高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动练习题，共10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
1．2016年9月15日，我国第一个真正意义的太空实验室天宫二号发射成功，在离地高度约为400km的圆轨道上运行，已知同步卫星的运行高度约为36000km，地球半径约为6400km，则以下时间与天宫二号的公转周期最接近的是（ ）
A．0.5hB．1.5hC．5hD．10h
2．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，半径之比为，则周期之比为（ ）
A．B．C．D．
3．若地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，如地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径大小分别为R1和R2，则（ ）
A．B．C．D．
4．2018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
5．下列叙述中，正确的是
A．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心
C．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
D．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的
6．关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（ ）
A．所有行星的轨道都是圆，R是圆的半径
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的长半轴为，周期为，则：
C．k与成正比、与成反比
D．k只与中心天体有关
7．关于宇宙的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．宇宙是除物质以外的所有空间B．宇宙是太空中所有的物质
C．宇宙是星际空间的总称D．宇宙物质有不同形态，且处于不断运动中
8．太阳系八大行星公转轨道可近似看成圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为（ ）
A．1.2亿千米B．2.3亿千米C．4.6亿千米D．6.9亿千米
二、多选题
9．下列说法中正确的是
A．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法
B．牛顿在对自由落体运动的研究中，首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法
C．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
D．哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律
10．有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（ ）
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
11．行星沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A．所有椭圆轨道的中心重合，太阳处在该中心上
B．所有行星都是在近日点速度比在远日点的速度大
C．椭圆轨道半长轴长的行星，绕太阳运行一周的时间也长
D．如果将行星的轨道近似看作圆，则行星做匀速圆周运动
12．太阳系各行星几乎在同一水平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行至某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。北京时间2022年9月27日，我们迎来了一次特别的木星冲日。这次冲日时，木星正好运行至近日点附近，这意味着木星距离地球更近，看起来也更大、更亮。已知地球和各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。地球公转轨道半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，符号“AU”，即天文单位。根据以上信息分析下列选项，其中说法正确的是（ ）
A．各地外行星中火星受太阳引力最大
B．木星公转周期超过11年
C．各地外行星中海王星两次冲日的时间间隔最长
D．2023年会再次出现木星冲日现象
三、解答题
13．开普勒三定律是在牛顿运动定律的基础上总结出来的．( )
14．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于 （填F 1或F 2）
15．月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，其运行周期约为27天．现应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高时，人造地球卫星可随地球一起转动，就像其停留在天空中不动一样．若两颗人造卫星绕地球做圆周运动，周期之比为1∶8，则它们轨道半径之比是多少？(已知R地＝6.4×103 km)
行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
行星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
参考答案：
1．B
【详解】根据开普勒行星运动定律可得：
则：
因，则
故选B。
2．C
【详解】两颗人造卫星都绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律可知
解得
故选C。
3．B
【详解】地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
解得
对于火星绕太阳运动，同样有
得
故B正确、ACD错误；
故选B．
4．C
【详解】A．据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，故满足
S1＝S2
A错误；
B．从A点到B点，引力做负功，动能减小，故卫星在轨道A点的速度大于在轨道B点的速度，B错误；
CD．根据开普勒第三定律可知
整理得
其中C为常数，a为椭圆半长轴，C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A、平抛运动只受重力，加速度恒定，但是曲线运动，故A错误；B、物体做匀速圆周运动，所受的合力才一定指向圆心，故B错误；C、加速度方向或恒力的方向竖直向下，设速度方向与竖直方向的夹角为θ，根据，因为竖直分速度逐渐增大，则θ逐渐减小，故C正确；D、是开普勒在观察太阳系行星运动时得到的规律，在实验中不能验证，故D错误．故选C．
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．D选项属于常识性问题，平常多看多记．
6．D
【详解】A．所有行星的轨道都是椭圆，R是椭圆的半长轴，故A错误；
B．地球和月球不是绕同一个中心天体运动，所以
故B错误；
CD．开普勒行星运动第三定律中，k是一个对所有行星都相同的常量，它是由中心天体即太阳决定的，与行星无关，故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】宇宙是时间和空间的统一体，宇宙中由不同形态的物质组成，有多种多样的天体，且它们都是运动的。
故选D。
8．B
【详解】根据开普勒第三定律有
解得
故选B。
9．AC
【详解】A．在物理学中，为了解决主要矛盾，忽略次要矛盾，经常采用理想模型方法，如质点、点电荷 理想气体等，因此A正确；
B．伽利略在对自由落体运动的研究中，首次采用以实验检验，猜想和假设的科学方法，B错误；
C．由于电荷间的相互作用力都是非接触力，法拉第对这一现象有敏锐的洞察力，从而提出了场的概念，并为了形象的描述电场，引入了电场线，因此C正确；
D．哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道绕太阳运行的规律，D错误．
故选AC。
10．ACD
【详解】ABD．由开普勒第一定律可知，行星分别沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故AD正确，B错误；
C．由开普勒第三定律可知，所有行星的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，故C正确。
故选ACD。
11．BCD
【详解】A．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．行星从近日点到远日点万有引力做负功，动能减小，速度减小，故B正确；
C．根据开普勒第三定律得所有行星的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，所以椭圆轨道半长轴长的行星，绕太阳运行一周的时间也长，故C正确；
D．如果将行星的轨道近似看作圆，太阳对行星的引力提供其所需的向心力，则行星做匀速圆周运动，故D正确。
故选BCD。
12．BD
【详解】A．各地外行星质量未知，故不能判定各行星所受引力大小，A错误；
B．由开普勒第三定律
年
B正确；
C．冲日时间间隔为t，则
得
越大，则t越小，由开普勒第三定律知海王星周期最大，故海王星的冲日时间间隔最短，C错误；
D．由上分析可知木星冲日时间间隔为
D正确。
故选BD。
13．×
【详解】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，但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律；此说法错误。
14．F2
【详解】[1]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，如果时间间隔相等，那么有，由此可知由于，所以点为近日点，点为远日点，则太阳是位于。
15．3.63×104 km；1∶4
【详解】月球和人造地球卫星都在环绕地球运转，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．设人造地球卫星运动的半径为R，周期为
T＝1天
根据开普勒第三定律有
＝k
同理设月球轨道半径为R′，周期为T′，也有
＝k
由以上两式可得
＝
解得
R＝＝＝6.67R地
在赤道平面内离地面高度
H＝R－R地＝6.67R地－R地＝5.67R地＝5.67×6.4×103 km＝3.63×104 km
由开普勒第三定律
＝
又因为
T1∶T2＝1∶8
解得
R1∶R2＝1∶4