高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动习题，共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是
A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B．开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律
C．笛卡尔根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D．牛顿首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来
2．“太阳系中所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。”首先提出这一观点的科学家是（ ）
A．伽利略B．开普勒
C．爱因斯坦D．卡文迪许
3．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圆，太阳处在圆的中心
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心
C．所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积
D．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
4．如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴，下列说法中正确的是（ ）
A．行星运动到A点时速度最大
B．行星运动到C点或D点时速度最小
C．行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动
D．行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时针运动到C点的时间相等
5．我国探月工程的计划之一是向月球发射月球车,以进一步探明月球的基本概况。以下有关月球的叙述正确的是（ ）
A．月球白天不能发光,晚上能发光
B．月球表面明暗相间,亮区被称为月海
C．月球形成早期,小天体撞击的月球表面可形成环形山
D．月球表面除岩石及其碎屑外还有空气,但没有水
6．若地球绕太阳运行到图中A、B、C、D四个位置时，分别为春分、夏至、秋分和冬至，以下说法正确的是（ ）
A．地球由夏至运行到秋分的过程中速率逐渐减小
B．地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐增大
C．地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长
D．地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间短
7．如图所示是质量为m的地球绕质量为M的太阳运动情况的示意图，下述不正确的是（ ）
A．m与M的连线在相同时间内扫过面积相等
B．地球的轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上
C．m轨道半长轴R与其自转周期T的关系为：，其中k由m与M共同决定
D．m在B点的速度小于在A点的速度
8．如图所示为某行星绕太阳运动的轨迹示意图，其中P、Q两点是椭圆轨迹的两个焦点，若太阳位于图中P点，则关于行星在A、B两点速度的大小关系正确的是
A．B．C．D．无法确定
二、多选题
9．关于开普勒行星运动的公式＝k，下列理解正确的是（ ）
A．T表示行星运动的自转周期
B．T表示行星运动的公转周期
C．k是一个与行星无关的常量
D．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月，则＝
10．下列叙述中正确的是（ ）
A．开普勒第三，k为常量，此常量的大小只与中心天体有关
B．做匀速圆周运动的物体的加速度不变
C．做平抛运动的物体在任意一段运动时间内速度变化的方向都是相同的
D．做圆周运动的物体，合外力一定指向圆心
11．有关恒星下列说法正确的是。（ ）
A．一颗恒星的寿命取决于它的质量
B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长
C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星
D．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星
12．对于开普勒三大定律下列说法中正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳的轨道都是椭圆的，太阳处于椭圆的焦点上
B．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相等的面积
C．所有行星的轨道半长轴的三次方与它的自转周期的比值都相等
D．所有行星的轨道半长轴的三次方与它的公转周期的比值都相等
三、解答题
13．对于，，这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？
14．有人发现了一颗小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则该行星绕太阳公转的周期约是多少年？（结果保留1位小数）
15．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）。
参考答案：
1．B
【详解】A.哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；
B.开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律，故B正确；
C.伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故C错误；
D.伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D错误．
2．B
【详解】开普勒通过对第谷的观察资料研究，发现了开普勒三大定律，其中第一定律为：太阳系中所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。故选B。
【点睛】
3．D
【详解】AB、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的焦点上，故AB错误；
C、同一轨道的行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，如果轨道不同，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积并不相等，故C错误；
D、根据普勒第三定律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，故D正确．
4．C
【详解】由开普勒第二定律知，行星在A点速度最小，在B点速度最大，所以行星从A向B顺时针运动的过程中速度在增大，行星从B点顺时针运动到D点的时间小于从A点顺时针运动到C点的时间。
故选C。
5．C
【详解】A．月球不能发光，不是光源，选项错误；
B．月球表面明暗相间，亮区被称为月陆。选项错误；
C．小天体频繁撞击月球而在月球表面形成一个个较大的坑，故称月坑；坑的周边就是我们所看到的环形山；选项正确；
D．月球没有空气。选项错误。
故选C。
6．C
【详解】根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化。近日点D连线短，速度大，远日点B连线长，速度小。
A．地球由夏至（B）点运行到秋分（C）点的过程中地球到太阳的距离减小，所以速率逐渐增大。故A错误；
B．地球由春分（A）点运行到夏至（B）点的过程中距离增大，速率逐渐减小。故B错误；
CD．地球由春分运行到秋分（A→B→C）的过程中地球的线速度小，而且距离比由秋分运行到春分（C→D→A）的路程大，所以地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长。故C正确，D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，m与M的连线在相同时间内扫过面积相等，故A正确；
B．根据开普勒第一定律可知，地球的轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知，m轨道半长轴R与其公转周期T的关系为，其中k与中心天体有关，故C错误；
D．m从A运动到B万有引力做负功，速度减小，则m在B点的速度小于在A点的速度，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
8．A
【分析】对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积如图所示：
行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上如果时间间隔相等，即，那么面积面积B，由此可知行星在远日点B的速率最小，在近日点A的速率最大．
【详解】根据开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的.由扇形面积知半径长的对应的弧长短，由知行星离太阳较远时速率小，较近时速率大．即行星在近日点的速率大，远日点的速率小；故A正确，B、C、D错误.
故选A.
【点睛】考查了开普勒第二定律，再结合时间相等，面积相等，对应弧长求出平均速度.
9．BC
【详解】AB．开普勒行星运动的公式＝k，T表示行星运动的公转周期，故选项A错误，选项B正确；
C．k是一个与中心天体有关与行星无关的常量，故选项C正确；
D．地球绕太阳运转，月球绕地球运转，公式中的k不同，则，故选项D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】A．开普勒第三定律
k为常数，此常数的大小只与中心天体的质量有关，故A正确；
B．匀速圆周运动的速度大小不变，方向在改变，故B错误；
C．平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动；故做平抛运动的物体在任息一段时间内速度变化的方向都是相同的，竖直向下，故C正确；
D．做匀速圆周运动的物体，合外力一定指向圆心；做变速圆周运动的物体，合外力不一定指向圆心，故D错误。
故选AC。
11．ACD
【详解】AB．恒星的寿命和它的质量体积有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，故A正确，B错误；
C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星，故C正确；
D．巨星和超巨星可能爆炸成为超新星，故D正确。
故选ACD。
12．AB
【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳的轨道都是椭圆的，太阳处于椭圆的焦点上，A正确；
B．根据开普勒第二定律可知，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，B正确；
C、D．根据开普勒第三定律中的公式，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，CD错误；
故选AB。
13．见解析
【详解】公式式中m、F、v、r都是可以直接测量的量，所以此式可以在实验室中进行验证；
式中v、r、T都可以测量，因此用可以用实验验证；
开普勒第三定律公式是开普勒研究第谷的行星观测记录研究发现的，不能在实验室中验证。
14．22.6年
【详解】由开普勒第三定律得，该小行星的轨道半径r与其周期T的关系为
（常量）
同理，地球的轨道半径与其周期（1年）的关系为
（常量）。
又由于该行星和地球都绕太阳转动，故
联立以上三式得
年
15．（1）；（2）
【详解】（1）根据开普勒第三定律有
代入数据解得
年
（2）再次发生“土星冲日”意味着土星、地球和太阳再次共线，则地球比土星转过的圆心角多，则有
解得