7.1行星的运动 同步练习（Word版含解析）

人教版必修第二册 7.1 行星的运动
一、单选题
1．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
2．开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是（　　）
A．k是一个与行星无关的常量
B．a代表行星的球体半径
C．T代表行星运动的自转周期
D．T代表行星绕太阳运动的自转周期
3．下列说法中不正确的是（　　）
A．开普勒发现了行星运动定律
B．牛顿建立了万有引力定律
C．经典力学适用的领域有微观领域和低速领域
D．卡文迪许测出了引力常量G的数值
4．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．
5．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的
B．伽利略提出了“日心说”
C．牛顿提出了“日心说”
D．哥白尼发现了行星运动三大定律
6．天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（　　）
A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍
7．如图是行星绕太阳运行的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．行星速率最大时在B点
B．行星速率最小时在C点
C．行星从A点运动到B点做减速运动
D．行星从A点运动到B点做加速运动
8．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
9．哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是（　　）
A．24次 B．30次 C．124次 D．319次
10．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．v111．太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（　　）
A． B． C． D．
12．16世纪，经过几十年的研究后出版《天体运行论》、提出日心说的科学家是（　　）
A．哥白尼 B．伽利略 C．开普勒 D．布鲁诺
13．在太阳系中有关行星的运动的说法，正确的是（　　）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心
B．行星在近日点的速度大于在远日点的速度
C．所有行星轨道半长轴的三次方跟它的自转周期的二次方的比都相等
D．行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值与行星有关
14．地球公转半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，则火星公转的周期与地球公转的周期之比为（　　）
A． B． C． D．
15．二十四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、填空题
16．宇宙是由大量不同层次的星系等构成的：①太阳系、②地月系、③宇宙、④银河系按尺寸从小到大的数字排列顺序为：_________________________;
17．开普勒行星运动定律中指出：所有行星围绕太阳运动的轨迹都是____________；太阳与行星的连线在相等的时间扫过的面积______________．
18．关于行星绕太阳的运动，离太阳越远的行星公转周期___________（填“越大”或“越小）．
三、解答题
19．如图所示，地球和某行星在同一轨道平面内绕太阳同向公转，均可视为匀速圆周运动．地球的公转轨道半径为R，公转周期为T．地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）．已知该行星的最大视角为θ =π/6，当行星处于最大视角处时，是地球上天文爱好者观察该行星的最佳时期．求：
（1）该行星的公转周期T 行
（2）若某时刻该行星正处于最佳观察期(如图所示位置)，地球和行星均逆时钟转动,则到紧接着的下一次最佳观察期需经历的时间t．
20．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号表示。）已知火星公转的轨道半径是1.5，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？
21．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？
22．有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的八倍。问这个小行星绕太阳公转周期将是地球公转周期的几倍
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．开普勒第三定律适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星，也适用于围绕行星运动的卫星，A项错误，B项正确；
CD．公式中的k值只与中心天体有关，对围绕同一中心天体运行的行星（或卫星）都相同，T代表行星（或卫星）公转的周期，CD两项错误。
故选B。
2．A
【详解】
A．开普勒第三定律公式，式中k是一个与行星无关、与中心天体质量有关的常量，故A正确；
B．开普勒第三定律公式，式中a代表行星椭圆运动的半长轴，故B错误；
CD．开普勒第三定律公式，式中T代表行星绕太阳运动的公转周期，故CD错误。
故选A。
【点睛】
开普勒第一定律：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；开普勒第二定律：对于每一个行星，它与太阳的连线在相同的时间内扫过相同的面积；开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相同。
3．C
【详解】
A．开普勒发现了行星运动定律，故A不符合题意；
B．牛顿建立了万有引力定律，故B不符合题意；
C．经典力学适用的领域有宏观领域和低速领域，故C符合题意；
D．卡文迪许测出了引力常量G的数值，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
根据开普勒第二定律，对每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，即
v1Δt R1＝ v2Δt R2
即
ACD错误，B正确。
故选B。
5．A
【详解】
A．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，A正确；
BC．哥白尼提出了“日心说”，BC错误；
D．开普勒发现了行星运动三定律，D错误。
故选A。
6．B
【详解】
由图乙的信息可知两次最佳观察时间约为24h，两次最佳观察过境中间空间站还有15次过境，可知空间站一天时间绕地球16次，根据空间站的周期
根据开普勒第三定律
解得同步卫星与天和空间站的轨道半径之比为
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．C
【详解】
AB．由开普勒第二定律知行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，A点为近日点，行星的运行速率最大，B点为远日点，行星的运行速率最小，AB错误;
CD．行星由A点到B点的过程中，离太阳越来越远，所以行星的速率越来越小，C正确，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
AB．开普勒第一定律的内容为：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上，A正确，B错误；
CD．开普勒第三定律的内容为：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等，CD错误。
故选A。
9．B
【详解】
设哈雷彗星的公转周期为T1、轨道半长轴为R1，地球的公转周期为T2、公转半径为R2，由开普勒第三定律可得
=≈76
即哈雷彗星的公转周期为76年，则回归的次数为
因此最合理的次数为30次，B正确。
故选B。
10．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。
11．D
【详解】
根据开普勒第三定律＝k知
a3＝kT2
故选D。
12．A
【详解】
哥白尼经过几十年的研究后出版了《天球运行论》，提出了日心说。
故选A。
13．B
【详解】
A．开普勒第一定律指出所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上。故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故B正确；
CD．行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且比值与行星无关与恒星质量有关，故CD错误。
故选B。
14．D
【详解】
由开普勒第三定律得
则
故选D。
15．A
【详解】
AB．从春分到秋分与从秋分到春分两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，由v=可知时间长说明地球运动速率小，根据开普勒第二定律可知，运动速率小说明地球离太阳远，故A正确，B错误;
CD．我国处于北半球，冬季时地球离太阳近，夏季时地球离太阳远，故CD错误。
故选A。
16．②①④③
【详解】
[1]．宇宙是由大量不同层次的星系等构成的：①太阳系、②地月系、③宇宙、④银河系按尺寸从小到大的数字排列顺序为：②地月系、①太阳系、④银河系、③宇宙。
17． 椭圆 相等
【详解】
开普勒第一定律指出所有行星围绕太阳运动的轨道是椭圆轨道，所有行星围绕太阳运动的轨迹都是椭圆；开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
18．越大
【详解】
行星绕太阳运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，所以公转半径越大，周期越大，即离太阳越远的行星公转周期越大．
【点睛】本题也可以根据开普勒第三定律分析．
19．（1）；（2）
【详解】
（1）设行星的公转半径为r
R=Rsinθ
则由开普勒第三定律得：T行 ===
（2）当行星处于最佳观察期时，地球在行星之前．设地球的角速度ω1，行星的角速度ω2，经历时间为t2 ，则有：
点睛：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或要求解的物理量选取应用．要注意物理问题经常要结合数学几何关系解决．正确作图是解题的关键．
20．火星公转的周期是671个地球日。
【详解】
根据开普勒第三定律，有
解得
21．（1）v1>v2；（2）2047
【详解】
（1）彗星从近日点运动到远日点的过程中，引力做负功，动能减小，故近日点的线速度较大，即有v1>v2。也可通过开普勒第二定律判断知v1>v2。
（2）由开普勒第三定律知
得
解得
年
即下次飞近地球大约为（2020＋27）年=2047年
22．22.6
【详解】
设地球轨道半径为R，则小行星的轨道半径为8R；
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22.6年。
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