【物理】2020届一轮复习人教新课标开普勒行星运动定律课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标开普勒行星运动定律课时练（解析版)

‎2020年高考物理课时过关练：开普勒行星运动定律（解析版)‎ ‎1．以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有（　　）‎ A．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向 B．牛顿发现了万有引力定律，库伦用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值 C．根据开普勒第二定律可知北半球夏季比冬季线速度小 D．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比 为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关 ‎2．关于开普勒行星运动的公式,以下理解正确的是( )‎ A．是一个与行星有关的常量 B．表示行星运动的公转周期 C．表示行星运动的自转周期 D．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的半长轴为,周期为,则有 ‎3．2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见。火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间。此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以其明亮而易于观察。地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都可近似为圆形，已知火星公转轨道半径为地球的1.5倍，如图所示。从图示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，则火星再次与地球相距最近时所需时间约为（ ）‎ A．0.5年 B．1年 C．2年 D．4年 ‎4．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，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 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自转周期的三次方的比值都相等 ‎5．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，所有天体都绕太阳运动 C．太阳是静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动 D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的 ‎6．某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是(　　)‎ A．太阳一定在椭圆的一个焦点上 B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大 C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大 D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的 ‎7．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列结论正确的是：（ ）‎ 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU）‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎5.2‎ ‎9.5‎ ‎19‎ ‎30‎ A．海王星绕太阳运动的周期约为98.32年，相邻两次冲日的时间间隔为1.006年 B．土星绕太阳运动的周期约为29.28年，相邻两次冲日的时间间隔为5.04年 C．天王星绕太阳运动的周期约为52.82年，相邻两次冲日的时间间隔为3.01年 D．木星绕太阳运动的周期约为11.86年，相邻两次冲日的时间间隔为1.09年 ‎8．（多选）太阳系中某行星运行的轨道半径为，周期为，但天文学家在长期观测中发现，其实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离（行星仍然近似做匀速圆周运动）.天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星.假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道的半径和周期是（认为未知行星近似做匀速圆周运动）（ ）‎ A．B．C．D．‎ ‎9．（多选）已知月球围绕地球运动的周期大约为27天，某颗近地卫星绕地球运动的周期大约为1.4 h，地球同步卫星的轨道半径为r2，地球半径为R.下列说法中正确的是( )‎ A．地球同步卫星距离地球中心的距离r2与月球中心到地球中心的距离r3之比为1∶9‎ B．近地卫星距离地球中心的距离r1与月球中心到地球中心的距离r3之比为3∶48‎ C．地球同步卫星绕地球运动的加速度a2与赤道上物体随地球自转的加速度a0之比为r2∶R D．地球同步卫星绕地球运动的加速度a2与月球绕地球运动的加速度a3之比为9∶1‎ ‎10．（多选）如图为某着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，着陆器先在轨道Ⅰ上运动，然后改在圆轨道Ⅱ上运动，最后在椭圆周轨道Ⅲ上运动，P点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点的交点，轨道上的P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。且PQ=2QS=2a，着陆器在轨道1上经过P点的速度为v1，在轨道2上经过P点的速度为v2，在轨道3上经过P点的速度为v3，下列说法正确的是 A．着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速 B．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间之比是 C．着陆器在在轨道Ⅲ上经过P点的加速度可表示为 D．着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度大小相等 ‎11．（多选）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过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阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 ‎12．（多选）关于开普勒行星运动的公式＝k，以下理解正确的是 （ ）‎ A．k是一个与行星无关的常量 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长半轴为R月，周期为T月，则 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 ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可；‎ ‎【详解】‎ A、匀速圆周运动是速度大小不变的变加速曲线运动，加速度方向时刻变化，但是指向圆心，而速度方向始终为切线方向，故A错误； B、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值，故B错误； C、根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则半径越长的，线速度越小，可知北半球夏季比冬季线速度小，故C正确； ‎ D、行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量有关，与行星的速度无关，故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 结合万有引力定律可知，k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A错误；‎ BC.T代表行星运动的公转周期，故B正确，C错误；‎ D. 公式中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样。地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的。故D错误。‎ 故选：B ‎3．C ‎【解析】‎ 根据开普勒第三定律有，又地球的公转周期为1年，即年，则年，由，得距下一次火星冲日所需时间为年，只有选项C正确。故选C。‎ ‎4．A ‎【解析】第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，A正确B错误；由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，CD错误．‎ ‎5．D ‎【解析】‎ A、现在看来，地心说是错误，故A错误； B、日心说认为太阳是静止不动的，所有天体都绕太阳运行，其实太阳并不是静止不动的，可以知道，日心说比地心说先进，但是也不是完全正确的，故BC错误，D正确。‎ 点睛：地心说认为地球是宇宙的中心，并且是不动的，周围的一切天体都绕着地球转：日心说认为太阳是宇宙的中心，地球是运动的，行星及周围天体都绕着太阳转．‎ ‎6．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 由开普勒第一定律可知，太阳一定在椭圆的一个焦点上。故A正确；‎ B. C. D. 由开普勒第二定律：“相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的“知距离越大速度越小，故B错误，C错误，D正确；‎ 故选：AD ‎7．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由开普勒第三定律知：，解得：T火=1．84年、T木=11．86年、T土=29．28年、T海=164．32年；又由 ，知D对。‎ 考点: 开普勒第三定律、空间的追击与相遇。‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、行星的运行轨道发生最大偏离时，两行星与太阳在同一直线上且位于太阳同一侧，则有，解得未知行星的运行周期，故选项B正确，A错误；‎ CD、由开普勒第三定律有，解得，故选项C正确，D错误。‎ ‎9．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、根据开普勒第三定律有，可得；故A正确。‎ B、根据开普勒第三定律有，可得；故B错误。‎ C、地球同步卫星绕地球运动的角速度和地球自转角速度相等，由a＝ω2r可知，a2：a0＝r2：R；选项C正确。‎ D、根据万有引力提供向心力有，得a2∶a3＝r∶r＝(9r2)2∶r＝81∶1，选项D错误。‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】‎ 研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量．了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．‎ ‎10．BCD ‎【解析】‎ 着陆器由轨道I进入轨道Ⅱ做的是向心运动，需点火制动减速，使万有引力大于所需要的向心力，故A错误；根据开普勒第三定律可知：着陆器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比：；则着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间与着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间之比是，选项B错误；着陆器在轨道Ⅲ上经过P点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P点的加速度，大小为可，选项C正确；着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点距离火星中心的距离相等，则其加速度大小相等，方向相反，选项D错误；故选C. ‎ 点睛：本题关键是明确加速度由合力和质量决定，导致同一位置的卫星的加速度相同；然后结合开普勒第三定律和牛顿第二定律列式分析；注意只有圆周运动中向心加速度表达式为，其中的r是圆轨道半径。‎ ‎11．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．根据开普勒第二定律知，海王星在近日点P的速度最大，在远日点Q的速度最小，则海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，由轨迹的对称性，则PM段的时间小于 MQ段的时间，而运行的周期为T0，所以P到M所用的时间小于，故A错误。‎ B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误。‎ C．从P到Q阶段，由机械能守恒知，海王星的势能逐渐增大，则海王星运动的速率逐渐减小，故C正确。‎ D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。‎ ‎12．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确；‎ B. 开普勒第三定律中的公式=k，必须对应同一个中心天体，k值才相同，地球绕太阳运转和月球绕地球运转的中心天体不同，故k值不同，故B错误；‎ CD、T代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确。‎ ‎【点睛】‎ 开普勒第一定律是太阳系中的所有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．在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．开普勒第三定律中的公式k，必须对应同一个中心天体，k值才相同．‎