必修第二册第三章第一节天体运动基础练习 Word版含答案

2020-2021学年第二学期高一物理教科版（2019）必修第二册3.1天体运动基础练习
一、单选题
1．两颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，它们的质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则它们的运动周期之比是（　　）
A．3∶1
B．1:3
C．1∶9
D．9∶1
2．一卫星绕某行星做匀速圆周运动，其轨道半径为r，运行速度为v，行星的自转周期为T。引力常量为G，行星视为质量分布均匀的球体。行星的同步卫星运行的速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．“天琴计划”是以中国为主导的国际空间引力波探测计划。到2035年前后，在距离地球约10万公里的轨道上部署三颗卫星，构成边长约为17万公里的等边三角形编队，在太空中建成一个探测引力波的天文台。因为三颗卫星组成的编队在天空中形似竖琴，故名“天琴”。已知月球到地球的距离约为38万公里，结合一些天文常识，天琴卫星的运行周期最接近（　　）
A．21.5天
B．9.5天
C．3.5天
D．30天
4．根据开普勒行星运动定律，下列正确的是（　　）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心
B．对于任意一个行星来说它与椭圆中心的连线在相等时间内扫过的面积相等
C．所有行星轨道的半长轴的平方跟它的公转周期的三次方的比值都相等
D．当行星离太阳较近时运行的速度较大，而离太阳较远时速度较小
5．以下物理学史中符合历史事实的是（　　）
A．开普勒最先抛弃“地心说”，提出了“日心说”
B．牛顿提出的“月-地检验”，证明了太阳对行星的引力满足平方反比定律
C．卡文迪许用“扭秤实验”测引力常数的实验中，应用了“放大思想”
D．伽俐略发现行星绕太阳的轨道是椭圆
6．由开普勒定律可知，行星绕恒星运行轨道半长轴a的三次方与周期T的二次方之比为常数，即，其中k的大小（　　）
A．只与行星的质量有关
B．只与恒星的质量有关
C．与恒星和行星的质量都有关
D．与恒星的质量及行星的速率有关
7．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆如图所示。近日点与太阳中心的距离为r1，远日点到太阳的距离为r2。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2061年左右。下列说法中正确的是（　　）
A．哈雷彗星椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的倍
B．哈雷彗星椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的倍
C．哈雷彗星在近日点运动的速率为v1与在远日点运动的速率v2之比为1：1
D．哈雷彗星在近日点运动的速率为v1与在远日点运动的速率v2之比为r1：r2
8．如图所示，在某行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，若行星运动周期为T，则行星（　　）
A．从a到d的运动时间等于从d到c的时间
B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的时间
C．从a到b的时间
D．从c到d的时间
9．火星和金星沿着各自的轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（　　）
A．火星与金星公转周期相同
B．太阳位于它们的椭圆轨道的中心上
C．它们绕太阳运动轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值相等
D．它们各自与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
10．位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。通过FAST可以测量地球与火星之间的距离。当FAST的观测站发出一个脉冲信号，通过火星反射后又被FAST接收。已知接收到脉冲信号时，刚好观察到信号的传播方向与地球的公转方向相同。从发出信号到接收到信号的时间为t，已知真空中的光速为c，地球的公转半径为r。若地球和火星绕太阳的运动都可以看作匀速圆周运动，且轨道共面。则可知火星的公转周期为（　　）
A．年
B．年
C．年
D．年
11．设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T的平方与其运行轨道半径R的三次方之比为常数，即。那么K的大小（
）
A．只与行星的质量有关
B．只与恒星的质量有关
C．与恒星和行星的质量都有关
D．与恒星的质量及行星的速率有关
12．2018年2月6日，某重型火箭将一辆跑车发射到太空。图1是跑车和Starman（宇航员模型）的最后一张照片，它们正在远离地球，处于一个环绕太阳的椭圆形轨道（如图2）。远太阳点距离太阳大约为3.9亿公里，地球和太阳之间的平均距离约为1.5亿公里。试估算跑车的环绕运动周期（　　）
A．约15个月
B．约29个月
C．约39个月
D．约59个月
13．开普勒用三句话概括了第谷积累的数千个观测数据，展示了行星运动的规律性。这三句话概括的主要内容是指（　　）
A．牛顿后来总结归纳的万有引力定律
B．牛顿后来总结归纳的牛顿三大定律
C．开普勒关于行星运动的三大定律
D．开普勒总结的太阳对于行星的引力与行星对于太阳的引力大小相等
14．关于开普勒行星运动的公式
=k，下列理解正确的是（　　）
A．k是一个与行星质量无关的量
B．T表示行星运动的自转周期
C．公式中a为行星椭圆轨道的半长轴，若行星轨道为圆形，则公式不能使用
D．若某颗行星的轨道慢慢增大，则该行星的公转周期慢慢减小
二、解答题．
15．一颗小行星，质量为，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，求它绕太阳运动一周所需要的时间．
16．如图所示，飞船沿半径为的圆周绕地球运动，其周期为，地球半径为，若飞船要返回地面，可在轨道上某点处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在点相切，求飞船由点到点所需要的时间．
17．开普勒第三定律指出：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．该定律对一切具有中心天体的引力系统都成立．如图，嫦娥三号探月卫星在半径为r的圆形轨道Ⅰ上绕月球运行，周期为T．月球的半径为R，引力常量为G．某时刻嫦娥三号卫星在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在月球表面的B点着陆．A、O、B三点在一条直线上．求：
（1）月球的密度；
（2）在轨道Ⅱ上运行的时间．
18．我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造地球卫星，它们在不同的轨道上绕地球运行．若一颗质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球质量M和地球半径R．
（1）求地球对卫星万有引力的大小F；
（2）根据开普勒第三定律可知，不同的卫星绕地球做匀速圆周运动时，它们的轨道半径r的立方和运动周期T的平方之比（）等于一个常量，求此常量的大小.
参考答案
1．A
2．B
3．C
4．D
5．C
6．B
7．A
8．D
9．D
10．A
11．B
12．B
13．C
14．A
15．
16．
17．(1)
(2)
18．（1）（2）