3.1行星的运动 课时练习 高中物理新教科版必须第二册（2022-2023学年）

/index3.1行星的运动一、单选题1．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（

）A．所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动，太阳位于圆心处B．地球围绕太阳转动时，近日点速度小于远日点速度C．开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的自转周期D．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动【答案】D【详解】A．由开普勒第一定律知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；B．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积，即地球围绕太阳转动时，近日点速度大于远日点速度，故B错误；C．开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的公转周期，故C错误；D．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故D正确。故选D。2．关于课本上的四幅插图，下列说法正确的是（）A．火车在转弯时如果内轨高于外轨能够减轻轮缘与轨道间的挤压B．开普勒通过20年的时间研究第谷的行星观测记录发现了行星运动三大定律C．汽车上坡时司机通过“换挡”的办法减小牵引力来得到较大的速度D．宇航员把手中小物体扔出他自己也会向扔出方向运动体现了反冲原理【答案】B【详解】A．为了减轻轮缘与轨道间的挤压，应外轨高于内轨，故A错误；B．开普勒通过研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动三大定律，故B正确；C．根据上坡时，一定，用“换挡”的办法减小速度来得到较大的牵引力，故C错误；D．宇航员把物体扔出后，自己会向扔出的反方向运动，故D错误。故选B。3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是（）A．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动B．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．哥白尼发明了望远镜，发现了围绕木星转动的星球，表明了“地球中心说”是错误的【答案】B【详解】A．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，A错误；B．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，B正确；C．开普勒总结出了行星运动的规律，即开普勒三大定律，但是未找出了行星按照这些规律运动的原因，C错误；D．伽利略发明了望远镜，发现了围绕木星转动的星球，表明了“地球中心说”是错误的，不是哥白尼，D错误。故选B。4．北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，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．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．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同【答案】C【详解】A．由开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，故A错误；B．地球经历春夏秋冬由图可知是逆时针方向运行，冬至为近日点，运行速度最大，夏至为远日点，运行速度最小；所以从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间，故B错误；C．根据开普勒第一定律可知，太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，故C正确；D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值是相同的，故D错误。故选C。5．下图是“羲和号”绕太阳做椭圆运动的轨道示意图，其中F1、F2是圆的两个焦点，O是圆的中心。若“羲和号”卫星经过P点的速率大于经过Q点的速率，则可判断太阳位于（）A．点 B．点 C．O点 D．Q点【答案】A【详解】根据开普勒定律可知，“羲和号”绕太阳做椭圆运动，太阳位于椭圆的焦点上，行星在近日点的速度大于远日点的速度，即P点为近日点，Q点为远日点，可知太阳位于点。故选A。6．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（）A．c到d的时间tcd>B．a到b的时间tab>C．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间D．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间【答案】A【详解】CD．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小，行星由a到b运动时的平均速率大于由c到d运动时的平均速率，而弧长ab等于弧长cd，故从a到b的运动时间小于从c到d的运动时间，同理可知，从d经a到b的运动时间小于从b经c到d的运动时间，故CD错误；AB．从a经b到c的时间和从c经d到a的时间均为，可得故B错误，A正确。故选A。7．太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆形，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星日星距离/0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04质量/0.334.876.000.64190056986.8102由表中所列数据可以估算天王星公转的周期最接近于（）A．7000年 B．85年 C．20年 D．10年【答案】B【详解】由开普勒第三定律可知，所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等，即对围绕同一中心天体运行的行星或卫星都相同，故地球的公转周期为1年，根据表中数据可得故选B。8.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【详解】A．由开普勒第一定律可知地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，A正确；B．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；CD．由开普勒第三定律可知该比值的大小仅与地球有关，则比值大小和地球、和轨道半径有关，则CD错误。故选A。9．2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为，天王星和地球的公转周期分别为和，则天王星与太阳的距离为（）A． B．C． D．【答案】A【详解】根据题意可知，天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，由开普勒第三定律，解得天王星与太阳的距离为故选A。**10．太阳系中的九大行星绕太阳公转的轨道均可视为圆，不同行星的轨道平面均可视为同一平面．如图所示，当地球外侧的行星运动到日地连线上，且和地球位于太阳同侧时，与地球的距离最近，我们把这种相距最近的状态称为行星与地球的“会面”．若每过N1年，木星与地球“会面”一次，每过N2年，天王星与地球“会面”一次，则木星与天王星的公转轨道半径之比为(

)A． B．C． D．【答案】A【详解】每过N1年，木星与地球“会面”一次，则N1年内地球比木星多转一周，木星转了N1-1圈，设地球自转周期为T，则木星的周期为；同理可得，天王星的周期为；根据开普勒第三定律得；联立解得；A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误．C.，与结论不相符，选项C错误.D.，与结论不相符，选项D错误.二、解答题11．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8.9×1010m，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3.354×1018m3/s2。【答案】5.231×1012m【详解】由开普勒第三定律知则哈雷彗星离太阳最远的距离为12．如图所示，