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1、人教版必修第二册7.1行星的运动一、单选题1 .下列有关物理学史的表述正确的是（）A.牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因B.开普勒提出了行星运动的三大定律C.亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关D.伽利略利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动2 .行星绕太阳公转的半长轴的立方与公转周期r的平方的比值是一个定值，即： *k a与太阳的质量m有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量 为G,则关于Z与M的关系为（）A GMG4MM4/A. 7D. ;CD 4/r47rMGGM3 .设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金星
2、 在地球轨道的内侧（称为地内行星）。在某些特殊时刻，地球、金星利太阳会出现在一 条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表 面。天文学称这种现象为“金星凌日”。如图所示，20I2年6月6日天空上演的“金星凌 日吸引了全世界数百万天文爱好者。假设地球公转轨道半径为R, “金星凌日”每隔m 年出现一次，则金星的公转轨道半径为（）4 .太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（）【详解】由题可知：海王星与天王星相距最近时，对天王星的影响最大，且每隔时间/发生一次最大的偏离。设海王星的周期为
3、Z），圆轨道半径为此，则有2 4 2tt根据开普勒三定律故选D。【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 思；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。8. B【详解】答案第3页，共9页A.太阳处在椭圆的焦点上，选项A错误；B.根据开普勒第三定律可知，可知，土星比地球的公转周期大，选项B正确：C.根据开普勒第二定律可知，它们在近日点的
4、速度均大于各自在远日点的速度，选项C 错误；D.地球和土星分别沿着不同的轨道运动，则地球和土星与太阳的连线在相同时间内扫过 的面积不相等，选项D错误。故选B。9. A【详解】AB.开普勒第一定律的内容为：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，A正确，B错误；CD.开普勒第三定律的内容为：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方 的比都相等，CD错误。故选A。10. B【详解】根据可得,K GM则常数k的大小只与恒星的质量有关。故选及11. D【详解】答案第4页，共9页A.所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点，故A错误；B.行星在椭圆轨道上运
5、动时，任意相等的时间内行星与太阳连线扫过的面积相等，故B 错误；C.行星在椭圆轨道上运动时，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；D.开普勒第三定律公式L中的火值，只与中心天体有关，故D正确。故选D。12. B【详解】 设火星轨道半径为公转周期为刀，地球轨道半径为&,公转周期为乃，依题意有解得R、=3R。, & =2&根据开普勒第三定律，有解得工=。年设从相距最近到相距最远需经过的最短时间为/,有叫s吟带入数据，可得t % 405天故选B。13. D答案第5页，共9页【详解】A.根据开普勒第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的 面积相等，故A错误；B.另一个焦点在行
6、星与太阳连线上具体位置可以用椭圆公式算出，是在行星轨道的中心 点为对称中心，太阳与对称中心的对称点就是另一个焦点，由于行星轨道不一样，所以另 一个焦点每个行星都是不同的，故B错误；C.根据开普勒第二定律，是所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，而 火星和地球不在同轨道，相等的时间内扫过的面积不相同：故C错误；D.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，故D正确。故选D。14. A【详解】根据开普勒第二定律可知，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，距离地球越近，则速率 越大，则经过近地点A的速率刃和经过远地点B的速率也的关系VlV2故选Ao1
7、5. C【详解】A.做椭圆运动的物体在近地点的速度大，在远地点的速度小，A错误。B.根据公式-MmG = ma可知，A点的加速度最大，B错误。C.由A可知，近地点的速度大，在远地点的速度小，所以从8经A运动到。的时间小于 从。经C运动到4的时间，C正确。答案第6页，共9页D.由C可知，从人经力运动到C的时间等于从C经B运动到人的时间，D错误。 故选Co16. 3x/3:l【详解】根据开普勒行星运动第三定律T7-.则若两颗人造地球卫星的轨道半径之比为Q： &=3： 1,则周期之比为17. 越大，7也越大 海王星 9xl04 木星 5.57x10s 几何点各行星绕日运动的近似圈轨道半径的三次方与其
8、周期的二次方之比为一定值【详解】从表中数据可得出行星绕日运动的周期7与它们离日的平均距离，有关：越大，7也 越大，即旋转一周时间越长。(2)2H3n4二值最大的是海王星，为9x104倍，最小的是木星，为5.57x10,倍； a由于因此可以将行星视为一个“儿何点”，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，/尸值非常相近。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。18. 【详解】1根据开普勒第二定可知，近地点运动的比较快，远地点运动的比较慢，所以卫星通过 点时的线速度大于通过b点时的线速度。答案第7
9、页，共9页19. R,=R【详解】 设金星的轨道半径为Rt，周期为八，角速度为则由开普勒第三定律有可得氏=R根据题意，应有例外，则2乃 2万、_)-r0 = 2-解得其中7X1年，联立解得20. (1)在九(2) 2向、T21【详解】（I）设行星的公转半径为R=Rsin0则由开普勒第三定律，=2得：T疗-V214（2）当行星处于最佳观察期时，地球在行星之前.设地球的角速度s/,行星的角速度经历时间为，2 ,则有：&2,2 =34+2（ -。）答案笫8页，共9页 t _U-20x/sin7，_2 + lr2 2-(1-Vsin39)21点睛：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或要求解的物
10、理量选取应用.要注 意物理问题经常要结合数学几何关系解决.正确作图是解题的关键.21 .行星运动轨道半长轴立方与周期平方的比值为定值行星运动椭圆轨道的偏心率较小，粗略计算时可近似看成圆轨道【详解】结合图中数据和开普勒行星运动定律可以得出行星运动轨道半长轴立方与周期平方的比值 为定值；行星运动椭圆轨道的偏心率较小，粗略计算时可近似看成圆轨道22 .见详解【详解】在古代，人们只能用肉眼观测天体。2世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治 了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16世纪，波兰天文学家哥白尼才提出了新的宇 宙体系的理论日心说。到了 1610年，意大利天文学家伽利略独立制造折射望远
11、镜，首 次以望远镜看到了太阳黑子、月球表面和一些行星的表面和盈亏。在同时代，牛顿创立牛 顿力学使天文学出现了一个新的分支学科天体力学。天体力学诞生使天文学从单纯描述天 体的儿何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作用和造成天体运动的原因的新阶 段，在天文学的发展历史上，是一次巨大的飞跃。19世纪中叶天体摄影和分光技术的发 明，使天文学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规 律，从而更加深入到问题本质，从而也产生了一门新的分支学科天体物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。1950年代，射电望远镜开始应用。到了 1960年代，取得了称为“天 文学四大发现”的成就：微波背景
12、辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子。而与此同时，人 类也突破了地球束缚，可到天空中观测天体。除可见光外，天体的紫外线、红外线、无线 电波、X射线、/射线等都能观测到了。这些使得空间天文学得到巨大发展，也对现代天 文学成就产生很大影响。答案第9页，共9页a5.在物理学发展历史中,许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是A.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的B.伽利略提出了“日心说”C.牛顿提出了“日心说”D.哥白尼发现了行星运动三大定律6.物理必修二的P49页中介绍：亚当斯通过对行星“天王星的长期观察发现，其实 际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间
13、，发生一次最大的偏离。亚当斯认 为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星） 对天土星的万有引力引起的。由于课本没有阐述其计算的原理，这极大的激发了射洪 中学天文爱好社团同学的探索热情，通过集体研究，最终掌握了亚当斯当时的计算方 法：设其（海王星）运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同， 天王星的运行轨道半径为上 周期为。并认为上述最大偏离间隔时间，就是两个行星 相邻两次相距最近的时间间隔，并利用此三个物理量推导出了海王星绕太阳运行的圆 轨道半径，则下述是海王星绕太阳运行的圆轨道半径表达式正确的是（）7 . 16世纪，哥白尼经过40多年的天文观测和
14、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8 .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8.地球和土星都沿椭圆轨道绕太阳公转，土星轨道的半长轴大于地球轨道的半长轴，根据开普勒行星运动定律可知（）A.太阳处在椭圆的中心8 . 土星比地球的公转周期大C.它们在近日点的速度均小于各自在远日点的速度D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等9 .开普勒关于行星运动的描述正确的是（）A.
15、所有的行星围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.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C.所有行星轨道半长轴的三次方跟自转周期的二次方的比值都相等D.所有行星轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等10 .行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为即左=芥，则常数女的大小（）A.与行星的质量有关B.只与恒星的质量有关C.与行星的运行周期r有关D.与行星的轨道半径R有关11 .根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（）A.所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心B.行星在椭圆轨道上运动时，
16、任意相等的时间内走过的弧长都相等C.由开普勒第二定律可知，行星离太阳越近，机械能越大D.开普勒第三定律公式捺=&中的&值，只与中心天体有关12 .中国首个火星探测器“天问一号”，已于2021年2月10。日成功环绕火星运动。若火星和地球可认为在同平面内绕太阳同方向做圆周运动，运行过程中火星与地球最近时相距及、最远时相距5Ro,则两者从相距最近到相距最远需经过的最短时间约为（ ）A. 365 天B. 400 天C. 670 天D. 800 天13 .下列对开普勒定律的理解正确的是（）A.地球与太阳的连线在相等的时间内转过的角度相等B.所有行星绕太阳运动的轨道是同一个椭圆、有共同的焦点C.火星与太阳
17、的连线、地球与太阳的连线在相等的时间内扫过的面枳相等D.哈雷彗星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比等于地球轨道（可视为圆形）半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比14.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的速率四和经过远地点3的速率物的关系，下列说法正确的是（）C. viV2D.无法判断15 .如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、& C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；8和。点是弧线48。和AOC的中点。则地球绕太阳（）A.做匀速率的曲线运动B.经过A点时的加速度最小C.厌B经A运动到D的时间小于从。经
18、C运动到B的时间D.从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间二、填空题16 .两颗人造地球卫星的轨道半径之比此：勺=3:1,那么，它们的周期之比： =.（根据开普勒定律计算，结果中可以含有根号）17 .下表列出了太阳系八大行星的一些数据：直径小与太阳间平均距离及绕bl转动 的周期兀计算各行星离太阳平均距离与行星直径4之比，平均距离的三次方与周 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（IO,米）约51212.7571401205250与太阳间平均距离“1（）9米）约60108150230780140029004500绕日周期丁（年）约0.250.611
19、.9122984165小展）约12911832.95.5711.755.890，/尸（x 1（）33 米3/年2）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，二最大的是星，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d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?海王星 氏E3月 I-星 木星 火星 地球 金星 水星太阳系各行星18 .如图所示，人造地球卫星在椭圆形轨道上运转，设。点为近地点，点为远地点.卫星沿轨道做顺时针转动，卫星通过4点时的线速度通过点时的线速度（填、=或）.三、解答题1
20、9 .设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金 星在地球轨道的内侧（称为地内行星）。在某些特殊时刻，地球、金星和太阳会出现在 一条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表 面。天文学称这种现象为“金星凌日如图所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌 日”吸引了全世界数百万天文爱好者。假设地球公转轨道半径为R, “金星凌日每隔m 年出现一次，已知地球公转周期为7=1年。求金星的公转轨道半径。20 .如图所示，地球和某行星在同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
21、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 e=n/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I. 、一 . /、 Ajfv4 y、地球21 .太阳系中有八大行星，它们与太阳间的距离从小到大依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星，下面是八大行星绕太阳运动的有关数据八大行军皖太阳运动的有关数据行扉人体质乂周期7A出道半长轴 r/10*km/10*km，- a 2统圆轨
22、道的 偏心率e水吊3. 33 x 1(尸().2457.93.340.206金星4. 87 x 10”0.6210R 73. 35- - -0.007地球5.98 x 10341.00149.63.350.017火星6. 42 x 1 俨|槌227.93. 350.093木星l.90x0J,11.86778.33. 350.048土星5.69 x *29.4614273.540.055天王用8. 74 x 10K4.0128693. 350.051海土星1.03 xir164.7944863.M0.006汗：，史年的总公何号.偏心息禅田口子存度的僵度,算丁辆叫附保点的加科4长轴的比值 闪足桶1
23、5的特例，的心率为零.请认真阅读并分析数据，可得到哪些结论（至少写出两条）22 .人类对天体运动的研究历史悠久，其中有许多脍炙人口的精彩故事。请去图书馆或上网收集有关资料，与同学们交流。参考答案:1. B【详解】A.伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持运动的原因，A错误；B.开普勒提出了行星运动的三大定律，B正确；C.亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，C错误；D.伽利略没有利用实验直接得出自由落体运动是匀加速直线运动，是通过实验加合理外 推，D错误。故选B。2. A【详解】cf GMA正确，BCD错误。故选Ao3. B【详解】设金星的轨道半径为足1，周期为了丫，角速度为X，则由开普勒第三定律有答案第1页，共9页根据题意，应有。则(s-so) -to=2n即,2几 2乃、_() % = 2笈Tx 解得(二月，。，其中To=l年【0 + 70联立解得故选B。4. D【详解】根据开普勒第三定律*=&知a3=k7故选D。5. A【详解】A.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，A正确;BC.哥白尼提出了“日心说”，BC错误；D.开普勒发现了行星运动三定律，D错误。故选Ao6. D答案第2页，共9页