7.1行星的运动同步练习 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）物理必修第二册（含答案）
文档属性
| 名称 | 7.1行星的运动同步练习 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）物理必修第二册（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 465.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-16 09:08:42 | ||
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文档简介
7.1行星的运动
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
首先，开普勒行星运动定律是描述天体运动的基本规律。这一定律包括行星轨道定律、面积定律和周期定律。这些定律详细描述了行星如何围绕太阳运动，以及它们运动的轨道形状、速度和周期等特征。
其次，万有引力定律也是理解行星运动的关键。这个定律描述了任意两个质点之间的引力作用，特别适用于天体之间的相互作用。行星和太阳之间的引力就是根据这个定律来计算的。
此外，天体的轨道运动遵循牛顿第二定律和万有引力定律。这意味着天体的轨道运动可以描述为一个椭圆轨道绕中心天体（如太阳）旋转，同时天体沿着一个抛物线或双曲线轨道离开或接近中心天体。
关于天体的速度和加速度，这些参数是由其轨道运动决定的。通过万有引力定律和牛顿第二定律，我们可以计算出天体的速度和加速度。
最后，行星的质量和密度也是研究行星运动时需要考虑的因素。了解行星的质量和密度可以帮助我们更好地理解它们的运动特性，如轨道稳定性、运动速度等。
一、单选题
1．2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼”FAST（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为，则的最大值为（ ）
A． B． C． D．
2．关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）
A．开普勒定律是经过长时间连续不断的观察、推理总结出来的，未经过实际计算
B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为圆，太阳处在圆心上
C．开普勒定律不仅适用于太阳系，对其他恒星系同样适用
D．开普勒第三定律中，k是一个在任何星系中都相等的常量
3．某人造地球卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率小，则地球位于（ ）
A．位置 B．位置 C．A位置 D．B位置
4．在太阳系中,月球是（ ）
A．恒星 B．行星 C．矮行星 D．卫星
5．公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出了“地心说”，认为地球处于宇宙的中心静止不动。公元16世纪，哥白尼经过对太空的仔细观测，发现这个认识存在错误，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，这个观点是 （ ）
A．“日心说” B．“地心说” C．“月心说” D．“盖天说”
6．两颗行星绕某恒星做匀速圆周运动。若这两颗行星运行的周期之比为3：1，则它们的轨道半径之比为（ ）
A．3：1 B．9：1 C．27：1 D．1：9
7．关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是
A．k是一个与行星质量有关的常量 B．k与a3成正比
C．k与T2成反比 D．k与a和T均无关
8．将行星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，已知水星的角速度是ω1、周期是T1，木星的角速度是ω2、周期是T2，则
A．ωl>ω2，T1>T2 B．ω1>ω2，T1C．ω1<ω2，T1>T2 D．ω1<ω2，T19．根据开普勒关于行星运动的三定律，下列说法中不正确的是（ ）
A．地球是太阳系的中心
B．行星绕太阳运动的轨道是椭圆
C．太阳处在行星运行轨道的一个焦点上
D．开普勒关于行星运动的三定律同样适用于卫星绕行星运动
10．理论和实践证明，开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。对开普勒第三定律公式的理解，下列说法正确的是（ ）
A．公式只适用于轨道是椭圆的运动
B．式中的k值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星（或卫星）有关
C．式中的k值，仅与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关
D．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
二、多选题
11．太阳系中某行星运行的轨道半径为R0，周期为T0。但天文学家在长期观测中发现，其实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离（行星仍然近似做匀速圆周运动）。 天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星。假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道的半径R和周期T是（认为未知行星近似做匀速圆周运动）（ ）
A． B．
C． D．
12．关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与行星无关的常量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的长半轴为，周期为，则
C．T表示行星运动的自转周期
D．T表示行星运动的公转周期
13．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（ ）
A．海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
B．卫星在Q点的角速度大于P点的角速度
C．从P到M所用时间小于
D．从P到Q阶段，速率逐渐变小
14．如图所示，有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同。A卫星的周期为T1，B卫星的周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，则（引力常量为G）（ ）
A．两卫星经过时间t=T1+T2再次相距最近
B．两卫星经过时间再次相距最近
C．两卫星经过时间第一次距最远
D．两颗卫星的轨道半径之比：
15．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过年，行星会运行到日地连线的延长线上（与地球相距最近），如图所示，设该行星与地球的公转周期之比为，公转轨道半径之比为，则（）
A． B． C． D．
三、填空题
16．开普勒第一定律：所有行星绕 运动的轨道都是 太阳处在椭圆的一个 上；
17．17世纪，天文学家哈雷观察到一颗彗星绕太阳运行的轨道如图所示，则在彗星飞临图示地球阶段，彗星的速度变化情况是 （填“减小”或“增大”），理由是 。
18．请写出开普勒三定律的内容：
（1） ；
（2） ；
（3） 。
19．由开普勒行星运动定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨道都是 ，同一行星在轨道上运动时，经过近日点时的速率 （大于、等于、小于）经过远日点的速率．
20．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ；太阳处在 上；所有行星的轨道的 的比值都相等。
四、解答题
21．设地球质量为，绕太阳运动的轨道为圆周，则它运动的轨道半径的三次方与公转周期平方之比为常数，试证明此常数k只与太阳的质量有关。
22．月亮绕地球做圆周运动。地球绕太阳做圆周运动。如图所示，关于各自运动的快慢，地球和月亮的“对话”：地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。月亮说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你一圈，到底谁转得慢？
请问：地球说得对，还是月亮说得对？
23．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作一个天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的周期是1.84年，根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径是多少个天文单位的长度？(将地球和火星绕太阳公转的轨道近似看成圆形轨道)
24．如图所示，飞船绕地球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速度降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间。
25．早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．D
5．A
6．A
7．D
8．B
9．A
10．C
11．BC
12．AD
13．CD
14．BD
15．BD
16． 太阳 椭圆 焦点
17． 增大 根据开普勒第二定律，在相同时间内彗星与太阳连线扫过的面积相同，则彗星接近太阳时，在相同时间内运动的路程就长，所以其速度增大
18． 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面积 开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
19． 椭圆 大于
20． 椭圆 椭圆的一个焦点 半长轴的三次方与公转周期的二次方
21．略
22．地球和月亮说的均是片面的，它们选择描述匀速圆周运动快慢的标准不同。严格来说地球绕太阳运动的线速度比月亮绕地球运动的线速度大，而月亮绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角速度大。
23．1.5
24．
25．（1）1.8年；（2）2.3年
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
首先，开普勒行星运动定律是描述天体运动的基本规律。这一定律包括行星轨道定律、面积定律和周期定律。这些定律详细描述了行星如何围绕太阳运动，以及它们运动的轨道形状、速度和周期等特征。
其次，万有引力定律也是理解行星运动的关键。这个定律描述了任意两个质点之间的引力作用，特别适用于天体之间的相互作用。行星和太阳之间的引力就是根据这个定律来计算的。
此外，天体的轨道运动遵循牛顿第二定律和万有引力定律。这意味着天体的轨道运动可以描述为一个椭圆轨道绕中心天体（如太阳）旋转，同时天体沿着一个抛物线或双曲线轨道离开或接近中心天体。
关于天体的速度和加速度，这些参数是由其轨道运动决定的。通过万有引力定律和牛顿第二定律，我们可以计算出天体的速度和加速度。
最后，行星的质量和密度也是研究行星运动时需要考虑的因素。了解行星的质量和密度可以帮助我们更好地理解它们的运动特性，如轨道稳定性、运动速度等。
一、单选题
1．2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼”FAST（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为，则的最大值为（ ）
A． B． C． D．
2．关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）
A．开普勒定律是经过长时间连续不断的观察、推理总结出来的，未经过实际计算
B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为圆，太阳处在圆心上
C．开普勒定律不仅适用于太阳系，对其他恒星系同样适用
D．开普勒第三定律中，k是一个在任何星系中都相等的常量
3．某人造地球卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，卫星在A点的速率比在B点的速率小，则地球位于（ ）
A．位置 B．位置 C．A位置 D．B位置
4．在太阳系中,月球是（ ）
A．恒星 B．行星 C．矮行星 D．卫星
5．公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出了“地心说”，认为地球处于宇宙的中心静止不动。公元16世纪，哥白尼经过对太空的仔细观测，发现这个认识存在错误，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，这个观点是 （ ）
A．“日心说” B．“地心说” C．“月心说” D．“盖天说”
6．两颗行星绕某恒星做匀速圆周运动。若这两颗行星运行的周期之比为3：1，则它们的轨道半径之比为（ ）
A．3：1 B．9：1 C．27：1 D．1：9
7．关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是
A．k是一个与行星质量有关的常量 B．k与a3成正比
C．k与T2成反比 D．k与a和T均无关
8．将行星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，已知水星的角速度是ω1、周期是T1，木星的角速度是ω2、周期是T2，则
A．ωl>ω2，T1>T2 B．ω1>ω2，T1
A．地球是太阳系的中心
B．行星绕太阳运动的轨道是椭圆
C．太阳处在行星运行轨道的一个焦点上
D．开普勒关于行星运动的三定律同样适用于卫星绕行星运动
10．理论和实践证明，开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。对开普勒第三定律公式的理解，下列说法正确的是（ ）
A．公式只适用于轨道是椭圆的运动
B．式中的k值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星（或卫星）有关
C．式中的k值，仅与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关
D．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
二、多选题
11．太阳系中某行星运行的轨道半径为R0，周期为T0。但天文学家在长期观测中发现，其实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离（行星仍然近似做匀速圆周运动）。 天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星。假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道的半径R和周期T是（认为未知行星近似做匀速圆周运动）（ ）
A． B．
C． D．
12．关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与行星无关的常量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的长半轴为，周期为，则
C．T表示行星运动的自转周期
D．T表示行星运动的公转周期
13．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（ ）
A．海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
B．卫星在Q点的角速度大于P点的角速度
C．从P到M所用时间小于
D．从P到Q阶段，速率逐渐变小
14．如图所示，有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同。A卫星的周期为T1，B卫星的周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，则（引力常量为G）（ ）
A．两卫星经过时间t=T1+T2再次相距最近
B．两卫星经过时间再次相距最近
C．两卫星经过时间第一次距最远
D．两颗卫星的轨道半径之比：
15．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过年，行星会运行到日地连线的延长线上（与地球相距最近），如图所示，设该行星与地球的公转周期之比为，公转轨道半径之比为，则（）
A． B． C． D．
三、填空题
16．开普勒第一定律：所有行星绕 运动的轨道都是 太阳处在椭圆的一个 上；
17．17世纪，天文学家哈雷观察到一颗彗星绕太阳运行的轨道如图所示，则在彗星飞临图示地球阶段，彗星的速度变化情况是 （填“减小”或“增大”），理由是 。
18．请写出开普勒三定律的内容：
（1） ；
（2） ；
（3） 。
19．由开普勒行星运动定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨道都是 ，同一行星在轨道上运动时，经过近日点时的速率 （大于、等于、小于）经过远日点的速率．
20．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ；太阳处在 上；所有行星的轨道的 的比值都相等。
四、解答题
21．设地球质量为，绕太阳运动的轨道为圆周，则它运动的轨道半径的三次方与公转周期平方之比为常数，试证明此常数k只与太阳的质量有关。
22．月亮绕地球做圆周运动。地球绕太阳做圆周运动。如图所示，关于各自运动的快慢，地球和月亮的“对话”：地球说：你怎么走得这么慢？我绕太阳运动1 s要走29.79km，你绕我运动1s才走1.02km。月亮说：不能这样说吧！你一年才绕太阳转一圈，我27.3天就能绕你一圈，到底谁转得慢？
请问：地球说得对，还是月亮说得对？
23．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作一个天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的周期是1.84年，根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径是多少个天文单位的长度？(将地球和火星绕太阳公转的轨道近似看成圆形轨道)
24．如图所示，飞船绕地球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速度降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间。
25．早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．D
5．A
6．A
7．D
8．B
9．A
10．C
11．BC
12．AD
13．CD
14．BD
15．BD
16． 太阳 椭圆 焦点
17． 增大 根据开普勒第二定律，在相同时间内彗星与太阳连线扫过的面积相同，则彗星接近太阳时，在相同时间内运动的路程就长，所以其速度增大
18． 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面积 开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
19． 椭圆 大于
20． 椭圆 椭圆的一个焦点 半长轴的三次方与公转周期的二次方
21．略
22．地球和月亮说的均是片面的，它们选择描述匀速圆周运动快慢的标准不同。严格来说地球绕太阳运动的线速度比月亮绕地球运动的线速度大，而月亮绕地球转动的角速度比地球绕太阳转动的角速度大。
23．1.5
24．
25．（1）1.8年；（2）2.3年