第五章　48.开普勒行星运动定律---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第五章　48.开普勒行星运动定律---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。试卷主要包含了开普勒行星运动定律等内容，欢迎下载使用。
(分值：20分)
1~4题每题5分
1.(2025·陕西商洛市模拟)2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入轨道高度约为300 km、倾角41.5度的圆轨道，之后经过变轨，于当日23时49分与轨道高度约为400 km的空间站成功对接。下列有关说法正确的是( )
A.变轨前，神舟二十号载人飞船的运行速度小于空间站的运行速度
B.变轨前在相等时间内，神舟二十号载人飞船与地心连线扫过的面积和空间站与地心连线扫过的面积相等
C.变轨后，神舟二十号载人飞船的运行周期变大
D.空间站绕地球运动的线速度大于地球的第一宇宙速度
答案 C
解析 根据万有引力提供向心力可知GMmr2=mv2r解得v=GMr，轨道半径r越大，速度越小。变轨前神舟二十号轨道高度(300 km)低于空间站(400 km)，轨道半径较小，因此运行速度较大，故A错误；
开普勒第二定律仅适用于同一轨道上的卫星。神舟二十号与空间站轨道不同，扫过的面积不相等，故B错误；
根据开普勒第三定律r3T2=k，可知变轨后轨道半径增大，运行周期必然增大，故C正确；
第一宇宙速度为近地轨道(地球半径)的最大环绕速度。空间站轨道半径大于地球半径，其线速度小于第一宇宙速度，故D错误。
2.(2025·福建厦门市阶段练习)某飞船绕地球运动的轨迹为椭圆，如图所示，AB是椭圆的长轴，CD是椭圆的短轴，E、F两点关于椭圆中心对称。比较飞船沿顺时针分别从C运动到E和从D运动到F的两个过程，以下说法正确的是( )
A.两个过程运动时间相等
B.从C到E过程平均速率小
C.两个过程飞船与地心连线扫过的面积相等
D.飞船在C点所受万有引力大于在F点所受万有引力
答案 B
解析 由题图可知，从C运动到E和从D运动到F的两个过程的路程相等，C、D两点的速率大小相等，但E点离地心更远，故E点的速率小于F点的速率，故从C运动到E的时间比从D运动到F的时间长，根据v=st，故从C到E过程平均速率小，两个过程运动时间不相等，故A错误，B正确；根据开普勒第二定律可知，从C运动到E和从D运动到F的两个过程的时间不等，故两个过程飞船与地心连线扫过的面积不相等，故C错误；根据F=GMmr2，由于C点到地心的距离比F点到地心的距离远，故飞船在C点所受万有引力小于在F点所受万有引力，故D错误。
3.(2025·广东汕头市阶段练习)“二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转轨道是一个椭圆，将地球绕日一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图。下列说法中正确的是( )
A.从节气划分来看，一年四季的时间一样长
B.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力
C.太阳系中，开普勒第三定律a3T2=k中的k值由太阳质量决定
D.地球每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等
答案 C
解析 由于地球公转轨道为椭圆，地球在近日点运动速度较大，在远日点运动速度较小，所以一年四季的时间不是一样长，故A错误；由牛顿第三定律，太阳对地球的万有引力等于地球对太阳的万有引力，故B错误；开普勒第三定律a3T2=k中的k值大小由中心天体太阳的质量决定，故C正确；地球每转过相同的角度，所需的时间不同，根据开普勒第二定律知地球与太阳的连线扫过的面积不相等，故D错误。
4.(2025·浙江嘉兴市一模)哈雷彗星围绕太阳运动的轨迹是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2，若地球围绕太阳的公转轨道可视为半径为r的圆轨道，地球的公转周期为T0，则( )
A.哈雷彗星的质量为M=π2(r1+r2)32GT02
B.哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为r22r12
C.无法得到哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比
D.哈雷彗星的公转周期T=(r1+r2r)3T0
答案 B
解析 根据题中条件无法求解哈雷彗星的质量，A错误；根据ma=GM日mr2可得a=GM日r2
哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为a近a远=r22r12，B正确；设经过极短时间Δt，根据开普勒第二定律，则v近Δtr1=v远Δtr2
可得哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比v近v远=r2r1，C错误；根据开普勒第三定律r3T02=(r1+r22)3T2
可得哈雷彗星的公转周期T=(r1+r22r)3T0，D错误。