高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第三章 万有引力定律第一节 认识天体运动精品备课课件ppt

3.1 认识天体运动  同步练习

一、单选题

1．年，牛顿研究“是什么力量使得行星围绕太阳运转”的问题。若把质量为的行星运动近似看作匀速圆周运动，运用开普勒第三定律，则可推得（　　）

A．行星受太阳的引力为 B．行星受太阳的引力都相同

C．行星受太阳的引力 D．质量越大的行星受太阳的引力一定越大

2．关于开普勒第三定律公式，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T代表行星自转的周期

3．下列说法不符合物理学史的是（　　）

A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中

B．英国物理学家卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值

C．牛顿做了月地检验，证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律

D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的

4．如图所示，1、2分别是A、B两颗卫星绕地球运行的轨道，1为圆轨道，2为椭圆轨道，椭圆轨道的长轴（近地点和远地点间的距离）是圆轨道半径的4倍。P点为椭圆轨道的近地点；M点为椭圆轨道的远地点，TA是卫星A的周期。则下列说法正确的是（　　）

A．B卫星在由近地点向远地点运动过程中受到地球引力将先增大后减小。

B．地心与卫星B的连线在时间内扫过的面积为椭圆面积

C．卫星B的周期是卫星A的周期的8倍

D．1轨道圆心与2轨道的椭圆焦点重合

5．人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三定律，揭示了行星运动的规律，但他却未能找到行星按照这些规律运动的原因，今天的你可以轻而易举的知道这个原因。发现行星运动三定律的这位科学家是（　　）

A．罗勒密 B．哥白尼 C．第谷 D．开普勒

6．（2021·辽宁·清原满族自治县第二高级中学高一期中）在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）

A．英国物理学家卡文迪许用天平做实验测出引力常量

B．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星

C．哥白尼首先提出了“地心说”

D．开普勒通过第谷多年的观测数据提出了行星运动定律

7．经长期观测发现，A行星运行轨道的半径近似为R0，周期为T0，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且周期性地每隔t0（t0＞T0）发生一次最大的偏离，如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，已知行星B与行星A同向转动，则行星B的运行轨道（可认为是圆轨道）半径近似为（　　）

A． B．

C． D．

8．2018年6月2日，“高分六号”光学遥感卫星在酒泉卫星发射中心成功发射，这是我国第一颗实现精准农业观测的高分卫星。其运行轨道为如图所示的绕地球E运动的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上。轨道上标记了“高分六号”经过相等时间间隔（Δt＝，T为“高分六号”沿椭圆轨道运行的周期）的有关位置。则下列说法正确的是（　　）

A．面积S1>S2

B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度

C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴

D．T2＝C′b3，其中C′为常数，b为椭圆半短轴

9．2021年4月28日，国际行星防御大会召开，我国代表介绍了正在论证的小行星探测任务。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　）

A．牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据后，发现了行星运动的规律

B．此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动

C．开普勒第三定律，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k不相同

D．行星绕太阳运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变

10．如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，其半径为R；轨道Ⅱ为椭圆轨道，半长轴为a，半短轴为b。如果把探测器与月球球心连线扫过的面积与所用时间的比值定义为面积速率，则探测器绕月球运动过程中在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的面积速率之比为（已知椭圆的面积）（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

11．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，T代表行星运动的公转周期

12．人们经长期观测发现，天王星绕太阳圆周运动实际运行的轨道总是周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离。英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星。这就是后来被称为“笔尖下发现的行星”---海王星，已知天王星运行的周期为T0，轨道半径为R0。则得到海王星绕太阳运行周期T，轨道半径R正确的是（　　）

A． B．

C． D．

13．（2021·广东汕头·高一期中）如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运动轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B点和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　）

A．卫星在A点的速度最大 B．卫星在C点的加速度最大

C．卫星从A经D到C的运动时间为  D．卫星从B经A到D的运动时间为

14．（2021·山东菏泽·高一期末）如图所示，地球绕太阳运动的轨道形状为椭圆，Р为近日点，到太阳的距离为，Q点为远日点，到太阳的距离为，公转周期为T。已知月亮围绕地球做圆周运动的轨道半径为r，绕地公转周期为t。月球、地球、太阳均可视为质点。则（　　）

A．地球的质量为

B．地球在点和点的速度之比

C．由开普勒第一定律可知，k为常数

D．相同时间内，月球与地球的连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积

15．（2021·河南·开封市铁路中学高一期中）行星围绕太阳公转的椭圆轨道如图所示，由开普勒定律可知（　　）

A．太阳处于此椭圆的一个焦点上

B．行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不变

C．若行星的公转周期为T，则开普勒第三定律中的常量K与行星无关

D．若行星的公转周期为T，则开普勒第三定律中的常量K与行星有关

16．（2021·浙江杭州·高一期中）如图所示是卫星A、B绕地球运动的轨道示意图，其中卫星A做匀速圆周运动，轨道半径分别，卫星B沿椭圆轨道运动，椭圆轨道与卫星A的圆轨道相切于P点，椭圆轨道远地点到地心距离为R，已知卫星A绕地球运动周期为T，且卫星绕地球运动与行星绕太阳运动具有相似的规律，则（　　）

A．卫星B沿椭圆轨道运动时，在P点时的速度比在Q点时小

B．卫星B的周期比卫星A的周期大

C．卫星B从P第一次到Q的时间为

D．卫星B从P第一次到Q的时间为

三、解答题

17．（2021·云南·昆明一中高一期中）太阳系八大行星几乎是在同一平面内沿同方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到土星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学称为“土星冲日”。已知地球公转轨道半径，地球公转周期年，土星公转轨道半径。

（1）求土星绕日的公转周期T2[计算结果保留到整数，可能用到的数，，；

（2）估算两次“土星冲日”的最短时间间隔（用T1和T2表示）。

18．（2021·广东·罗定邦中学高一期中）开普勒行星运动第三定律指出：“行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的二次方成正比，即，是一个对所有行星都相同的常量。”

(1)现将行星绕太阳运动简化为匀速圆周运动模型，已知引力常量为，太阳质量为，行星到太阳距离为，运行周期为。请结合万有引力定律和牛顿运动定律推导常量的表达式。

(2)小明在图书馆查阅资料了解到：“已知月球绕地球做圆周运动的半径为、周期为；“嫦娥四号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为、周期为，引力常量为。”，他认为，若不计周围其他天体的影响，根据开普勒第三定律，应该满足，请判断他的观点是否正确，并说明理由。