高中物理必修2课后限时训练7 行星的运动

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册7.1行星的运动课时作业9（含解析）1．如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，行星速度最大的位置是（）A．A点B．B点C．C点D．D点2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳位于木星运行轨道的一个焦点上B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终不变C．火星与木星公转周期之比等于它们轨道半长轴之比D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积3．如图所示，某卫星先在轨道1上绕地球做匀速圆周运动，周期为T，一段时间后，在P点变轨，进入椭圆转移轨道2，在远地点Q再变轨，进入圆轨道3，继续做匀速圆周运动，已知该卫星在轨道3上受到地球的引力为在轨道1上时所受地球引力的19，不计卫星变轨过程中的质量损失，则卫星从P点运动到Q点所用的时间为（）A．132T B．122C．232T D2T4．月球公转周期是某卫星绕地球公转周期的12倍，月球转动半径与该卫星转动半径之比为（）A3144B．31:144C．12：1 D．1：125．如图所示，天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的观察视角。

当行星处于最大观察视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期，已知该行星的最大观察视角为θ，不计行星与地球之间的引力，则该行星环绕太阳运动的周期约为（）A ．()32sin θ 年B ．()23sin θ年C ．()32cos θ年D ．()23cos θ年6．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经过M 、Q 到N 的运动过程中（ ）A ．从P 到M 所用时间等于4T B ．海王星在Q 点的角速度大于P 点的角速度C ．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等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比D ．从P 到Q 阶段，速率逐渐变小7．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法不正确的是（ ） A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B ．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同C ．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D ．有的行星绕太阳运动的轨道是圆8．天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他根据牛顿及开普勒等人研究成果的启发算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现，过了这一定的时间果真哈雷的预言得到证实。

第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动基础巩固1.发现“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”的科学家是()A.牛顿B.第谷C.开普勒D.哥白尼答案:C解析: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,也就是开普勒第三定律,是开普勒发现的。

2.关于天体的运动,下列说法正确的是()A.太阳位于所有行星的圆轨道的圆心处B.天体的运动是最完美、最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绕太阳运动答案:D解析:天体的运动轨道都是椭圆,而不是圆,故A、B错误。

太阳从东边升起,又从西边落下,是地球自转的结果,故C错误。

3.对开普勒第一定律的理解,下列说法正确的是()A.在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是一直不变的B.在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是不断变化的C.太阳不一定在所有行星运动椭圆轨道的焦点上D.某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内答案:B解析:根据开普勒第一定律的内容可以判定,行星绕太阳运动的轨道是椭圆,有时远离太阳,有时靠近太阳,所以它离太阳的距离是变化的,选项A错误,B正确。

太阳一定在所有行星运动的椭圆轨道的焦点上,C错误。

某个行星绕太阳运动的轨道一定在某一固定的平面内,选项D错误。

4.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。

下列反映周期与轨道半径关系的图像正确的是()答案:D解析:由开普勒第三定律知R 3T 2=k ,所以R 3=kT 2,D 正确。

5.开普勒的行星运动规律也适用于其他行星或人造卫星的运动,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13,则此卫星运行的周期在下面哪个范围内( )A.1~4天B.4~8天C.8~16天D.16~20天 答案:B解析:由开普勒第三定律a 3T 2=k ,得r 星3T 星2=r 月3T 月2,所以T 星=√r 星3r 月3T 月=√39×27天=5.2天,B 正确。

第七章万有引力与宇宙航行1 行星的运动基础过关练题组一对开普勒定律的理解1.(2020江苏南京师大附中高一下期末)(多选)行星沿不同的椭圆轨道绕太阳运动,根据开普勒行星运动定律可知( )A.所有椭圆轨道的中心重合,太阳处在该中心B.所有行星都是在近日点的速度比在远日点的速度大C.椭圆轨道半长轴长的行星,绕太阳运行一周的时间也长D.如果将行星的轨道近似看作圆,则行星做匀速圆周运动2.(2020江西南昌新建一中高一下期中)(多选)如图所示,土星和火星都在围绕太阳公转,根据开普勒行星运动定律可知( )A.土星远离太阳的过程中,它的速度将减小B.土星和火星绕太阳的运动是完美的匀速圆周运动C.土星比火星的公转周期大D.土星远离太阳的过程中,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大3.(2019黑龙江牡丹江一中高一下期中)关于开普勒第三定律的公式a 3T2=k,下列说法正确的是( )A.公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星B.公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星C.式中的k值,对所有行星和卫星都相等D.式中的k值,只与围绕的恒星有关4.(2019天津七校高一下联考)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( )A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终不变C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积题组二开普勒定律的应用5.(2019河北石家庄高一下期末)如图是行星绕太阳运行的示意图,下列说法正确的是( )A.行星速率最大时在B点B.行星速率最小时在C点C.行星从A点运动到B点做减速运动D.行星从A点运动到B点做加速运动6.(2019浙江台州天台高一下检测)某人造地球卫星绕地球运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,卫星在A点的速率比在B点的大,则地球位于( )A.F2B.OC.F1D.B7.(2020黑龙江大庆中学高一下月考)将冥王星和土星绕太阳的运动都看作匀速圆周运动。

第七章万有引力与宇宙航行1 行星的运动课后篇巩固提升合格考达标练1.由开普勒行星运动定律,我们可以知道( )A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆B.行星从远日点向近日点运动时,速率逐渐增大C.离太阳越远的行星,公转周期越短D.只有绕太阳运动的行星轨道才是椭圆,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,选项A、D错误;根据开普勒第二定律,行星从远日点向近日点运动时,速率逐渐增大,选项B正确;根据开普勒第三定律,离太阳越远的行星,公转周期越长,选项C错误。

2.(全国甲卷)2月,执行我国火星探测任务的天问一号探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×105 s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105 m。

已知火星半径约为3.4×106 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s 2,则天问一号的停泊轨道与火星表面的最远距离约为( ) A.6×105 m B.6×106 m C.6×107 m D.6×108 m,根据开普勒第三定律,a 3T 2=k,对同一中心天体k 相同。

由GMm r 2=m4π2T 2r 和黄金代换GM=gR 2,可求出r 3T 2=gR 24π2=k,将k 代入开普勒第三定律a 3T2=k,求得a=√gR 2T 24π23=3.3×107m,天问一号的停泊轨道与火星表面的最远距离h 远=2a-h 近-2R=5.89×107m,故选C 。

3.太阳系有八大行星,八大行星离太阳的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。

下列反映绕太阳运转的周期与轨道半径关系的图像正确的是( )解析由开普勒第三定律知R 3T 2=k,所以R 3=kT 2,选项D 正确。

4.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v a ,则过近日点时的速率为( )A.v b =ba v aB.v b =√ab v aC.v b =abv aD.v b =√b av a,太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等,取足够短的时间Δt,则有v a ·Δt·a=v b ·Δt·b,所以v b =ab v a 。

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5．关于开普勒行星运动的公式R3=k，以下理解正确的是（）T2A．所有行星的轨道都是圆，R是圆的半径B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R 月，周期为T月，则：R地3T地2=R月3T月2=kC．k与R3成正比、与T2成反比D．k只与中心天体有关6．如图所示，地球卫星P绕地球做匀速圆周运动，地球相对卫星的张角为θ=2α；另一卫星Q（图中未画出）的张角为4α。

则P与Q的周期之比为（）A．sin3αsin22αB．sin32αsin3αC．√sin3αsin32αD．√sin32αsin3α7．如图，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB 为长轴，CD为短轴．在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为t AB，同理从B 到A、从C到D、从D到C的时间分别为t BA、t CD、t DC．下列关系式正确的是( )A．t AB> t BAB．t AB < t BAC．t CD > t DCD．t CD < t DC8．已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别R1和R2，如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）A．1B．√R1R2C．R2R1D．√R2R19．天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。

课时分层作业(七)(时间：15分钟 分值：50分)一、选择题(此题共6小题，每题6分，共36分)1．日心说被人们承受的原因是( )A ．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题B ．以太阳为中心来研究天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了C ．地球是围绕太阳运转的D ．太阳总是从东边升起，从西边落下B [日心说的观点主要是以太阳为参考系来研究其他行星的运动，这样其他行星的运动形式变得简单，便于描述和研究，而地心说是以地球为参考系，来研究太阳及其他星体的运动，运动形式非常复杂，不便于描述和研究，故B 选项正确．]2．(多项选择)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比拟扁的椭圆，以下说法中正确的选项是( )A ．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B ．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C ．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D ．假设彗星周期为76年，那么它的半长轴是地球公转半径的76倍ABC [根据开普勒第二定律，为使相等时间内扫过的面积相等，那么应保证近日点与远日点相比在一样时间内走过的弧长要大，因此在近日点彗星的线速度(即速率)、角速度都较大，选项A 、B 正确．而向心加速度a ＝v 2R，在近日点，v 大，R 小，因此a 大，选项C 正确．根据开普勒第三定律r 3T 2＝k ，那么r 31r 32＝T 21T 22＝762，即r 1＝35 776r 2，选项D 错误．] 3．(多项选择)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说〞的如下四个根本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是( )A ．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B ．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C ．天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象D ．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多ABC [所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T 和轨道半长轴满足a 3T 2＝恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动；整个宇宙是在不停运动的．]4．月球绕地球运动的周期约为27天，那么月球中心到地球中心的距离R 1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期一样)到地球中心的距离R 2之比R 1∶R 2约为( )A ．3∶1B ．9∶1C ．27∶1D ．18∶1B [由开普勒第三定律有R 31T 21＝R 32T 22，所以R 1R 2＝3T 21T 22＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫2712＝91，选项B 正确，A 、C 、D 错误．]5．阋神星是一个最大的属于柯伊伯带及海王星外天体的矮行星，因观测估算比冥王星大，在公布发现时曾被其发现者和NASA 等组织称为“第十大行星〞．假设将地球和阋神星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如下图．阎神星绕太阳运行一周的时间约为557年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R ，那么阎神星绕太阳运行的轨道半径约为( )A.3557RB.2557RC.35572R D ．557RC [由开普勒第三定律R 3地T 2地＝r 3阋T 2阋，得r 阋＝35572R .] 6．如下图是行星m 绕恒星M 运动情况的示意图，以下说法正确的选项是( )A ．速度最大点是B 点B ．速度最小点是C 点C ．m 从A 到B 做减速运动D ．m 从B 到A 做减速运动C [由开普勒第二定律可知，近日点时行星运行速度最大，远日点时行星运行速度最小，因此A 、B 错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确，D 错误．]二、非选择题(14分)7．土星直径为119 300 km ，是太阳系统中第二大行星，自转周期只需10 h 39 min ，公转周期为29.4年，距离太阳1.432×109 km.土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环．在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环的外沿直径约为274 000 km.请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远．(保存3位有效数字)[解析] 根据开普勒第三定律有：R 3T 2＝k ，k 只与太阳质量有关．那么R 3地T 2地＝R 3土T 2土，其中T 为公转周期，R 为行星到太阳的距离．代入数值得：R 3地(1年)2＝(1.43×1012)3()2得R 地＝1.50×1011 m ＝1.50×108 km.[答案] 约1.50×108 km。

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课时提高作业七行星的运动(20 分钟50 分)一、选择题 ( 此题共 4 小题 , 每题 8 分, 共 32 分)1. 发现行星运动规律的天文学家是()A. 第谷B. 哥白尼C.牛顿D.开普勒【分析】选 D。

发现行星运动规律的天文学家是开普勒, 选项 D正确。

2.(2017 ·邵阳高一检测 ) 日心说被人们接受的原由是()A.以地球为中心来研究天体的运动有好多没法解决的问题B.以太阳为中心来研究天体的运动 , 很多问题都能够解决 , 行星运动的描绘也变得简单了C.地球是环绕太阳运行的D.太阳老是从东边升起 , 从西边落下【分析】选 B。

日心说的看法主假如以太阳为参照系来研究其余行星的运动 , 这样其余行星的运动形式变得简单 , 便于描绘和研究 , 而地心说是以地球为参照系 , 来研究太阳及其余星体的运动 , 运动形式特别复杂 , 不便于描绘和研究 , 故 B 选项正确。

3.( 多项选择 )(2017 ·唐山高一检测 ) 哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆 , 以下说法中正确的选项是()A.彗星在近期点的速率大于在远日点的速率B.彗星在近期点的角速度大于在远日点的角速度C.彗星在近期点的向心加快度大于在远日点的向心加快度D.若彗星周期为 76 年, 则它的半长轴是地球公转半径的76 倍【分析】选 A、B、C。

依据开普勒第二定律 , 为使相等时间内扫过的面积相等 , 则应保证近期点与远日点对比在同样时间内走过的弧长要大, 所以在近期点彗星的线速度 ( 即速率 ) 、角速度都较大 , 选项 A、B正确。

而向心加快度a= , 在近期点 ,v 大,R 小, 所以 a 大, 选项 C 正确。

依据开普勒第三定律=k, 则= =762, 即 r 1=r 2, 选项 D错误。

行星的运动练习一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.关于天体运动，下列说法正确的是()A. 在太阳系中，各行星都围绕太阳运动B. 在太阳系中，各行星都围绕地球运动C. 地心说的参考系是太阳D. 日心说的参考系是地球2.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是()A. 所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动B. 所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动C. 对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率D. 所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同3.从开普勒第二定律，我们可以知道()A. 行星绕日运动的轨道是椭圆B. 行星运动的速度是不变的C. 任意一点速度方向与太阳的连线时刻垂直D. 行星运动的速度在不同位置的快慢是不同的4.如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，所处四个位置分别对应地球上的四个节气。

根据开普勒行星运动定律可以判定哪个节气地球绕太阳公转速度最大()A. 春分B. 夏至C. 秋分D. 冬至5.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是()A. 2年B. 4年C. 8年D. 10年6.开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运行周期T的平=K，则常数K的大小()方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2r3A. 只与行星的质量有关B. 与恒星的质量与行星的质量有关C. 只与恒星的质量有关D. 与恒星的质量及行星的速度有关7.关于开普勒第三定律的公式R3=K，下列说法中正确的是()T2A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星B. 式中的R只能为做圆周轨道的半径C. 公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)D. 围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其K值相同8.如图所示，A，B为地球两个同轨道面的人造卫星，运行方向相同，A为同步卫星，A，B卫星的轨道半径之比为r Ar B=k，地球自转周期为T。

第七章万有引力与宇宙航行习题课:天体运动课后篇巩固提升合格考达标练1.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.质量大的天体线速度较大B.质量小的天体角速度较大C.两个天体的向心力大小相等D.若在圆心处放一个质点,它受到的合力为零,故它们的角速度相等,故B项错误;两个星球间的万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两个天体的向心力大小相等,故C项正确;根据牛顿第二定律,有G m1m2L2=m1ω2r1=m2ω2r2其中r1+r2=L,故r1=m2m1+m2Lr2=m1m1+m2L,故v1v2=r1r2=m2m1故质量大的天体线速度较小,A错误; 若在圆心处放一个质点,合力F=G m1m0r12-G m2m0r22=Gm0(m1+m2)2L2(m1m22−m2m12)≠0,故D错误。

2.(2021山东潍坊模拟)2021年5月30日,天舟二号货运飞船(设为A)与天和核心舱(设为B)成功对接,完美演绎了“万里相会、温柔亲吻”的精准对接技术。

如图所示,对接前,天舟二号飞船A在低轨道上飞行,为了给更高轨道的空间站B输送物资,它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的,则以下说法正确的是()A.天舟二号飞船A应沿运行速度方向喷气,与B对接后运行周期变小B.天舟二号飞船A应沿运行速度的反方向喷气,与B对接后运行周期变大C.天舟二号飞船A 应沿运行速度方向喷气,与B 对接后运行周期变大D.天舟二号飞船A 应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后运行周期变小,需要提高在轨道上的运行速度,故应沿运行速度的反方向喷气,由G m 地mr 2=mr 4π2T 2可知,r 增大,T 变大,选项B 正确。

3.如图所示,地球赤道上的山丘e 、近地卫星p 和同步卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。

设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3,向心加速度分别为a 1、a 2、a 3,则( ) A.v 1>v 2>v 3 B.v 1<v 2<v 3 C.a 1>a 2>a 3 D.a 1<a 3<a 2v=√Gm地r ,可见卫星距离地心越远,即r 越大,则速度越小,所以v 3<v 2;q 是同步卫星,其角速度ω与地球自转角速度相同,所以其线速度v 3=ωr 3>v 1=ωr 1。