高中物理专项复习知识梳理+练习：行星的运动

第七章万有引力与宇宙航行

7.1行星的运动

：知识精讲归纳

一：地心说和日心说

1.地心说

(1)内容：地球是宇宙的中心,是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.

(2)代表人物：托勒密.

2.日心说

(1)内容：太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕火阳运动.

(2)代表人物：哥白尼.

3.两种学说的局限性

它们都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆囿运动,

而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.

-：开普勒行星运动定律

定律内容公式或图示

所有行星绕太阳运动的轨道都是椭行星

开普勒第一定律

圆，太阳处在椭圆的一个焦点上

对任意一个行星来说，它与太阳的

开普勒第二定律连线在相等的时间内扫过相等的面

积

〃一

所有行星的轨道的半长轴的三次方公式：淤=左，左是一个与行星无

开普勒第三定律跟它的公转周期的二次方的比值都

关的常量

相等

二：考点题型归纳

-*：天体运动的探索

1.（2021.吁胎县都梁中学高一月考）在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理

学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（）

A.牛顿提出了“日心说”

B.伽利略提出了“日心说”

C.哥白尼发现了行星运动的三大定律

D.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的

2.（2020・天水市田家炳中学高一期中）400年前，一位德国天文学家提出了行星运动的三大定律，揭开了

行星运动的奥秘。这位天文学家是（）

A.哥白尼B.第谷C.托勒密D,开普勒

3.（2019•贵阳市清镇养正学校高一期中）下列说法符合史实的是（）

A.牛顿发现了行星的运动规律

B.开普勒发现了万有引力定律

C.伽利略发现了海王星和冥王星

D.卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量

二：开普勒第一定律

4.（2021•江苏苏州中学高一月考）下列说法正确的是（）

A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆

C.匀速圆周运动是匀变速曲线运动

D.匀速圆周运动的物体受到的合外力是恒力

5.（2021•南开区•天津四十三中高一月考）关于行星的运动，下列说法正确的是（）

A.所有行星的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心

B.相同的时间内，火星与太阳的连线扫过的面积与地球与太阳的连线扫过和面积相等

C.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在由近日点向远日点运动的过程中，受到的万有引力逐渐减小

D.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，万有引力对它不做功

6.（2021•全国高一课时练习）下列对开普勒行星运动定律的理解正确的是（）

A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，这些椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上

B.行星靠近太阳时运动速度小，远离太阳时运动速度大

C.行星轨道的半长轴越长，其自转的周期就越大

D.行星椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方之比为常数，此常数的大小与太阳和行星均有关

三：开普勒第二定律

7.（2020・天水市田家炳中学高二月考）某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示，片和工是椭圆轨道的两个

焦点，行星在A点的速率比在2点的速率大，则太阳位于（

A位置C.耳位置D.B位置

8.（2021・鱼台县第一中学高一月考）某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为近日点离太阳的

距离为b,过远日点时行星的速率为1，则过近日点时的速率为（）

ba

A-v=-vB

baa-

9.（2021・南开区・天津四十三中高一月考）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

走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（）

A.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点

B.地球在金星与太阳之间

C.金星绕太阳公转一周时间小于365天

D.相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积

四：开普勒第三定律

10.（2021.渝中区.重庆巴蜀中学高一月考）下列对开普勒定律的理解正确的是（）

A.地球与太阳的连线在相等的时间内转过的角度相等

B.所有行星绕太阳运动的轨道是同一个椭圆、有共同的焦点

C.火星与太阳的连线、地球与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等

D.哈雷彗星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比等于地球轨道（可视为圆形）半径的三次

方跟它的公转周期的二次方的比

11.（2021・广东广州市第二中学高一月考）关于物理科学史或行星的运动，下列说法正确的是（）

A.卡文迪许测出了万有引力常量，从而使牛顿被称为“第一位称量地球的人”

Mm

B.万有引力定律尸=G：E中的比例系数G,与中心天体质量有关

C.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

D.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立方

12.（2021•江苏省平潮高级中学高三月考）如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中

轨道I、ill为椭圆，轨道n为圆。探测器经轨道I、n、iii运动后在。点登陆火星，。点是轨道I、II、in

的交点，轨道上的。、尸、。三点与火星中心在同一直线上，。、。分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星

点。已知火星的半径为R,OQ=4R,轨道n上经过。点的速度为V,关于探测器，下列说法正确的是（）

A.沿轨道I运动时，探测器与尸点连线在相等时间内扫过的面积相等

2

B.沿轨道III运动时，经过。点的加速度等于上

3R

C.沿轨道III运动时，经过O点的速度大于v

D.沿轨道H的运动周期小于沿轨道III的运动周期

三：考点过关精练

一、单选题

1.（2021•吴江汾湖高级中学高一月考）下列说法中正确的是（）

A.两个互成角度（不共线）的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动

B.做离心运动的物体必然受到离心力的作用

C.德国天文学家开普勒通过大量实验研究，获得了开普勒行星运动定律

D3

D.地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即）k,那么上的大小只

与太阳的质量有关，与地球的质量无关

2（2021・石首市第一中学高一月考）某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，B和B是椭圆轨道的两个焦

点，行星在A点的速率比在8点的大，则太阳是位于（）

A.FiB.b2C.AD.B

3.（2021.东方市东方中学高一月考）如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律

可知（）

土%—、

//-----、、\

［火星］太阳•）;

\''"/'

A.土星远离太阳的过程中，它的速度将增大

B.土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动

C.土星比火星的公转周期大

D.土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大

4.（2020•河北祖冲之中学高一期中）下列说法中正确的是（）

A.经典力学只适用于微观、高速、弱引力场

B.万有引力常量是牛顿利用扭秤实验测得

C.开普勒借助导师第谷的丰富观测数据计算并提出了开普勒三大定律

D.当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做直线运动

5.（2021.山东高三其他模拟）木星是太阳系中最大的行星，质量约为太阳的千分之一、地球质量的318倍,

半径约为地球半径的1L2倍，自转周期约10小时，公转轨道半径约为地球的5.2倍，地球同步轨道卫星轨

道距地球球心的距离为地球半径的6.6倍。下列说法正确的是（）

A.太阳分别与地球、木星的中心连线在相等时间内扫过的面积相等

B.木星表面的重力加速度大约为地球表面重力加速度的2.54倍

C.地球上的“一年”大于木星上的“一年”

D.木星的同步轨道在木星内部，所以木星不存在同步轨道

6.（2021•内蒙古呼和浩特市•高三一模）两颗人造地球卫星A、B,绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已

知：mA=2mB,2RA=3RB,用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间

内扫过的面积，下面关系式正确的是（)

A.7A<7BB.EkA>EkB

尼

C.SA二SBD.

7.（2021.江苏连云港市•高三开学考试）木星自转周期约10个小时，质量约为地球质量的318倍，赤道半

径约为地球半径的11.2倍。下列说法正确的是（）

A.木星上的“一天”比地球长

B.木星上的“一年”比地球长

C.木星表面的重力加速度小于地球表面加速度

D.地球、木星分别与太阳中心连线在相等时间内扫过的面积相等

8.（2021•江西省南丰县第二中学高一月考）在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关

于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（）

A.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的

B.伽利略提出了“日心说”

C.牛顿提出了“日心说”

D.哥白尼发现了行星运动三大定律

9.（2021•全国高三专题练习）当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“木星冲日”,

2016年3月8日出现了一次“木星冲日”。已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速

圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，则下列说法正确的是（

A.下一次的“木星冲日”时间肯定在2020年

B.下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年

C.木星运行的加速度比地球的大

D.木星运行的周期比地球的小

10.（2021•全国高一专题练习）2019年春节电影《流浪地球》热播，观众分析《流浪地球》中的发动机推

动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地

球，整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨

道，尸、。为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是（）

A.地球在1、2、3轨道的运行周期分别为Ti、豆、73,则TI>T2>T3

B.地球在1、2、3轨道运行时经过尸点的速度分别为VI、V2、V3,贝”1>V2>V3

C.地球在3轨道运行时经过P、。点的速度分别为VP、VQ,则VXV。

D.地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道

四：高分突破精练

一、单选题

1.（2020•河北高三月考）伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星卫星的轨道半径。他发现最接近

木星的卫星木卫一的公转周期是L8d（天），距离木星中心4.2个木星直径单位。木星的另一颗卫星的公转

周期是7.15d,请运用伽利略所采用的单位，预测此卫星与木星中心的距离约为（）

A.4个木星直径单位

B.7个木星直径单位

C.11个木星直径单位

D.14个木星直径单位

2（2021•陕西安康市•高三月考）地球位于火星与太阳之间且三者在同一直线上时称为“火星冲日”。已知地球

绕太阳做圆周运动的周期为T,火星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做圆周运动的轨道半径的”

倍。则相邻两次“火星冲日”的时间差为（）

A.0

3.（2020•全国高三月考）如图，地球绕太阳运动的轨道形状为椭圆，P为近日点，到太阳的距离为Ri,Q

点为远日点，到太阳的距离为&，公转周期为T，月亮围绕地球做圆周运动，半径为广，公转周期为人则

)

A.地球从尸点运动到Q点的过程中，机械能变大

B.地球在P点和。点的速率之比，=与

C.相同时间内，月球与地球的连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积

D.由开普勒第三定律可知小四_=d=左，/为常数

8T2产

4.（2020•福清西山学校高三月考）如图所示，一颗卫星与同步卫星在同一轨道面内，运行方向相同，其轨

道半径为同步卫星轨道半径的二分之一，地球自转的周期为T。从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计

时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切所经历的时间为（）

D.2-I)，

84

5.（2020•云南省保山第九中学高一月考）有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中不正确的是（）

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三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的

6.（2020•秦皇岛市抚宁区第一中学高三月考）2020年7月31日中国北斗地三号全球系统正式开通，如图,

a、b是正在不同轨道上绕地心做匀速圆周运动的两颗卫星，它们的轨道半径分别为2和%运行周

期分别为北和北，所受到的地球的引力为工和招，下列判断一定正确的是（）

A.a,。均处于超重状态B.Ta<Tb

33

C.Fa<FbD,叁=亲

7.（2021.临澧县第一中学高一月考）中国北斗卫星导航系统已经组网完成，具备区域导航、定位和授时能

力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度为0.2米/秒，授时精度为10纳秒。北斗导航在轨工作的33颗

卫星轨道半径有两种，一种是轨道半径为42000公里的同步地球轨道，另一种是轨道半径为28000公里的

中圆地球轨道，则在中圆地球轨道上运行的卫星的周期约为（）

A.5小时B.13小时C.16小时D.44小时

8（2021.衡水第一中学高三月考）2019年12月7日10时55分，一枚快舟一号甲运载火箭托举着“吉林一

号”高分02B卫星顺利升空；16时52分，又一枚“一箭六星”快舟一号甲运载火箭腾空而起，将6颗卫星送

入预定轨道。这六颗质量不同的卫星都是从轨道。的4点先后从火箭释放出去，点火后各自按自己的轨道

运行。若其中有三颗卫星释放后运行的部分轨道如图所示，轨道2是以地心为圆心的圆，轨道1和3是以

地心为焦点的椭圆。就这三颗卫星而言，下列说法正确的是（）

A.这三颗卫星在4点入轨速度相等

B.轨道1卫星入轨速度最小

C.这三颗卫星在不同的轨道上运行的周期相同

D.轨道1卫星的周期最大

二、多选题

9.（2021•湖北荆州市•高三月考）如图所示，A,8两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，。为地心，在两卫星

运行过程中，A、B连线和。、A连线的夹角最大为8,则A、B两卫星（）

sire

做圆周运动的周期之比为焉

B.

C.与地心。连线在相等时间内扫过的面积之比为

D.与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为

sin6*

10.（2020•河南高三月考）如图所示，月球围绕地球沿A8CD椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上,

A是近地点，C是远地点，。是椭圆的中心，8。是椭圆短轴。月球围绕地球运动的周期近似取为28天。关

于月球沿椭圆轨道的运动，下列说法正确的是（）

A.月球加速度的方向始终指向轨道中心O

B.月球从A到B所用的时间等于7天

C.月球从A到C所用的时间等于14天

D.月球从B到C,万有引力对月球做负功

H.（2021•江苏星海实验中学高一月考）如图所示,两质量相等的卫星A、8绕地球做匀速圆周运动，用R、

八v、S分别表示卫星的轨道半径、周期、线速度、与地心连线在单位时间内扫过的面积下列关系式正确的

有（）

12.（2020•全国高三月考）发射地球静止轨道卫星的一种方式是采用1925年物理学家霍曼提出的霍曼转移

轨道，该轨道可消耗最小能量来发射地球静止轨道卫星。发射时首先让卫星进入停泊轨道，在。点点火使

卫星进入CTO轨道，在尸点再次点火使卫星进入CEO轨道。忽略因火箭点火产生的质量变化，则下列说

法正确的是（）

A.卫星在停泊轨道的运行速率小于在CEO轨道运行速率

B.卫星在CTO轨道上。点速率大于产点速率

C.卫星在CTO轨道上F点速率等于在CEO轨道运行速率

D.卫星在停泊轨道的机械能小于在CEO轨道的机械能

13.（2020•衡水第一中学高三月考）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，。为远日点，MN

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相互作用，则海王星在从尸经过〃、

。到N的运动过程中（）

M

A.从尸到M所用的时间小于4

4

B.从。到N阶段，机械能逐渐变大

C.从P到。阶段，动能逐渐变小

D.从M到N阶段，万有引力对它先做正功后做负功

14.（2020・重庆巴蜀中学高三月考）2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次

火星探测任务“天问一号”探测器,在中国文昌航天发射场点火升空。“天问一号”采用霍曼转移轨道飞往火星：

如图甲所示，首先发射探测器使其进入地球的公转轨道，然后在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发

动机，在短时间内沿原方向加速到适当值，使得探测器进入一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相

切的椭圆轨道，且正好在远日点与火星相遇（图乙）。设地球和火星都在同一平面上绕太阳做同向圆周运动,

火星轨道半径，火为地球轨道半径r地的L50倍，地球的公转周期为365天。已知至=1.840,112s=1.400。

则下列说法中正确的是（）

A.火星运行的周期为671.6天，椭圆转移轨道的周期为255.5天

B.如果探测器在地球公转轨道上运行，火星一太阳一探测器的从。到再次变为。的最短时间约为800天

C.要保证正好在远日点与火星相遇，火星一太阳一探测器的夹角。应该约为43。

D.要保证正好在远日点与火星相遇，火星一太阳一探测器的夹角。应该约为53。

15.（2020•沙坪坝区•重庆一中高一月考）如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，尸为近日点，。为远日

点，M,N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

在从尸经过V、。到N的运动过程中（）

海王星M

P匚-。…'-1Q

\、“太阳

N

A.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周

期的平方之比

B.海王星在。点的角速度大于P点的角速度

c.从P到用所用时间小于:"

D.从尸到Q阶段，速率逐渐变小

参考答案

考点题型归纳

1.D

【详解】

AB.哥白尼提出了“日心说”，故AB错误；

C.开普勒发现了行星运动三定律，故C错误；

D.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，故D正确。

故选D。

2.D

【详解】

开普勒在第谷观测的天文数据的基础上，研究总结得出了行星运动的三大定律，解开了行星运动的奥秘。

故选D

3.D

【详解】

A.开普勒最早发现行星的运动规律，并提出开普勒三定律，故A错误；

B.牛顿提出万有引力定律，并给出表达式，故B错误；

C.海王星一般认为是亚当斯和勒威耶；美国亚利桑那州的Lowell天文台的ClydeW.Tombaugh首次观测到

冥王星，故C错误；

D.万有引力常量的测量是很困难的，牛顿虽然给出万有引力表达式，但是他无法测得引力常量，而是卡文

迪许第一次在实验室测出了万有引力常量，故D正确。

故选D。

4.A

【详解】

AB.根据开普勒第一定律，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，故A正确,

B错误；

C.匀速圆周运动的向心加速度方向时刻在改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运动，故C错误；

D.匀速圆周运动的物体受到的合外力大小不变，方向时刻在改变，故不是恒力，故D错误。

故选A„

5.C

【详解】

A.根据开普勒第一定律，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，A错误；

B.根据开普勒第二定律知，相同时间内，地球与太阳的连线扫过的面积相等，但与火星与太阳的连线扫过

的面积并不相等，B错误；

C.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在由近日点向远日点运动的过程中，太阳和地球之间的距离在逐渐增大,

则受到的万有引力逐渐减小，C正确；

D.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，万有引力与速度不垂直，则万有引力对它做功，D错误。

故选Co

6.A

【详解】

A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，这些椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上，选项A正确；

B.根据开普勒第二定律，行星在近日点时的速率最大，故选项B错误；

CD.根据开普勒第三定律

尸

T是指行星的公转周期，且常数/与环绕天体（行星）无关，只与中心天体（太阳）有关，故选项CD错误.

故选Ao

7.A

【详解】

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时间内扫过相等的面积，如果时间间

隔相等，那么面积4=面积8,由此可知

VA>VB

所以A点为近日点，8点为远日点，则太阳是位于尸2。

故选Ao

8.B

【详解】

根据开普勒第二定律可知：在相等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等即

11,

-a-vat=-b-vbt

解得

a

v

b=”b

故选B。

9.C

【详解】

A.观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，无法看到“金星凌日”现象，A错误；

B.“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳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，B错误；

C.根据开普勒第三定律

金星绕太阳的轨道半径小于地球绕太阳的轨道半径，所以金星绕太阳公转一周时间小于365天，C正确；

D.相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积，因为是不同的天体在围绕

太阳运动，D错误。

故选C。

10.D

【详解】

A.根据开普勒第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故A

错误；

B.另一个焦点在行星与太阳连线上具体位置可以用椭圆公式算出，是在行星轨道的中心点为对称中心，

太阳与对称中心的对称点就是另一个焦点，由于行星轨道不一样，所以另一个焦点每个行星都是不同的，

故B错误；

C.根据开普勒第二定律，是所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，而火星和地球不在同

一轨道，相等的时间内扫过的面积不相同；故c错误；

D.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，故D正

确。

故选D。

11.D

【详解】

A.卡文迪许通过实验测出了万有引力恒量，被称为能“称量地球质量”的人，故A错误;

Mm

B.万有引力定律尸=6：9中的比例系数G是常量，与中心天体质量无关，故B错误;

C.开普勒第二定律对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星

而言，故相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故C错误;

D.若行星的公转周期为T,则

常量女与行星无关，与中心天体有关，即火星与木星公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴的立方之比,

故D正确。

故选D。

12.B

【详解】

A.由开普勒定律可知，在同一轨道上运行的探测器与天体中心连线在相等时间内扫过的面积相等，而P点

并非天体中心位置，故A错误；

B.由题意知，轨道H是圆轨道，半径为3R,经过。点的速度为v,根据圆周运动的规律可知，探测器经

过。点的加速度大小为

该加速度由探测器和火星之间的万有引力提供，与沿轨道ni运动到。点时的万有引力相等，则加速度也相

等，故B正确；

c.火星探测器在轨道n上运动，经过。点时需要减速变轨到轨道皿，因而沿轨道iii运动时，经过。点的

速度小于V,故C错误；

D.轨道II的半径大于轨道III的半长轴，由开普勒第三定律

可知沿轨道II的运动周期大于沿轨道III的运动周期，故D错误。

故选B。

考点过关精练

1.D

【详解】

A.两个互成角度（不共线）的匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动，若合加速度与合初速度

不共线，则可能是曲线运动，A错误；

B.做离心运动的物体不是受到离心力的作用，而是因为合外力不足够提供向心力，而做离心运动，B错误;

C.德国天文学家开普勒通过总结第谷的观测数据，最后获得了开普勒行星运动定律，C错误；

D.根据万有引力提供向心力有

解得

R3GM.

亍F=k

R3

则地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即=k，那么％的大小只与

太阳的质量有关，与地球的质量无关，D正确。

故选D。

2.B

【详解】

根据开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等时间内扫过的面积相同，可知，行星在近日点的速率大于

远日点速率，所以A点是近日点，故太阳位于尸2,故ACD错误，B正确。

故选Bo

3.C

【详解】

A.土星远离太阳的过程中，引力对它做负功，速度将减小，A错误；

B.土星和火星绕太阳的运动是椭圆轨道运动，不是匀速圆周运动，B错误;

土星的半长轴较长，据条

C.=左可知，土星的公转周期大，C正确;

D.据开普勒第二定律可知，土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐相同,

D错误。

故选C。

4.C

【详解】

A.经典力学适用于宏观低速的模型，A错误。

B.卡文迪许利用扭秤实验测得万有引力常量，B错误。

C.开普勒借助导师第谷的丰富观测数据计算并提出了开普勒三大定律，C正确。

D.当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做离心运动，当外力为0时，物体将做匀速

直线运动，D错误。

故选Co

5.B

【详解】

A.同一行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，选项A错误；

B.根据星球表面物体所受重力近似等于万有引力，有

_Mm

G-^=mS

可得木星表面的重力加速度大约为地球表面重力加速度的2.54倍，B正确；

C.木星公转轨道半径大，由开普勒第三定律可知，木星的公转周期较大，所以木星上“一年”的时间较长,

选项C错误；

D.设地球的半径为「，则对地球的同步轨道卫星有

「2兀丫

GM-——xo.or

（6.6厂）~<T）

对于木星的有

318GM地2兀

-5T

可求得木星同步轨道半径为

珠R^25.1r

大于木星的半径，所以木星存在同步轨道，D错误。

故选Bo

6.B

【详解】

A.根据万有引力提供向心力

cMm47r2

G下”亍

解得

4/，

由于A的轨道半径大于B的轨道半径,所以

TGTB

故A错误；

B.根据万有引力提供向心力

解得

由于

2RA=3RB

所以

可得动能之比为

故B正确；

C.由扇形面积公式可得

S=-IR

2

假设单位时间为△3线速度7

Z=vAt

代入可得

4GMRXA/

8=--------------

2

由于A的轨道半径大于3的轨道半径，所以

SA>SB

故C错误；

D.根据开普勒第三定律可知

*£

故D错误。

故选B。

7.B

【详解】

A.木星自转周期约10个小时，所以一天的时间比地球短，A错误；

B.木星距离太阳的距离比地球距离太阳的距离远，根据开普勒第三定律可知，木星的公转周期大于地球公

转周期，所以一年的时间比地球长，B正确；

C.根据公式

_Mm

G-^=mS

得到g的表达式

g=G定

可计算出木星表面的重力加速度大于地球表面加速度，C错误；

D.根据开普勒第二定律，地球与太阳中心连线在相等时间内扫过的面积相等，木星与太阳中心连线在相

等时间内扫过的面积相等，但两者与太阳连线相等时间扫过的面积不相等，D错误。

故选B。

8.A

【详解】

A.地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，A正确;

BC.哥白尼提出了“日心说“，BC错误;

D.开普勒发现了行星运动三定律，D错误。

故选A„

9.B

【详解】

AB.地球公转周期7>1年，根据开普勒第三定律可得，土星公转周期为

1=75不公11.18年

设经时间再次出现“木星冲日”，则有

卯-a)2t=2%

2万2万

其中例=二，^2-解得

m年

因此下一次“木星冲日”发生在2017年，故A错误，B正确;

CD.设太阳质量为M,行星质量为如轨道半径为厂，周期为T,加速度为〃，对行星由牛顿第二定律可得

-Mm47r之

G——=ma=m-^-r

解得

GMr3

a—厂，T=2»,

GM

由于木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，因此，木星运行的加速度比地球的小，木星运行的

周期比地球的大，故C、D错误。

故选B。

10.D

【详解】

A.根据题图结合开普勒第三定律

r=k

可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为Tiv石<八，选项A错误。

BD.地球从轨道1上的P点进入轨道2要做离心运动，需点火加速，可知叨＜也；同理，地球从轨道2上的

P点进入轨道3要做离心运动，需点火加速，可知恬V3；所以有W2＜P3,选项B错误，D正确。

C.根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的速度比在远日点的速度大，即丫户＞W，选项C错误。

故选D。

高分突破精练

1.C

【详解】

根据开普勒第三定律可知

此卫星与木星中心的距离约为

2.5x4.2=10.5

故选Co

2.B

【详解】

由公式

T2

充一〃3R3

且依题意有

解得

故选Bo

3.B

【详解】

A.地球围绕太阳运动，只有太阳的引力做功，机械能不变，故A错误;

B.由开普勒第二定律可知相同时间内，地球在近日点和远日点扫过的面积相等，由

vp_&

VQ居

故B正确；

C.由开普勒第二定律可知，任意一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，必须是同一行星,

故c错误；

D.由开普勒第三定律可知，所有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，月亮

不是行星，故D错误。

故选B。

4.B

【详解】

如图所示，以同步卫星为参考系，当两卫星连线与该卫星轨道相切时，设该卫星相对同步卫星转过的角度

为仇由图可知

71

6=60°=一

3

同步卫星的周期为T,该卫星的周期为Ti,该卫星相对同步卫星的角速度

2万2万

口相=691—CO=

由开普勒第三定律

可得该卫星的周期为

则经历的时间为

一1(2夜+W

%42

故B正确，ACD错误。

5.B

【详解】

AB.根据开普勒第一定律，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，选项A

正确，不符合题意；选项B错误，符合题意；

C.根据开普勒第三定律，所有的行星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，选项C正

确，不符合题意；

D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，选项D正确，不符合题意。

故选Bo

6.D

【详解】

A.6均处于失重状态，选项A错误；

BD.根据开普勒第三定律

33

工=工

1a1b

由于ra>n则

Ta>Tb

选项B错误，D正确；

C.由于两颗卫星的质量关系不确定，不能比较所受到的地球的引力的关系，选项C错误。

故选D。

7.B

【详解】

由开普勒第三定律

33

2L=2L

同步卫星的周期为24小时，可知在中圆地球轨道上运行的卫星的周期

T=x24小时句3小时

故选B。

8.D

【详解】

在4点入轨后的三颗卫星，轨道2上的卫星绕地心做圆周运动，满足

°Mm?v；

G—^=m—

rr2

轨道1上的卫星做离心运动，有

叫,V：

G—叫，

广r

轨道3上的卫星做近心运动，有

GT^>/"3-

rr

由此可判断出轨道1的速度最大，轨道3的速度最小，故AB错误；

CD.由轨道可以判断出轨道1的半长轴最长，轨道3的半长轴最短，由开普勒第三定律可知轨道3卫星的

周期最小，轨道1卫星的周期最大，故C错误，D正确。

故选D。

9.AC

【详解】

夹角最大时，OB与A8垂直，根据几何关系有

rB-rAsin0

由开普勒第三定律

t时间内卫星与地心连接扫过的面积

S=—x7rr2

T

则

江一空匕一工

SBTA广Nsind

故选AC。

10.CD

【详解】

A.月球加速度的方向与月球所受的万有引力方向相同，始终指向地球，A错误；

BC.月球围绕地球运动的周期为28天，月球从A到C所用的时间等于半个周期为14天；月球在A点最快,

在C点最慢，月球从A到C做减速运动，从A到B所用的时间小于7天，B错误，C正确；

D.月球从B到C,月球所受的万有引力与月球的运动方向成钝角，万有引