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题型: 单选题
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单选题

如图所示,地球球心为O,半径为R,表面的重力加速度为g.一宇宙飞船绕地球无动力飞行且沿椭圆轨道运动,轨道上P点距地心最远,距离为3R,则(  )

A飞船在P点的加速度一定是小于

B飞船经过P点的速度一定是 

C飞船经过P点的速度小于 

D飞船经过P点时,对准地心弹射出的物体一定沿PO直线落向地面

正确答案

C

解析

解:A、在地球表面重力加速度与万有引力加速度相等,根据牛顿第二定律有:m=ma,

得加速度a=

所以在地球表面有:g=

P点的加速度a==,故A错误;

BC、在椭圆轨道上飞船从P点开始将做近心运动,此时满足万有引力大于P点所需向心力,

所以vp,故B错误、C正确.

D、从绕地球做圆周运动的卫星上对准地心弹射一物体,物体相对卫星的速度方向是指向地心,但物体相对地球的速度方向则偏离地心.所以,该物体在地球的万有引力作用下,将绕地球做轨迹为椭圆的曲线运动,地球在其中一个焦点.故D错误.

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

由开普勒行星运动定律知,行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R的三次方与周期T的平方的比值为常量,设=k,下列说法正确的是(  )

A公式=k只适用于围绕太阳运行的行星

B围绕同一星球运行的行星或卫星,k值不相等

Ck值与被环绕星球的质量和行星或卫星的质量都有关系

Dk值仅由中心天体的质量决定

正确答案

D

解析

解:A、公式=k适用于所有环绕体围绕中心体运行,故A错误

B、围绕同一星球运行的行星或卫星,k值相等,故B错误

C、常数k是由中心天体质量决定的,即仅由被环绕星球的质量决定,故C错误,D正确

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

银河系中有两颗行星绕某恒星运行,从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8:1,则它们的轨道半径的比为(  )

A2:1

B1:4

C8:1

D4:1

正确答案

D

解析

解:根据开普勒第三定律得轨道半径R的三次方与运行周期T的平方之比为常数,即=k,

两行星的运转周期之比为8:1,

所以它们椭圆轨道的半长轴之比为4:1,故ABC错误,D正确.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M

(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的质量M.(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)

正确答案

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=mr                ①

于是有       =M                    ②

即          k=M                         ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得

          =M            ④

解得      M=6×1024kg                         ⑤

解析

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=mr                ①

于是有       =M                    ②

即          k=M                         ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得

          =M            ④

解得      M=6×1024kg                         ⑤

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题型: 多选题
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多选题

设行星绕恒星的运动轨道是椭圆,轨道半径R的三次方与运行周期T的平方之比为常数,即=k,则k的大小(  )

A与行星质量无关

B只与恒星质量有关

C与恒星及行星质量都有关

D与恒星的质量及行星的速度有关

正确答案

A,B

解析

解:A、式中的k只与恒星的质量有关,与行星质量无关,故A正确;

B、式中的k只与恒星的质量有关,故B正确;

C、式中的k只与恒星的质量有关,与行星质量无关,故C不正确;

D、式中的k只与恒星的质量有关,与行星质量无关,与行星运行的速度无关.故D不正确;

故选:AB

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题型:填空题
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填空题

所有的行星围绕太阳运动的轨道都是______,太阳处在焦点上;所有行星的轨道的半长轴的______跟公转周期的______比值都相等.

正确答案

椭圆

三次方

二次方

解析

解:开普勒认为: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,即开普勒第一定律.

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,其表达式为k=

故答案为:椭圆;三次方;二次方.

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题型: 多选题
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多选题

关于行星的运动以下说法正确的是(  )

A行星轨道的半长轴越长,自转周期就越长

B行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长

C水星轨道的半长轴最短,公转周期就最长

D海王星离太阳“最远”,公转周期就最长

正确答案

B,D

解析

解:A、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;

C、水星轨道的半长轴最短,公转周期就最小,故C错误;

D、海王星离太阳“最远”,公转周期就最长,故D正确;

故选:BD.

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题型: 单选题
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单选题

关于行星的运动,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所有行星都是绕太阳做椭圆运动,且轨道都相同

C离太阳近的行星,其公转周期小

D离太阳越远的行星,其公转周期越小

正确答案

C

解析

解:A、B: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、B错误.

C、由表达式=k,得离太阳越近的行星的运动周期越小,故C正确;

D、由C选项分析,故D错误.

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

关于开普勒对行星的描述,以下说法正确的是(  )

A所有行星绕太阳运动的轨道是圆形

B行星在近日点的速率小于在远日点的速率

C=k,k与太阳有关

D=k,T为公转周期,r为轨道的半长轴的长

正确答案

D

解析

解:A、所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆,所以A错误;

B、由“对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等”可知行星在近日点的速率大于在远日点的速率,所以B错误;

C、=k,不是关系式=k,所以C错误;

D、=k,T为公转周期,所以D正确.

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

关于行星的运动,以下说法正确的是(  )

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水星的半长轴最短,公转周期最大

D海王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最短

正确答案

B

解析

解:A、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.而自转周期与之无关.故A错误,B正确;

C、水星轨道的半长轴最短,根据公式=k可知,其公转周期就最小,故C错误;

D、海王星离太阳“最远”,根据公式=k可知,其公转周期就最长,故D错误;

故选:B

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