2025教科版高中物理必修第二册强化练习题--1　天体运动（有解析）

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2025教科版高中物理必修第二册
第三章　万有引力定律
1　天体运动
基础过关练
题组一　对开普勒定律的理解
1.(2024四川泸州期中)关于行星绕太阳的运动,下列说法中正确的是 (　　)
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星公转周期越小,离太阳越远的行星公转周期越大
D.同一椭圆轨道上,行星在近日点的速度小于在远日点的速度
2.(2024山东临沂月考)如图是太阳系的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
3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的速率大,则太阳是位于 (　　)
A.F2　　　B.A　　　C.F1　　　D.B
题组二　开普勒定律的应用
4.(2024湖南邵阳二中期中)如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运行,运行的周期为T0,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在运动过程中 (　　)
A.从P到M所用的时间等于
B.从Q到N做减速运动
C.从P到Q阶段,速率逐渐变小
D.从M到N所用时间等于
5.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球运动半径的,设月球绕地球运动的周期为27天,则此卫星的运动周期是 (　　)
A.天
C.1天　　　　D.9天
能力提升练
题组一　对开普勒定律的进一步理解
1.(2024上海宜川中学期末)太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像,图中坐标系的横轴是lg,这里的T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是 (　　)
　
A B
　
C D
题组二　开普勒第二定律的应用
2.(2024浙江杭州二中开学测试)二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道,冬至到春分太阳直射点从南回归线回到赤道,夏至到秋分太阳直射点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,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
题组三　应用开普勒第三定律进行计算
3.(2024陕西安康期中)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(如图)。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归,哈雷彗星最近出现的时间是1986年,预测下次飞近地球将在2062年。设哈雷彗星在近日点时与太阳中心的距离为r1,在远日点时与太阳中心的距离为r2。地球公转半径为R。则(　　)
A.r1≈18R
B.r1+r2≈36R
C.哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比为
D.哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比为
4.(2024四川成都期末)地球与太阳的平均距离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AU表示)。已知火星公转轨道的半长轴是1.5 AU,则下列说法正确的是 (　　)
A.火星的公转周期为地球公转周期的倍
B.火星的公转周期为地球公转周期的倍
C.夏至时,地球处于远日点,公转线速度最大
D.夏至时,地球处于近日点,公转线速度最小
答案与分层梯度式解析
第三章　万有引力定律
1　天体运动
基础过关练
1.C　根据开普勒第一定律可知,所有行星都在不同的椭圆轨道上绕太阳运动,太阳位于椭圆的一个焦点上,选项A、B错误;根据开普勒第三定律可知,离太阳越近的行星公转周期越小,离太阳越远的行星公转周期越大,选项C正确;根据开普勒第二定律可知,同一椭圆轨道上,行星在近日点的速度大于在远日点的速度,选项D错误。
2.C　根据开普勒第一定律可知,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,所以A错误;根据开普勒第二定律可知,对于同一颗行星,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,对于不同的行星,它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等,所以B错误;根据开普勒第三定律可知,=k,即所有绕太阳运动的行星轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值相等,且仅与太阳的质量有关,所以C正确,D错误。
3.C　根据开普勒第一定律,太阳在行星椭圆轨道的焦点上,B、D错误;根据开普勒第二定律,行星在近日点的速率较大,所以太阳在离A点近的焦点上,故太阳位于F1的位置,A错误,C正确。故选C。
4.C　由开普勒第二定律知,从P至Q速率在减小,从Q至N速率在增大,所以B错误,C正确;由对称性知,从P→M→Q与从Q→N→P所用的时间均为,A、D错误。
5.C　由于r卫=,可得T卫=1天,故C正确。
能力提升练
1.B　由开普勒第三定律有的直线,故B正确。
导师点睛　本题考查对开普勒第三定律的理解,考查了对图像法的理解和应用。解答这类问题,首先要理解公式的物理意义,建立不同物理量之间的函数关系,然后类比一次函数的形式,找出纵坐标与横坐标代表的物理量,构建一个一次函数的表达式及图像。
2.A　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;我国处于北半球,冬天时地球离太阳近,夏天时地球离太阳远,故C、D错误。
3.B　地球公转周期T=1年,哈雷彗星的周期为T'=(2062-1986)年=76年,根据开普勒第三定律有,故C、D错误。
4.A　根据开普勒第三定律可得,故A正确,B错误;夏至时,地球处于远日点,根据开普勒第二定律可知,公转线速度最小,故C、D错误。
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