1、10B物理第六章万有引力定律作业13第一节 行星的运动班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. “太阳系中所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。”首先提出这一观点的科学家是（）（A）伽利略（B）开普勒（C）爱因斯坦（D）卡文迪许2. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢移过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示，下列说法正确的是（）（A）地球在金星与太阳之间（B）观测“金星凌日”时可将太阳看成质点（C）金星绕太阳公转的周期小于365天（D）当金星远离太阳，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积变小3. 关于开普勒第三定律公
2、式，下列说法正确的是（）（A）公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星（B）公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星（C）式中的k值，对所有行星和卫星都相等（D）式中的T代表行星自转的周期4. 2021年4月28日，国际行星防御大会召开，我国代表介绍了正在论证的小行星探测任务。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（）（A）牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据后，发现了行星运动的规律（B）此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动（C）开普勒第三定律，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k不相同（D）行星绕太阳运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终
3、不变5. 地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线，这种现象称作“日凌”。2021年9月下旬至10月中旬，火星探测器“天问一号”处在“日凌”阶段，“天问一号”与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰，出现不稳定甚至中断。10月中旬“日凌”结束时，火星的位置可能是（）（A）A处（B）B处（C）C处（D）D处6. 如图为“天问一号”从地球发射飞往火星的简化图形。轨道1为地球的公转轨道，轨道3为火星的公转轨道，椭圆轨道2为“天问一号”霍曼转移轨道。已知火星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的1.5倍，则“天问一号”从地球公转轨道到达火星公转轨道需要的时间约为（）（A）0.3年（B）0.7年（C）1.1
4、年（D）1.4年7. 研究发现，银河系中有一种看不见但很重的物体，促使这些恒星在其周围转圈。其中一颗恒星S2完整轨道如图所示，它绕银河系中心的周期约16年。椭圆的半短轴约400AU（太阳到地球的距离为1AU），根据离心率可以判断轨道的长轴约为短轴的2.5倍，研究中可忽略其他星体对S2的引力，则银河系中心质量与太阳质量之比约（）（A）（B）（C）（D）8. 2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582s后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。预定
5、轨道近地点距地面的高度为200km，远地点距地面的高度为400km。已知地球同步卫星轨道距地面的高度约为3.6104km，地球半径约为6000km，则神舟十三号载人飞船的运行周期约为（）（A）84min（B）115min（C）180min（D）206min二、 多项选择题（有两个及以上选项正确）9. 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，为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。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，速率逐渐变小（C）从P到Q阶段，速率逐渐变小（D）从M到N所用的时间等于三、 填空题
6、10. 开普勒以全部的精力研究了第谷对行星运动的观测记录，终于发现：（1）开普勒第一定律：所有行星绕太阳的运动的轨道都是_，太阳处在椭圆的一个_上；（2）开普勒第二定律：对任一行星来说，它与太阳的连线在相等的时内扫过的面积是_的。11. 如图所示，某行星绕太阳运动的轨道是椭圆。A点是轨道上距太阳最近的位置，B点是轨道上距太阳最远的位置。太阳位于椭圆其中的一个_上；行星在A点时的线速度_（填“大于”“小于”或“等于”）在B点时的线速度；行星在A点时的角速度_（填“大于”“小于”或“等于”）在B点时角速度。四、 计算题（写出必要的文字，图式和运算过程）12. 有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平
7、均距离是地球到太阳的平均距离的八倍。问这个小行星绕太阳公转周期将是地球公转周期的几倍?13. 飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示。如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点所需要的时间。参考答案：1B【解析】【分析】【详解】开普勒通过对第谷的观察资料研究，发现了开普勒三大定律，其中第一定律为：太阳系中所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。故选B。【点睛】2C【解析】【详解】A“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳
8、与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故A错误；B观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，将无法看到“金星凌日”现象。故B错误；C根据开普勒第三定律可得依题意，有解得故C正确；D根据开普勒第二定律，可知在同一轨道内，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积相等。故D错误。故选C。3B【解析】【详解】AB开普勒第三定律适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星，也适用于围绕行星运动的卫星，A项错误，B项正确；CD公式中的k值只与中心天体有关，对围绕同一中心天体运行的行星（或卫星）都相同，T代表行星（
9、或卫星）公转的周期，CD两项错误。故选B。4B【解析】【分析】【详解】A在开普勒发现了 行星的运行规律后，牛顿才发现万有引力定律，开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律。A错误；B开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动， B正确；C公式中的k值由中心天体决定，只要是中心天体一样，k值一样， C错误；D由开普勒第二定律可知，日星连线相同时间内扫过面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，越靠近太阳，线速度越大，反之，则越小，D错误。故选B。5A【解析】【详解】根据开普勒第三定律火星的运动半径大于地球，则周期更大，角速度更小，火星和
10、地球均逆时针运动，相同时间内地球运动到十月中旬位置时，火星运动轨迹对应的弧度小于地球运动轨迹对应的弧度，只可能在A位置。故选A。6B【解析】【详解】根据开普勒第三定律可知椭圆转移轨道的周期为从地球公转轨道到达火星公转轨道需要的时间约为0.7年。故选B。7A【解析】【详解】根据开普勒第三定律有式中k是与中心天体的质量M有关，且与M成正比；所以，对S2围绕银河系中心运动有对地球围绕太阳运动有两式相比，可得带入数据可得故A正确，BCD错误。故选A。8A【解析】【详解】设地球的半径为R，则神舟十三号载人飞船预定轨道的半长轴约为1.05R，地球同步卫星的轨道半径约为7R，由开普勒第三定律得解得T1.4h
11、=84minA正确。9CD【解析】【详解】AC根据开普勒第二定律，可知近地点的速度比远地点的速度大，则从P到Q阶段，万有引力对做负功，速率逐渐变小，所以从P到M所用的时间小于，A错误；C正确；B由于只有万有引力做功，从Q到N阶段，机械能保持不变，B正确；D从M到Q阶段，万有引力对它做负功，从Q到N阶段，万有引力做正功，D正确。故选CD。10 椭圆 焦点 相等【解析】【分析】【详解】（1）12所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；（2）3对任一行星来说，它与太阳的连线在相等的时内扫过的面积是相等的。11 焦点 大于 大于【解析】【详解】1根据开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆其中的一个焦点上；23根据开普勒第二定律分析可得，行星在A点时的线速度大于在B点时的线速度；行星在A点时的角速度大于在B点时角速度。12T【解析】【详解】由题图可知，飞船由A点到B点所需要的时间刚好是沿图中椭圆轨道运动周期的一半，椭圆轨道的半长轴为设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T，根据开普勒第三定律有解得所以飞船由A点到B点所需要的时间为1322.6【解析】【详解】设地球轨道半径为R，则小行星的轨道半径为8R；根据开普勒第三定律得解得地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为22.6年。
