vA和vB;阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积,分别用SA和SB表示,则vA ___________vB、SA________SB.(均填“>”“=”或“<”)
23.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_______.
24.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。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
2.D
3.A
4.A
5.A
6.B
7.B
8.A
9.C
10.A
11.D
12.B
13.C
14.B
15.A
16.A
17.22.6年
18.(1)
(2)
19.323km
20.
21. 开普勒 椭圆 面积 定值
22. >; =;
23.
24. 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
答案第1页,共2页
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