2026年高中物理高一寒假复习与预习 第十八天：行星的运动（原卷版）

第十八天：行星的运动

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行星的运动内容的考点：

I、人体运动的探索历程;

2、开普勒第一定律；

3、开普勒第二定律；

4、开普勒第三定律。

知识点1：行星的运动

一、两种对立的学说

学说内容代表人物缺点

地球是宇宙的中心，是静止不动两种学说都不完善，太阳、地

的；球等天体都是运动的，鉴于当

地心说托勒密

太阳、月球以及其他星体都绕地球时自然科学的认识能力，日心

运动。说比地心说更先进，口心说能

更完美地解样天体的运动。以

太阳是宇宙的中心，是静止不动

后的观测事实表明，哥白尼日

的；

心说有一定的优越性。但是，

地球和其他行星都绕太阳做匀速

限于哥白尼时代科学发展的水

圆周运动；

平，哥白尼学说存在两大缺点：

天穹不转动，因为地球每天自西向

①把太阳当做宇宙的中心。实

日心说东自转一周，造成天体每天东升西哥白尼

际上太阳仅是太阳系的中心天

落的现象；

体，而不是宇宙的中心。②沿

与日地距离相比，其他恒星离地球

用了行星在圆形轨道上做匀速

都十分遥远，比日地间的距离大得

圆周运动的陈旧观念。实际上

多。

行星轨道是椭圆的，行星的运

动也不是匀速的。

二、开普勒三大定律

定律内容图示/公式

地毯L一；--、

所有行星绕太阳运动的轨道

开普勒第一定律（轨道定律）

都是椭圆，太阳处在椭圆的

一个焦点上。

对任意一个行星来说，它与©

开普勒第二定律（面积定律）太阳的连线在相等的时间内

扫过相等的面积。

所有行星的轨道的半长轴的3

产=攵，々是一个与行星

开普勒第三定律（周期定律）三次方跟它的公转周期的二

次方的比值都相等。无关的常量。

对开普勒三大定律的理解：

1、开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题

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，如下图所示，不同行星绕太阳运动的

椭圆轨道是不同的。

开普勒第一定律说明了太阳不是位于椭圆的中心，不同的行星不是位于•同一椭圆轨道，而且不同行星

的椭圆轨道一般不在同一平面内。

2、开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题

如下图所示，在相等的时间内，面积这说明离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，

即行星在远日点a的速率最小，在近日点b的速率最大。

近日点是行星距离太阳最近的点，远日点则为行星距离太阳最远的点。根据开普勒第二定律可知同•

行星在近日点时速度最大，在远日点时速度最小。

3、开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题

椭圆轨道的半长轴a如下图所示。

由开普勒第三定律可知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，该定律既适用于行星绕太阳的

运动，也适用于卫星绕地球的运药J,对于地球卫星，常量A只与地球有关，而与卫星无关，也就是说&值的

大小由中心天体决定。

遇到题目中椭圆轨道求周期的情景时一般考虑这个定律。该定律也适用与圆轨道，此时半长轴。为半

径，，即一r=女。高中阶段行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。因此高中阶段的开普勒三大定律可以这

T-

样理解：①大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；②对某一行星来说，它绕太阳做圆

周运动的速率不变，即行星做匀速圆周运动；③所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比

R3f>3

值都相等。绕同一中心天体运动的两颗行星的轨道半径分别为RM2,公转周期分别为则有T■"T"。

邛T；

要注意长轴是指椭圆中过焦点与椭圆相交的线段，半长轴即长轴的一半，注意它和远日点到太阳的距

离不同

考点1：天体运动的探索历程

1.（2021下•重庆沙坪坝•高一重庆一中校考阶段练习）许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献,

下列叙述错误的是（）

A.开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆

B.海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星〃

C.开普勒总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律

D.卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G,被称为“第一个称出地球质量的人〃

2.（2023上•高一课时练习）关于天体的运动以下说法正确的是（）

A.天体的运动亳无规律，无法研究

B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动

C.太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动

D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动

考点2：开普勒第一定律

3.（2022下•重庆沙坪坝•高一重庆市凤鸣山中学校考期中）关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是

()

A.所有的行星都绕太阳做圆周运动

B.开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动

c.在圣=k中,k是与太阳无关的常量

D.对任意一个行星，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积

4.（2022下•广东江门•高一江门市新会东方红中学校考期中）对于开普勒定律的理解，下列说法不正确的

是（）

A.开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三定律

B.行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比

C.行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上

D.行星距离太阳越近，其运动速度越大，距离太阳越远，其运动速度越小

5.（2018下•云南玉溪•高一玉溪市民族中学校考期中）开普勒行星运动定律是我们学习、研究天体运动的

基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（）

A.由开普勒第一定律知，行星绕太阳运动的轨道不是标准的圆形

B.由开普勒第•定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的隹点上

C.由开普勒第二定律知，一个行星从远日点向近日点运动的速度是逐渐减小的

D.由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等

考点3：开普勒第二定律

6.（2023下•高一课时练习）在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图

所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（）

秋分

春分

A.在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大

B.在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大

C.春夏两季比秋冬两季时间短

D.春夏两季和秋冬两季时间长度相同

7.（2023下•高一单元测试）如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，运行的周期为To,P为近日点，Q

为远日点，M、/V为轨道短轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、

Q到N的运动过程中（）

M

海王星----：

尸：一.......'\Q

\太阳：/

一一1…一」

N

A.从。到〃所用的时间等于与

B.从Q到N做减速运动

C.从P到Q阶段，速率逐渐变小

D.从P到Q所用时间、从M到A/所用时间均等于与

8.（2023下•江西南昌•高一南昌十中校考阶段练习）对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是

（）

A.开普勒进行了长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了万有引力定律

B.根据开普勒笫一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是圆，太阳处于圆心位置

C.根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大：距离太阳越远，其运动速度越小

D.根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行的轨道半径跟它公转周期成正比

考点4：开普勒第三定律

9.（2023下•高一课时练习）下列有关天体运动的说法正确的是（）

A.绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大

B.在月球绕地球运动中，,=%中的7"表示地球自转的周期

C.绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小

D.若地球绕太阳运动的轨道半长轴为凡，周期为（，月球绕地球运动轨道的半长轴为周期为

则根据开普勒第三定律有:

10.（2023下•高一课时练习）关于开普勒行星运动的公式捻=k,以下理解不正确的是（）

A.k是一个与行星无关的常量

B.7•表示行星运动的自转周期

C.7表示行星运动的公转周期

D.a是指半长轴，粗略计算时可以表示半径

11.（2023下•广东惠州•高一校联考期中）关于行星的运动，下列说法正确的是（）

A.牛顿研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律

B.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心

C.同•行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳速度增大，远离太阳时速度减小

D.开普勒第三定律中的常数h与太阳无关

多选题

12.（2023下•安徽合肥•高一校联考期中）如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远

FI点，/V为轨道短轴的两个端点，运行的周期为"，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星

在从P经M、Q、N再返回P的运动过程中（）

A.从P到M所用时间小于（几

B.从P到Q阶段，速率一直变小

C.海王星在Q点的角速度等于P点的角速度

D.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与海王星的质量有关

13.（2023下•广东江门•高一新会陈经纶中学校考期中）关于行星的运动，下列说法正确的是（）

A.开普勒第三定律中的常数k与行星有关

B.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心

C.同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小

D.开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关

14.（2023下•广东广州•高一广东实验中学越秀学校校考期中）“天间•号''沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行

的半长轴为。、周期为了，引力常量为G,则下列分析正确的是（）

A.火星处在该椭圆轨道的一个焦点上

B."天问一号〃从近地点向远地点飞行的过程中速度逐渐增大

C."天间•号〃与火星的连线在相同时间内扫过的面积相等

D.火星的质量为空耳

Ga

15.（2022・全国•高一浙江省新昌7学校考假期作、也）关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）

行星———、

A.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

B.地球绕太阳在椭圆轨道上达行，在近日点和远日点运行的速率相等

表达式£=攵，k与中心天体有关

T2

D表达式了丁代表行星运动的自转周期

16.（2023下•高一课时练习）关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）

行星

匕

A.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

B.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等

C.表达式*=★,k与中心天体有关

D.表达式肉=37■代表行星运动的公转周期

17.（2023下•高一课时练习）关于开普勒行星运动的公式/=女，以下理解错误的是（）

A.k是一个与行星有关的量

B.行星轨道的半长轴越长，自转周期越长

C.行星轨道的半长轴越长，公转周期越长

D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R/，周期为r剧月球绕地球运转轨道的半长