开普勒的行星定律专题训练--2026-2027学年统编版九年级历史上册

统编版·人教最新版《世界历史》九年级上册（2026年秋） 九年级上册开普勒的行星定律 专题训练 专题复习　贯通第五单元（走向近代） （本卷共 14 小题，满分 100 分，建议用时 45 分钟） 一、方法指导 1．要说清开普勒的行星定律，先要知道他所要解决的正是哥白尼之说留下的一个大难：日心之论既立，然行星绕日究竟循何等之路而行，其行之迟速有何定则，前人皆未有确数。开普勒承第谷氏数十年精密观测之遗产，反复推算，终以前人所不敢用的椭圆易去千古相传的正圆，而立其三定律。故其功不在立日心之说，而在以确数把日心之说验实。读此一题最要紧者，是把第谷之观测、开普勒之推算与其三定律对看，方能明白精密之数何以能改一家之天。 2．要说清其由来，须看其人与所承。就人言，开普勒是德意志人，本习神学而后专于天文与数理，笃信日心之说，尝力求以数的和谐显宇宙之序。就所承言，第谷氏精于观测，积数十年之记录，其数之密为前此所未有，尤以火星之数为最精；开普勒既入其门而得其遗稿，乃以火星之数为据而推其轨道。故开普勒之得，一半在其人精于推算，一半在其所承者有一批可信之数，二者相遇而新律始立。 3．要说清其内容，可分三律。其一曰轨道之律：行星绕日之轨道非正圆而为椭圆，太阳居于椭圆之一焦点，故其与日之距有近有远而非恒定。其二曰面积之律：行星与太阳相连之直线，于相等之时日内扫过相等之面积，故其行近日时速、远日时迟，非匀速之动。其三曰周期之律：行星公转之周期的平方，与其轨道半长轴的立方成正比例，故去日愈远者其一周愈久，且其久有定数可算。三律相贯，遂使行星之行可由数而推、由数而验。 4．要说清其特征，须看其推求之艰与其未尽。其一在破旧：自古相传行星循正圆而匀速，乃天体完美之说所系；开普勒以火星之数试之而终不合，乃敢以椭圆易正圆，此须有舍旧说而从实数之勇。其二在凭实：其三律皆由观测之数推出，非凭思辨，故其律可验而可信。其三在其未尽：定律所言者只是行星如何运行，而未言其何以如此运行；他虽以太阳之力推之，然其所以然之故犹待后人。其四在其旁及：他又究光学之理，并记其一六零四年所见之新星，其学兼涉数端。 5．论其作用与史义。其一，开普勒以椭圆之律把日心说由推想之论变成有确数可验之说，天文学之精密由是而立。其二，其三律把行星之路与期归为可算之则，使天体之运行不再凭臆测而凭数理。其三，其律为后之牛顿所承：牛顿推万有引力，即以行星三律为其明证，故天上之理与地上之理由是而贯通。其四，其学之限亦显：他只言其然而未言其所以然，故其业之成犹有待于他人。复习宜分三层：一是名义，三律者一为椭圆轨道、二为等时等面、三为周期与半长轴之定比；二是时间轴，哥白尼立说在前，第谷观测与开普勒推算在中，牛顿立引力之说在后；三是因果链，正圆之说与实数不合，故易以椭圆；椭圆既立，则行星之行可算；可算则天上之理可通于地上。 二、单项选择（10 小题，每题 3 分，满 30 分） 1．开普勒据以推求行星轨道的精密观测数据，主要来自 A．哥白尼 B．伽利略 C．托勒密 D．第谷·布拉赫 2．开普勒第一定律指出，行星运行的轨道是 A．正圆，太阳位于圆心 B．椭圆，太阳位于其一个焦点上 C．正圆，地球位于圆心 D．抛物线，太阳位于其一端 3．开普勒第二定律所言的是一种 A．行星在轨道上作匀速运动 B．行星与太阳的距离恒定不变 C．行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积 D．行星绕太阳一周皆为一年 4．开普勒第三定律所言的是 A．行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比 B．行星公转周期与其质量成正比 C．行星公转速度与其距离成反比 D．行星轨道的离心率恒为一常数 5．开普勒原信奉行星沿正圆轨道而行，他改以椭圆，其原因是 A．受教会之命而改 B．为求计算之简便 C．因伽利略之劝说 D．以正圆推算的结果与实测之数不合 6．开普勒阐述其前两条定律的著作是 A．《星际信使》 B．《新天文学》 C．《天体运行论》 D．《自然哲学的数学原理》 7．开普勒发现第三定律、载于其中之书是 A．《新天文学》 B．《关于两大世界体系的对话》 C．《世界的和谐》 D．《光学》 8．开普勒的行星定律所解决的问题是 A．行星如何运行，即其轨道之形与周期之关系 B．行星何以如此运行，即其受力之根源 C．宇宙是否无限 D．恒星是否各有世界 9．开普勒以其轨道之说所支持的天文学说是 A．托勒密的地心说 B．地球静止之说 C．天有九重之说 D．哥白尼的日心说 10．开普勒的行星定律对后世科学的重要影响是 A．直接推翻了日心说 B．为牛顿推求万有引力提供了基础 C．证明了地球为宇宙之中心 D．否定了数学在科学中的用处 三、材料解析题（共 4 小题，第 11 题 16 分，第 12—14 题各 18 分，共 70 分） 第11题　阅读下列材料，结合所学内容回答。 　　材料一　史载：第谷氏精于观测，积数十年之记录，其数之密，为前此所未有；开普勒得其遗稿而用之，尤以火星之数为据。（据有关史籍记载改写） 　　材料二　史载：开普勒初信行星沿正圆而行，然以正圆推之，与实际观测之数终不能合；乃试以椭圆为算，其数遂合，于是立行星轨道为椭圆之说。（据有关史籍记载改写） 　　（1）根据材料一，指出开普勒推求轨道所凭之据。 　　（2）根据材料二，说明其由正圆改为椭圆的缘由。 　　（3）综合材料一、二，说明精密观测对科学发现的作用。 第12题　阅读下列材料，结合所学内容回答。 　　材料三　史载：开普勒立三律：一曰行星之轨道为椭圆，太阳居其一焦点；二曰行星与太阳相连之线，于相等之时日扫过相等之面积；三曰行星公转期之平方，与其轨道半长轴之立方成正比例。（据有关史籍记载改写） 　　材料四　史载：开普勒之律初见于《新天文学》，其三律之全者，则载于《世界的和谐》。其所以然之故，尚未之及，惟以太阳之力推之而已。（据有关史籍记载改写） 　　（1）根据材料三，概括开普勒三定律的内容。 　　（2）根据材料四，指出其定律所载之书及其未尽之处。 　　（3）综合材料三、四，说明开普勒定律在科学史上的意义。 第13题　阅读下列材料，结合所学内容回答。 　　材料五　史载：自哥白尼以日心立说，其事犹待验；开普勒以椭圆易正圆，以算数明其行，而后日心之说乃有精密之据。（据有关史籍记载改写） 　　材料六　后世研究者记：开普勒之律，明行星如何运行，而未明其何以如此运行；至牛顿以万有引力立说，乃以其律为万有引力之明证，二者相因而成近代天文学。（据有关研究与报道改写） 　　（1）根据材料五，指出开普勒定律与哥白尼学说之间的关系。 　　（2）根据材料六，概括研究者对开普勒定律与牛顿学说关系的评说。 　　（3）综合材料五、六，说明近代天文学发展的脉络。 参考答案与评分说明 二、单项选择题 　　第1题 D；第2题 B；第3题 C；第4题 A；第5题 D；第6题 B；第7题 C；第8题 A；第9题 D；第10题 B 三、材料解析题 第11题 　　（1）其所凭之据，材料一可分两层看。其一在人之精：所说第谷氏精于观测、积数十年之记录说明，推天须有长久而一贯之观测，非偶一得之数可用，故其所凭者乃数十年之积累。其二在数之密：所说其数之密为前此所未有说明，观测之精既超前人，则其所立之说方能较旧说为确；所说尤以火星之数为据说明，他择一星之数反复推求而不泛用众星，盖必先于一星得确而后可推及于余，此为求是之法。合而观之，承数十年精密之记录而以火星之数为据，便是开普勒推求轨道所凭之据。 　　（2）其改易之由，材料二可分两层看。其一在旧说之不合：所说初信行星沿正圆而行、以正圆推之而实际观测之数终不能合说明，正圆之说虽为千古所传，然与实数既不相合，则其说不能立，故不合于实者当去。其二在新法之相合：所说乃试以椭圆为算、其数遂合、于是立行星轨道为椭圆之说说明，改以椭圆而其数与观测相符，则椭圆之说乃得其实据，故其改易非出臆测而由验数。合而观之，正圆之推与实数不合、椭圆之算与实数相合，便是其由正圆改为椭圆的缘由。 　　（3）其作用，宜分两层说。其一在立说之基：材料一所说其数之密为前此所未有、以火星之数为据，说明科学之新说须立于可信之数之上，若无此数则虽有奇想亦无所验，故精密观测为发现之本。其二在破立之效：材料二所说正圆与实数不合而椭圆与实数相合，说明有精密之数则可判旧说之误、可定新说之是，故观测之精不徒为收集资料，实为改革学说之据。合而观之，以精密之数立新说之基、又以精密之数判旧说之误，便是精密观测对科学发现的作用。 第12题 　　（1）其三律，材料三可分三层看。其一在轨道：所说行星之轨道为椭圆、太阳居其一焦点说明，行星之路非正圆而为一椭圆，太阳偏居其一焦点，故其去日之距有远近之变，此其形。其二在面积：所说行星与太阳相连之线于相等之时日扫过相等之面积说明，同一时日之内其所扫之面积相等，故近日之时行速、远日之时行迟，此其速。其三在周期：所说公转期之平方与其轨道半长轴之立方成正比例说明，期与轴之间有一确定之比，故去日愈远者其一周愈久，且其久可以数算，此其则。合而观之，轨道为椭圆、等时扫等面、周期与轴成定比，便是开普勒三定律的内容。 　　（2）所载之书与未尽之处，材料四可分两层看。其一在所载之书：所说其律初见于《新天文学》、其三律之全者则载于《世界的和谐》说明，其前二律先出，第三律后成，故其说不尽在一时一书，乃历多年而后备。其二在未尽之处：所说其所以然之故尚未之及、惟以太阳之力推之而已说明，三律所言者只是行星如何运行，而未明其何以必须如此；他以太阳之力为说，然其说犹属推想而未为定论，故其律虽可验而其理犹待人发。合而观之，历数年而三律始备，且只明其然而未明其所以然，便是其定律所载之书及其未尽之处。 　　（3）其意义，宜分两端说。其一在使日心可验：材料三所说三律皆可由数而算、由观测而验，则哥白尼日心之说自此有了确数之据，不复为徒然之论，故其功在把日心说立在实数之上，此为天文学精密化之始。其二在启后人之思：材料四所说其所以然之故尚未之及、惟以太阳之力推之说明，其律留下了一个未解之问，即行星何以必循此路而行；此问即后之引力之说的由来，故其未竟之处正是后人接续之处。合而观之，既以实数验实日心之说、又留下所以然之问以待后人，便是开普勒定律在科学史上的意义。 第13题 　　（1）其关系，材料五可分两层看。其一在承其说：所说自哥白尼以日心立说、其事犹待验说明，哥白尼立说而未有确据，故其说如悬而待证；开普勒正是承此待证之说而求其验，故其学之根在日心之说。其二在成其实：所说以椭圆易正圆、以算数明其行、而后日心之说乃有精密之据说明，正圆之说本与观测不合，开普勒易以椭圆而以算数定其行，于是日心之说方有确数可验，故其功在为前人之说补足其实据。合而观之，承日心之说而求其验、以椭圆与算数成其实，便是开普勒定律与哥白尼学说之间的关系。 　　（2）其评说，材料六可分两层看。其一在其所致之限：所说开普勒之律明行星如何运行、而未明其何以如此运行说明，其律为描述之行而非解释之理，故其说虽确而未尽。其二在其所启之功：所说至牛顿以万有引力立说、乃以其律为万有引力之明证说明，牛顿之所以能立引力之说，正以开普勒之律为验，故其律为引力之说所凭之实据；所说二者相因而成近代天文学说明，论者以二者为相承而相成之两环，缺一不可。合而观之，许其律为描述之确而指其未言其所以然、又以为牛顿之说所凭，便是研究者对二者关系的评说。 　　（3）其脉络，宜分三环说。其一在立说：材料五所说哥白尼以日心立说而其事犹待验，此为近代天文学之发端，有方向而无确据。其二在验实：材料五所说开普勒以椭圆易正圆、以算数明其行而后日心之说乃有精密之据，此为第二环，以观测与算数把日心之说验实，使天文学立于确数之上。其三在明理：材料六所说牛顿以万有引力立说、以开普勒之律为其明证，此为第三环，以引力之说说明行星何以必循此路，使天上之理与地上之理贯通。合而观之，自立说而验证、自验证而明理，一环比一环深，便是近代天文学发展的脉络。 复习备考提示 ·　开普勒为德意志人，笃信日心之说；他承第谷氏数十年精密观测之遗产，尤以火星之数为据而推其轨道。 ·　开普勒初信行星循正圆而行，然以正圆推之终与实测不合，乃改以椭圆；此一改须有舍旧说而从实数之勇。 ·　第一定律谓行星之轨道为椭圆，太阳居于椭圆之一焦点，故其与日之距有近有远而非恒定。 ·　第二定律谓行星与太阳相连之线于相等时日扫过相等面积；第三定律谓公转周期之平方与半长轴之立方成正比。 ·　其三律皆由观测之数推出，只言行星如何运行而未言其何以如此；至牛顿以万有引力立说，乃以其律为证。 学科网（北京）股份有限公司 $