内容正文:
第1节 行星的运动 同步检测
基础对点练
1、 选择题:
考点一 开普勒定律的理解
1.开普勒关于行星运动的描述正确的是( )
A.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
2.如图所示,对开普勒第一定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是一直不变的
B.在行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是不断变化的
C.太阳不一定在所有行星运动椭圆轨道的焦点上
D.某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内
3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的速率大,则太阳是位于( )
A. F2 B.A
C.F1 D.B
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( )
5.关于开普勒第三定律=k,下列说法正确的是( )
A.T表示行星运动的自转周期
B.k值只与中心天体有关,与行星无关
C.该定律只适用于行星绕太阳的运动,不适用于卫星绕行星的运动
D.若地球绕太阳运转的半长轴为a1,周期为T1,月球绕地球运转的半长轴为a2,周期为T2,则=
考点二 开普勒定律的应用
6.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v1和经过远地点B的速率v2的关系,下列说法正确的是( )
A.v1>v2
B.v1=v2
C.v1<v2
D.无法判断
7.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球运动半径的,设月球绕地球运动的周期为27天,则此卫星的运动周期是( )
A.天 B.天 C.1天 D.9天
8.长期以来,“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19 600 km,公转周期T1=6.39天.2006年3月,天文学家又发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转半径r2=48 000 km,则它的公转周期T2最接近( )
A.15天 B.25天 C.35天 D.45天
9.若地球绕太阳运行到图4中A、B、C、D四个位置时,分别为春分、夏至、秋分和冬至,以下说法正确的是( )
A.地球由夏至运行到秋分的过程中速率逐渐减小
B.地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐增大
C.地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长
D.地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间短
10.如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,运行的周期为T0,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A.从P到M所用的时间等于
B.从Q到N做减速运动
C.从P到Q阶段,速率逐渐变小
D.从M到N所用时间等于
能力综合练
1、 选择题:
11.某行星沿椭圆轨道运动,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,则过近日点时行星的速率为( )
A.vb=va B.vb=va
C.vb=va D.vb=va
12.(多选)火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,火卫一的半径为r1,火卫二的半径为r2,则两颗卫星相比( )
A.火卫一距火星表面较近 B.火卫二距火星表面较近
C.()3≈ D.()3≈
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)
13.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1662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,并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现.
(1)若这颗彗星在近日点的线速度为v1,在远日点的线速度为v2,则哪个线速度大?
(2)这颗彗星最近出现的时间是1986年,它下次飞近地球大约是哪一年?
14.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T.如图6所示,飞船要返回地面,可以在轨道上的某一点A处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切.如果地球半径为R0,求飞船从A点运动到B点所需的时间.
参考答案:
1.答案 A解析 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;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,C、D错误.
2.答案 B解析 根据开普勒第一定律的内容可以判定:行星绕太阳运动的轨道是椭圆,有时远离太阳,有时靠近太阳,所以它离太阳的距离是变化的,选项A错误,B正确;太阳一定在所有行星运动的椭圆轨道的焦点上,C错误;某个行星绕太阳运动的轨道一定在某一固定的平面内,选项D错误.
3.答案 A解析 根据开普勒第二定律:行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳在离A点近的焦点上,故太阳位于F2.
4.答案 D解析 由=k知a3=kT2,D项正确.
5.答案 B解析 T表示行星运动的公转周期,不是自转周期,A错误;k是一个与行星无关的量,k只与中心天体有关,B正确;开普勒第三定律既适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动,C错误;地球绕太阳转动,而月球绕地球转动,二者不是同一中心天体,故对应的k值不同,D错误.
6.答案 A
7.答案 C解析 由于r卫=r月,T月=27天,由开普勒第三定律=,可得T卫=1天,故选项C正确.
8.答案 B解析 根据开普勒第三定律得:=
则T2=T1=6.39×≈24.5 天,最接近25天,故选B.
9.答案 C
10.答案 C解析 由开普勒第二定律知,从P到Q速率在减小,从Q到N速率在增大,B错误,C正确;由对称性知,P→M→Q与Q→N→P所用的时间均为,故从P到M所用时间小于,从Q→N所用时间大于,从M→N所用时间大于,A、D错误.
11.答案 C解析 如图所示,A、B分别为远日点、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,此时扫过的面积近似三角形,则有
avaΔt=bvbΔt,所以vb=va,故选C.
12.答案 AC解析 由开普勒第三定律得,周期越小,则轨道半径越小,所以火卫一距火星表面较近,A正确,B错误;由题意可知,≈,则()3=()2≈,C正确,D错误.
13.答案 (1)v1 (2)2062年
解析 (1)由开普勒第二定律知v1>v2.
(2)由开普勒第三定律知=k
得:()3=()2
解得:T哈=T地≈76年
即下次飞近地球大约为(1986+76)年=2062年.
14.答案
解析 根据题意知飞船椭圆轨道的半长轴为,
设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′,根据开普勒第三定律有=,
因此飞船从A点运动到B点所需的时间为:t==
学科网(北京)股份有限公司
$