3.1 天体运动 课时提升练（解析版） 一、选择题 1．人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测 记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科 学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三大定律， 揭示了行星运动的规律。观测记录行星公转的大量数据以及发现行星运动三大定律的 科学家分别是（ ） A．托勒密、第谷 B．第谷、开普勒 C．哥白尼、托勒密 R3 2．关于开普勒行星运动的公式 T 2 ＝k，以下理解正确的是（ D．哥白尼、开普勒 ） A．k 是一个与行星有关的常量 B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R0，周期为 T0；月球绕地球运转轨道的长半轴 R03 R 3  2 2 为 R，周期为 T，则有 T0 T 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 3．如图所示，火星和地球都在围绕太阳旋转，其运行轨道是椭圆，根据开普勒行星运 动定律可知（　　） A．火星绕太阳运动过程中，速率不变 B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 C．地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小 D．在任意相等的时间内，火星与太阳连线扫过的面积一定等于地球与太阳的连线扫 过的面积 4．我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二 十八、二十九颗北斗导航卫星。发射过程中“北斗”28 星的某一运行轨道为椭圆轨道， 周期为 T0 ，如图所示。则（　　） A．卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆，地球处于椭圆的中心 B．卫星在 A � B � C 的过程中，速率逐渐变大 C．卫星在 A � B 过程所用的时间小于 T0 4 D．在 C 点卫星速度有最大值 5．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1 和 F2 是椭圆轨道的两个焦点，行星在 A 点的速率比在 B 点的速率大，则太阳是位于（　　） A．F2 B．A C．F1 D．B 6．牛顿以他伟大的工作把天空中的现象和地面的现象统一起来，成功的解释了天体运 动的规律，时至今日，上千颗人造卫星正在按照万有引力定律为他们设定的轨道绕地 球运转着，以下有关说法正确的是（　　） A．第谷通过观察行星的运动，得出了行星的运动规律，他认为行星的轨道都是椭圆 B．开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律 C．牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值 D．牛顿总结前人的成果得出了牛顿三大定律 7．太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的 9 倍，则该行星绕太阳公转的周期是（　　） A．3 年 B．9 年 C．27 年 a3 k 2 8．关于开普勒第三定律 T ，下列说法正确的是（　　） A．此公式只适用于轨道是圆的运动 B．T 是行星的自转周期 C．式中的 k 值只与中心天体质量有关，与环绕天体质量无关 D．81 年 D．月球绕地球运动的 k 值与地球绕太阳运动的 k 值相同 9．下列说法中不正确的是（　　） A．开普勒发现了行星运动定律 B．牛顿建立了万有引力定律 C．经典力学适用的领域有微观领域和低速领域 D．卡文迪许测出了引力常量 G 的数值 10．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E 和 F 是椭圆的两个焦点，O 是椭圆的 中心，行星在 B 点的速度比在 A 点的速度大。则恒星位于（　　） A．F 点 B．A 点 C．E 点 D．O 点 a2 =K C． T 2 a3 K D． T 2 11．开普勒第三定律的表达式为（　　） a =K A． T a2 =K B． T 12．下面列举的三位大师，他们对世界天文学的发展影响极其深远，那么从左到右排 列符合历史发展顺序的是（　　） A．哥白尼、牛顿、开普勒 B．哥白尼、开普勒、牛顿 C．开普勒、哥白尼、牛顿 D．开普勒、牛顿、哥白尼 13．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对 以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，下列说法正确的是（　　） A．亚里士多德不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科 学的发展极为有益的科学方法，从此之后大师辈出，经典如云，近代科学的大门从此 打开 B．第谷通过大量的天文观察，发现了行星绕太阳的运动轨迹是椭圆而不是完美的圆 C．卡文迪许用扭秤实验测出万有引力恒量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人 D．伽利略经过实验加推理得出结论:若物体在水平面上运动没有摩擦，物体将永远运 动下去:同时代的笛卡尔也指出:如果运动中的物体没有受到力的作用，它将以同一速度 沿同一直线运动 14．如图，某一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，中心天体质量远大于行星质量， 不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运行轨道中，两个为圆轨道，半径分别为 r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为 a，a=r3．设 △t 时间内行星 II、行星 III 与中心天 体连线扫过的面积分别为 S2、S3；行星 I 的速率 v1、行星 II 在 B 点的速率 v2B、行星 II 在 E 点的速率 v2E、行星 III 的速率 v3，下列说法正确的是 , A．S2=S3 B．行星 II 与行星 III 运行周期相等 C．行星 II 与行星 III 在 P 点时向心加速度大小相等 D．v2E<v3<v1<v2B 15．根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有（　　） A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B．同一卫星离地球越远，速率越小 C．不同卫星，轨道越大周期越大 a3 D．同一卫星绕不同的行星运行， T 2 的值都相同 二、解答题 16．人类发送地球卫星对地球的运行轨道有影响吗？ 17．太阳系中有八大行星，它们与太阳间的距离从小到大依次为水星、金星、地球、 火星、木星、天王星、海王星，下面是八大行星绕太阳运动的有关数据 请认真阅读并分析数据，可得到哪些结论（至少写出两条） 参考答案 1．B 【详解】 第谷通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，开普勒认为行星公转 轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三定律。 故选 B。 2．D 【详解】 A．k 是一个与中心天体有关的常量，故 A 错误； B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R0，周期为 T0；月球绕地球运转轨道的长半轴为 R，周期为 T，月球绕地球转，地球绕太阳转，中心天体不同，所以 R03 R 3 � T02 T 2 故 B 错误； CD ．T 表示行星运动的公转周期，故 D 正确，C 错误。 故选 D。 3．B 【详解】 ACD．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的 面积相等。行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地 球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，火星绕太阳运动过程中，速率不断变化，故 ACD 错误； B．根据开普勒第三定律：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。由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故 B 正 确； 故选 B。 4．C 【详解】 A．由开普勒第一定律可知，卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆，地球处于椭圆的一个焦点 上，故 A 错误； B．根据开普勒第二定律，卫星在相等的时间内扫过的面积相等，卫星在 A→B→C 的过程 中，卫星与地球的距离增大，速率需逐渐变小，故 B 错误； C．卫星在 A→B→C 的过程中所用的时间是半个周期，由于这段运动过程中，速率逐渐变 小，A→B，B→C 的路程相等，所以卫星在 A→B 过程所用的时间小于 B→C 过程所用的时 间，则卫星在 A→B 过程所用的时间小于 T0 ，故 C 正确； 4 D．根据开普勒第二定律，卫星在相等的时间内扫过的面积相等，卫星在 A→B→C 的过程 中，卫星与地球的距离增大，速率需逐渐变小，则在 C 点卫星速度有最小值，故 D 错误。 故选 C。 5．C 【详解】 根据开普勒第一定律可知，太阳在行星轨道的焦点上，根据开普勒第二定律可知，行星在 近日点的速度较大，故 F1 是太阳的位置，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 6．D 【详解】 A．第谷观察行星并记录数据，开普勒根据第谷的数据得出行星运动规律，A 错； B．牛顿总结出万有引力定律，B 错； C．卡文迪许测出万有引力常量，C 错； D．牛顿总结前人成果得出牛顿三大定律，故 D 正确。 故选 D。 7．C 【详解】 设地球距太阳的平均距离为 R，则行星距太阳的平均距离为 9R，根据开普勒第三定律 R 3  9R   2 T地行 T2 可得 T行地 27T 3 由于地球的公转周期为 1 年，则说明该行星的公转周期为 27 年。 故选 C。 8．C 【详解】 A．此公式不仅适用于轨道是圆的运动，也适用于轨道是椭圆的运动。故 A 错误； B．T 是行星的公转周期。故 B 错误； CD．式中的 k 值只与中心天体质量有关，与环绕天体质量无关。在不同的天体系统中，其 值往往不同。故 C 正确；D 错误。 故选 C。 9．C 【详解】 A．开普勒发现了行星运动定律，故 A 不符合题意； B．牛顿建立了万有引力定律，故 B 不符合题意； C．经典力学适用的领域有宏观领域和低速领域，故 C 符合题意； D．卡文迪许测出了引力常量 G 的数值，故 D 不符合题意。 故选 C。 10．A 【详解】 行星绕恒星沿椭圆轨道运动，因为行星在 B 点的速度比在 A 点的速度大，说明 B 点是近点， A 点是远点，则恒星位于 F 点。 故选 A。 11．D 【详解】 开普勒第三定律得表达式为 a3 K T2 故选 D。 12．B 【详解】 希腊科学家托勒密提出了地心说：认为地球是静止不动的，太阳、月亮和星星从人类头顶 飞过，地球是宇宙的中心；波兰天文学家哥白尼，发表著作《天体运行论》提出日心说， 预示了地心宇宙论的终结；德国天文学家开普勒对他的导师−−第谷观测的行星数据进行了 多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律；开普勒发现了行星的运行规律之后，牛顿根 据开普勒定律和牛顿运动定律，总结出了万有引力定律。 故选 B。 13．CD 【详解】 A．伽利略不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展 极为有益的科学方法，从此之后大师辈出，经典如云，近代科学的大门从此打开，故 A 错 误； B．开普勒通过大量的天文观察，发现了行星绕太阳的运动轨迹是椭圆而不是完美的圆， 故 B 错误； C．卡文迪许用扭秤实验测出万有引力恒量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人，故 C 正确； D．伽利略经过实验加推理得出结