高中物理沪科版 (2019)必修 第二册4.1 从托勒密到开普勒综合训练题

4.1从托勒密到开普勒基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15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．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（   ）

A．爱因斯坦创立了“日心说” B．哥白尼提出了“地心说”

C．伽利略发现了行星运动定律 D．牛顿总结出了万有引力定律

2．通过研究前人观测行星运动的数据，提出了太阳系行星运动定律的科学家是（　　）

A．开普勒 B．卡文迪许 C．笛卡尔 D．亚里士多德

3．所有行星绕太阳运动的轨道都是（　　）

A．圆 B．椭圆 C．双曲线中一支 D．抛物线

4．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

5．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行轨迹，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B点的速度最大

C．卫星在C点的速度最大 D．卫星在D点的速度最大

6．在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻恰好在同一过地心的直线上，如图所示，当卫星B经过一个周期时

A．A超前于B，C落后于B

B．A超前于B，C超前于B

C．A、C都落后于B

D．各卫星角速度相等，因而三颗卫星仍在同一直线上

7．在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（　　）

A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较小

B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大

C．清明放假三天里，太阳对地球的引力对地球做负功

D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同

8．如图所示，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，关于经过近地点A的速率v1和经过远地点B的速率v2的关系，下列说法正确的是（　　）

A．v1>v2 B．v1＝v2

C．v1<v2 D．无法判断

9．如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星绕日公转一年，相当于地球上的两年，假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，则火星与太阳之间的距离约为地球与太阳之间距离的（　　）

A．0.5倍 B．倍 C．倍 D．2倍

10．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，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳是位于（　　）

A．F2 B．A C．F1 D．B

11．对于课本上的一些图片，下列说法正确的是

A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的

B．图乙中，行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相同的面积

C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A球将先于B球落地

D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受的合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力

12．开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律．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，太阳处在圆心上

B．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大

C．行星公转周期与行星的质量有关

D．所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比

13．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道长半径1.524天文单位（地球到太阳的平均距离为一个天文单位，1天文单位约等于1.496亿千米）。则火星公转一周约为（　　）

A．0.8年 B．2年 C．3年 D．4年

14．行星 B绕着恒星A 运动的轨迹如图所示，行星在 M 位置时两者距离最近，行星在 N位置时两者距离最远，M、N、P、Q为轨迹上的四个对称点，则在这四个位置中，行星速度最大的位置为（　　）

A．Q位置 B．P位置 C．N位置 D．M位置

15．如图所示，月球的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点A，圆轨道距月球表面的高度为，椭圆轨道的远月点B与近月点A之间的距离为6R，若甲的运动周期为T，则乙的运动周期为（　　）

A． B．3T C． D．2T

二、填空题（共4题）

16．开普勒行星运动定律告诉我们：所有行星绕太阳运动的轨道都是_____，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的_____，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的_____的二次方的比值都相等．

17．其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了______、阋神星等几个较大的天体．

18．开普勒以全部的精力研究了第谷对行星运动的观测记录，终于发现：

（1）开普勒第一定律：所有行星绕太阳的运动的轨道都是___________，太阳处在椭圆的一个___________上；

（2）开普勒第二定律：对任一行星来说，它与太阳的连线在相等的时内扫过的面积是___________的。

19．地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？

三、综合题（共3题）

20．如图所示，利用图钉和细绳，就可以形象地画出行星的轨道和太阳的位置。如果太阳处在焦点F上，则行星在点A和点B的哪个位置时，速率比较大？为什么？

21．如图所示，地球和某行星在同一轨道平面内绕太阳同向公转，均可视为匀速圆周运动．地球的公转轨道半径为R，公转周期为T．地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）．已知该行星的最大视角为θ =π/6，当行星处于最大视角处时，是地球上天文爱好者观察该行星的最佳时期．求：

（1）该行星的公转周期T 行

（2）若某时刻该行星正处于最佳观察期(如图所示位置)，地球和行星均逆时钟转动,则到紧接着的下一次最佳观察期需经历的时间t．

22．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？

参考答案

1．D

2．A

3．B

4．C

5．A

6．A

7．C

8．A

9．C

10．C

11．B

12．B

13．B

14．D

15．C

16．椭圆    面积    公转周期   

17．冥王

18．椭圆    焦点    相等   

19．

20．

根据开普勒第二定律，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，由于A点更靠近太阳，所以vA＞vC，即A点的速率大。

21．（1）；（2）

22．

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。