第3章　万有引力定律 分层作业11　认识天体运动--2025粤教版高中物理必修第二册同步练习题

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2025粤教版高中物理必修第二册
分层作业11　认识天体运动
A组 必备知识基础练
题组一　开普勒定律的理解
1.(2024黑龙江哈尔滨检测)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
2.(2024广东清远期末)如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气.根据开普勒行星运动定律可以判定,地球绕太阳公转速度最小的节气是(　　)
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
题组二　开普勒定律的计算应用
3.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.下列周期T与轨道半径r关系的图像正确的是(　　)
4.为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍.P与Q的周期之比约为(　　)
A.2∶1 B.4∶1
C.8∶1 D.16∶1
B组 关键能力提升练
5.(多选)(2024安徽合肥期中)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T0,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、N再返回P的运动过程中(　　)
A.从P到M所用时间小于T0
B.从P到Q阶段,速率一直变小
C.海王星在Q点的角速度等于P点的角速度
D.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的二次方之比与海王星的质量有关
6.太阳系八大行星公转轨道可近似看成圆轨道,“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比.地球与太阳之间平均距离约为1.5×108 km,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为(　　)
行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星
公转周期 (年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5
A.1.2×108 km
B.2.3×108 km
C.4.6×108 km
D.6.9×108 km
C组 核心素养拔高练
7.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轨道半径的18倍,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,请你根据开普勒第三定律估算,它下次飞近地球是哪一年
分层作业11　认识天体运动
1.C　解析 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.
2.B　解析 根据开普勒第二定律,相同时间内行星与太阳的连线扫过的面积相同,夏至时地球与太阳的连线最长,所以速度最小.故选B.
3.D　解析 由开普勒第三定律知=k,所以r3=kT2,选项D正确.
4.C　解析 据开普勒第三定律可知,,选项C正确.
5.AB　解析 根据开普勒第二定律可知,海王星在P点速率最大,在Q点速率最小,则从P到Q阶段,速率一直变小,由对称性可知,P→Q所用时间为,则从P到M所用时间小于T0,故A、B正确;根据题意,由公式v=ωr可得ω=,由于vQrP,则有ωQ<ωP,故C错误;由开普勒第三定律可知,海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的二次方之比与中心天体的质量有关,即与太阳的质量有关,故D错误.
6.B　解析 由题意可知,行星绕太阳运行时,满足=k,设地球的公转周期和公转半径分别为T1、r1,火星的公转周期和轨道半径分别为T2、r2,则,代入数值解得r2=2.3×108 km,选项B正确.
7.解析 将地球的公转轨道近似看成圆形轨道,设其周期为T1,半径为r1;哈雷彗星的周期为T2,轨道半长轴为r2,则根据开普勒第三定律有,因为r2=18r1,地球公转周期为1年,所以可知哈雷彗星的周期为T2=·T1=76.4年,所以它下次飞近地球是在2062年.
答案 2062年
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