2020高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 1行星的运动练习（含解析）新人教版第二册

第七章 1行星的运动a组：合格性水平训练1(地心说和日心说)(多选)下列说法中正确的是()a地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动b太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动c地球是绕太阳运动的一颗行星d日心说和地心说都不完善答案cd解析地心说和日心说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，不可能静止，故b错误，d正确。地球是绕太阳运动的普通行星，并非宇宙的中心天体，故a错误，c正确。2(开普勒定律的理解)下列关于行星绕太阳运动的说法中，正确的是()a所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动b行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处c离太阳越近的行星运动周期越长d所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等答案d解析由开普勒行星运动定律可知所有行星轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，由于不同行星轨道半长轴不同，故各行星的椭圆轨道不同，a、b错误；行星在椭圆轨道上运动的周期t和半长轴a满足k(常量)，轨道半长轴越长，运动周期越长，并且对于同一中心天体，k不变，故c错误，d正确。3.(开普勒第二定律的应用)如图是行星m绕恒星m运行的示意图，下列说法正确的是()a速率最大点是b点b速率最小点是c点cm从a点运动到b点做减速运动dm从a点运动到b点做加速运动答案c解析由开普勒第二定律知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，a点为近地点，速率最大，b点为远地点，速率最小，a、b错误；m由a点运动到b点的过程中，离恒星m的距离越来越远，所以m的速率越来越小，做减速运动，c正确，d错误。4(开普勒第三定律的理解)太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是()答案d解析由开普勒第三定律k知a3kt2，d正确。5(开普勒第三定律的理解)关于开普勒第三定律k，下列说法正确的是()a公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星ba代表行星的球体半径ct代表行星运动的自转周期d围绕不同中心天体运行的行星(或卫星)，其k值不同答案d解析开普勒第三定律k，适用于所有天体，即适用于行星围绕恒星和卫星围绕行星的运转，a错误；a代表行星椭圆运动轨道的半长轴，b错误；t代表行星或卫星绕中心天体运动的公转周期，c错误；k是一个与行星无关的常量，只与中心天体有关，同一中心天体k值相同，不同的中心天体，k值不同，d正确。6.(开普勒定律的应用)如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知()a火星绕太阳运行过程中，速率不变b地球靠近太阳的过程中，运行速率减小c火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大d火星绕太阳运行一周的时间比地球的长答案d解析根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，地球靠近太阳过程中运行速率将增大，a、b、c错误；根据开普勒第三定律，可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，d正确。7(开普勒第三定律的应用)开普勒的行星运动规律也适用于其他天体或人造卫星的运动规律。某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是()a14天 b48天c816天 d1620天答案b解析由开普勒第三定律k，得，所以t星 t月27天5.2天，b正确。8(开普勒第三定律的应用)月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(结果保留三位有效数字，取r地6400 km)答案3.63104 km解析月球和人造地球卫星都环绕地球运动，故可用开普勒第三定律求解。当人造地球卫星相对地球不动时，人造地球卫星的公转周期与地球自转周期相同。设人造地球卫星轨道半径为r。根据题意知月球轨道半径为60r地，公转周期为t027天，人造地球卫星的公转周期为t1天，则有：整理得r60r地60r地6.67r地，卫星离地高度hrr地5.67r地5.676400 km3.63104 km。b组：等级性水平训练9. (开普勒定律的应用)如图所示，b为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为tb；c为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为tc。下列说法或关系式中正确的是()a地球位于b卫星轨道的一个焦点上，位于c卫星轨道的圆心上b卫星b和卫星c运动的速度大小均不变c.，该比值的大小与地球有关d.，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关答案a解析由开普勒第一定律可知，a正确；由开普勒第二定律可知，b卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，c卫星绕地球做匀速圆周运动，b错误；由开普勒第三定律可知，k，比值的大小仅与地球有关，c、d错误。10.(开普勒第三定律的应用)1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献。若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看做匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为r，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为()a.r b.rc.r d.r答案c解析根据开普勒第三定律，有，解得：r钱rr，故c正确。11.(开普勒第三定律的应用)如图所示，2006年8月24日晚，国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，太阳系行星数量由九颗减为八颗。若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各行星星球半径和轨道半径如表所示。行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径(106 m)2.446.056.383.4071.560.325.624.8轨道半径(1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.0从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近()a80年 b120年 c165年 d200年答案c解析设海王星绕太阳运行的轨道半径为r1，周期为t1，地球绕太阳公转的轨道半径为r2，周期为t2(t21年)，由开普勒第三定律有，故t1t2164年，故c正确。12.(开普勒第二定律的应用)如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为()avbva bvb vacvbva dvb va答案c解析若行星从轨道的a点经足够短的时间t运动到a点，则与太阳的连线扫过的面积可看做扇形，其面积sa；若行星从轨道的b点也经时间t运动到b点，则与太阳的连线扫过的面积sb；根据开普勒第二定律，得，即vbva，故c正确。13(开普勒第三定律的应用)天文学家观察哈雷彗星的周期为75年，离太阳最近的距离为8.91010 m，试根据开普勒第三定律计算哈雷彗星离太阳最远的距离。太阳系的开普勒常量k可取3