7.1 行星的运动 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册
文档属性
| 名称 | 7.1 行星的运动 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 362.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-02-27 13:56:43 | ||
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文档简介
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7.1 行星的运动 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册
一、单选题
1．人类对天体运动的认识有着漫长艰难的过程，如日心说和地心说。下列说法不正确的是（ ）
A．地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、 月亮以及其他行星都绕地球运动
B．日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动
C．在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验
D．哥白尼经过长期观测和研究，提出了地心说，开普勒在总结前人大量观测资料的基础上，提出了日心说
2．下列表述符合开普勒行星运动定律的是（ ）
A．地球是宇宙的中心
B．行星绕太阳运动的轨道是圆
C．行星绕太阳运动的轨道是椭圆
D．行星与太阳间距离保持不变
3．2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处如图所示的四个位置分别对应我国的四个节气，以下关于地球的运行正确的说法是（ ）
A．冬至时地球公转速度最小
B．从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C．地球做匀速率椭圆轨道运动
D．地球绕太阳运行方向是顺时针方向
4．关于对开普勒第三定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．k值与中心天体的质量有关
B．围绕同一中心天体运行的行星或卫星，k值不相等
C．该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
D．若地球绕太阳运动轨道的半长轴为，周期为，月球绕地球运转轨道的半长轴为，周期为，则
5．某卫星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．轨道上标记了墨子卫星经过相等时间间隔（，T为轨道周期）的位置．如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法中正确的是（ ）
A．面积
B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度
C．，其中C为常数，a为椭圆半长轴
D．，其中C为常数，b为椭圆半短轴
6．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，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，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（ ）
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
7．长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）
A．15天 B．25天 C．35天 D．45天
8．如图所示，天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的观察视角。当行星处于最大观察视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期，已知该行星的最大观察视角为θ，不计行星与地球之间的引力，则该行星环绕太阳运动的周期约为（ ）
A． 年 B．年 C．年 D．年
9．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
10．某行星沿椭圆轨道运动，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为（ ）
A．vb＝va B．vb＝va
C．vb＝va D．vb＝va
二、多选题
11．关于开普勒行星运动定律的应用，下面结论正确的是
A．地球的所有卫星都绕地球在椭圆或圆轨道上运行，地球位于椭圆的一个焦点上或圆心上
B．地球的所有卫星与地心连线相等时间内扫过的面积相等
C．地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径立方与卫星公转周期平方之比相等
D．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动
12．2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，迈出了中国星际探测征程的重要一步。地球和火星绕太阳运动的轨迹如图所示，A、B分别为地球轨道的近日点和远日点，C、D分别为火星轨道的近日点和远日点。下列说法正确的是（ ）
A．地球在A点的速度大于地球在B点的速度
B．火星在D点的速度大于火星在C点的速度
C．地球绕太阳运动的周期大于火星绕太阳运动的周期
D．火星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期
三、解答题
13．天文学家观察哈雷彗星的周期为75年，离太阳最近的距离为8.9×1010m，试根据开普勒第三定律计算哈雷彗星离太阳最远的距离。太阳系的开普勒常量k可取3.354×1018m3/s2。
14．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。
15．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球的半径和各星球所在轨道的半径如下表所示。
行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
星球半径/ （106 m） 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4
轨道半径/ （1011 m） 0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0
从表中所列数据可以估算出哪一颗行星绕太阳运行的周期最小？最小周期是多少？
参考答案
1．D
A．地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、 月亮以及其他行星都绕地球运动，A正确；
B．日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动，B正确；
C．在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验。C正确；
D．托勒密提出的是地心说，哥白尼提出的是日心说，D项不正确。
选不正确的，故选D。
2．C
根据开普勒第一定律，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，所以行星与太阳的距离会改变。
故选C。
3．B
A．因为地球在近日点最快，远日点最慢，冬至时地球在近日点，所以冬至时地球公转速度最大，故A错误。
B．因为地球在近日点最快，远日点最慢，地球从夏至到秋分的时间大于地球公转的周期的四分之一，故B正确；
C．地球绕太阳做椭圆轨道运动，不是匀速率，地球在近日点最快，远日点最慢，故C错误；
D．一年四季的顺序是春夏秋冬，所以地球绕太阳运行方向（正对纸面）是逆时针方向，故D错误。
故选B。
4．A
A．围绕同一中心天体运行的行星或卫星的运动简化为圆周运动，则有
解得
可知，k值与中心天体的质量有关，故A正确；
B．根据上述可知，围绕同一中心天体运行的行星或卫星，k值相等，故B错误；
C．开普勒第三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，只不过中心天体不同时，k值不同，故C错误；
D．地球绕太阳运动的中心天体是太阳，月球绕地球运转的中心天体是地球，中心天体的质量不同，则比值k不相同，结合上述可知此时的比值
故D错误。
故选A。
5．C
A．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，且近地点速度大于远地点速度，故AB错误；
CD．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，即
其中C为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。
故选C。
6．C
BC．从近日点到远日点，海王星与太阳之间的间距逐渐增大，万有引力做负功，可知从近日点到远日点，海王星的速度逐渐减小，即从P到Q阶段，海王星做减速运动，速率逐渐变小；从Q到N阶段，海王星做加速运动，速率逐渐增大，故B错误，C正确；
A．根据对称性可知，与的时间相等，均为，根据上述可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，即P到M的平均速率大于M到Q的平均速率，所以从P到M所用的时间小于，故A错误；
D．根据上述可知，从过程的平均速率大于从的平均速率，即从过程的时间小于，从过程的时间大于，则从M到N所用的时间不等于，故D错误。
故选C。
7．B
根据开普勒第三定律可知
代入数据可得
最接近于25天。
故选B。
8．A
由题图可知，当行星处于最大视角处时，地球和行星的连线应与行星轨道相切。根据几何关系有
R行＝R地sinθ
根据开普勒第三定律有
得
年
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．A
A．由开普勒第一定律可知地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，A正确；
B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，C卫星绕地球做匀速圆周运动，B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
该比值的大小仅与地球有关，则
比值大小取决于中心天体地球的质量，则CD错误。
故选A。
10．D
由开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，设行星在近日点和远日点都经过极短时间扫过的面积相等得
得
故选D。
11．AC
地球的所有卫星都绕地球在椭圆或圆轨道上运行，地球位于椭圆的一个焦点上或圆心上，故A正确；相同时间内，不同行星与太阳连线扫过的面积不等，故B错误；地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径立方与卫星公转周期平方之比相等，故C正确；开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动，故D错误．所以AC正确，BD错误．
12．AD
A．A点是地球的近日点，地球在A点的速度大于地球在B点的速度，选项A正确；
B．C点是火星的近日点，火星在C点的速度大于火星在D点的速度，选项B错误；
CD．根据开普勒第三定律有
火星的半径大，所以火星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期，选项C错误，D正确。
故选AD。
13．5.231×1012m
由开普勒第三定律知
则
哈雷彗星离太阳最远的距离为
14．
设飞船在椭圆轨道上运动的周期为，椭圆的半长轴则有
由开普勒第三定律可得
解得
则有飞船由A点到B点所需要的时间为
15．水星；0.24年
由表中数据知水星所在轨道的半径最小，为R1＝0.579×1011 m，由开普勒第三定律
可知，轨道半径最小则对应的公转周期最小。设水星绕太阳运行的周期为T1，已知地球绕太阳运行的轨道半径R3＝1.50×1011 m，周期T3＝1年，由
解得
T1≈0.24年
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7.1 行星的运动 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第二册
一、单选题
1．人类对天体运动的认识有着漫长艰难的过程，如日心说和地心说。下列说法不正确的是（ ）
A．地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、 月亮以及其他行星都绕地球运动
B．日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动
C．在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验
D．哥白尼经过长期观测和研究，提出了地心说，开普勒在总结前人大量观测资料的基础上，提出了日心说
2．下列表述符合开普勒行星运动定律的是（ ）
A．地球是宇宙的中心
B．行星绕太阳运动的轨道是圆
C．行星绕太阳运动的轨道是椭圆
D．行星与太阳间距离保持不变
3．2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处如图所示的四个位置分别对应我国的四个节气，以下关于地球的运行正确的说法是（ ）
A．冬至时地球公转速度最小
B．从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C．地球做匀速率椭圆轨道运动
D．地球绕太阳运行方向是顺时针方向
4．关于对开普勒第三定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．k值与中心天体的质量有关
B．围绕同一中心天体运行的行星或卫星，k值不相等
C．该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
D．若地球绕太阳运动轨道的半长轴为，周期为，月球绕地球运转轨道的半长轴为，周期为，则
5．某卫星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．轨道上标记了墨子卫星经过相等时间间隔（，T为轨道周期）的位置．如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法中正确的是（ ）
A．面积
B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度
C．，其中C为常数，a为椭圆半长轴
D．，其中C为常数，b为椭圆半短轴
6．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，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，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（ ）
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
7．长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）
A．15天 B．25天 C．35天 D．45天
8．如图所示，天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的观察视角。当行星处于最大观察视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期，已知该行星的最大观察视角为θ，不计行星与地球之间的引力，则该行星环绕太阳运动的周期约为（ ）
A． 年 B．年 C．年 D．年
9．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
10．某行星沿椭圆轨道运动，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为（ ）
A．vb＝va B．vb＝va
C．vb＝va D．vb＝va
二、多选题
11．关于开普勒行星运动定律的应用，下面结论正确的是
A．地球的所有卫星都绕地球在椭圆或圆轨道上运行，地球位于椭圆的一个焦点上或圆心上
B．地球的所有卫星与地心连线相等时间内扫过的面积相等
C．地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径立方与卫星公转周期平方之比相等
D．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动
12．2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆，迈出了中国星际探测征程的重要一步。地球和火星绕太阳运动的轨迹如图所示，A、B分别为地球轨道的近日点和远日点，C、D分别为火星轨道的近日点和远日点。下列说法正确的是（ ）
A．地球在A点的速度大于地球在B点的速度
B．火星在D点的速度大于火星在C点的速度
C．地球绕太阳运动的周期大于火星绕太阳运动的周期
D．火星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期
三、解答题
13．天文学家观察哈雷彗星的周期为75年，离太阳最近的距离为8.9×1010m，试根据开普勒第三定律计算哈雷彗星离太阳最远的距离。太阳系的开普勒常量k可取3.354×1018m3/s2。
14．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。
15．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球的半径和各星球所在轨道的半径如下表所示。
行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
星球半径/ （106 m） 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4
轨道半径/ （1011 m） 0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0
从表中所列数据可以估算出哪一颗行星绕太阳运行的周期最小？最小周期是多少？
参考答案
1．D
A．地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、 月亮以及其他行星都绕地球运动，A正确；
B．日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动，B正确；
C．在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验。C正确；
D．托勒密提出的是地心说，哥白尼提出的是日心说，D项不正确。
选不正确的，故选D。
2．C
根据开普勒第一定律，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，所以行星与太阳的距离会改变。
故选C。
3．B
A．因为地球在近日点最快，远日点最慢，冬至时地球在近日点，所以冬至时地球公转速度最大，故A错误。
B．因为地球在近日点最快，远日点最慢，地球从夏至到秋分的时间大于地球公转的周期的四分之一，故B正确；
C．地球绕太阳做椭圆轨道运动，不是匀速率，地球在近日点最快，远日点最慢，故C错误；
D．一年四季的顺序是春夏秋冬，所以地球绕太阳运行方向（正对纸面）是逆时针方向，故D错误。
故选B。
4．A
A．围绕同一中心天体运行的行星或卫星的运动简化为圆周运动，则有
解得
可知，k值与中心天体的质量有关，故A正确；
B．根据上述可知，围绕同一中心天体运行的行星或卫星，k值相等，故B错误；
C．开普勒第三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，只不过中心天体不同时，k值不同，故C错误；
D．地球绕太阳运动的中心天体是太阳，月球绕地球运转的中心天体是地球，中心天体的质量不同，则比值k不相同，结合上述可知此时的比值
故D错误。
故选A。
5．C
A．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，且近地点速度大于远地点速度，故AB错误；
CD．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，即
其中C为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。
故选C。
6．C
BC．从近日点到远日点，海王星与太阳之间的间距逐渐增大，万有引力做负功，可知从近日点到远日点，海王星的速度逐渐减小，即从P到Q阶段，海王星做减速运动，速率逐渐变小；从Q到N阶段，海王星做加速运动，速率逐渐增大，故B错误，C正确；
A．根据对称性可知，与的时间相等，均为，根据上述可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，即P到M的平均速率大于M到Q的平均速率，所以从P到M所用的时间小于，故A错误；
D．根据上述可知，从过程的平均速率大于从的平均速率，即从过程的时间小于，从过程的时间大于，则从M到N所用的时间不等于，故D错误。
故选C。
7．B
根据开普勒第三定律可知
代入数据可得
最接近于25天。
故选B。
8．A
由题图可知，当行星处于最大视角处时，地球和行星的连线应与行星轨道相切。根据几何关系有
R行＝R地sinθ
根据开普勒第三定律有
得
年
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．A
A．由开普勒第一定律可知地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，A正确；
B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，C卫星绕地球做匀速圆周运动，B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
该比值的大小仅与地球有关，则
比值大小取决于中心天体地球的质量，则CD错误。
故选A。
10．D
由开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，设行星在近日点和远日点都经过极短时间扫过的面积相等得
得
故选D。
11．AC
地球的所有卫星都绕地球在椭圆或圆轨道上运行，地球位于椭圆的一个焦点上或圆心上，故A正确；相同时间内，不同行星与太阳连线扫过的面积不等，故B错误；地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径立方与卫星公转周期平方之比相等，故C正确；开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动，故D错误．所以AC正确，BD错误．
12．AD
A．A点是地球的近日点，地球在A点的速度大于地球在B点的速度，选项A正确；
B．C点是火星的近日点，火星在C点的速度大于火星在D点的速度，选项B错误；
CD．根据开普勒第三定律有
火星的半径大，所以火星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期，选项C错误，D正确。
故选AD。
13．5.231×1012m
由开普勒第三定律知
则
哈雷彗星离太阳最远的距离为
14．
设飞船在椭圆轨道上运动的周期为，椭圆的半长轴则有
由开普勒第三定律可得
解得
则有飞船由A点到B点所需要的时间为
15．水星；0.24年
由表中数据知水星所在轨道的半径最小，为R1＝0.579×1011 m，由开普勒第三定律
可知，轨道半径最小则对应的公转周期最小。设水星绕太阳运行的周期为T1，已知地球绕太阳运行的轨道半径R3＝1.50×1011 m，周期T3＝1年，由
解得
T1≈0.24年
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