7.1行星的运动同步练习-试卷(word版含答案)

7.1行星的运动同步练习
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 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．
2. 下列对开普勒定律的理解正确的是（　　）
A．地球与太阳的连线在相等的时间内转过的角度相等
B．所有行星绕太阳运动的轨道是同一个椭圆、有共同的焦点
C．火星与太阳的连线、地球与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
D．哈雷彗星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比等于地球轨道（可视为圆形）半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比
3. 物理必修二的P49页中介绍 ：亚当斯通过对行星“天王星”的长期观察发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。亚当斯认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星）对天王星的万有引力引起的。由于课本没有阐述其计算的原理，这极大的激发了射洪中学天文爱好社团同学的探索热情，通过集体研究，最终掌握了亚当斯当时的计算方法：设其（海王星）运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行轨道半径为R，周期为T，并认为上述最大偏离间隔时间t就是两个行星相邻两次相距最近的时间间隔，并利用此三个物理量推导出了海王星绕太阳运行的圆轨道半径，则下述是海王星绕太阳运行的圆轨道半径表达式正确的是（　　）
A． B． C． D．
4. 如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（　　）
A．做匀速率的曲线运动
B．经过A点时的加速度最小
C．从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间
D．从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间
5. 如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．速度最大点是A点
B．速度最大点是B点
C．m从A到B做加速运动
D．m从C经A到D所用时间大于从D经B到C所用时间
6. 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．v17. 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
8. 我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。发射过程中“北斗”28星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为，如图所示。则（　　）
A．卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆，地球处于椭圆的中心
B．卫星在的过程中，速率逐渐变大
C．卫星在过程所用的时间小于
D．在点卫星速度有最大值
二、填空题（本大题共2道小题）
9. 围绕太阳运行的八大行星中，轨道离太阳最近的是_____________________，轨道离太阳最远的是___________________；地球处在离太阳比较近的第__________条轨道上。
10. 如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道， 、 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 和 ；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 和 表示，则 、 。（均选填“”“”或“”）
三、解答题（本大题共3道小题）
11. 设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金星在地球轨道的内侧（称为地内行星）。在某些特殊时刻，地球、金星和太阳会出现在一条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表面。天文学称这种现象为“金星凌日”。如图所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界数百万天文爱好者。假设地球公转轨道半径为R，“金星凌日”每隔t0年出现一次，已知地球公转周期为T=1年。求金星的公转轨道半径。
12. 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 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 倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
(1) 这颗彗星最近出现的时间是 年，它下次飞近地球大约是哪一年？
(2) 若哈雷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？
13. 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．
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】D
【详解】
根据开普勒第三定律＝k知
a3＝kT2
故选D。
2. 【答案】D
【详解】
A．根据开普勒第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故A错误；
B．另一个焦点在行星与太阳连线上 具体位置可以用椭圆公式算出，是在行星轨道的中心点为对称中心，太阳与对称中心的对称点就是另一个焦点，由于行星轨道不一样，所以另一个焦点每个行星都是不同的，故B错误；
C．根据开普勒第二定律，是所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，而火星和地球不在同一轨道，相等的时间内扫过的面积不相同；故C错误；
D．根据开普勒第三定律，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D正确。
故选D。
3. 【答案】D
【详解】
由题可知：海王星与天王星相距最近时，对天王星的影响最大，且每隔时间发生一次最大的偏离。设海王星的周期为，圆轨道半径为，则有
解得
根据开普勒三定律
解得
故选D。
4. 【答案】C
【详解】
A．做椭圆运动的物体在近地点的速度大，在远地点的速度小，A错误。
B．根据公式
可知，A点的加速度最大，B错误。
C．由A可知，近地点的速度大，在远地点的速度小，所以从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间，C正确。
D．由C可知，从A经D运动到C的时间等于从C经B运动到A的时间，D错误。
故选C。
5. 【答案】A
【解析】
AB．行星运动至近恒星点A速度最大，远恒星点B速度最小，选项A正确，B错误；
C．m从A到B引力做负功，做减速运动，选项C错误；
D．因在CAD段的平均速率大于在DBC段的平均速率，可知m从C经A到D所用时间小于从D经B到C所用时间，选项D错误。
故选A。
6. 【答案】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。
7. 【答案】B
【解析】【解答】设彗星的周期为T1，地球的公转周期为T2，这颗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
所以1986+76=2062
故答案为：B。
8. 【答案】C
【解析】
A．由开普勒第一定律可知，卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆，地球处于椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，卫星在相等的时间内扫过的面积相等，卫星在A→B→C的过程中，卫星与地球的距离增大，速率需逐渐变小，故B错误；
C．卫星在A→B→C的过程中所用的时间是半个周期，由于这段运动过程中，速率逐渐变小，A→B，B→C的路程相等，所以卫星在A→B过程所用的时间小于B→C过程所用的时间，则卫星在A→B过程所用的时间小于，故C正确；
D．根据开普勒第二定律，卫星在相等的时间内扫过的面积相等，卫星在A→B→C的过程中，卫星与地球的距离增大，速率需逐渐变小，则在点卫星速度有最小值，故D错误。
故选C。
二、填空题（本大题共2道小题）
9. 【答案】 水星 海王星 三
【解析】
[1][2][3]太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星绕它运行，轨道离太阳最近的是水星，轨道离太阳最远的是海王星，地球处在离太阳比较近的第三条轨道上。
10. 【答案】；
三、解答题（本大题共3道小题）
11. 【答案】
【详解】
设金星的轨道半径为Rx，周期为Tx，角速度为ωx，则由开普勒第三定律有
可得
根据题意，应有，则
即
解得
其中T0=1年，联立解得
12. 【答案】
(1) 年
(2)
【解析】
(1) 由开普勒第三定律知
得：
解得： 年
即下次飞近地球大约为 年 年。
(2) 由开普勒第二定律知 。
13. 【答案】（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．
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