高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动课堂检测

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2020-2021学年人教版（2019）必修第二册7.1行星的运动 课时作业17（含解析）  1．关于开普勒第三定律=k 常数k的大小，下列说法中正确的是（　　）A．与行星的质量有关B．与中心天体的质量有关C．与恒星及行星的质量有关D．与中心天体的密度有关2．如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知(  　)A．火星绕太阳运行过程中，速率不变B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长C．火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小3．某行星绕太阳运动的轨道如图所示,则以下说法不正确的是(      )A．行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳在圆心上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的4．所有行星绕太阳运转的轨道的半长轴的立方和运转周期的平方的比值为K,那么K的大小决定于(   )A．只与行星质量有关 B．与行星及恒星的质量都有关C．只与恒星质量有关 D．与恒星质量及行星的周期有关5．开普勒行星运动定律是我们学习、研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（     ）A．由开普勒第一定律知，行星绕太阳运动的轨道不是标准的圆形B．由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上C．由开普勒第二定律知，一个行星从远日点向近日点运动的速度是逐渐减小的D．由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等6．下列说法错误的是（    ）A．太阳绕地球做匀速圆周运动B．开普勒发现了行星运动三定律C．牛顿发现了万有引力定律D．哥白尼提出了日心说7．根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的(     )A．地球运行轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值与水星的相等B．同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等C．不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等D．地球运行轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值与月球的相等8．发现“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”的科学家是（  ）A．牛顿                       B．开普勒            C．第谷 D．哥白尼9．同步卫星绕地球运转的周期为24小时，设月球绕地球运转的周期为27天，则地球同步卫星和月球绕地球运动的轨道半径之比为(　　)A． B． C． D． 10．关于绕太阳运动的行星的运动，下列说法正确的是(　　)A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大C．水星轨道的半长轴最短，公转周期最小D．海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最大11．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，A、B、C、D分别为长短轴的端点，如图所示．忽略其他行星对它的影响则(　　)A．冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变大B．冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变小C．冥王星从A→B所用的时间等于D．冥王星从A→B所用的时间小于12．关于行星运动的下列说法，正确的是A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆B．行星从近日点运动到远日点，线速度逐渐增大C．行星运动的椭圆轨道的半长轴越大，周期越小D．某行星由近日点到远日点的时间等于由远日点到近日点的时间  13．月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天.应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(结果保留三位有效数字，取R地＝6 400 km)14．宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是多少年？ 15．所有_________绕太阳运动的轨道都是________________， 太阳处___________________的在一个焦点上；离太阳越远的行星运动的______________（填越快或者越慢），（以下填越大或者越小）周期____________，线速度___________________，  角速度________________ ，频率____________ ，向心加速度_________________________．
参考答案1．B【解析】太阳系中的行星绕太阳运动时，根据万有引力提供向心力：，变形得：，其中G是万有引力常量，M表示太阳的质量，所以开普勒第三定律，中的常数k就是一个与太阳的质量有关的常数．可以认为，k是一个与天体的质量有关的常数，故B正确，ACD错误．2．B【解析】A、C、D、根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳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，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故A、C、D错误；B、根据开普勒第三定律：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．由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故B正确；故选B．【点睛】该题以地球和火星为例子考查开普勒定律，正确理解开普勒行星运动三定律是解答本题的关键．3．A【详解】A. 行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，根据开普勒第二定律，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，太阳行星的距离不同，线速度不同，则A错误，D正确；B.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，距离太阳越近，速度越大，该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大，故B正确；C．根据万有引力提供向心力，，即，距离太阳越近，向心加速度越大，该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大，故C正确；本题选择错误答案，故选A4．C【详解】所有行星绕太阳运转其轨道半径的立方和运转周期的平方的比值，即公式；A. 式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故A错误；B. 式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故B错误； C. 式中的k只与恒星的质量有关，故C正确；D. 式中的k只与恒星的质量有关，与行星的周期无关，故D错误；故选C.5．C【解析】开普勒第一定律指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故A说法正确；由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上，故B说法正确；由开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，故离太阳近的运动速度大，离太阳远的运动速度小，故C说法错误；由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等，故D说法正确．所以选C．6．A【详解】A．根据开普勒第一定律得知，地球绕太阳做椭圆运动，故A错误，符合题意；
B．开普勒发现了行星运动三定律，故B正确，不符合题意；
C．牛顿发现了万有引力定律，故C正确，不符合题意；
D．哥白尼提出了日心说，故D正确，不符合题意．故选Ａ。点睛：本题关键掌握天体物理部分的物理学史，对于著名科学家的成就进行解答即可．7．D【解析】ABC、根据开普勒第三定律，只要绕同一中心天体做圆周运动，则轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一恒定值，故ABC正确；D、地球绕太阳旋转，而月球绕地球旋转，故中心天体不同，所以D错误；本题选不正确的，故选D点睛：开普勒第三定律,所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等. 8．B【解析】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，也就是开普勒第三定律，所以是开普勒发现的，故应选B．点晴：本题是对学生基础知识的考查，要求学生对物理定律与定理的物理史实要熟悉，同时还要记清晰，开普勒根据前人的研究总结提出来行星运动的三条定律，奠定了天体运动的基础．9．B【解析】根据开普勒第三定律：，代入数据可得地球同步卫星和月球绕地球运动的轨道半径之比：，故B正确，ACD错误．10．BCD【解析】AB．由开普勒第三定律可知，＝k(常量)，则行星轨道的半长轴越长，公转周期越大，公转轨道半长轴的大小与自转周期无关，故A错误，B正确；C．水星轨道的半长轴最短，其公转周期最小，选项C正确；D．海王星离太阳“最远”， 半长轴最长，绕太阳运行的公转周期最大，选项D正确． 故选：BCD11．BD【解析】【详解】AB.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．所以冥王星从A→B→C的过程中，冥王星与太阳的距离增大，速率逐渐变小，故A错误，B正确；CD.公转周期为T0，冥王星从A→C的过程中所用的时间是0.5T0，由于冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变小，从A→B与从B→C的路程相等，所以冥王星从A→B所用的时间小于T0/4，故C错误，D正确；故选BD.12．AD【解析】A、所有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，这是开普勒第一定律，故A正确．B、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，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故B错误．C、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方比值都相等，则半长轴越大周期越长，故C错误．D、根据对称性可知，由近日点到远日点的时间等于由远日点到近日点的时间，故D正确．故选AD．【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．13． 【解析】月球和人造地球卫星都环绕地球运动，故可用开普勒第三定律求解.当人造地球卫星相对地球不动时，则人造地球卫星的周期与地球自转周期相同.设人造地球卫星轨道半径为R、周期为T.根据题意知月球轨道半径为60R地，周期为T0＝27 天，则有：  整理得R≈6.67R地.卫星离地高度H＝R－R地＝5.67R地＝5.67×6 400 km≈3.63×104km.点睛：由于知道了月球绕地球的周期和轨道半径，所以可以利用开普勒第三定律求人造卫星运动的轨道半径．14．27年【解析】【详解】开普勒第三定律中的公式 ；解得周期为：，飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，所以飞船绕太阳运行的周期是地球绕太阳周期的27倍，即小行星绕太阳运行的周期是27年．【点睛】本题考查开普勒第三定律，要知道开普勒第三定律公式，其中k与环绕天体无关，由中心天体决定．15．行星    椭圆    椭圆    越慢    越大    越小    越小    越小    越小    【解析】【详解】[1][2][3]．根据开普勒第一定律，所有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；[4][5][6][7][8][9]．根据开普勒第二定律，也称面积定律即在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的，离太阳越远的行星运动的越慢；根据开普勒第三定律，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．离太阳越远的行星运动的周期越大，线速度越小，角速度越小，频率越小，向心加速度越小．