高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动随堂练习题，共8页。

考点一 对开普勒定律的理解
1．关于行星的运动，下列说法正确的是( )
A．关于行星的运动，早期有地心说与日心说之争，日心说理论是完美无缺的
B．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近日点速度小，远日点速度大
C．开普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k，式中k的值与中心天体的质量有关
D．卫星围绕行星运动不满足开普勒第三定律
2．(2023·徐州市高一统考期中)如图所示，某行星绕太阳运行，在轨道上所标的四个位置处，速度最小的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
3．(2023·扬州市高一统考期中)太阳系内八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知( )
A．太阳处在椭圆的中心
B．水星运行过程中速率不变
C．火星的公转周期比地球的大
D．相同时间内，金星与太阳的连线扫过的面积等于木星与太阳的连线扫过的面积
4．地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法正确的是( )
A．地球位于月球运行轨道的中心
B．地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度
C．地球与月球公转周期二次方之比等于它们轨道半长轴三次方之比
D．相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积
考点二 开普勒定律的应用
5．若某颗地球卫星P的轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A．2∶1 B．4∶1
C．8∶1 D．16∶1
6．太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运行的周期也不相同。下列行星轨道半长轴与公转周期的关系图像中正确的是( )
7．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的eq \f(1,9)，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运行周期为( )
A.eq \f(1,9)天 B.eq \f(1,3)天
C．1天 D．9天
8．C/2021S4彗星上一年，地上逾千年，C/2021S4是紫金山天文台发现的彗星，这颗彗星的轨道更扁一些，轨道周期更长，绕太阳旋转一圈大约需要1 000年，若地球距太阳距离为r，则该彗星绕太阳旋转的半长轴约为( )
A．1 000r B．100r C．10r D．不确定
9.如图，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T0。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( )
A．从P到M所用的时间等于eq \f(T0,4)
B．从P到Q所用的时间等于eq \f(T0,2)
C．从P到Q阶段，速率逐渐变大
D．从M到N阶段，速率先增大后减小
10．某行星绕太阳沿椭圆轨道运动，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( )
A．vb＝eq \f(b,a)va B．vb＝eq \r(\f(a,b))va
C．vb＝eq \f(a,b)va D．vb＝eq \r(\f(b,a))va
11．(2023·南通市如东高级中学月考)神舟十四号成功发射后，与空间站天和核心舱成功对接，航天员陈冬等顺利进入天和核心舱。已知地球半径为R，空间站在距离地面高度h＝eq \f(R,16)处做匀速圆周运动，同步卫星距离地面高度为空间站高度的90倍，地球自转周期为T。则空间站绕地运行周期为( )
A.eq \r(\f(17,106)3)T B.eq \r(\f(1,90)3)T
C.eq \r(\f(106,17)3)T D.eq \r(903)T
12.“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由“长征五号”运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造卫星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1 Au(天文单位)，火星到太阳的平均距离为1.5 Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为( )
A．0.8年 B．1.4年
C．2.2年 D．2.6年
1 行星的运动
1．C [不论是日心说还是地心说，在研究行星运动时都是有局限性的，A错误；所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且近日点速度大，远日点速度小，B错误；开普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k，式中k的值与中心天体的质量有关，C正确；卫星围绕行星运动也满足开普勒第三定律，D错误。]
2．A [根据开普勒第二定律可知，行星在相同的时间内扫过的面积相同，则可知越远离太阳的地方行星速度越小，即a点速度最小。]
3．C [由开普勒第一定律可知，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；由开普勒第二定律可知，水星运行过程中近日点速率最大，远日点速率最小，故B错误；由开普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k可知，由于火星公转轨道的半长轴比地球的大，则火星的公转周期比地球的大，故C正确；由开普勒第二定律可知，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，对于不同行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积不一定相等，故D错误。]
4．B [地球位于月球椭圆运行轨道的一个焦点上，A错误；根据开普勒第二定律可知，B正确；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，但地球与月球不是绕同一个中心天体运动，不满足这一结论，C错误；中心天体不同，根据开普勒第二定律知，D错误。]
5．C [由开普勒第三定律知eq \f(TP2,TQ2)＝eq \f(rP3,rQ3)，因为rP∶rQ＝4∶1，故TP∶TQ＝8∶1，故选C。]
6．D [由eq \f(a3,T2)＝k知a3＝kT2，D项正确。]
7．C [由于r卫＝eq \f(1,9)r月，T月＝27天，由开普勒第三定律可得eq \f(r卫3,T卫2)＝eq \f(r月3,T月2)，则T卫＝1天，故选C。]
8．B [该彗星绕太阳旋转的周期与地球绕太阳旋转的周期之比为eq \f(T2,T1)＝eq \f(1 000,1)，根据开普勒第三定律得eq \f(a3,r3)＝eq \f(T22,T12)＝(eq \f(1 000,1))2，得该彗星绕太阳旋转的半长轴为a＝100r，故选B。]
9．B [根据开普勒第二定律，海王星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故海王星在近日点的速率大于远日点的速率，即从P到Q阶段，速率逐渐减小，从M到Q到N阶段，速率先减小后增大，故C、D错误；根据对称性可知，海王星从P到Q的时间等于eq \f(T0,2)，故B正确；根据开普勒第二定律，海王星从P到Q过程速率逐渐减小，故从P到M所用的时间小于eq \f(T0,4)，故A错误。]
10．C [如图所示，A、B分别为远日点、近日点，由开普勒第二定律有eq \f(1,2)avaΔt＝eq \f(1,2)bvbΔt，所以vb＝eq \f(a,b)va，故选C。]
11．A [设同步卫星距地面的高度为H，空间站的周期为T0，则由开普勒第三定律有eq \f(R＋H3,R＋h3)＝eq \f(T2,T02)，可得T0＝eq \r(\f(R＋h3T2,R＋H3))，解得T0＝eq \r(\f(17,106)3)T，故选A。]
12．B [“天问一号”做椭圆运动的半长轴为r天＝eq \f(1,2)(1 Au＋1.5 Au)＝1.25 Au，根据开普勒第三定律，可得eq \f(r地3,T地2)＝eq \f(r天3,T天2)，地球公转周期为T地＝1年，解得T天≈1.4年。故选B。]