行星的運(yùn)動(dòng) 同步練習(xí) 高中物理（人教版2019必修第二冊(cè)）

7.1行星的運(yùn)動(dòng)

單選題

1.哪一位科學(xué)家提出所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓（）

A.托勒密B.哥白尼C.開(kāi)普勒D.牛頓

2.火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）

A.太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心

B.火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等

C.太陽(yáng)在火星與木星公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的同一個(gè)焦點(diǎn)上

D.相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積

3.2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象，即太陽(yáng)、地球、天王星處于同一直線，此時(shí)

是觀察天王星的最佳時(shí)間。已知日地距離為治,天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為7和7°,則

天王星與太陽(yáng)的距離為（）

4.太陽(yáng)系八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道可粗略地認(rèn)為是圓形，各行星的半徑、日星距離和質(zhì)

量如下表所示:

行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星

日星距離/X10nm0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04

質(zhì)量/x1024kg0.334.876.000.64190056986.8102

由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于（）A.7000年B.85年C.20年

D.10年

5.關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式與=屋以下理解正確的是（）

T2

A.所有行星的軌道都是圓，R是圓的半徑

B.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R加周期為7的月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的長(zhǎng)半軸為R月,

周期為T(mén)月，則:暑=，=.

C.k與R3成正比、與子成反比

D.左只與中心天體有關(guān)

6.如圖所示，地球衛(wèi)星P繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球相對(duì)衛(wèi)星的張角為9=2a；另一衛(wèi)星

Q（圖中未畫(huà)出）的張角為4a。則P與Q的周期之比為（）

7.如圖，0表示地球，P表示一個(gè)繞地球沿橢圓軌道做逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，AB為

長(zhǎng)軸，CD為短軸.在衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，從A到B的時(shí)間為tAB，同理從B到

A、從C到D、從D到C的時(shí)間分別為IBA、tcD、tDc.下列關(guān)系式正確的是（）

A.tAB>tBA

B.tAB<tBA

C.tCD>tDC

D.tCD<tDC

8.已知地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別幻和R2,如果把行星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積

與其所用時(shí)間的比值定義為掃過(guò)的面積速率，則地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)過(guò)程中掃過(guò)的面積速

率之比是（）

9.天文愛(ài)好者小郭在10月29日通過(guò)衛(wèi)星過(guò)境的GoSatWatch獲得天和空間站過(guò)境運(yùn)行軌跡

（如圖甲），通過(guò)微信小程序“簡(jiǎn)單夜空”，點(diǎn)擊“中國(guó)空間站過(guò)境查詢”，獲得中國(guó)天和空間

站過(guò)境連續(xù)兩次最佳觀察時(shí)間信息（如圖乙，11月2日開(kāi)始時(shí)間17:50:08和11月3日開(kāi)始

時(shí)間18:28:40）,這兩次連續(xù)過(guò)境中空間站繞地球共轉(zhuǎn)過(guò)16圈，但因白天天空太亮或夜晚空

間站處在地球陰影中而造成觀察時(shí)機(jī)不佳。地球自轉(zhuǎn)周期為24h,不考慮空間站軌道修正,

由以上信息可得同步衛(wèi)星的軌道半徑是天和空間站的軌道半徑的（）

查看過(guò)境圖

日期亮度過(guò)境類(lèi)型

北11月2日0.4可見(jiàn)

開(kāi)始時(shí)間開(kāi)始方位開(kāi)始高度角

17:50:08西北偏西10°

查看過(guò)境圖

日期亮度過(guò)境類(lèi)型

11月3日3.2可見(jiàn)

南開(kāi)始時(shí)間開(kāi)始方位開(kāi)始高度角

18:28:40西南偏西10°

甲乙

A.3.6倍B.6.3倍C.9.6倍D.12倍

10.2022年10月31日，“夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙”發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功！中國(guó)空間空間站將形成三

艙“T”字型基本構(gòu)型。假定空間站在距地面450km高度處做理想的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻“北

斗”系統(tǒng)中的中軌道衛(wèi)星A與空間站相距最近如圖所示,該中軌道衛(wèi)星A距地面高度為2.1x

1。7根,地球半徑為6.4xl067n，衛(wèi)星A和空間站的運(yùn)行軌道在同一平面內(nèi)且運(yùn)行方向相同，

則從圖示位置往后開(kāi)始計(jì)數(shù)（不包括圖示位置），在衛(wèi)星A運(yùn)行一周時(shí)間內(nèi)，空間站與A相

距最近的次數(shù)為（）

/'W贏、北斗中軌道衛(wèi)星A

C.9次D.14次

II.“中國(guó)天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）。通過(guò)FAST測(cè)量水星

與太陽(yáng)的視角。（水星8、太陽(yáng)S分別與地球A的連線所夾的角），如圖所示。若視角的正弦

值最大為。，地球和水星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則水星與地球的公轉(zhuǎn)周期的比

D.而

12.現(xiàn)將火星和水星的運(yùn)行軌道看成圓軌道，如圖所示。A、&分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)周

期，之、/?2分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)半徑。則過(guò)點(diǎn)（匈口，國(guó)點(diǎn)）的直線的圖像為（）

7.1行星的運(yùn)動(dòng)

單選題

1.哪一位科學(xué)家提出所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓（）

A.托勒密B.哥白尼C.開(kāi)普勒D.牛頓

【答案】C

【詳解】開(kāi)普勒提出了開(kāi)普勒三定律，其中開(kāi)普勒第一定律內(nèi)容為：”所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)

的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上“，故ABD錯(cuò)誤，C正確，故選C。

2.火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）

A.太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心

B.火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等

C.太陽(yáng)在火星與木星公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的同一個(gè)焦點(diǎn)上

D.相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積

【答案】C

【詳解】A.太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的焦點(diǎn)位置，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，木星和火星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小不是始終相等，在離太陽(yáng)

較近時(shí)速度較大，離太陽(yáng)較遠(yuǎn)時(shí)速度較小，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)開(kāi)普勒第一定律可知，太陽(yáng)相對(duì)所有的行星軌道的位置是不變的，太陽(yáng)在所有行星

的軌道的同一個(gè)焦點(diǎn)上，C正確；

D.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等，但是不等于

木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積，D錯(cuò)誤。

故選Co

3.2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象，即太陽(yáng)、地球、天王星處于同一直線，此時(shí)

是觀察天王星的最佳時(shí)間。已知日地距離為&,天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為7■和"，則

天王星與太陽(yáng)的距離為（）

【答案】A

【詳解】根據(jù)題意可知，天王星、地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由開(kāi)普勒第三定律舄=普,

解得天王星與太陽(yáng)的距離為

2

3T

R=J產(chǎn)Ro

故選Ao

4.太陽(yáng)系八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道可粗略地認(rèn)為是圓形，各行星的半徑、日星距離和質(zhì)

量如下表所示：

行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星

日星距離/x10nm0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04

質(zhì)量/X1024kg0.334.876.000.64190056986.8102

由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于（）A.7000年B.85年C.20年

D.10年

【答案】B

【詳解】由開(kāi)普勒第三定律可知，所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次

方的比都相等，即

R3

評(píng)=心

對(duì)圍繞同一中心天體運(yùn)行的行星或衛(wèi)星都相同，故

R地_R天

7272

地天

地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得

瓦

T天=1地爐=85年

、R地

故選Bo

5.關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式鳥(niǎo)=3以下理解正確的是（）

T2

A.所有行星的軌道都是圓，R是圓的半徑

B.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R呦，周期為T(mén)越；月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的長(zhǎng)半軸為R爐

周期為7月，則：合=.=k

C.4與R3成正比、與72成反比

D.人只與中心天體有關(guān)

【答案】D

【詳解】A.所有行星的軌道都是橢圓，R是橢圓的半長(zhǎng)軸，故A錯(cuò)誤：

B.地球和月球不是繞同一個(gè)中心天體運(yùn)動(dòng)，所以

R地R月

i地J3

故B錯(cuò)誤；

CD.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律中，々是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量，它是由中心天體即太

陽(yáng)決定的，與行星無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

6.如圖所示，地球衛(wèi)星P繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球相對(duì)衛(wèi)星的張角為6=2a；另一衛(wèi)星

Q（圖中未畫(huà)出）的張角為4呢則P與Q的周期之比為（）

P

C.Isin3aD./sin32a

7sin32aNsin3a

【答案】D

【詳解】根據(jù)幾何關(guān)系可知衛(wèi)星P的軌道半徑

R

ri------

sin。

衛(wèi)星Q的軌道半徑

根據(jù)開(kāi)普勒第三定律

可知P與Q的周期之比為

丁1_sin32a

故選D?

7.如圖，0表示地球，P表示一個(gè)繞地球沿橢圓軌道做逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，AB為

長(zhǎng)軸，CD為短軸.在衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，從A到B的時(shí)間為tAB，同理從B到

A、從C到D、從D到C的時(shí)間分別為tBA、tcD、tDC.下列關(guān)系式正確的是()

A.tAB>tBA

B.tAB<tBA

C.tCD>tDC

D.tCD<tDC

【答案】D

【詳解】試題分析：由衛(wèi)星做橢圓運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性得=tBA-所以A、B錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第

二定律，衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)快，在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)慢，所以勿。<%「故C錯(cuò)誤，D正確.

考點(diǎn)：萬(wàn)有引力，開(kāi)普勒第二定律

【名師點(diǎn)睛】考查衛(wèi)星繞地球，在地球萬(wàn)有引力作用下，做橢圓運(yùn)動(dòng)，地球處于一焦點(diǎn)上,

并掌握開(kāi)普勒第二定律的內(nèi)容.

8.已知地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別R/和R2,如果把行星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積

與其所用時(shí)間的比值定義為掃過(guò)的面積速率，則地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)過(guò)程中掃過(guò)的面積速

率之比是()

A.1B.叵C.*D.陛

【答案】B

【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知

呼一族

則周期之比為

1h

面積之比

S,_TTR;_

瓦一一咸

根據(jù)題意

S

V=-

T

可知

Vi*TRl相

---=—?—2=—―?I--Ri

v

2--S?TiR2瓦

ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選Bo

9.天文愛(ài)好者小郭在10月29日通過(guò)衛(wèi)星過(guò)境的GoSalWatch獲得天和空間站過(guò)境運(yùn)行軌跡

（如圖甲），通過(guò)微信小程序“簡(jiǎn)單夜空”，點(diǎn)擊”中國(guó)空間站過(guò)境查詢”，獲得中國(guó)天和空間

站過(guò)境連續(xù)兩次最佳觀察時(shí)間信息（如圖乙，11月2日開(kāi)始時(shí)間17:50:08和11月3日開(kāi)始

時(shí)間18:28:40）,這兩次連續(xù)過(guò)境中空間站繞地球共轉(zhuǎn)過(guò)16圈，但因白天天空太亮或夜晚空

間站處在地球陰影中而造成觀察時(shí)機(jī)不佳。地球自轉(zhuǎn)周期為24h,不考慮空間站軌道修正,

由以上信息可得同步衛(wèi)星的軌道半徑是天和空間站的軌道半徑的（）

查看過(guò)境圖

日期亮度過(guò)境類(lèi)型

H月2日0.4可見(jiàn)

開(kāi)始時(shí)間開(kāi)始方位開(kāi)始高度角

17:50:08西北偏西10°

查看過(guò)境圖

日期亮度過(guò)境類(lèi)型

11月3日3.2可見(jiàn)

開(kāi)始時(shí)間開(kāi)始方位開(kāi)始高度角

18:28:40西南偏西10°

乙

A.3.6倍B.6.3倍C.9.6倍D.12倍

【答案】B

【詳解】由圖乙的信息可知兩次最佳觀察時(shí)間約為24h,兩次最佳觀察過(guò)境中間空間站還有

15次過(guò)境，可知空間站一天時(shí)間繞地球16次，根據(jù)空間站的周期

根據(jù)開(kāi)普勒第三定律

匚上

/暗

解得同步衛(wèi)星與天和空間站的軌道半徑之比為

—=6.3

分

故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

10.2022年10月31日，“夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙”發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功！中國(guó)空間空間站將形成三

艙“T”字型基本構(gòu)型。假定空間站在距地面450km高度處做理想的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻“北

斗”系統(tǒng)中的中軌道衛(wèi)星A與空間站相距最近如圖所示,該中軌道衛(wèi)星A距地面高度為2.1x

1。7根,地球半徑為6.4x106m，衛(wèi)星A和空間站的運(yùn)行軌道在同一平面內(nèi)且運(yùn)行方向相同，

則從圖示位置往后開(kāi)始計(jì)數(shù)（不包括圖示位置），在衛(wèi)星A運(yùn)行一周時(shí)間內(nèi)，空間站與A相

距最近的次數(shù)為（）

五藤、北斗中軌道衛(wèi)星A

（O:

\、//

、/

A.7次B.8次C.9次D.14次

【答案】A

【詳解】空間站的軌道半徑

q=R+1=6.85x1067n

北斗衛(wèi)星中軌道衛(wèi)星A的軌道半徑

上=R+口2=2.74X107m

可得

2=工

根據(jù)開(kāi)普勒第三定律

r3

汴=k

從而得出二者的周期之比為