7行星的運動 同步練習 高中物理（人教版2019必修第二冊）

7.1行星的運動單選題1．哪一位科學家提出所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓（）A．托勒密 B．哥白尼 C．開普勒 D．牛頓2．火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）A．太陽位于木星運行軌道的中心B．火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C．太陽在火星與木星公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的同一個焦點上D．相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積3．2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星的最佳時間。已知日地距離為R0，天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和TA．3T2TC．3T024．太陽系八大行星繞太陽運動的軌道可粗略地認為是圓形，各行星的半徑、日星距離和質(zhì)量如下表所示：行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星日星距離/×10.581.081.502.287.7814.2928.7145.04質(zhì)量/×10.334.876.000.64190056986.8102由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于（）A．7000年 B．85年 C．20年 D．10年5．關(guān)于開普勒行星運動的公式R3A．所有行星的軌道都是圓，R是圓的半徑B．若地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的長半軸為R月，周期為C．k與R3成正比、與TD．k只與中心天體有關(guān)6．如圖所示，地球衛(wèi)星P繞地球做勻速圓周運動，地球相對衛(wèi)星的張角為θ=2α；另一衛(wèi)星Q（圖中未畫出）的張角為4α。則P與Q的周期之比為（）A．sin3αC．sin3α7．如圖，O表示地球，P表示一個繞地球沿橢圓軌道做逆時針方向運動的人造衛(wèi)星，AB為長軸，CD為短軸．在衛(wèi)星繞地球運動一周的時間內(nèi)，從A到B的時間為tAB，同理從B到A、從C到D、從D到C的時間分別為tBA、tCD、tDC．下列關(guān)系式正確的是()A．tAB>tBAB．tAB<tBAC．tCD>tDCD．tCD<tDC8．已知地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別R1和R2，如果把行星與太陽連線掃過的面積與其所用時間的比值定義為掃過的面積速率，則地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)過程中掃過的面積速率之比是（）A．1 B．R1R2 C．R9．天文愛好者小郭在10月29日通過衛(wèi)星過境的GoSatWatch獲得天和空間站過境運行軌跡（如圖甲），通過微信小程序“簡單夜空”，點擊“中國空間站過境查詢”，獲得中國天和空間站過境連續(xù)兩次最佳觀察時間信息（如圖乙，11月2日開始時間17:50:08和11月3日開始時間18:28:40），這兩次連續(xù)過境中空間站繞地球共轉(zhuǎn)過16圈，但因白天天空太亮或夜晚空間站處在地球陰影中而造成觀察時機不佳。地球自轉(zhuǎn)周期為24h，不考慮空間站軌道修正，由以上信息可得同步衛(wèi)星的軌道半徑是天和空間站的軌道半徑的（）A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍10．2022年10月31日，“夢天實驗艙”發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功！中國空間空間站將形成三艙“T”字型基本構(gòu)型。假定空間站在距地面450km高度處做理想的勻速圓周運動，某時刻“北斗”系統(tǒng)中的中軌道衛(wèi)星A與空間站相距最近如圖所示，該中軌道衛(wèi)星A距地面高度為2.1×107mA．7次 B．8次 C．9次 D．14次11．“中國天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡（FAST）。通過FAST測量水星與太陽的視角θ（水星B、太陽S分別與地球A的連線所夾的角），如圖所示。若視角的正弦值最大為a，地球和水星繞太陽的運動均視為勻速圓周運動，則水星與地球的公轉(zhuǎn)周期的比值為（）A．3a2 B．1a3 C．12．現(xiàn)將火星和水星的運行軌道看成圓軌道，如圖所示。T1、T2分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)周期，R1、R2分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)半徑。則過點（A． B．C． D．7.1行星的運動單選題1．哪一位科學家提出所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓（）A．托勒密 B．哥白尼 C．開普勒 D．牛頓【答案】C【詳解】開普勒提出了開普勒三定律，其中開普勒第一定律內(nèi)容為：“所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上”，故ABD錯誤，C正確，故選C。2．火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）A．太陽位于木星運行軌道的中心B．火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C．太陽在火星與木星公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的同一個焦點上D．相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積【答案】C【詳解】A．太陽位于木星運行軌道的焦點位置，A錯誤；B．根據(jù)開普勒第二定律可知，木星和火星繞太陽運行速度的大小不是始終相等，在離太陽較近時速度較大，離太陽較遠時速度較小，B錯誤；C．根據(jù)開普勒第一定律可知，太陽相對所有的行星軌道的位置是不變的，太陽在所有行星的軌道的同一個焦點上，C正確；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積相等，但是不等于木星與太陽連線掃過的面積，D錯誤。故選C。3．2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星的最佳時間。已知日地距離為R0，天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和TA．3T2TC．3T02【答案】A【詳解】根據(jù)題意可知，天王星、地球繞太陽做勻速圓周運動，由開普勒第三定律R3R=故選A。4．太陽系八大行星繞太陽運動的軌道可粗略地認為是圓形，各行星的半徑、日星距離和質(zhì)量如下表所示：行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星日星距離/×10.581.081.502.287.7814.2928.7145.04質(zhì)量/×10.334.876.000.64190056986.8102由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于（）A．7000年 B．85年 C．20年 D．10年【答案】B【詳解】由開普勒第三定律可知，所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等，即R對圍繞同一中心天體運行的行星或衛(wèi)星都相同，故R地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得T故選B。5．關(guān)于開普勒行星運動的公式R3A．所有行星的軌道都是圓，R是圓的半徑B．若地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的長半軸為R月，周期為C．k與R3成正比、與TD．k只與中心天體有關(guān)【答案】D【詳解】A．所有行星的軌道都是橢圓，R是橢圓的半長軸，故A錯誤；B．地球和月球不是繞同一個中心天體運動，所以R故B錯誤；CD．開普勒行星運動第三定律中，k是一個對所有行星都相同的常量，它是由中心天體即太陽決定的，與行星無關(guān)，故C錯誤，D正確。故選D。6．如圖所示，地球衛(wèi)星P繞地球做勻速圓周運動，地球相對衛(wèi)星的張角為θ=2α；另一衛(wèi)星Q（圖中未畫出）的張角為4α。則P與Q的周期之比為（）A．sin3αC．sin3α【答案】D【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系可知衛(wèi)星P的軌道半徑r1=R衛(wèi)星Q的軌道半徑r2=R根據(jù)開普勒第三定律r3可知P與Q的周期之比為T故選D。7．如圖，O表示地球，P表示一個繞地球沿橢圓軌道做逆時針方向運動的人造衛(wèi)星，AB為長軸，CD為短軸．在衛(wèi)星繞地球運動一周的時間內(nèi)，從A到B的時間為tAB，同理從B到A、從C到D、從D到C的時間分別為tBA、tCD、tDC．下列關(guān)系式正確的是()A．tAB>tBAB．tAB<tBAC．tCD>tDCD．tCD<tDC【答案】D【詳解】試題分析：由衛(wèi)星做橢圓運動的對稱性得tAB=tBA考點：萬有引力，開普勒第二定律【名師點睛】考查衛(wèi)星繞地球，在地球萬有引力作用下，做橢圓運動，地球處于一焦點上，并掌握開普勒第二定律的內(nèi)容．8．已知地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別R1和R2，如果把行星與太陽連線掃過的面積與其所用時間的比值定義為掃過的面積速率，則地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)過程中掃過的面積速率之比是（）A．1 B．R1R2 C．R【答案】B【詳解】根據(jù)開普勒第三定律可知R則周期之比為面積之比根據(jù)題意v=可知vACD錯誤，B正確。故選B。9．天文愛好者小郭在10月29日通過衛(wèi)星過境的GoSatWatch獲得天和空間站過境運行軌跡（如圖甲），通過微信小程序“簡單夜空”，點擊“中國空間站過境查詢”，獲得中國天和空間站過境連續(xù)兩次最佳觀察時間信息（如圖乙，11月2日開始時間17:50:08和11月3日開始時間18:28:40），這兩次連續(xù)過境中空間站繞地球共轉(zhuǎn)過16圈，但因白天天空太亮或夜晚空間站處在地球陰影中而造成觀察時機不佳。地球自轉(zhuǎn)周期為24h，不考慮空間站軌道修正，由以上信息可得同步衛(wèi)星的軌道半徑是天和空間站的軌道半徑的（）A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍【答案】B【詳解】由圖乙的信息可知兩次最佳觀察時間約為24h，兩次最佳觀察過境中間空間站還有15次過境，可知空間站一天時間繞地球16次，根據(jù)空間站的周期T根據(jù)開普勒第三定律r解得同步衛(wèi)星與天和空間站的軌道半徑之比為故B正確，ACD錯誤。故選B。10．2022年10月31日，“夢天實驗艙”發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功！中國空間空間站將形成三艙“T”字型基本構(gòu)型。假定空間站在距地面450km高度處做理想的勻速圓周運動，某時刻“北斗”系統(tǒng)中的中軌道衛(wèi)星A與空間站相距最近如圖所示，該中軌道衛(wèi)星A距地面高度為2.1×107mA．7次 B．8次 C．9次 D．14次【答案】A【詳解】空間站的軌道半徑r北斗衛(wèi)星中軌道衛(wèi)星A的軌道半徑r可得r根據(jù)開普勒第三定律r從而得出二者的周期之比為T從圖示位置開始，二者轉(zhuǎn)過的角度相差n2π，得2π化簡t=在衛(wèi)星A運行一周時間T2內(nèi)，n取值0,7，所以共7次相距最近。故選A。11．“中國天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡（FAST）。通過FAST測量水星與太陽的視角θ（水星B、太陽S分別與地球A的連線所夾的角），如圖所示。若視角的正弦值最大為a，地球和水星繞太陽的運動均視為勻速圓周運動，則水星與地球的