考点20开普勒行星运动定律-高考全攻略之备战2019年高考物理考点一遍过

1、，资考点2。开普勒行星运动定律 d考点斛接凄一、开普勒行星运动定律.开普勒第一定律：所有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。行星的近日点到太阳的距离 ri=ap,行星的远日点到太阳的距离 r2=a+c,其中a为椭圆轨道的半长轴, c为半焦距。.开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。由于轨道不是圆，故行星离太阳距离较近时速度较大（势能小而动能大），对近日点和远日点的线速度大小有v1ri=v2r2.开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。a3若轨道周期为T,则有 =k，比值k为对所有行星都相同（

2、与太阳有关）的常量。Tr3GM若轨道为圆，半径为r,则有二=k,结合万有引力定律可得 k=-2 （G为引力常量，M为中心天T4冗体质量）二、开普勒行星运动定律的适用范围开普勒行星运动定律不仅适用于太阳行星系统，类似的绕中心天体转动的系统一般都适用，如地 阴系统、行星-卫星系统、恒星 ,星系统等。W一向一开普勒第一定一（2018 安徽省淮北十二中、滩溪二中） 据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1235颗潜在类地行星中选出 86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象 .关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是A.所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B.所有行星都绕太阳做

3、椭圆运动，太阳处在运动轨道公共的一个焦点上C.任一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积都相等D.所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相等【参考答案】BC【详细解析】赧蝎开普勒翦一定?金可知：开宵的H堇用绳太：口运动的就道都是耦吧，故A蟠建；根据 开普劭第一定建可知：所商朝行垦国建太至港劫时耽遭浦;丑瑞引，大汨登在所宥相吧的一个僵点上，故B 正磷；根擅开普勒第二定律可如:理每一人疔里吃盖，太响疔里前迷葭在那同时间内扫过的面积黑等，故C 正谶；栈搔开普动第三定胜可知；所旁纣堇的赳道的山长轴的三次方艰公整周期的二次方的比值若友等， 故D转误.f度式将展1.某行星绕恒星运行的

4、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 . A点B . E点C . O点D . F点【答案】A【解析】恒星位于椭圆轨道的一个焦点上，又因为行星在B点的速度比在 A点的速度大，所以恒星位于F点，选A。良者向二开普勒第二灾律（2018 河南省大联考）当月球到达近地点又正好是满月时，月亮看起来比平时大14%、亮30%,这时就称为超级月亮。2017年12月3日出现了 2017年的第一次也是最后一次超级月亮”。如图所示是月球绕地球运动的示意图，已知地球半径为R,地球表面重力加速度为 g,月球在远地点距地面的高度为h1，近地点距地面的高度

5、为则下列说法正确的是目蟀入A.地心与月心的连线在相同时间内扫过相同的面积B.月球在远地点的速度大于gR2hi Rh2 RC.月球在远地点和近地点的速率比为hiRD.月球在远地点和近地点加速度大小的比为2h2R【参考答案】ACD【详细解析】根据开鲁希弊二定建，月球之地球运动，月二与地。的连就在您等的府向向拉过的百积油等，靛A正鸡；芳月亮以丰泾为(%+穴)数刃律2周造动，工；宵：GMm-v = m-,人 GM = R*g , （% + 及）*4 + R,岳差方,由于月亮胤达娃地点后致近二书图罡动，战在近地蛊注度小于卢三，战B维误；根揖开普勒第二定律，月球统她琰运动，月山角地心的连线在云等的时间向抬

6、过的玄机寂等，即在在 统油时同的，月亮在近地点.扫过的会标与建地点.拒过的古积五号，出宥:11iv远h2R,v远& (hi +R )= v近& (h2+R ),解得： =,故C正确；根据牛顿第二定律得:22v近hiRc MmG2 =ma远，解得:h2 R，变式拓展GMGM2 ,同理a近一2hiRh2R2h2 R2 , 故D正确。hi R1.某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，其中 a为近日点，c为远日点，若行星运动周期为T,则该行星A.从a到b的运动时间等于从 c到d的运动时间B.从d经a至ij b的运动时间等于从 b经c至ij d的运动时间Ta

7、到b的时间tab 一4【答案】CD【解析】根据开普勒第二定性可知，什里在近日点江景大，左运日点选更最小，行星从a到方的平均 速圭大于从。到d的事为是全，南孤长能等于弧长故从鹭方的运劫时离小于从。到4的运动晡 同，A埴误；同理，从d轻门到方的是动叶词小于义6经。到的遭动时间，B维误：在整个梢到就道上为一, t+Ee, CD正旗匚44W一向三开普勒第三名株总例和顺(2018 高一物理期末复习单元检测) 如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B卫星的轨道半径的比值为 k,地球自转周期为 Too某时刻A、B两卫星距离达到最近，从该时刻起到 A、B间距离最远

8、所经历的最短时间为T又一. 2(Vk3+l)- 4k3-1【参考答案】C TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 33【详细解析】 由开普勒第三定律得：与二四T； T；E t?1 .圈，一一一 =Ab -Aa = -,又 Ta=T0,解得：t =Tb Ta2乡变式都展1.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过示，该行星与地球的公转半径比为设两卫星至少经过时间 t距离最远，即 B比A多转半ToN年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所二地球 干星 f. 一 N4 a： Pe ；;太阳/ ;C.()2/3)3/2B.

9、(D.(N .2/3N -1N -1)3/2t解析】由图可知行星的纵道主捶大，由开香身舞三定座打其周交长.看过X年，该行里会道疗到日她连线的延长或上，证明从最初在日地连崇时延至纥上开始，每一-聿地球新在行星的前面比狞量多转丁，AN年后她嫁善了 NM,比行里多转1室，狎打里转了上二1富.虬晶再次在日地连线的延长践上，所以行NrJTj心FT / N,5堇的翦彩是:一年，樵挥开普勒第三定建育方=A ,即一=出=（二二二），逸A 1/%/YQ* A 1f?考点闻美.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，由开普勒行星运动定律可知A.太阳位于木星运行轨道的中心B.木星和火星绕太阳运行速度的大小始终相等C.

10、木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积.人们经长期观测发现，天王星绕太阳圆周运动实际运行的轨道总是周期性地每隔to时间发生一次最大的偏离。英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星。这就是后来被称为笔尖下发现的行星”-海王星，已知天王星运行的周期为To,轨道半径为Ro。则海王星绕太阳运行周期 T、轨道半径R是toA , 一 to -ToB.toToT 二to -ToC. R-RoJto 2.(to -To)2D.3(。)23. （2018 安徽省合肥市第一

11、中学）2018年4月13日，美国联合英法两国对叙利亚实施精准打击。2017年5月3。日，美国首次全程拦截洲际弹道导弹试验取得成功。其实早在2。13年1月27日，我因就在境内第二次成功地进行了陆基中段反导拦截技术试验。中段是指弹道导弹在大气层外空间依靠惯性飞行的一段。如图所示，地表上 A、B、C三点分别是发射导弹、打击点、拦截导弹的位置。当弹道导弹从A点发出，飞入大气层外在惯性作用下运动。在轨道最高点D点与从C点发射的拦截导弹相遇，并爆炸销毁，起到拦截作用。下列说法正确的是L iA .弹道导弹在大气层外轨道上从E至D过程中机械能不断减小B .弹道导弹从E到D过程中和拦截导弹从 C到D过程中加速度

12、均减小C .弹道导弹在大气层外运动轨迹一定是以地球地心为焦点的椭园轨道D .弹道导弹依靠惯性到达 D点速度可能大于7.9 km/s（2018 宁夏石嘴山市第三中学）2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以、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” 2喔的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为To,如图所示。则A .北斗” 281的发射速度小于第一宇宙速度B.北斗” 281星在A-B-C的过程中，速率逐渐变大C.北斗” 281在A-B过程所用的时间小于 T04D.北斗” 281在B-C-D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功（2018

13、 湖南省湖南师大附中炎德英才大联考）2018年1月31号晚上，月亮女神上演 152年一次的 月全食血月+超级月亮+蓝月”三景合一的天文奇观。超级月亮的首要条件是月亮距地球最近，月亮绕地球运动实际是椭圆轨道，距离地球的距离在近地点时为36.3万千米，而位于远地点时，距离为 40.6万千米，两者相差达到 10.41%,运行周期为27.3天，那么以下说法正确的是A.月球在远地点时绕行的线速度最大B.每次月球在近地点时，地球上同一位置的人都将看到月食C.有一种说法，月球的近地点越来离地球越远，如果一旦变成半径大小等于远地点距离40.6万千米的圆轨道时，那么月球绕地球的周期将变大D .月球是地球的耳星，

14、它在远地点时的机械能大于在近地点的机械能（2018 广东省茂名市）2018年1月31日晚，天空中出现了 150年来的首次 超级蓝色月全食所谓 超级月亮”，就是月球沿椭圆轨道绕地球运动到近地点的时刻，此时的月球看起来比在远地点时的月球大12%14%,亮度提高了 30%。则下列说法中正确的是A.月球运动到近地点时的速度最小B.月球运动到近地点时的加速度最大C.月球由远地点向近地点运动的过程，月球的机械能增大D.月球由远地点向近地点运动的过程，地球对月球的万有引力做负功（2018 普通高等学校招生全国统一考试模拟理综物理试题）在赤道平面内有三颗在同一轨道上运行的卫星，三颗卫星在此轨道均匀分布，其轨道

15、距地心的距离为地球半径的3.3倍，三颗卫星自西向东环绕地球转动。某时刻其中一颗人造卫星处于A城市的正上方，已知地球的自转周期为T,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，则A城市正上方出现下一颗人造卫星至少间隔的时间约为0.18T0.24T0.32T0.48T（2018 山东省实验中学） 如图所示，a为放在地球赤道上随地球一起转动的物体，b、c、d为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b是近地卫星，c是地球同步卫星。若 a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g,则下列说法中正确的是A . b卫星转动的线速度大于 7.9 km/sa、b、c、d的周期大小关系为

16、 TaTbTcTda和b的向心加速度都等于重力加速度gD.在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大P为近日点，Q为远日点，M、N为（2017 新课标全国n卷）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,轨道短轴的两个端点，运行的周期为To。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至ij N的运动过程中A.从P至ij M所用的时间等于To/4B.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（2016 新课标全国 出卷）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文

17、观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律（2016 新课标全国I卷）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星白轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为A. 1 hB. 4hC. 8 hD. 16 h公舂景精祈凄. C【弱祈】太不位于木星道行就道的嗫点位至.A绻误：故疆H专勒第二定律可知，木里知火里空;太阳 运行速度我大小不是始终相等，事太常较近时速度较

18、大，皎垃时这度较小，B蜻误；板据开普勒第三定 律可知，木星与火星公蒋同龙之比的导方等于它付趾迂字女壮之比的立方，C正碑；根据开普勒鬻二定 律可加，强同时间内，火星与太阳港税年3土的近曲港等，木星与太阳连级招过的面病也相等，住是火星 与大刃连线扫过的石较不等于木星与太刃连线招过的会解，D维误. BC【解析】 天王星发生最大偏离时，天王星、海王星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧，则有2 仁 2 冗.一_10T0R3 R3=t0 -二t。=2阳解得海王星的运行周期 T =/厂，A错误，B正确；由开普勒第三定律有 =与， ToTt0 -T0T0 T解得RuR/_t0C正确，D错误。 (t0 -To)

19、2C【解析】弹道导弹在大气层外轨道上从E至D过程中，因只靠惯性运动，只有地球的引力做功，则机械能守恒，选项 A错误；弹道导弹从 E到D过程，高度增大，地球对导弹的引力减小，加速度减小； 拦截导弹在大气层内运动时从C到D过程中加速度不一定减小，选项 B错误；根据开普勒第一定律，导弹在大气层外只受地球引力，其运动轨迹是以地心为焦点的椭圆，故 C正确。根据开普勒第二定律， 导弹离地面越远速度越小，离地面越近速度越大，地面附近的速度为第一宇宙速度7.9 km/s,所以弹道导弹飞行至D点时速度小于7.9 km/s,故D错误。A错误；根据开普勒第二定律，卫B错误；卫星在 A-C的过程中所A-B与B-C的路

20、程相等，所以卫C【解析】绕地球运行的卫星，其发射速度都大于第一宇宙速度，故星在A-B-C的过程中，卫星与地球的距离增大，速率逐渐变小，故星在A- B过程所用的时间小 无，故C正确；卫星在 B-C-D的过程中，万有引力方向先与速度方向用的时间是0.5T。，由于卫星在 A-B-C的过程中，速率逐渐变小,4D错误。成钝角，过了 C点后与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故C【翁析】月球垄远地点线速度聂k 靛A端误；由于地球的商特，那么地球同一住曼的人不一定新能看到月食，技B绻读：近地点更追，远地点为变，叠?变大，根据开瞽勒定律可M周再变大，所以C正统；珀卫里在同一跳道上(工论是卫社遭

21、巡走并置就道)机械能守茁，数D堵误口B【券析】由开普勤第二定律，月嫁运动至I近地点防的注赛最大，A缮误；悚牛顿第二定律方万清引力GMm GM定律可得口 = 一月痍造动留近地怠时所受享；力聂大，加这度最大，B正瑙：月球绕地球运动过程仅受地琰的万福引力卜如父能守空，C缱送：月毯由这地点句近地系运动的过程中二者间馥蛇丝，地琰痣月球万奇引力做正功，D措误33.3r2,3 TOC o 1-5 h z r，皿，1-一入口6.6rA【解析】地球的自转周期为 即地于同步卫星的周期为 T,根据开普勒第三定律得：,-六T22 2 2 7t解得：T1 = J，下一颗人造卫星出现在A城市的正上方，相对 A城市转过的角度为,2九一、，t = ，解