课时梯级训练(13) 行星的运动（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(13)　行星的运动 1．下列说法正确的有(　　) A.一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实 B.由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动 C.太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小 D.月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间 C　解析：地球以太阳为中心转动是公认的事实，A错误；各行星都分别在以太阳为焦点，做椭圆运动，B错误；由开普勒第三定律＝k可知：水星离太阳最近，则运动的周期最小，C正确；月球是地球的卫星，它绕地球一周需一个月的时间，D错误。 2．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.太阳一定在椭圆的一个焦点上 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c点的速度比在a、b两点的速度都大 D.行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的 C　解析：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，A正确；对一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，即近日点速度快，远日点速度慢，B、D正确，C错误。 3. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为(　　) A.2∶1 B．4∶1 C.8∶1 D．16∶1 C　解析：卫星P、Q均围绕地球做匀速圆周运动，由开普勒第三定律可得＝，解得＝＝，C正确。 4．天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得中国空间站过境运行轨迹(图甲)，通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国空间站过境连续两次最佳观察时间信息(如图乙所示，11月2日开始时间17：50：08和11月3日开始时间18：28：40)，在这连续两次最佳观察时间的时间间隔内空间站绕地球公转16圈，但白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中造成观察时机不佳。地球自转周期为24 h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是空间站的轨道半径的(　　) A.3.6倍 B．6.3倍 C.9.6倍 D．12倍 B　解析：由题图乙的信息可知两次最佳观察时间的时间间隔约为24 h，期间空间站绕地球公转16圈，空间站的周期T0＝ h＝1.5 h，根据开普勒第三定律＝，解得同步卫星与空间站的轨道半径之比＝6.3，B正确。 5．地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011 m，周期为365天，月球绕地球运行的轨道半长轴为3.8×108 m，周期为27.3天。求： (1)绕太阳运行的行星的值； (2)绕地球运行的卫星的值。 答案：(1)3.4×1018 m3/s2　(2)9.9×1012 m3/s2 解析：(1)根据开普勒第三定律＝k，则对于绕太阳运行的行星 ＝ m3/s2＝3.4×1018 m3/s2。 (2)对于绕地球运行的卫星 ＝ m3/s2＝9.9×1012 m3/s2。 6．如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，过近日点时的速率vb为(　　) A.vb＝va B．vb＝ C.vb＝va D．vb＝va C　解析：若行星从轨道的A点经足够短的时间t运动到A′点，则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形，其面积S＝若行星从轨道的B点也经时间t运动到B′点，则与太阳的连线扫过的面积SB＝；根据开普勒第二定律得＝，即vb＝va，C正确。 7．(多选)如图所示，A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，O为地心，在两卫星运行过程中，A、B连线和O、A连线的夹角最大为θ，则A、B两卫星(　　) A.做圆周运动的周期之比为 B.做圆周运动的周期之比为 C.与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为 D.与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为 AC　解析：A、B连线与O、A连线的夹角最大时，OB与AB垂直，根据几何关系有rB＝rAsin θ，由开普勒第三定律有＝，则＝，t时间内卫星与地心连线扫过的面积S＝×πr2，则＝·＝，A、C正确。 8．(2024·贵州六枝特区高一期中)C/2021S4是紫金山天文台发现的彗星，这颗彗星的轨道较扁，轨道周期更长，绕太阳公转一圈大约需要1 000年，若地球到太阳的距离为r，则该彗星绕太阳公转轨道的半长轴约为(　　) A.1 000r B．100r C.10r D．不确定 B　解析：该彗星绕太阳公转的周期与地球绕太阳公转的周期之比为＝，根据开普勒第三定律有＝＝，得该彗星绕太阳公转轨道的半长轴为a＝100r，B正确。 9．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R1＝1.5×108 km，地球公转周期T1＝365天，火星公转轨道半径R2＝1.53R1。 (1)求火星绕日的公转周期T2；[计算结果保留整数，可能用到的数据＝1.24，＝2.34] (2)“火星冲日”现象是指太阳、地球和火星在同一直线上，且地球在太阳和火星之间。估算连续两次“火星冲日”的时间间隔Δt。(用T1和T2表示) 答案：(1)692天　(2) 解析：(1)根据开普勒第三定律有＝ 解得T2＝692天。 (2)连续发生两次“火星冲日”的时间间隔内，地球转过的圆心角比火星转过的圆心角多2π，则Δt＝Δt＋2π 解得Δt＝。 10．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，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(如图)，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球将在哪一年？ 答案：2062年 解析：设彗星的周期为T1, 地球的公转周期为T2, 这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，由开普勒第三定律＝k得：＝＝≈76，所以1986＋76＝2062年。 学科网（北京）股份有限公司 $$