人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动精练

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

7.1行星的运动 课时作业1（含解析）

1．引力波是爱因斯坦在其广义相对论中提出的一种关于时空弯曲之中的一种涟漪现象，其能量会以辐射的形式向外扩散。就像是在平静的湖中投入一颗石子，石子泛起的涟漪向外扩散。我国的“天琴计划”所要做的是在太空之中观测引力波的存在，这是一个庞大的计划，牵一发而动全身。此计划一但成功，那势必会引起世界基础科学的巨大进步。2019年12月20日，我国长征四号火箭已经将“天琴一号”卫星发射升空。“天琴一号”卫星先发射到轨道半径约为地球半径4倍的轨道上运行，稳定工作一段时间后，又升高到轨道半径约为地球半径16倍的轨道上运行。“天琴一号”在升高后的轨道上运行与在原轨道上运行相比，周期之比为（　　）

A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1

2．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，以下关于物理学史和物理学家所用物理学方法的叙述不正确的是（　　）

A．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律

D．牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律

3．如图，地球绕太阳运动的轨道形状为椭圆，P为近日点，到太阳的距离为R1，Q点为远日点，到太阳的距离为，公转周期为T，月亮围绕地球做圆周运动，半径为r，公转周期为t。则（　　）

A．地球从P点运动到Q点的过程中，机械能变大

B．地球在P点和Q点的速率之比

C．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

D．由开普勒第三定律可知，k为常数

4．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点。已知行星在A点的速率大于在B点的速率，则太阳位于（　　）

A．F1点 B．F2点 C．O点 D．无法确定

5．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，式中k的值仅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

6．如图所示，一颗卫星与同步卫星在同一轨道面内，运行方向相同，其轨道半径为同步卫星轨道半径的二分之一，地球自转的周期为T。从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切所经历的时间为（　　）

A． B． C． D．

7．2020年  7月23日12时41分，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射。为了比较节省燃料和推力的方式实现太空中转移，从地球去往火星，“天问一号”探测器必须通过一条叫“霍曼转移轨道（如图的运输轨道）”飞行，该轨道是椭圆轨道（太阳位于该椭圆轨道的一个焦点上）。“天问一号”探测器发射升空后，先在地球附近点火加速，进入“霍曼转移轨道”，再在火星附近反向点火减速，被火星捕获（火星着陆）。关于“天问一号”沿“霍曼转移轨道”向火星运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”的速度逐渐变大

B．“天问一号”的速度逐渐变小

C．“天问一号”的速度先逐渐变大、再逐渐变小

D．“天问一号”的速度先逐渐变小、再逐渐变大

8．有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中不正确的是（　　）

A．所有的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．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上

C．所有的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

D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的

9．关于开普勒三定律，下列说法中正确的是（　　）

A．所有行星绕太阳的运动是匀速圆周运动

B．所有行星均是以同样的速度绕太阳运动

C．对于每一个行星在近日点时的速率均大于远日点的速率

D．公式中的k值对所有行星和卫星都相等

10．2005年7月4日， 美国宇航局的“深度撞击”计划在距地球1.3亿千米处实施上演一幕“炮打慧星”的景象， 目标是“坦普尔一号慧星”。现在假设“坦普尔一号”慧星绕太阳运行的轨道是一个椭圆， 则关于“坦普尔一号”慧星， 下列说法中正确的是（　　）

A．绕太阳运动的线速度不变

B．近日点处线速度等于远日点处线速度

C．近日点处线速度小于远日点处线速度

D．其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数

11．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中不符合史实的是（     ）

A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动

B．哥白尼提出了日心说，并发现了行星运动的规律

C．平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动所需要的概念是伽利略首先建立的

D．笛卡尔认为如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动

12．太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离．天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为

A． B．

C． D．

13．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离．已知木星公转的轨道半径约5.0天文单位，请估算木星公转的周期约为多少地球年（　　）

A．3年 B．5年 C．11年 D．25年

14．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经过M、Q到N的运动过程中（　　）

A．从P到M所用的时间小于

B．从Q到N阶段，速率逐渐减小

C．从P到Q阶段，速率逐渐变小

D．从M到N阶段，万有引力对它先充当阻力后充当动力

参考答案

1．C

【详解】

根据开普勒第三定律可知

故选C。

2．B

【详解】

A．速度定义式为，采用极限的思想，当非常小趋近于零时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，故A不符合题意；

B．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论，故B符合题意；

C．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故C不符合题意；

D．牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律，符合客观实际，故D不符合题意。

故选B。

3．B

【详解】

A．地球围绕太阳运动，只有太阳的引力做功，机械能不变，故A错误；

B．由开普勒第二定律可知相同时间内，地球在近日点和远日点扫过的面积相等，由

所以

故B正确；

C．由开普勒第二定律可知，任意一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，必须是同一行星，故C错误；

D．由开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，月亮不是行星，故D错误。

故选B。

4．A

【详解】

因为行星在A点的速率大于在B点的速率，所以A点为近地点，太阳因该在F1点。

故选A。

5．C

【详解】

A．地心说认为地球是宇宙的中心，其它天体都绕地球运行；日心说认为太阳是宇宙的中心，所以天体都绕太阳运行。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。

B．根据 开普勒行星运动定律，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；

C．开普勒第三定律，式中k的值仅与中心天体的质量有关，C正确；

D．卫星围绕行星运动也满足开普勒第三定律，D错误。

故选C。

6．B

【详解】

如图所示，以同步卫星为参考系，当两卫星连线与该卫星轨道相切时，设该卫星相对同步卫星转过的角度为θ，由图可知

θ＝60°＝

同步卫星的周期为T，该卫星的周期为T1，该卫星相对同步卫星的角速度

ω相＝ω1－ω＝

由开普勒第三定律

可得该卫星的周期为

T1＝

则

则经历的时间为

故B正确，ACD错误。

7．B

【详解】

“天问一号”沿“霍曼转移轨道”向火星运动的过程中，其轨道是以太阳为中心天体的椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知，“天问一号”远离中心天体，其速度减小。

故选B。

8．B

【详解】

AB．根据开普勒第一定律，所有的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，选项A正确，不符合题意；选项B错误，符合题意；

C．根据开普勒第三定律，所有的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，选项C正确，不符合题意；

D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，选项D正确，不符合题意。

故选B。

9．C

【详解】

AB．所有行星绕太阳的运动都是椭圆轨道，且运行速度不同，不是匀速圆周运动，且选项AB错误；

C．根据开普勒第二定律可知，对于每一个行星在近日点时的速率均大于远日点的速率，选项C正确；

D．公式中的k值只有绕同一中心天体运动的行星才相等，选项D错误。

故选C。

10．D

【详解】

ABC．根据开普勒第二定律可知，彗星绕太阳运行时线速度不断变化，在近日点的线速度大于在远日点的线速度，选项ABC错误；

D．根据开普勒第三定律可知，彗星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数，选项D正确。

故选D。

11．B

【详解】

A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，符合史实，A不符合题意；

B．哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星运动的规律，不符合史实，B符合题意；

C．平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动所需要的概念是伽利略首先建立的，符合史实，C不符合题意；

D．笛卡尔认为如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，符合史实，D不符合题意。

故选B。

12．A

【详解】

由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T0，未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为R0，则有

据开普勒第三定律

由以上两式联立可得

故选A．

13．C

【详解】

根据开普勒第三定律，有：

解得：

故应选C．

【点睛】

开普勒第三定律，也称周期定律：是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量．

14．ACD

【详解】

A．从P到Q的时间为半个周期，根据开普勒第二定律，从P到M运动的速率大于从M到Q的速率，可知从P到M所用时间小于，A正确；

BC．海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，从P到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，速率是减小的；从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，速率会增大，B错误C正确；

D．从M到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，D正确。

故选ACD。