高中物理3.1天体运动每课一练(教科版必修2)

第三章 万有引力定律 1 天体运动

(时间：60分钟)

知识点 天体运动的学说 开普勒第一、第二定律 开普勒第三定律 综合提升 3 5

知识点一 天体运动的学说

1．关于行星运动，下列说法正确的是

A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动 B．太阳是宇宙的中心，地球是围绕太阳的一颗行星 C．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的

D．不论是日心说还是地心说，在研究行星运动时都是有局限的

解析 宇宙是一个无限的空间，太阳系只是其中很小的一个星系，日心说的核心是认为太阳是行星运动的中心，故选项C、D正确． 答案 CD

2．16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出了“日心说”的如下四个基本观点，目前看来这四个观点中存在缺陷的是

( )．

( )．

4 6、7、8、9、10 11 12 基础 1 中档 2 稍难 A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动

B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动

C．天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象 D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多

1

解析 行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星R3

在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足2＝恒量，故所有行星实际并不是在

T做匀速圆周运动．太阳不是宇宙的中心，整个宇宙在不停地运动． 答案 ABC

知识点二 开普勒第一、第二定律

3．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法中正确的是 A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B．有的行星绕太阳运动的轨道是圆

C．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的 D．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同

解析 八大行星的轨道都是椭圆，A对、B错．不同行星离太阳远近不同，轨道不同，半长轴也就不同，C对、D对． 答案 ACD图3－1－7

4．如图3－1－7所示是行星m绕恒星M运动情况

意图，下列说法正确的是 ( )． A．速度最大点是A点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动

图3－1－7

示

( )．

解析 由开普勒第二定律可知，行星与恒星的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此行星在近恒星点速率较大，在远恒星点速率较小，A对、B错；从A到B速度越来越小，因此行星从A到B做减速运动，C对、D错． 答案 AC

知识点三 开普勒第三定律

5．已知两个行星的质量m1＝2m2，公转周期T1＝2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为 a11A.＝ a22

a12B.＝ a21

2

( )．

a13

C.＝4 a2

a11D.＝ a23

4

R3

解析 由开普勒第三定律2＝k，分析得C项正确．

T答案 C

6．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为

( )．

A．RA∶RB＝4∶1，vA∶vB＝1∶2 B．RA∶RB＝4∶1，vA∶vB＝2∶1 C．RA∶RB＝1∶4，vA∶vB＝1∶2 D．RA∶RB＝1∶4，vA∶vB＝2∶1

22πRvA2R3RA1ATA

解析 由开普勒第三定律得3＝2，则R＝，又由v＝T，可知v＝，故D选

RBTBB4B1

项正确． 答案 D

7．两颗小行星都绕太阳做圆周运动，其周期分别是T、3T，则 A．它们轨道半径之比为1∶3 3

B．它们轨道半径之比为1∶9 3

C．它们运动的速度之比为3∶1 D．以上选项都不对

3R3R1?T1?211R2

解析 由题知周期比T1∶T2＝1∶3，根据2＝2，所以＝?T?3＝.又因为v＝

T1T2R2?2?3

9

( )．

2πRv1R1T23

，所以＝＝3.解题时要注意公式的运用及各物理量之间的关系． Tv2R2T1答案 BC

R3

8．关于开普勒行星运动的公式2＝k，以下理解正确的是

TA．k是一个与行星无关的量

( )．

3

B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半R3R3地月

长轴为R月，周期为T月，则2＝2

T地T月C．T表示行星运动的自转周期 D．T表示行星运动的公转周期

解析 T是公转周期，k是一个与环绕星体无关的量，只与被环绕的中心天体有关，中心天体不同，其值不同，只有围绕同一天体运动的行星或卫星，它们半长轴的三

3R3R地月

次方与公转周期的二次方之比才是同一常数，故2≠2.

T地T月

答案 AD

9．1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106 m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107 m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期，以下数据中最接近其运行周期的是 A．0.6小时 C．4.0小时

( )． B．1.6小时 D．24小时

3

3

（r＋h1）（r＋h2）R3

解析 由开普勒第三定律可知2＝恒量，所以＝，r为地球的

Tt2t212半径，h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离，望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期(24 h)，代入数据得：t1＝1.6 h. 答案 B

10．太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．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

水星 金星 0.615 地球 1.0 火星 1.88 木星 11.86 ( ). 土星 29.5 公转周期(年) 0.241 A.1.2亿千米 C．4.6亿千米

B．2.3亿千米 D．6.9亿千米

4