课时测评12 天体运动-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评12　天体运动 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题4分，共44分) 1．(2024·广西桂林高一期中)关于开普勒第三定律，所有行星绕太阳运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值是个定值k，下列说法中正确的是(　　) A．k只与太阳有关，与行星本身无关 B．k只与行星本身有关，与太阳无关 C．k与行星本身和太阳均有关 D．k与行星本身和太阳均无关 答案：A 解析：根据开普勒第三定律可知，常量k只与太阳有关，而与行星本身无关，故选A。 2．(2024·温州高一检测)开普勒被誉为“天空的立法者”。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是(　　) A．太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B．同一行星在绕太阳运动时，在近日点的速度小于在远日点的速度 C．绕太阳运行的多颗行星中，距离太阳越远的行星运行周期越大 D．地球在宇宙中的地位独特，太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动 答案：C 解析：根据开普勒第一定律可知，太阳系的行星沿椭圆轨道绕太阳运动，故A、D错误；根据开普勒第二定律可知，行星在远日点速度小，在近日点速度大，故B错误；根据开普勒第三定律可知，离太阳越远，轨道半长轴越大，行星的公转周期越大，故C正确。 3．中国某科幻电影中，为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作。 地球在椭圆轨道Ⅰ上运行到远日点B变轨，进入椭圆轨道Ⅱ。 在椭圆轨道Ⅱ上运行到B点……最终摆脱太阳束缚。对于该逃离过程，下列轨道示意图可能正确的是(　　) 答案：A 解析：根据开普勒第一定律可知，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，由题意可知B点是椭圆轨道的远日点，地球在做离心运动，A正确，B、C、D错误。 4．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。后来，天文学家发现冥王星还有别的卫星，其中一颗的公转半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于(　　) A．15天 B．25天 C．35天 D．45天 答案：B 解析：根据开普勒第三定律，有＝，解得T2＝＝ 天≈24.5天，故B正确。 5．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转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是(　　) A． 天 B． 天 C．1天 D．9天 答案：C 解析：由于r卫＝r月，T月＝27天，由开普勒第三定律有＝，解得T卫＝1天，故选项C正确。 6．(2024·四川仁寿高一期中)太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，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(　　) 答案：D 解析：根据开普勒第三定律＝k可知，r3＝kT2，故选D。 7．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为(　　) A．4 B． C．2 D． 答案：B 解析：A、B两卫星都绕地球做圆周运动，则＝。又已知TA∶TB＝1∶8，解得＝，选项B正确。 8．(2024·郑州高一检测)如图所示，B为沿椭圆轨道绕地球运行的卫星，椭圆轨道的半长轴为a，运行周期为TB；C为沿圆轨道绕地球运动的卫星，圆轨道的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式正确的是(　　) A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上 B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 C．＝，该比值的大小与地球无关 D．＝，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 答案：A 解析：由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，A正确；由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球运动时速度大小不断变化，C卫星绕地球做匀速圆周运动，B错误；由开普勒第三定律可知＝＝k，该比值的大小仅与地球有关，与太阳无关，则C、D错误。 9．某卫星运行轨道为如图所示的绕地球E运动的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上。轨道上标记了某卫星经过相等时间间隔Δt＝(T为卫星的公转周期)的位置。下列说法中正确的是(　　) A．面积S1>S2 B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度 C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴 D．T2＝Cb3，其中C为常数，b为椭圆半短轴 答案：C 解析：根据开普勒第二定律可知S1＝S2，卫星在近地点A点的速度最大，故A、B错误；根据开普勒第三定律可知T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。 10．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＝va C．vb＝va D．vb＝va 答案：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SA＝。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。 11．“九星连珠”的示意图如图所示。若太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(　　) 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期/年 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5 A．1.2亿千米 B．2.3亿千米 C．4.6亿千米 D．6.9亿千米 答案：B 解析：由题表知T地＝1年，T火＝1.88年，由＝得r火＝≈2.3亿千米，故B正确。 12．(8分)月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒第三定律计算：在赤道平面内离地面多高时，人造地球卫星可随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(已知R地＝6.4×103 km) 答案：3.63×104 km 解析：人造卫星停在空中不动，即运行周期T＝1天，又＝，R地＝6.4×103 km，R月＝60R地，T月＝27天，T＝1天，可得该卫星距地面高度H＝R－R地≈3.63×104 km。 13．(8分)如图所示，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轨道半径的18倍，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，请你根据开普勒第三定律估算它下次飞近地球是哪一年？ 答案：2062年 解析：将地球的公转轨道近似看成圆形轨道，其周期为T1，半径为r1；哈雷彗星的周期为T2，轨道半长轴为r2，则根据开普勒第三定律有＝，因为r2＝18r1，T1＝1年，可知哈雷彗星的周期为T2＝×T1≈76.4年。所以它下次飞近地球是在2062年。 学生用书第60页 学科网（北京）股份有限公司 $