课时跟踪检测(十一) 行星的运动（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(十一)　行星的运动 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.下列关于丹麦天文学家第谷对行星运动进行观测所记录的数据的说法正确的是 (　 ) A.这些数据在测量记录时误差相当大 B.这些数据说明太阳绕地球运动 C.这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合 D.这些数据与以行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合 2.下列说法符合开普勒对行星绕太阳运动的描述的是 (　 ) A.行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上 B.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 C.行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大 D.离太阳越远的行星，公转周期越短 3.(2025·相城检测)如图是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”绕太阳运动的椭圆轨道示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心。若“羲和号”卫星经过P点的速率大于经过Q点的速率，则可判断太阳位于 (　 ) A.F1点　　　　　　　　 B.F2点 C.O点 D.Q点 4.(2025·南通高一阶段练习)如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法正确的是 (　 ) A.土星比地球的公转周期小 B.火星绕太阳运行过程中，速率不变 C.太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上 D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 5.(2025·无锡高一检测)土星有一个显著的行星环系统，主要成分是水冰的微粒和较少数的岩石块以及尘土。若环内有到土星表面距离分别为h1=31 232 km 和h2=50 447 km的两块石块，围绕土星做匀速圆周运动的周期之比为T1∶T2=1∶1.331，=1.1。则土星的半径约为 (　 ) A.54 268 km B.60 268 km C.74 268 km D.80 268 km 6.两颗卫星绕着同一行星做圆周运动。已知卫星S1的轨道半径是1.2×107 m，周期是8.0×106 s。卫星S2的轨道半径是3.0×106 m，则S2的周期是 (　 ) A.1.0×106 s B.2.0×106 s C.3.2×107 s D.6.4×107 s 7.(2025·靖江高一期中)如图所示，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，经观测，哈雷彗星最近一次经过M点和P点的时间分别是1986年4月和2023年12月，下列预测合理的是 (　 ) A.2041年哈雷彗星运行到Q点 B.2061年哈雷彗星运行到M点 C.2080年哈雷彗星运行到N点 D.2137年哈雷彗星运行回到P点 8.(2025·滨海高一期末)如图所示，土卫一(M)和土卫二(E)是土星(S)的两个卫星，土卫二绕土星的公转半径约为土卫一公转半径的2倍，某一时刻两卫星在如图所示位置，且公转方向均为逆时针方向。则在土卫一公转一周的时间内，关于两卫星的位置关系，下列图像大致正确的是 (　 ) 9.(2025·连云港高一检测)假如某天地球加速后在新的椭圆轨道上绕太阳运动，地球到太阳的最近距离仍为R(R为加速前地球绕太阳做圆周运动时与太阳间的距离)，地球的公转周期变为8年，则在该轨道上地球距太阳的最远距离为 (　 ) A.2R B.4R C.7R D.8R 10.(2025·南京高一期中)如图所示是火星绕太阳公转的轨道示意图，由a到b和由c到d过程，火星与太阳连线扫过的面积均为S，则火星 (　 ) A.由a到b过程速度先减小后增大 B.由c到d过程速度一直增大 C.由a到b所用的时间等于由c到d所用的时间 D.由a到b所用的时间大于由c到d所用的时间 11.(12分)某行星在近日点到太阳的距离为a，在远日点到太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为va，过远日点时的速率vb约为多少?(提示：计算足够短的时间内行星与太阳连线扫过的面积) 12.(14分)(2025·句容高一阶段练习)如图所示为火星探测器“天问一号”从地球公转轨道进入火星公转轨道示意图。第一步，用火箭对探测器进行加速，使探测器脱离地球引力作用；第二步，在P点短时间内对探测器进行加速，使探测器进入霍曼转移轨道，然后探测器在太阳引力作用下沿霍曼转移轨道运动到Q点与火星相遇。探测器从P点运动到Q点的轨迹为半个椭圆，椭圆的长轴两端分别与地球公转轨道、火星公转轨道相切于P、Q两点。已知地球绕太阳的公转周期是1年，地球、火星绕太阳公转的轨道可视为圆轨道，火星的轨道半径是地球的1.5倍，≈1.2，≈1.1。求： (1)火星公转周期；(6分) (2)探测器从P点运动到Q点所用的时间。(结果以年为单位，均保留两位有效数字)(8分 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十一) 1．选D　开普勒根据第谷的观测数据整理得出行星运动定律，说明数据误差很小，这些数据说明地球绕太阳运动，且与以行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合。 2．选A　由开普勒定律可知，所有行星都在各自的椭圆轨道上运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上，且满足＝k，离太阳越远的行星，公转周期越长，故A正确，B、D错误；由开普勒第二定律可知，行星由近日点向远日点运动时，速率逐渐减小，C错误。 3．选A　根据开普勒第一定律可知，“羲和号”卫星绕太阳运动的轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，根据开普勒第二定律可知，“羲和号”卫星在近日点的速度大于在远日点的速度，即P点为近日点，Q点为远日点，可知太阳位于F1点。 4．选C　根据开普勒第三定律＝k可知，由于土星的轨道半长轴大于地球的轨道半长轴，则土星比地球的公转周期大，故A错误；由于火星绕太阳的运行轨道为椭圆，根据开普勒第二定律可知，火星绕太阳运行过程中，速率发生变化，故B错误；根据开普勒第一定律可知，太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上，故C正确；根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，但地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误。 5．选B　设土星半径为R，对距离土星表面高度分别为h1和h2的两块石块，根据开普勒第三定律有＝，代入数据得R＝60 268 km。 6．选A　两颗卫星绕着同一行星做圆周运动，由开普勒第三定律可得＝，解得T2＝1.0×106 s。 7．选B　哈雷彗星最近一次经过M点和P点的时间分别是1986年4月和2023年12月，由于1986年4月到2023年12月经历时间约为37.5年，则有T≈37.5年，解得T≈18.75年，T≈75年；由于哈雷彗星从P点到M点，万有引力方向与速度方向成锐角，即哈雷彗星加速，则哈雷彗星从P点到Q点时间大于周期的四分之一，由于2041年－2023年＝18年<18.75年可知，2041年哈雷彗星没有运行到Q点，在PQ之间，故A错误；由于2061年－1986年＝75年，结合上述可知，2061年哈雷彗星可能运行到M点，故B正确；由于哈雷彗星从M点到P点，万有引力方向与速度方向成钝角，即哈雷彗星减速，则哈雷彗星从M点到N点时间小于周期的四分之一，由于2080年－1986年＝94年＝75年＋19年>75年＋18.75年可知，2080年哈雷彗星没有运行到N点，在NP之间，故C错误；由于2137年－2023年＝114年＝75年＋39年，结合上述数据可知，此时哈雷彗星不在P点，故D错误。 8．选D　由开普勒第三定律可知＝，其中rE＝2rM，解得TE＝2TM，在土卫一公转一周的时间内，土卫二公转了＝≈0.35圈。 9．选C　假设在新的椭圆轨道上地球距太阳的最远距离为r，则其半长轴为a＝，根据开普勒第三定律可得＝，其中地球做圆周运动时的周期为T0＝1年，在椭圆轨道运动时的周期为T＝8年，解得r＝7R。 10．选C　设火星在近日点的线速度为v1，与太阳间的距离为R1，远日点的线速度为v2，与太阳间的距离为R2，根据开普勒第二定律，设在极短时间Δt内，则有v1R1·Δt＝v2R2·Δt，可知v1>v2，即近日点的线速度大于远日点的线速度，结合开普勒第二定律可知，火星从近日点向远日点运动的过程中，线速度在逐渐减小，从远日点向近日点运动的过程中，线速度逐渐增大，因此可知，火星由a到b过程速度先增大后减小，由c到d过程速度一直减小，故A、B错误；根据开普勒第二定律，行星与中心天体的连线在相同时间内扫过的面积相等，根据题意可知，由a到b和由c到d过程，火星与太阳连线扫过的面积均为S，则由a到b所用的时间等于由c到d所用的时间，故C正确，D错误。 11．解析：取极短时间Δt，由开普勒第二定律可知，太阳与行星的连线在Δt时间内扫过的面积相等，有 a·va·Δt＝b·vb·Δt，解得vb＝ 。 答案： 12．解析：(1)根据开普勒第三定律可知＝，又由题意知R火＝1.5R地，解得T火＝年≈1.8年。 (2)根据开普勒第三定律可知＝ 解得探测器从P点运动到Q点所用的时间 t＝TPQ＝ 年≈0.70年。 答案：(1)1.8年　(2)0.70年 $