人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动练习

这是一份人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动练习，共16页。试卷主要包含了单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
7.1行星的运动培优练习（含答案）一、单选题1．根据开普勒行星运动定律，下述说法正确的是（　　）A．所有行星绕太阳的运动都是严格的匀速圆周运动B．某个行星绕太阳运动时，在远日点的速度大于在近日点的速度C．在太阳的各个行星中，离太阳越远周期越长D．行星绕太阳运动的公转周期与行星到太阳的距离的二次方成正比2．太阳系中有一颗小行星，它的公转周期大约是8年，则它公转轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的（　　）A．4倍 B．2倍 C．0.5倍 D．8倍3．16世纪，哥白尼经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点。这四个论点中目前看存在缺陷的是（　　）A．与太阳相比，其他恒星离地球的距离远得多B．宇宙的中心是太阳，其它行星都围绕太阳做匀速圆周运动C．地球自西向东自转，使地球上的人感觉太阳每天东升西落D．地球绕太阳运动，月球在绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动4．开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是（　　）A．k是一个与行星无关的常量B．a代表行星的球体半径C．T代表行星运动的自转周期D．T代表行星绕太阳运动的自转周期5．行星B绕着恒星A逆时针转动，运动的轨迹如图所示，行星B在M位置时两者距离最近，此时相距x1，行星B在N位置时两者距离最远，此时相距y1。M、N、P、Q为轨迹上四个对称点，若行星B的运行周期为T，则下列说法正确的是（　　） A．行星B在N位置和M位置的速率之比为B．行星B在M位置和N位置的速率之比为 C．行星B从M位置运动到P位置的时间等于行星B从N位置运动到Q位置的时间D．行星B从M位置运动到P位置的时间小于6．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．B7．如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是（　　） A．速度最大点是A点B．速度最大点是B点C．m从A到B做加速运动D．m从C经A到D所用时间大于从D经B到C所用时间8．在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示.下面说法正确的是（　　）A．金星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比小于地球B．金星绕太阳运行轨道的半长轴大于地球C．金星绕太阳公转一周时间小于365天D．相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积9．天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知哈雷彗星近日距离大约为0.6个天文单位，其周期为76年，只考虑太阳对其引力，而忽略其它星体对其影响，则其远日距离约为（　　）（）A．4.2个天文单位B．18个天文单位C．35个天文单位D．42个天文单位10．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11．2020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12．17世纪，英国天文学家哈雷跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定的时间飞临地球，后来哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星．哈雷彗星围绕太阳公转的轨道是一个非常扁的椭圆，如图所示．从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录．它最近一次回归的时间是1986年．从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是A．24次 B．30次 C．124次 D．319次二、解答题13．太阳系八大行星几乎是在同一平面内沿同方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到土星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学称为“土星冲日”。已知地球公转轨道半径，地球公转周期年，土星公转轨道半径。（1）求土星绕日的公转周期T2[计算结果保留到整数，可能用到的数，，；（2）估算两次“土星冲日”的最短时间间隔（用T1和T2表示）。14．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，A点距月球表面的高度为月球半径的3倍，飞船到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，把月球看做质量分布均匀的球体，求： (1)飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运动的周期；(2)如果在轨道Ⅰ、Ⅲ上分别有一颗卫星，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两卫星相距最远，则再经过多长时间，它们会第一次相距最近？ 15．开普勒行星运动第三定律指出：“行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的二次方成正比，即，是一个对所有行星都相同的常量。”(1)现将行星绕太阳运动简化为匀速圆周运动模型，已知引力常量为，太阳质量为，行星到太阳距离为，运行周期为。请结合万有引力定律和牛顿运动定律推导常量的表达式。(2)小明在图书馆查阅资料了解到：“已知月球绕地球做圆周运动的半径为、周期为；“嫦娥四号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为、周期为，引力常量为。”，他认为，若不计周围其他天体的影响，根据开普勒第三定律，应该满足，请判断他的观点是否正确，并说明理由。16．2020年10月14日，发生了“火星冲日”天象，这是地球在火星和太阳之间形成的奇观。地球和火星都围绕着太阳公转，做粗略研究时它们的公转轨迹可以近似看成圆。已知地球公转轨道半径，地球公转周期天，火星公转轨道半径。(1)求火星绕日的公转周期；（计算结果保留到整数，可能用到的数，）(2)估算两次“火星冲日”的时间间隔。（用和表示）三、填空题17．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如用所示，地球和行星做圆周运动所需的向心力来源于_____，该行星与地球的公转半径比为_____。18．有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，由开普勒第三定律可知，它们绕地球运转的周期之比为_______．19．木星的公转周期为12个地球年，设地球距太阳的距离为1个天文单位，那么木星距太阳的距离为_______个天文单位。20．下表列出了太阳系八大行星的一些数据：直径d、与太阳间平均距离r及绕日转动的周期T。计算各行星离太阳平均距离r与行星直径d之比，平均距离r的三次方与周期T的二次方之比，并回答下列问题。 水星金星地球火星木星土星天王星海王星直径约51212.7571401205250与太阳间平均距离约60108150230780140029004500绕日周期T（年）约0.250.611.9122984165约12911832.95.5711.755.890约        (1)行星绕太阳旋转周期T与它们离太阳间的距离有什么关系？（____）(2)各行星中，最大的是____________星，为__________________，最小的是____________星，为____________。由于很大，你能将行星的绕日运动视为怎样的一个运动模型？（____）(3)如图所示，将各行星之值用直方图表示出来。分析直方图，你能发现什么结论？（____） 
参考答案1．C【详解】A．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，故A错误；B．根据开普勒第二定律，对于每一个行星，它在近日点时的速率均大于在远日点的速率，故B错误；C．根据开普勒第三定律公式可知，离太阳越远周期越长，故C正确；D．根据开普勒第三定律公式可知，行星绕太阳运动的公转周期的平方与行星到太阳的距离的三次方成正比，故D错误。故选C。2．A【详解】小行星的公转周期是 T行=8年，地球的公转周期是 T地=1年，由开普勒第三定律解得故选A。3．B【详解】A．与太阳相比，其他恒星离地球的距离远得多，该说法正确，不符合题意；B．宇宙的中心不是太阳，其它行星也不都围绕太阳做匀速圆周运动，此论点不对，选项B符合题意；C．地球自西向东自转，使地球上的人感觉太阳每天东升西落，选项C正确，不符合题意；D．地球绕太阳运动，月球在绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动，选项D正确，不符合题意；故选B。4．A【详解】A．开普勒第三定律公式，式中k是一个与行星无关、与中心天体质量有关的常量，故A正确；B．开普勒第三定律公式，式中a代表行星椭圆运动的半长轴，故B错误；CD．开普勒第三定律公式，式中T代表行星绕太阳运动的公转周期，故CD错误。故选A。【点睛】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；开普勒第二定律：对于每一个行星，它与太阳的连线在相同的时间内扫过相同的面积；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平方的比值都相同。5．D【详解】AB．根据开普勒第二定律可知扇形面积所以在M位置和N位置的速率之比AB错误；CD．据对称性可知，行星从M经过P到达N位置的时间为 ，行星在MP段的速度大小大于PN段的速度大小，则MP段的时间小于PN段的时间，所以P到M所用的时间小于 ，C错误D正确。 故选D。6．C【详解】根据开普勒第一定律可知，太阳在行星轨道的焦点上，根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度较大，故F1是太阳的位置，故ABD错误，C正确。故选C。7．A【详解】AB．行星运动至近恒星点A速度最大，远恒星点B速度最小，选项A正确，B错误；C．m从A到B引力做负功，做减速运动，选项C错误；D．因在CAD段的平均速率大于在DBC段的平均速率，可知m从C经A到D所用时间小于从D经B到C所用时间，选项D错误。故选A。8．C【详解】A．由开普勒第三定率可知，金星和地球都是围绕太阳公转，所以金星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比等于地球轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比，故A错误；B．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故B错误；C．根据开普勒第三定律可得由题意知天由B选项知可得天故C正确；D．根据开普勒第二定律，可知在同一轨道内相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积相等，但是不能说金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积，故D错误。故选C。9．C【详解】设地球与太阳之间的距离为R，即一个天文单位，则彗星近日点距离太阳约0.6R，设远日点距离为r，根据开普勒第三定律，对于地球和彗星有其中带入解得即35个天文单位。故选C。10．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。11．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。12．B【解析】试题分析：本题考查的是开普勒第三定律，从而求出周期．设彗星的周期为，地球的公转周期为，由开普勒第三定律得到：,已知地球自转的周期，则可以求出，从公元前240年至1986年，即，所以最合理的次数是30次．故选项B正确13．（1）；（2）【详解】（1）根据开普勒第三定律有代入数据解得年（2）再次发生“土星冲日”意味着土星、地球和太阳再次共线，则地球比土星转过的圆心角多，则有解得14．(1)；(2)【详解】(1) 因且解得在轨道Ⅲ上运动的周期为 飞船在轨道Ⅰ的轨道半径分别为4R、在轨道Ⅱ上的半长轴为2.5R，在轨道Ⅲ上运动的半径为R，根据开普勒第三定律可知 解得(2)从两卫星相距最远到第一次相距最近时在轨道Ⅲ上的卫星比轨道Ⅰ上的卫星多转半圈，即解得15．(1)；(2)不正确【详解】(1)对行星整理得(2)不正确；设地球和月球质量分别为，根据上问推导所以16．(1)692天；(2)【详解】(1)根据开普勒第三定律有解得天(2)再次发生“火星冲日”意味着火星、地球和太阳再次共线，则地球比火星转过的圆心角多，则解得17．万有引力        【详解】地球和行星做圆周运动所需的向心力来源于地球和行星受到的万有引力；由图可知行星的轨道半径大，那么由开普勒第三定律知其周期长．每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，说明从最初在日地连线的延长线上开始，每一年地球都在行星的前面比行星多转圆周的N分之一，N年后地球转了N圈，比行星多转1圈，即行星转了N-1圈，从而再次在日地连线的延长线上．所以行星的周期是年，根据开普勒第三定律有，即：18．【详解】由开普勒第三定律，可得19．【详解】根据开普勒第三定律得设地球与太阳的距离为R1，木星与太阳的距离为R2，则得20．r越大，T也越大    海王星        木星        几何点    各行星绕日运动的近似圈轨道半径的三次方与其周期的二次方之比为一定值    【详解】(1)从表中数据可得出行星绕日运动的周期T与它们离日的平均距离r有关：r越大，T也越大，即旋转一周时间越长。(2)值最大的是海王星，为倍，最小的是木星，为倍；由于，因此可以将行星视为一个“几何点”，它在绕日做近似圆周的运动，研究行星运动时可忽略其本身的形状，自转等其他次要因素。(3)在直方图上各行星值非常相近。这表明各行星绕日运动的近似圈轨道半径的三次方与其周期的二次方之比为一定值。