【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版行星的运动限时过关练（解析版）

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版行星的运动限时过关练（解析版）

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：行星的运动（解析版)‎ ‎1．为了观测地球表面的植被覆盖情况，中国发射了一颗人造卫星，卫星的轨道半径约为地球同步卫星轨道半径的，那么这个卫星绕地球一圈需要多长时间（　　）‎ A．12小时 B．1小时 C．6小时 D．3小时 ‎2．如图所示，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N、Q、M回到P的运动过程中，下列说法正确的是 A．从P到N阶段，动能逐渐增大 B．从N到Q阶段，速度逐渐增大 C．从Q到M阶段，所用时间大于 ‎ D．从M到P阶段，加速度逐渐减小 ‎3．‎2018年 2 月 6 日，马斯克的 SpaceX“猎鹰”重型火箭将一辆樱红色特斯拉跑车发射到太空。图1是特斯拉跑车和Starman（宇航员模型）的最后一张照片，它们正在远离地球，处于一个环绕太阳的椭圆形轨道（如图2）。远太阳点距离太阳大约为 3.9亿公里，地球和太阳之间的平均距离约为 1.5 亿公里。试计算特斯拉跑车的环绕运动周期（可能用到的数据：，）（ ）‎ A．约 15 个月 B．约 29 个月 C．约 36 个月 D．约 50 个月 ‎4．小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道半径为月球半径的3倍，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回，当第一次回到分离点时恰与航天站对接，登月器快速启动所用的时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行，不考虑月球自转的影响，则下列说法正确的是　　‎ A．从登月器与航天站分离到对接，航天站至少转过半个周期 B．从登月器与航天站分离到对接，航天站至少转过2个周期 C．航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为 D．航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为 ‎5．关于行星的运动，下列说法正确的是（ ）‎ A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大 C．水星离太阳最近，公转周期越大 D．冥王星离太阳最远，绕太阳运动的公转周期最小 ‎6．A、B两颗人造地球卫星在同一个平面同向做匀速圆周运动，B星的轨道半径大于A星轨道半径。A星绕地球做圆周运动的周期为2小时，经观测每过t小时A、B两颗卫星就会相遇(相距最近)一次。则A、B卫星的轨道半径之比为 A． B． C． D．‎ ‎7．如图所示为某行星绕太阳运动的轨迹示意图，其中P、Q两点是椭圆轨迹的两个焦点，若太阳位于图中P点，则关于行星在A、B两点速度的大小关系正确的是　　‎ A． B． C． D．无法确定 ‎8．如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴。下列说法中正确的是 A．行星运动到A点时速度最大 B．行星运动到C点或D点时速度最小 C．行星从C点运动到B点的过程中做加速运动 D．行星从B点运动到D点的过程中做加速运动 ‎9．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4倍，则该行星绕太阳公转的周期是( )　　‎ A．2年 B．4年 C．8年 D．10年 ‎10．有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（　　）‎ A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C．所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的 ‎11．月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，其运行周期约为27天．现应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高时，人造地球卫星可随地球一起转动，就像其停留在天空中不动一样．若两颗人造卫星绕地球做圆周运动，周期之比为1∶8，则它们轨道半径之比是多少？(已知R地＝6.4×‎103 km)‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 地球同步卫星的周期为24小时，根据开普勒第三定律：，代入数据可得：T卫=3小时，故D正确，ABC错误。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 从P到N阶段，海王星离太阳越来越远，海王星做离心运动，所以速度越来越小，动能越来越小。故A错误。‎ B.从N到Q阶段海王星离太阳越来越远，海王星做离心运动，所以速度越来越小。故B错误。‎ C. 从Q到M阶段，海王星的平均速度小于从M到P阶段的平均速度，所以从Q到M阶段，所用时间大于 。故C正确。‎ D. 从M到P阶段，海王星离太阳越来越近，所以加速度逐渐增大。故D错误。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 特斯拉跑车的半长轴：R车=亿公里，R地= 1.5 亿公里；地球的公转周期为12个月，由开普勒第三定律有： 可得：T车≈29个月；故ACD错，B正确。‎ ‎4．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 航天站的轨道半径为3R，登月器的轨道半长轴为2R，由开普勒第三定律可知，航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为：；从登月器与航天站分离到对接，登月器的运动的时间为一个周期T，登月器可以在月球表面逗留的时间为t，使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接，，则 ，n取整数，即n 至少为1，这一时间要大于航天站的半个周期，而登月器在月球上要逗留一段时间，其值不知，即无法确定时间大小，则AB错误；航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为：，则C正确，D错误；故选C。‎ ‎5．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 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。其表达式=k，行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长。故A错误，B正确；水星轨道的半长轴最短，公转周期就最小，故C错误；冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长，故D错误；故选B。‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A星运动的周期为T1=2小时，半径为r1，设B星运转周期为T2，半径为r2，经过t小时AB两卫星就会相遇一次，表明A星比B星多转一圈，有，解得 小时；根据开普勒第三定律：，则A、B卫星的轨道半径之比为，选项D正确，ABC错误；故选D.‎ ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积如图所示：‎ 行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上如果时间间隔相等，即，那么面积面积B，由此可知行星在远日点B的速率最小，在近日点A的速率最大．‎ ‎【详解】‎ 根据开普勒第二定律，也称面积定律：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.由扇形面积知半径长的对应的弧长短，由知行星离太阳较远时速率小，较近时速率大。即行星在近日点的速率大，远日点的速率小；故A正确，B、C、D错误.‎ 故选A.‎ ‎【点睛】‎ 考查了开普勒第二定律，再结合时间相等，面积相等，对应弧长求出平均速度.‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB．根据开普勒第二定律，在相同时间内某一行星与恒星的连线所扫过的面积相等，可知在近日点的圆弧较长，在远日点圆弧长度较短，可知在近日点B速度最大，在远日点A速度最小，故选项AB错误；‎ C．行星从C点运动到B点运动，即向近日点运动，速度逐渐增大，做加速运动，故选项C正确；‎ D．行星从B点运动到D点运动，即向远日点运动，速度逐渐减小，做减速运动，故选项D错误。‎ ‎9．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设地球半径为R，则行星的半径为4R；根据开普勒第三定律得：，则，地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为8年；故选C.‎ ‎10．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.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。故A正确，B错误；‎ C.‎ ‎ 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。故C错误；‎ D. 由第一定律知道所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，故D正确。‎ 故选：AD ‎11．3.63×‎104 km　1∶4‎ ‎【解析】月球和人造地球卫星都在环绕地球运转，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．设人造地球卫星运动的半径为R，周期为T＝1天，根据开普勒第三定律有：＝k，同理设月球轨道半径为R′，周期为T′，也有＝k 由以上两式可得＝‎ R＝＝＝6.67R地 在赤道平面内离地面高度 H＝R－R地＝6.67R地－R地＝5.67R地 ‎＝5.67×6.4×‎103 km＝3.63×‎104 km.‎ 由开普勒第三定律：＝‎ 又因为T1∶T2＝1∶8，解得R1∶R2＝1∶4.‎