第三章 万有引力定律 第一节 认识天体运动--2026粤教版高中物理必修第二册章节练（含解析）

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2026粤教版高中物理必修第二册
第三章　万有引力定律
第一节　认识天体运动
基础过关练
题组一　从地心说到日心说
1.下列叙述中对天体运动的认识符合现代认识观点的是 (　　)
A.人们观测到太阳每天都要东升西落,这说明地球是静止不动的,是宇宙的中心
B.人们观测到行星绕太阳做圆周运动,这说明太阳是静止不动的,是宇宙的中心
C.人们认为天体的运动是神圣的,因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
D.开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究,得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论
题组二　开普勒运动定律的理解与应用
2.(2024广东广州十六中期中)海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,公转周期为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,则海王星从P经M、到N的运动过程中 (　　)
A.在P处绕太阳公转的速度最小
B.在M处时绕太阳公转的速度与N处相同
C.从P处运动到M处的时间等于
D.从P处运动到Q处的时间等于
3.(2025广东东莞实验中学月考)如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是 (　　)
A.地球绕太阳运行过程中,速率不变
B.土星的公转周期小于一年
C.太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
D.开普勒第三定律=k,其中k的大小与行星的质量有关
4.(2024山东临沂期中)我国自主研发的长征二号F遥十七运载火箭于2023年10月26日11时14分在酒泉卫星发射中心点火发射,将搭载三名航天员的神舟十七号载人飞船送入太空。神舟十七号飞船入轨后在停泊轨道Ⅰ上进行数据确认,后择机经转移轨道Ⅱ进入对接轨道Ⅲ,并于当日17时46分与中国空间站组合体完成自主快速交会对接,其简化变轨过程如图所示。已知停泊轨道半径近似为地球半径R,中国空间站轨道距地面的平均高度为h,则飞船在轨道Ⅱ上A、B两点的速率之比为　 (　　)
A.R∶　　　　B.∶
C.R∶(R+h)　　　　D.(R+h)∶R
能力提升练
题组一　开普勒第二定律的应用
1.(2025河北石家庄四十二中月考)如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行时处在不同位置对应的部分节气示意图,下列说法正确的是 (　　)
A.夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大
B.地球从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间
C.地球公转的线速度最大值与最小值之比等于地心到太阳中心最大距离与最小距离之比
D.地球公转轨道半长轴的三次方与地球公转周期平方之比和月球公转轨道半长轴三次方与月球公转周期平方之比相等
2.(2025河北衡水联考)中国古代所谓的“扫把星”说的是彗星,若某颗彗星绕日运动的轨道为椭圆,平均周期约为p年,在近日点的速率为v1,近日点到太阳的距离约为日地距离的q倍。地球绕太阳运动的轨道可近似看成圆轨道,据此可知该彗星在远日点的速率为 (　　)
A.　　　　B.
C.　　　　D.
题组二　开普勒第三定律的应用
3.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,纵轴是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 (　　)
4.(2025浙江模拟)木星冲日现象如图所示,此时地球恰好运行到太阳和木星之间,三者近似排成一条直线。可近似认为木星、地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。若已知相邻两次木星冲日的时间间隔为k年,则木星的轨道半径是地球轨道半径的 (　　)
A.倍　　　　B.倍
C.倍　　　　D.倍
答案与分层梯度式解析
第三章　万有引力定律
第一节　认识天体运动
基础过关练
1.D　在太阳系中,所有的行星都绕太阳运动,故太阳是太阳系的中心,而在整个宇宙中,太阳也在不断绕着某一天体运动,故太阳不是宇宙的中心,选项A、B错误;行星绕太阳运动的轨道是椭圆,选项C错误;开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究,得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论,选项D正确。
2.D　P点为近日点,此处海王星速度最大,A错误;海王星在M处时绕太阳公转的速度大小与在N处时相等,但方向不同,B错误;根据对称性可知,P→M→Q与Q→N→P的时间相等,均为,海王星从P到Q,速率逐渐变小,即从P到M的平均速率大于从M到Q的平均速率,则从P到M所用的时间小于,C错误,D正确。
3.C　根据开普勒第二定律知,地球处于近日点时的速率最大,处于远日点时的速率最小,A错误;土星的公转半径大于地球的公转半径,根据开普勒第三定律=k知,土星的公转周期大于地球的公转周期,即土星的公转周期大于一年,B错误;根据开普勒第一定律知,太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上,C正确;开普勒第三定律=k,其中k的大小与行星的质量无关,与太阳的质量有关,D错误。
4.D　由开普勒第二定律可知,在转移轨道Ⅱ上A、B附近,飞船与地心的连线在极短相等时间内扫过的面积相等,即有vAΔt·R=vBΔt·(R+h)(解题技法),故飞船在轨道Ⅱ上A、B两点的速率之比为=,D正确。
能力提升练
1.C　根据开普勒第二定律知,地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等,A错误;地球经历春夏秋冬,由题图可知是逆时针方向运行,从冬至到夏至,地球运行速度减小,从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间,B错误;在极短时间Δt内地球与太阳的连线扫过的面积为S=vΔt·l,根据开普勒第二定律知,地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等,可得地球公转的线速度最大值与最小值之比等于地心到太阳中心最大距离与最小距离之比,C正确;地球绕太阳运动,月球绕地球运动,中心天体不同,它们的公转轨道半长轴的三次方与公转周期平方之比不同,D错误。
2.D　设日地距离为R,彗星绕日运动的椭圆轨道半长轴为a,则彗星的近日点到太阳的距离为a1=qR,远日点到太阳距离为a2=2a-a1,彗星在远日点的速率为v2,彗星、地球绕日运行的周期分别为T1、T2,根据开普勒第二定律可得v1a1=v2a2,根据开普勒第三定律可得=,解得=,联立解得v2=,D正确,A、B、C错误。
3.B　由开普勒第三定律有=,可得=,等式两边取对数,有3 lg=2 lg,因此lg-lg图线为过坐标原点的斜率为的直线,故B正确。
导师点睛　本题考查对开普勒第三定律的理解,考查了图像法的应用。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。
4.B　设地球、木星的轨道半径分别为r1、r2,绕日运行的周期分别为T1、T2,其中T1=1年,相邻两次木星冲日的时间间隔为k年,设木星相邻两次“冲日”间地球绕日转过的角度比木星绕日转过的角度大2π,则2π-2π=2π,解得木星公转周期T2=年,由开普勒第三定律知=,可得r2=·r1=r1·,B正确,A、C、D错误。
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