知识点4 开普勒行星运动规律及万有引力定律-2020-2021学年高一物理下学期期末备考精选试题汇编（人教版

知识点4 开普勒行星运动规律及万有引力定律(解析版) 一、单选题（本大题共10小题） 1.[来源：2019-2020学年湖南省益阳市桃江县高一（下）期末物理试卷] 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知 A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 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】 熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；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；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。 正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，注意第三定律中，R是半长轴，T是公转周期，K与中心体有关。 【解答】 A.第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误； B.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。行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故B错误； C.若行星的公转周期为T，则，常量K与行星无关，与中心体有关，故C正确； D.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，是对同一个行星而言，故D错误。 故选C。 2.[来源：2019-2020学年湖南省长沙市天心区长郡中学高一（下）期末物理试卷] 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. 太阳位于地球运行轨道的中心 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C. 火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 【答案】D 【解析】解：A、根据开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，而非轨道中心，故A错误； 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，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故B错误； C、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。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。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D正确； 故选：D。 开普勒的行星运动三定律： 第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 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。 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。 该题以地球和火星为例子考查开普勒定律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键。 3.[来源：2019-2020学年四川省内江市高一（下）期末物理试卷（理科）] 下列说法正确的是 A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 D. 在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量 【答案】D 【解析】 本题考查万有引力定律与开普勒第三定律的内容，要掌握万有引力定律的适用条件，搞清平衡力与相互作用力的关系。要注意引力常量G不是牛顿测出来的。 【解答】 A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量。故A错误。 B、表达式适用于质点间引力的计算，当r趋近于零时，物体不能看成质点，该不再成立，所以不能得到万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误。 C、两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力。故C错误。 D、在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体质量有关的常量，故D正确。 故选：D。 4.[来源：2019-2020学年甘肃省白银市会宁县高一（下）期末物理试卷] 关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是 A. 公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星 B. 公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星 C. 式中k值，对所有行星和卫星都相等 D. 式中k值，与恒星和卫星的质量有关 【答案】B 【解析】解：AB、开普勒第三定律不仅适用绕太阳作椭圆轨道运行的行星，也适用宇宙中所有围绕恒星运动的行星，故A错误，B正确； C、式中k值与恒星的质量有关，故不同行星和卫星k值是不一样的，故C错误； D、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故D错误。 故选：B。 开普勒运动定律不仅