7.1 行星的运动
一、选择题
1.下面列举的三位大师,他们对世界天文学的发展影响极其深远,那么从左到右排列符合历史发展顺序的是( )
A.哥白尼、牛顿、开普勒 B.哥白尼、开普勒、牛顿
C.开普勒、哥白尼、牛顿 D.开普勒、牛顿、哥白尼
2.下列说法不正确的是( )
A.托勒密和哥白尼都建立了物理模型来分析行星运动,对后人产生了深远影响
B.第谷经过二十年观察,详细记录了行星的位置和时间
C.开普勒通过分析第谷的数据,得出了行星运动的规律
D.开普勒分析伽利略的实验数据,得出行星运动规律
3.如图,S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积,由开普勒行星运动定律可知( )
A.S1C.S1=S24.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.地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线,这种现象称作“日凌”。2021年9月下旬至10月中旬,火星探测器“天问一号”处在“日凌”阶段,“天问一号”与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰,出现不稳定甚至中断。10月中旬“日凌”结束时,火星的位置可能是( )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
6.在太阳系的行星中,地球到太阳的距离小于土星到太阳的距离。已知地球的公转周期为1年,则土星的公转周期( )
A.大于1年 B.等于1年
C.小于1年 D.无法与地球的公转周期做比较
7.“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射,由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道,成为一颗人造行星,与地球、火星共同绕太阳公转,并逐渐远离地球,飞向火星,其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au(天文单位) ,火星到太阳的平均距离为1. 5Au,则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为( )
A.0.8年 B.1.4年 C.2.2年 D.2.6年
8.2018年6月2日,“高分六号”光学遥感卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,这是我国第一颗实现精准农业观测的高分卫星。其运行轨道为如图所示的绕地球E运动的椭圆轨道,地球E位于椭圆的一个焦点上。轨道上标记了“高分六号”经过相等时间间隔(Δt=,T为“高分六号”沿椭圆轨道运行的周期)的有关位置。则下列说法正确的是( )
A.面积S1>S2
B.卫星在轨道A点的速度小于B点的速度
C.T2=Ca3,其中C为常数,a为椭圆半长轴
D.T2=C′b3,其中C′为常数,b为椭圆半短轴
9.(多选)有关开普勒行星运动定律的描述,下列说法中正确的是( )
A.所有的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
B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上
C.所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
D.同一行星绕太阳运动时,行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
10.(多选)卫星原来在椭圆轨道Ⅰ上绕地球运动,到达远地点时又进入圆轨道Ⅱ,是轨道Ⅰ上的近地点,如图所示。关于卫星的运动,以下说法中正确的是( )
A.在轨道Ⅰ上经过时的速度比经过时小 B.在轨道Ⅰ上经过时的速度比经过时大
C.在轨道Ⅰ上运行的周期比在轨道Ⅱ上小 D.在轨道I上运行的周期比在轨道Ⅱ上大
11.如图所示,一颗卫星绕地球做椭圆运动,运动周期为T,图中虚线为卫星的运动轨迹,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,其中A距离地球最近,C距离地球最远。B点和D点是弧线ABC和ADC的中点,下列说法正确的是( )
A.卫星在A点的速度最大
B.卫星在C点的加速度最大
C.卫星从A经D到C的运动时间为
D.卫星从B经A到D的运动时间为
二、填空题
12.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。
13.如图所示,某行星绕太阳运动的轨道是椭圆。A点是轨道上距太阳最近的位置,B点是轨道上距太阳最远的位置。太阳位于椭圆其中的一个______上;行星在A点时的线速度______(填“大于”“小于”或“等于”)在B点时的线速度;行星在A点时的角速度______(填“大于”“小于”或“等于”)在B点时角速度。
三、解答题
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。天文学家曾经跟踪过一颗彗星,假设这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的9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,在远日点的线速度为,则哪个线速度大?
(2)如果这颗彗星最近出现的时间是2020年,它下次飞近地球大约是哪一年?
15.如图所示为地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。
(1)太阳是否在轨道平面的中心?夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同?
(2)一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天?
16.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T。如果飞船要返回地面,可在轨道上某点A处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切,如图所示。如果地球半径为R0,求飞船由A点运动到B点所需要的时间。
参考答案:
1.B 2.D 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.C
9.AD 10.AC 11.AC
12. 椭圆 焦点 面积 轨道半长轴的三次方 公转周期的二次方
13. 焦点 大于 大于
14.(1)v1>v2;(2)2047
15.(1)不是,不相同;(2)秋、冬两季比春、夏两季地球运动的快
16.T
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