7.1 行星的运动（备作业）-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 4 页7.1 行星的运动行星的运动一、选择题1.400 年前，一位德国天文学家提出了行星运动的三大定律，揭开了行星运动的奥秘。这位天文学家是（）A哥白尼B第谷C托勒密D开普勒2火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒的行星运动定律可知（）A太阳位于木星运行轨道的中心B火星绕太阳公转的速率始终相等C火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积3中国古代为区分季节有节气之说，如题图所示，从现代物理学可知，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（）A地球做匀速椭圆轨道运动B太阳在椭圆的一个焦点上C冬至时地球公转速度最小D秋分时地球公转速度最大42020 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（）第2 页,共 4 页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5近年来我国航天事业飞速发展，2020 年 7 月 23 日，我国自主研发的火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空，随后准确地进入预定地火转移轨道。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道、为椭圆，轨道为圆。探测器经轨道、运动后在 Q 点登陆火星，O 点是轨道、的交点，轨道上的 O、P、Q 三点与火星中心在同一直线上 O、Q 分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。已知火星的半径为 R，轨道上正常运行时经过 O 点的速度为4OQRv，关于探测器，下列说法正确的是（）A沿轨道运动时，探测器与 Q 点连线在相等时间内扫过的面积相等B沿轨道运动时，探测器经过 O 点的加速度大小等于23vRC沿着轨道运行过程中，探测器于平衡状态D沿轨道的运动周期大于沿轨道的运动周期6已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为 R1和 R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）ABCD12RR21RR12RR21RR第3 页,共 4 页7如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆，A、B、C、D 是轨迹上的四个位置，其中 A 点距离地球最近，C 点距离地球最远卫星运动速度最大的位置是AA 点BB 点CC 点DD 点8.伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星卫星的轨道半径。他发现最接近木星的卫星木卫一的公转周期是 1.8d（天），距离木星中心 4.2 个木星直径单位。木星的另一颗卫星的公转周期是 7.15d，请运用伽利略所采用的单位，预测此卫星与木星中心的距离约为（）A4 个木星直径单位B7 个木星直径单位C11 个木星直径单位D14 个木星直径单位9.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观测“金星凌日”时可将太阳看成质点B地球在金星与太阳之间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10宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的 9 倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）A3 年B9 年C27 年D81 年11.如图所示，月球的半径为 R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭第4 页,共 4 页圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点 A，圆轨道距月球表面的高度为，2R椭圆轨道的远月点 B 与近月点 A 之间的距离为 6R，若甲的运动周期为 T，则乙的运动周期为（）AB3TCD2T3 2T2 2T第1 页,共 7 页7.1 行星的运动行星的运动一、选择题1.400 年前，一位德国天文学家提出了行星运动的三大定律，揭开了行星运动的奥秘。这位天文学家是（）A哥白尼B第谷C托勒密D开普勒【答案】D【解析】开普勒在第谷观测的天文数据的基础上，研究总结得出了行星运动的三大定律，解开了行星运动的奥秘。故选 D2火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒的行星运动定律可知（）A太阳位于木星运行轨道的中心B火星绕太阳公转的速率始终相等C火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【答案】C【解析】A. 太阳位于木星运动轨道的焦点上，故 A 错误；B. 火星和木星绕太阳运动的速率不是始终相等的，故 B 错误；C. 因火星和木星绕相同的中心天体转动，则根据开普勒第三定律，32=akT火火32=akT木木火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故 C 正确；D. 根据开普勒第二定律可知，火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，但是相等时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故 D 错误。故选 C。3中国古代为区分季节有节气之说，如题图所示，从现代物理学可知，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（）A地球做匀速椭圆轨道运动B太阳在椭圆的一个焦点上C冬至时地球公转速度最小第2 页,共 7 页D秋分时地球公转速度最大【答案】B【解析】A地球在椭圆轨道上运动，根据开普勒第二定律可知，不可能做匀速椭圆运动，故 A 错误；B根据开普勒第一定律可知，太阳在椭圆的一个焦点上，故 B 正确；CD冬至时，地球在近日点，根据开普勒第二定律可知，公转速度最大，故 CD 错误。故选 B。42020 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【答案】B【解析】“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。5近年来我国航天事业飞速发展，2020 年 7 月 23 日，我国自主研发的火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空，随后准确地进入预定地火转移轨道。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道、为椭圆，轨道为圆。探测器经轨道、运动后在 Q 点登陆火星，O 点是轨道、的第3 页,共 7 页交点，轨道上的 O、P、Q 三点与火星中心在同一直线上 O、Q 分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。已知火星的半径为 R，轨道上正常运行时经过 O 点的速度为4OQRv，关于探测器，下列说法正确的是（）A沿轨道运动时，探测器与 Q 点连线在相等时间内扫过的面积相等B沿轨道运动时，探测器经过 O 点的加速度大小等于23vRC沿着轨道运行过程中，探测器于平衡状态D沿轨道的运动周期大于沿轨道的运动周期【答案】B【详解】A由开普勒定律可知，在同一轨道上运行的探测器与天体中心连线在相等时间内扫过的面积相等，而 Q 点并非天体中心位置，A 错误；B轨道是圆轨道，半径为 3R，经过 O 点的速度为 v，根据圆周运动的规律可知，探测器经过 O 点的加速度23vaRB 正确；C沿着轨道运行过程中，受到火星的万有引力，加速度不为零，不是平衡态，C 错误；D轨道的半径小于轨道的半长轴，由开普勒第三定律32akT可知，沿轨道的运动周期小于沿轨道运动周期，D 错误。故选 B。6已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为 R1和 R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）ABCD12RR21RR12RR21RR【答案】A第4 页,共 7 页【解析】公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：32RCT运动的周期之比：3 11322TRTR在一个周期内扫过的面积之比为：2211122222 SRRSRR面积速率为，可知面积速率之比为，故 A 正确，BCD 错误。ST12 RR故选 A。7如图所示，一卫星绕地球运动，运动轨迹为椭圆，A、B、C、D 是轨迹上的四个位置，其中 A 点距离地球最近，C 点距离地球最远卫星运动速度最大的位置是AA 点BB 点CC 点DD 点【答案】 A【解析】卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的 A 点速度最大，在距离地球最远的 C 点速度最小故选 A.8.伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星卫星的轨道半径。他发现最接近木星的卫星木卫一的公转周期是 1.8d（天），距离木星中心 4.2 个木星直径单位。木星的另一颗卫星的公转周期是 7.15d，请运用伽利略所采用的单位，预测此卫星与木星中心的距离约为（）A4 个木星直径单位B7 个木星直径单位C11 个木星直径单位D14 个木星直径单位第5 页,共 7 页【答案】 A【解析】根据开普勒第三定律可知222330300237.15()()2.51.8TrTrTT此卫星与木星中心的距离约为2.5 4.210.5故选 C。9.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观测“金星凌日”时可将太阳看成质点B地球在金星与太阳之间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【答案】 C【解析】A观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，无法看到“金星凌日”现象，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，B 错误；C根据开普勒第三定律金星绕太阳的轨道半径小于地球绕太阳的轨道半径，所以32akT金星绕太阳公转一周时间小于 365 天，C 正确；D相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积，因为是不同的天体在围绕太阳运动，D 错误。故选 C。10宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的 9 倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）A3 年B9 年C27 年D81 年【答案】 C第6 页,共 7 页【解析】根据开普勒第三定律可知32RkT解得3RTk由题意可知，宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，轨道半径是地球轨道半径的 9 倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期与地球绕太阳运行的周期之比为333927TRTR地地地地地球绕太阳运行