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第1节 行星的运动 课时检测
A组:基础巩固
一、选择题:
1.关于天体的运动,下列叙述正确的是( )
A.地球是静止的,是宇宙的中心
B.太阳是宇宙的中心
C.地球绕太阳做匀速圆周运动
D.所有行星都绕太阳运动,其轨道是椭圆
2.下列说法不正确的是( )
A.托勒密和哥白尼都建立了物理模型来分析行星运动,对后人产生了深远影响
B.第谷经过二十年观察,详细记录了行星的位置和时间
C.开普勒通过分析第谷的数据,得出了行星运动的规律
D.开普勒分析伽利略的实验数据,得出行星运动规律
3.人类对行星运动的研究漫长而曲折,关于开普勒行星运动定律,下列说法中正确的是( )
A.开普勒整理牛顿的观测数据,发现了行星运动的规律
B.所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
C.开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动,也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动
D.行星环绕太阳运动时,线速度大小始终不变
4.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.火星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星和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
5.(多选)下列关于行星运动的叙述中正确的是( )
A.由行星运动规律=k可知,k值与a3成正比
B.由行星运动规律=k可知,a3与T2成正比
C.行星运动规律中的k值是由a与T共同决定的
D.行星运动规律中的k值与a和T均无关
6.(多选)关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是( )
A.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
B.地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点运行的速率相等
C.表达式=k,k与中心天体有关
D.表达式=k,T代表行星运动的公转周期
B组:能力强化
一、选择题:
7.地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线,这种现象称作“日凌”。2021年9月下旬至10月中旬,火星探测器“天问一号”处在“日凌”阶段,“天问一号”与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰,出现不稳定甚至中断。10月中旬“日凌”结束时,火星的位置可能是( )
A.A处 B.B处
C.C处 D.D处
8.木星和地球都绕太阳公转,木星的公转周期约为12年,地球与太阳的距离为1天文单位,则木星与太阳的距离约为( )
A.2天文单位 B.5.2天文单位
C.10天文单位 D.12天文单位
9.1980年10月14日,中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星,2001年12月21日,经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准,将这颗小行星命名为“钱学森星”。若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看作匀速圆周运动,它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年,设地球绕太阳运行的轨道半径为R,则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为( )
A.R B.R
C.R D.R
10.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轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比
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
11.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,则过近日点时的速率vb为( )
A.vb=va B.vb=va
C.vb=va D.vb=va
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
12.我国神舟十三号航天组翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员乘坐返回舱返回地球,完成了为期183天的航天任务。返回舱在返回时必须有一个变轨过程,返回舱沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T。如果返回舱要返回地面,可在轨道上的某一点A处,将速率减小到适当数值,从而使返回舱沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切,如图所示。如果地球半径为R0,求返回舱由A点运动到B点所需的时间。
参考答案:
A组:1.解析:D 无论日心说还是地心说,都是错误的,A、B错误;根据开普勒第一定律,所有行星绕太阳的轨道为椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,C错误,D正确。
2.解析:D 托勒密和哥白尼都建立了物理模型来分析行星运动,对后人产生了深远影响,A正确;第谷经过二十年观察,详细记录了行星的位置和时间,B正确;开普勒通过分析第谷的数据,得出了行星运动的规律,D错误,C正确。
3.解析:C 开普勒整理第谷的观测数据后,发现了行星运动的规律,故A错误;所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,故B错误;开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动,还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动,故C正确;由开普勒第二定律可知,太阳与行星连线相同时间内扫过面积相等,行星绕太阳在椭圆轨道上运动时,线速度大小在变化,越靠近太阳,线速度越大,反之,则越小,故D错误。
4.解析:C 根据开普勒第一定律可知,太阳位于木星椭圆运行轨道的一个焦点上,选项A错误;由于火星沿椭圆轨道绕太阳运行,由开普勒第二定律知,火星绕太阳运行速度的大小在不断变化,选项B错误;根据开普勒第三定律可知,火星和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,选项C正确;根据开普勒第二定律,相同时间内,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,选项D错误。
5.解析:BD 由开普勒第三定律可知,=k中,a3与T2成正比,k值与a和T均无关,只与中心天体质量有关,B、D正确。
6.解析:ACD 根据开普勒第一定律可知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正确;根据开普勒第二定律可知,当地球离太阳较近时,运行速率较大,离太阳较远时,运行速率较小,故B错误;根据开普勒第三定律可知表达式 =k,k与中心天体有关,T代表行星运动的公转周期,故C、D正确。
B组:7.解析:A 根据开普勒第三定律=k,火星的运动半径大于地球,则周期更大,角速度更小,火星和地球均逆时针运动,相同时间内地球运动到10月中旬位置时,火星运动轨迹对应的弧度小于地球运动轨迹对应的弧度,只可能在A处。故A正确。
8.解析:B 设地球与太阳的距离为r1,木星与太阳的距离为r2,根据开普勒第三定律可知=,则==≈5.2,所以r2≈5.2r1=5.2天文单位,选项B正确。
9.解析:C 根据开普勒第三定律,有=,其中T=1年,T钱≈3.4年,解得R钱= R≈R,故C正确。
10.解析:C 由开普勒第三定律可知,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;“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;根据开普勒第三定律=k可得=,由题意知T地=365天,由B选项知R金<R地,可得T金<365天,故C正确;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。
11.解析:C 如图所示,
A、B分别为远日点和近日点,由开普勒第二定律可知,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等,取足够短的时间Δt,则有va·Δt·a=vb·Δt·b,所以vb=va,C正确。
12.解析:返回舱由A点运动到B点的时间为椭圆轨道上运行周期T′的一半,轨道半长轴为(R+R0),
由开普勒第三定律可得=,
返回舱由A点运动到B点的时间t=T′,
联立得t=T。
答案:T
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