2024版新教材高中物理课时分层作业十三行星的运动新人教版必修第二册

课时分层作业(十三)行星的运动A组基础巩固练1．开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是()A．所有行星轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C．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D．行星绕太阳运动的速度大小不变2．太阳系有八颗行星，八颗行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是()3．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据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．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的三次方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4．(多选)如图是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是()A．速度最大点是A点B．速度最小点是C点C．m从A点到B点做减速运动D．m从B点到A点做减速运动5．(多选)据报道，研究人员从美国航空航天局“开普勒”望远镜发现的1235颗潜在类地行星中选出86颗(在太阳系中)，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椭圆运动，太阳处在运动轨道的一个焦点上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6．某行星绕太阳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A点的线速度比在B点的线速度大．则太阳位于()A．A点B．E点C．F点D．O点7．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍.P与Q的周期之比约为()A．2∶1B．4∶1C．8∶1D．16∶18．[2023·河北石家庄高一联考]太阳系八颗行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为()行星名称水星金星地球火星木星土星公转周期/年0.2410.6151.01.8811.8629.5A.1.2亿千米B．2.3亿千米C．4.6亿千米D．6.9亿千米B组能力提升练9.(多选)如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC.下列说法或关系式中正确的是()A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变C．eq\f(a3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B)))＝eq\f(r3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C)))，该比值的大小仅与地球有关D．eq\f(a3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B)))≠eq\f(r3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C)))，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关10.“墨子”号是由中国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星，标志着中国量子通信技术方面走在了世界前列，其运行轨道为如图所示的绕地球运动的椭圆轨道，地球位于椭圆的一个焦点上．轨道上标记了墨子卫星经过相等时间间隔(Δt＝eq\f(T,14)，T为轨道周期)的位置．则下列说法正确的是()A.面积S1>S2B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴D．T2＝C′b3，其中C′为常数，b为椭圆半短轴11．某重型火箭将一辆汽车发射到太空，图甲是汽车和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上(如图乙).远日点超过火星轨道，距离太阳大约为3.9亿千米，已知日、地的平均距离约为1.5亿千米．则汽车环绕太阳的周期约为()A．18个月B．29个月C．36个月D．40个月12．如图所示，卫星甲、乙均绕地球做匀速圆周运动，轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲的eq\r(3,25)倍．将两卫星和地心在同一直线且乙在甲正上方的位置状态称为“相遇”，则从某次“相遇”后，甲运动6圈的时间内，甲、乙卫星“相遇”的次数为()A．2次B．3次C．4次D．5次课时分层作业(十三)行星的运动1．解析：由开普勒第三定律知，所有行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，A错误；所有行星分别沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，B错误，C正确；太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星绕太阳运动的速度大小是变化的，D错误．答案：C2．解析：由开普勒第三定律知eq\f(R3,T2)＝k，所以R3＝kT2，D正确．答案：D3．解析：火星和木星在椭圆轨道上运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，A项错误；火星和木星在不同的椭圆轨道上运行，速度大小变化，因此火星和木星的运行速度大小不一定相等，B项错误；由开普勒第三定律可知，eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(火)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(火)))＝eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(木)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(木)))＝k，eq\f(Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(火)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(木)))＝eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(火)),Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(木)))，C正确；由于火星和木星在不同的椭圆轨道上运行，它们在近日点时的速度大小不相等，在近日点时eq\f(1,2)v火Δt与eq\f(1,2)v木Δt不相等，D项错误．答案：C4．解析：根据开普勒第二定律可知，在A点处的速度最大，在B点处的速度最小，故A、C正确，B、D错误．答案：AC5．解析：根据开普勒第一定律可知，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误，B正确；根据开普勒第二定律可知，对每一个行星而言，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故C正确；根据开普勒第三定律可知，所有绕太阳运动的行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，故D错误．答案：BC6．解析：根据开普勒第二定律，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的面积相等．因为vA＞vB，所以A点为近日点，B点为远日点，太阳位于椭圆的E焦点处．答案：B7．解析：本题涉及天体公转的周期和轨道半径，可以利用开普勒第三定律进行求解．卫星P、Q均围绕地球做匀速圆周运动，由开普勒第三定律可得eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(P)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(P)))＝eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Q)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(Q)))，解得eq\f(TP,TQ)＝eq\r(\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(P)),Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(Q))))＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16R,4R)))\s\up12(3))＝eq\f(8,1)，故选项C正确．答案：C8．解析：由题意知，eq\f(Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(地)),req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(地)))＝eq\f(Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(火)),req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(火)))，故r火＝r地eq\r(3,\f(Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(火)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(地))))＝2.3亿千米．答案：B9．解析：由开普勒第一定律可知，A正确；由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，B错误；由开普勒第三定律可知，eq\f(a3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B)))＝eq\f(r3,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C)))＝k，比值的大小仅与地球有关，C正确，D错误．答案：AC10．解析：根据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，故面积S1＝S2，A错误；根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道A点的速度大于在B点的速度，B错误；根据开普勒第三定律可知eq\f(a3,T2)＝常量，故C正确，D错误．答案：C11．解析：由开普勒第三定律eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(车)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(车)))＝eq\f(Req\o\al(\s\up1(3),\s\do1(地)),Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(地)))，即eq\f(