7.1行星的運動 同步練習（含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁人教版必修第二冊7.1行星的運動一、單選題1．下列有關(guān)物理學(xué)史的表述正確的是（）A．牛頓最早利用實驗與推理相結(jié)合的方法得出力不是維持運動的原因B．開普勒提出了行星運動的三大定律C．亞里士多德認為物體下落的快慢與它的輕重無關(guān)D．伽利略利用實驗直接得出自由落體運動是勻加速直線運動2．行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半長軸a的立方與公轉(zhuǎn)周期T的平方的比值是一個定值，即：（k與太陽的質(zhì)量M有關(guān)），現(xiàn)將某行星軌道近似成圓軌道，已知萬有引力常量為G，則關(guān)于k與M的關(guān)系為（

）A． B． C． D．3．設(shè)金星和地球繞太陽中心的運動是公轉(zhuǎn)方向相同且軌道共面的勻速圓周運動，金星在地球軌道的內(nèi)側(cè)（稱為地內(nèi)行星）。在某些特殊時刻，地球、金星和太陽會出現(xiàn)在一條直線上，這時候從地球上觀測，金星像鑲嵌在太陽臉上的小黑痣緩慢走過太陽表面。天文學(xué)稱這種現(xiàn)象為“金星凌日”。如圖所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界數(shù)百萬天文愛好者。假設(shè)地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為R，“金星凌日”每隔t0年出現(xiàn)一次，則金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑為（）A． B．RC．R D．R4．太陽系有八大行星，八大行星離太陽的遠近不同，繞太陽運轉(zhuǎn)的周期也不相同。下列反映公轉(zhuǎn)周期與行星軌道半長軸的關(guān)系圖像中正確的是（）A． B． C． D．5．在物理學(xué)發(fā)展歷史中，許多物理學(xué)家做出了卓越貢獻。以下關(guān)于物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻的敘述中，正確的是（

）A．地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的B．伽利略提出了“日心說”C．牛頓提出了“日心說”D．哥白尼發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律6．物理必修二的P49頁中介紹：亞當斯通過對行星“天王星”的長期觀察發(fā)現(xiàn)，其實際運行的軌道與圓軌道存在一些偏離，且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離。亞當斯認為形成這種現(xiàn)象的原因可能是天王星外側(cè)還存在著一顆未知行星（后命名為海王星）對天王星的萬有引力引起的。由于課本沒有闡述其計算的原理，這極大的激發(fā)了射洪中學(xué)天文愛好社團同學(xué)的探索熱情，通過集體研究，最終掌握了亞當斯當時的計算方法：設(shè)其（海王星）運動軌道與天王星在同一平面內(nèi)，且與天王星的繞行方向相同，天王星的運行軌道半徑為R，周期為T，并認為上述最大偏離間隔時間t就是兩個行星相鄰兩次相距最近的時間間隔，并利用此三個物理量推導(dǎo)出了海王星繞太陽運行的圓軌道半徑，則下述是海王星繞太陽運行的圓軌道半徑表達式正確的是（）A． B． C． D．7．16世紀，哥白尼經(jīng)過40多年的天文觀測和潛心研究，提出“日心說”的如下四個基本論點。這四個論點中目前看存在缺陷的是（）A．與太陽相比，其他恒星離地球的距離遠得多B．宇宙的中心是太陽，其它行星都圍繞太陽做勻速圓周運動C．地球自西向東自轉(zhuǎn)，使地球上的人感覺太陽每天東升西落D．地球繞太陽運動，月球在繞地球運動的同時還跟地球一起繞太陽運動8．地球和土星都沿橢圓軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，土星軌道的半長軸大于地球軌道的半長軸，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）A．太陽處在橢圓的中心B．土星比地球的公轉(zhuǎn)周期大C．它們在近日點的速度均小于各自在遠日點的速度D．地球和土星分別與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等9．開普勒關(guān)于行星運動的描述正確的是（）A．所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上B．所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓心上C．所有行星軌道半長軸的三次方跟自轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等D．所有行星軌道半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等10．行星繞恒星的運動軌道近似成圓形，那么它軌道半徑R的三次方與運行周期T的平方的比值為k，即，則常數(shù)k的大?。ǎ〢．與行星的質(zhì)量有關(guān) B．只與恒星的質(zhì)量有關(guān)C．與行星的運行周期T有關(guān) D．與行星的軌道半徑R有關(guān)11．根據(jù)德國天文學(xué)家開普勒的行星運動三定律，下列說法正確的是（）A．所有行星繞太陽運行的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心B．行星在橢圓軌道上運動時，任意相等的時間內(nèi)走過的弧長都相等C．由開普勒第二定律可知，行星離太陽越近，機械能越大D．開普勒第三定律公式中的k值，只與中心天體有關(guān)12．中國首個火星探測器“天問一號”，已于2021年2月10。日成功環(huán)繞火星運動。若火星和地球可認為在同一平面內(nèi)繞太陽同方向做圓周運動，運行過程中火星與地球最近時相距R0、最遠時相距5R0，則兩者從相距最近到相距最遠需經(jīng)過的最短時間約為（）A．365天 B．400天 C．670天 D．800天13．下列對開普勒定律的理解正確的是（）A．地球與太陽的連線在相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等B．所有行星繞太陽運動的軌道是同一個橢圓、有共同的焦點C．火星與太陽的連線、地球與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等D．哈雷彗星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比等于地球軌道（可視為圓形）半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比14．如圖所示，當航天器圍繞地球沿橢圓軌道運行時，關(guān)于經(jīng)過近地點A的速率v1和經(jīng)過遠地點B的速率v2的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．v1>v2 B．v1＝v2C．v1<v2 D．無法判斷15．如圖，地球在橢圓軌道上運動，太陽位于橢圓的一個焦點上。A、B、C、D是地球運動軌道上的四個位置，其中A距離太陽最近，C距離太陽最遠；B和D點是弧線ABC和ADC的中點。則地球繞太陽（）A．做勻速率的曲線運動B．經(jīng)過A點時的加速度最小C．從B經(jīng)A運動到D的時間小于從D經(jīng)C運動到B的時間D．從A經(jīng)D運動到C的時間大于從C經(jīng)B運動到A的時間二、填空題16．兩顆人造地球衛(wèi)星的軌道半徑之比，那么，它們的周期之比__________．（根據(jù)開普勒定律計算，結(jié)果中可以含有根號）17．下表列出了太陽系八大行星的一些數(shù)據(jù)：直徑d、與太陽間平均距離r及繞日轉(zhuǎn)動的周期T。計算各行星離太陽平均距離r與行星直徑d之比，平均距離r的三次方與周期T的二次方之比，并回答下列問題。水星金星地球火星木星土星天王星海王星直徑約51212.7571401205250與太陽間平均距離約60108150230780140029004500繞日周期T（年）約0.250.611.9122984165約12911832.95.5711.755.890約(1)行星繞太陽旋轉(zhuǎn)周期T與它們離太陽間的距離有什么關(guān)系？()(2)各行星中，最大的是____________星，為__________________，最小的是____________星，為____________。由于很大，你能將行星的繞日運動視為怎樣的一個運動模型？()(3)如圖所示，將各行星之值用直方圖表示出來。分析直方圖，你能發(fā)現(xiàn)什么結(jié)論？()18．如圖所示，人造地球衛(wèi)星在橢圓形軌道上運轉(zhuǎn)，設(shè)a點為近地點，b點為遠地點．衛(wèi)星沿軌道做順時針轉(zhuǎn)動，衛(wèi)星通過a點時的線速度____通過b點時的線速度（填＞、=或＜）．三、解答題19．設(shè)金星和地球繞太陽中心的運動是公轉(zhuǎn)方向相同且軌道共面的勻速圓周運動，金星在地球軌道的內(nèi)側(cè)（稱為地內(nèi)行星）。在某些特殊時刻，地球、金星和太陽會出現(xiàn)在一條直線上，這時候從地球上觀測，金星像鑲嵌在太陽臉上的小黑痣緩慢走過太陽表面。天文學(xué)稱這種現(xiàn)象為“金星凌日”。如圖所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界數(shù)百萬天文愛好者。假設(shè)地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為R，“金星凌日”每隔t0年出現(xiàn)一次，已知地球公轉(zhuǎn)周期為T=1年。求金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑。20．如圖所示，地球和某行星在同一軌道平面內(nèi)繞太陽同向公轉(zhuǎn)，均可視為勻速圓周運動．地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑為R，公轉(zhuǎn)周期為T．地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球?qū)υ撔行堑挠^察視角（簡稱視角）．已知該行星的最大視角為θ=π/6，當行星處于最大視角處時，是地球上天文愛好者觀察該行星的最佳時期．求：（1）該行星的公轉(zhuǎn)周期T行（2）若某時刻該行星正處于最佳觀察期(如圖所示位置)，地球和行星均逆時鐘轉(zhuǎn)動,則到緊接著的下一次最佳觀察期需經(jīng)歷的時間t．21．太陽系中有八大行星，它們與太陽間的距離從小到大依次為水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星，下面是八大行星繞太陽運動的有關(guān)數(shù)據(jù)請認真閱讀并分析數(shù)據(jù)，可得到哪些結(jié)論（至少寫出兩條）22．人類對天體運動的研究歷史悠久，其中有許多膾炙人口的精彩故事。請去圖書館或上網(wǎng)收集有關(guān)資料，與同學(xué)們交流。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．B【詳解】A．伽利略最早利用實驗與推理相結(jié)合的方法得出力不是維持運動的原因，A錯誤；B．開普勒提出了行星運動的三大定律，B正確；C．亞里士多德認為物體下落的快慢與它的輕重有關(guān)，C錯誤；D．伽利略沒有利用實驗直接得出自由落體運動是勻加速直線運動，是通過實驗加合理外推，D錯誤。故選B。2．A【詳解】根據(jù)得A正確，BCD錯誤。故選A。3．B【詳解】設(shè)金星的軌道半徑為Rx，周期為Tx，角速度為ωx，則由開普勒第三定律有可得根據(jù)題意，應(yīng)有ωx＞ω0則（ωx－ω0）·t0＝2π即解得，其中T0＝1年聯(lián)立解得故選B。4．D【詳解】根據(jù)開普勒第三定律＝k知a3＝kT2故選D。5．A【詳解】A．地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，A正確；BC．哥白尼提出了“日心說”，BC錯誤；D．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，D錯誤。故選A。6．D【詳解】由題可知：海王星與天王星相距最近時，對天王星的影響最大，且每隔時間發(fā)生一次最大的偏離。設(shè)海王星的周期為，圓軌道半徑為，則有解得根據(jù)開普勒三定律解得故選D。7．B【詳解】A．與太陽相比，其他恒星離地球的距離遠得多，該說法正確，不符合題意；B．宇宙的中心不是太陽，其它行星也不都圍繞太陽做勻速圓周運動，此論點不對，選項B符合題意；C．地球自西向東自轉(zhuǎn)，使地球上的人感覺太陽每天東升西落，選項C正確，不符合題意；D．地球繞太陽運動，月球在繞地球運動的同時還跟地球一起繞太陽運動，選項D正確，不符合題意；故選B。8．B【詳解】A．太陽處在橢圓的焦點上，選項A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律可知，可知，土星比地球的公轉(zhuǎn)周期大，選項B正確；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，它們在近日點的速度均大于各自在遠日點的速度，選項C錯誤；D．地球和土星分別沿著不同的軌道運動，則地球和土星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積不相等，選項D錯誤。故選B。9．A【詳解】AB．開普勒第一定律的內(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，A正確，B錯誤；CD．開普勒第三定律的內(nèi)容為：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，CD錯誤。故選A。10．B【詳解】根據(jù)可得則常數(shù)k的大小只與恒星的質(zhì)量有關(guān)。故選B。11．D【詳解】A．所有行星繞太陽運行的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點，故A錯誤；B．行星在橢圓軌道上運動時，任意相等的時間內(nèi)行星與太陽連線掃過的面積相等，故B錯誤；C．行星在橢圓軌道上運動時，只有萬有引力做功，機械能守恒，故C錯誤；D．開普勒第三定律公式中的k值，只與中心天體有關(guān)，故D正確。故選D。12．B【詳解】設(shè)火星軌道半徑為R1，公轉(zhuǎn)周期為T1，地球軌道半徑為R2，公轉(zhuǎn)周期為T2，依題意有解得根據(jù)開普勒第三定律，有解得設(shè)從相距最近到相距最遠需經(jīng)過的最短時間為t，有帶入數(shù)據(jù)，可得故選B。13．D【詳解】A．根據(jù)開普勒第二定律，所有行星繞太陽運動，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，故A錯誤；B．另一個焦點在行星與太陽連線上具體位置可以用橢圓公式算出，是在行星軌道的中心點為對稱中心，太陽與對稱中心的對稱點就是另一個焦點，由于行星軌道不一樣，所以另一個焦點每個行星都是不同的，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第二定律，是所有行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，而火星和地球不在同一軌道，相等的時間內(nèi)掃過的面積不相同；故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故D正確。故選D。14．A【詳解】根據(jù)開普勒第二定律可知，當航天器圍繞地球沿橢圓軌道運行時，距離地球越近，則速率越大，則經(jīng)過近地點A的速率v1和經(jīng)過遠地點B的速率v2的關(guān)系v1>v2故選A。15．C【詳解】A．做橢圓運動的物體在近地點的速度大，在遠地點的速度小，A錯誤。B．根據(jù)公式可知，A點的加速度最大，B錯誤。C．由A可知，近地點的速度大，在遠地點的速度小，所以從B經(jīng)A運動到D的時間小于從D經(jīng)C運動到B的時間，C正確。D．由C可知，從A經(jīng)D運動到C的時間等于從C經(jīng)B運動到A的時間，D錯誤。故選C。16．【詳解】根據(jù)開普勒行星運動第三定律.則若兩顆人造地球衛(wèi)星的軌道半徑之比為R1：R2=3：1，則周期之比為17．

r越大，T也越大

海王星

木星

幾何點

各行星繞日運動的近似圈軌道半徑的三次方與其周期的二次方之比為一定值【詳解】(1)[1]從表中數(shù)據(jù)可得出行星繞日運動的周期T與它們離日的平均距離r有關(guān)：r越大，T也越大，即旋轉(zhuǎn)一周時間越長。(2)[2][3][4][5]值最大的是海王星，為倍，最小的是木星，為倍；[6]由于，因此可以將行星視為一個“幾何點”，它在繞日做近似圓周的運動，研究行星運動時可忽略其本身的形狀，自轉(zhuǎn)等其他次要因素。(3)[7]在直方圖上各行星值非常相近。這表明各行星繞日運動的近似圈軌道半徑的三次方與其周期的二次方之比為一定值。18．＞【詳解】[1]根據(jù)開普勒第二定可知，近地點運動的比較快，遠地點運動的比較慢，所以衛(wèi)星通過a點時的線速度大于通過b點時的線速度。19．【詳解】設(shè)金星的軌道半徑為Rx，周期為Tx，角速度為ωx，則由開普勒第三定律有可得根據(jù)題意，應(yīng)有，則即解得其中T0=1年，聯(lián)立解得20．（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)行星的公轉(zhuǎn)半徑為rR=Rsinθ

則由開普勒第三定律得：T行===（2）當行星處于最佳觀察期時，地球在行星之前．設(shè)地球的角速度ω1，行星的角速度ω2，經(jīng)歷時間為t2，則有：

點睛：向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或要求解的物理量選取應(yīng)用．要注意物理問題經(jīng)常要結(jié)合數(shù)學(xué)幾何關(guān)系解決．正確作圖是解題