2025年高中物理人教版必修二（行星的运动）同步训练
一、单选题
1．在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（ ）
A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．春夏两季比秋冬两季时间短
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
2．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运行周期为（ ）
A．天 B．天 C．1天 D．9天
3．下列有关天体运动的说法正确的是（ ）
A．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大
B．在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期
C．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小
D．若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有：
4．某卫星运行轨道为如图所示的绕地球E运动的椭圆轨道，地球E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（，T为轨道周期）的位置．如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法中正确的是（ ）
A．面积
B．卫星在轨道A点的速度小于B点的速度
C．，其中C为常数，a为椭圆半长轴
D．，其中C为常数，b为椭圆半短轴
5．已知地球绕太阳公转周期为1年，某行星绕太阳轨道半长轴是地球的4倍，根据开普勒第三定律可求得该行星的公转周期为（ ）
A．16年 B．8年 C．4年 D．2年
6．2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为，天王星和地球的公转周期分别为和，则天王星与太阳的距离为（ ）
A． B．
C． D．
7．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．，该比值的大小与地球和卫星有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
8．假设彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，那么下列关于彗星的说法中正确的是（ ）
A．彗星绕太阳运动的线速度不变
B．近日点处线速度等于远日点处线速度
C．近日点处线速度小于远日点处线速度
D．其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数
9．关于宇宙的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．宇宙是除物质以外的所有空间 B．宇宙是太空中所有的物质
C．宇宙是星际空间的总称 D．宇宙物质有不同形态，且处于不断运动中
10．关于“日心说”和“地心说”，下列说法正确的是（ ）
A．地球是宇宙的中心，是静止不动的
B．“太阳从东边升起，在西边落下”，这说明太阳绕地球转动，地球是不动的
C．如果认为地球是不动的（以地球为参考系），行星运动的描述变得简单
D．如果认为太阳是不动的（以太阳为参考系），则行星运动的描述变得简单
11．战国时期的《甘石星经》最早记载了部分恒星位置和金、木、水、火、土五颗行星“出没”的规律。现在我们知道（ ）
A．恒星都是静止不动的
B．行星绕太阳做圆周运动
C．行星绕太阳运行的速率不变
D．各行星绕太阳运行的周期不同
12．已知中国空间站天和核心舱运行轨道远地点高度约为394.9km，近地点高度约为384km，地球半径为6400km，地球静止卫星距地球表面的高度约为36000km，周期为24h。则天和核心舱环绕地球一周的时间约为（ ）
A．1.5h B．6h C．0.5h D．8h
13．黄道（ecliptic），天文学术语，是从地球上来看太阳（视太阳）一年“走”过的路线，是由于地球绕太阳公转而产生的，该轨道平面称为黄道面。2023年6月21日是夏至日，视太阳于当日22时57分37秒运行至黄经位置。地球公转轨道的半长轴在天文学上常作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离（这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号表示）。已知火星公转轨道的半长轴是，则下列说法正确的是（ ）
A．火星的公转周期为地球公转周期的倍
B．火星的公转周期为地球公转周期的
C．夏至时，地球处于远日点，公转线速度最大
D．夏至时，地球处于近日点，公转线速度最小
14．二十四节气是我国古代劳动人民智慧的结晶。24个节气对应着地球在椭圆公转轨道上的二十四个不同的位置，2023年中4个节气对应的日期和位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．地球沿着椭圆形轨道绕太阳做匀速率运动
B．地球从春分运动到夏至的时间等于地球公转周期的四分之一
C．地球从冬至运动到春分的时间小于地球公转周期的四分之一
D．夏至时地球绕太阳公转的速度最大
15．2022年10月31日，“梦天实验舱”发射任务取得圆满成功！中国空间空间站将形成三舱“T”字型基本构型。假定空间站在距地面450km高度处做理想的匀速圆周运动，某时刻“北斗”系统中的中轨道卫星A与空间站相距最近如图所示，该中轨道卫星A距地面高度为，地球半径为，卫星A和空间站的运行轨道在同一平面内且运行方向相同，则从图示位置往后开始计数（不包括图示位置），在卫星A运行一周时间内，空间站与A相距最近的次数为（ ）
A．7次 B．8次 C．9次 D．14次
二、多选题
16．如图是某行星绕太阳运行的椭圆轨道示意图，下列说法正确的是（ ）
A．太阳处在椭圆轨道的一个焦点上
B．图中行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
C．对于任意一个行星，在近日点的速率小于在远日点的速率
D．行星绕太阳运行轨道半长轴越长，行星运行周期越短
17．我国古代为区分季节有节气之说，二十四节气准确的反映了自然节律变化，在人们日常生活中发挥了极为重要的作用。它不仅是指导农耕生产的时节体系，更是包含有丰富民俗事象的民俗系统。二十四节气蕴含着悠久的文化内涵和历史积淀，是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图所示，为地球沿椭圆形轨道绕太阳运动所处的四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（ ）
A．地球做匀速椭圆轨道运动
B．太阳在椭圆的一个焦点上
C．冬至时地球公转速度最大
D．秋分时地球公转速度最小
18．哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法正确的是（ ）
A．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度
C．若彗星的周期为76年，则它的半长轴是地球公转半径的倍
D．若彗星周期为76年，则它的半长轴是地球公转半径的76倍
三、解答题
19．(1)古人认为太阳、行星等天体做什么运动？开普勒认为行星做什么样的运动？他是怎样得出这一结论的？
(2)开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？
20．根据万有引力定律证明开普勒第三定律。
21．在太阳系中，火星与木星轨道之间的空间由小行星带占据，该小行星带轨道半径的延伸范围约从到（为地球到太阳的平均距离）。试计算该空间内小行星绕太阳运行的周期范围。
22．一颗小行星质量m=1.00×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，求它绕太阳运动一周所需要的时间。
23．如图所示，一颗近地卫星轨道半径近似等于地球半径R，另一颗卫星轨道是椭圆，与近地圆轨道相切于A点，远地点B距地心的距离是3R，已知引力常量G。求：
（1）近地卫星与椭圆轨道卫星周期的比值；
（2）椭圆轨道上卫星在近地点A和远地点B的线速度大小的比值。
试卷第1页，共3页
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《2025年高中物理人教版必修二（行星的运动）同步训练》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C A C B A A D D D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18
答案 D A A C A AB BC ABC
1．A
【详解】AB．根据开普勒第二定律，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，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化。近日点连线短，在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大，远日点连线长，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小，故A正确，B错误；
CD．由上述可知，春夏两季比秋冬两季时间长，故CD错误。
故选A。
2．C
【详解】由于，，由开普勒第三定律可得
则
故选C。
3．A
【详解】AC．开普勒第三定律表明:所有的行星公转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，即
所以a越大,公转周期越大，故A正确，C错误；
B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误；
D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】A．根据开普勒第二定律：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，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，且近地点速度大于远地点速度，故AB错误；
CD．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，即
其中C为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】设地球轨道半长轴为,根据开普勒第三定律得
可得
则该行星的公转周期为8年。
故选B。
6．A
【详解】根据题意可知，天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，由开普勒第三定律，解得天王星与太阳的距离为
故选A。
7．A
【详解】A．由开普勒第一定律可知，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，选项A正确；
B．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，卫星C运动的速度大小不变，选项B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
比值的大小仅与中心天体地球质量有关，选项CD错误。
故选A。
8．D
【详解】ABC．根据开普勒第二定律可知，彗星绕太阳运行时线速度不断变化，在近日点的线速度大于在远日点的线速度，故ABC错误；
D．根据开普勒第三定律可知，彗星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】宇宙是时间和空间的统一体，宇宙中由不同形态的物质组成，有多种多样的天体，且它们都是运动的。
故选D。
10．D
【详解】A．“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，实际上地球是绕太阳公转的，故A错误；
B．“太阳从东边升起，在西边落下”，是以地球为参考系得出的结论，实际上是地球在自西向东的自转，故B错误；
CD．托勒密的地心学说可以解释行星的运行问题，但非常复杂，缺少简洁性，而以太阳为中心，许多问题都可以解决，对行星运动的描述也变得简单了，简洁性正是当时人们所追求的，哥白尼的日心说之所以能被当时人们所接受，正是因为这一点，故C错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】A．恒星都是运动的。故A错误；
B．根据开普勒第一定律可知行星绕太阳做椭圆运动。故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知行星绕太阳运行的速率与行星和太阳的距离有关。故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知，各行星绕太阳运行的周期不同。故D正确。
故选D。
12．A
【详解】由题意可知天和核心舱运行轨道的半长轴
a=km=6789.45km
根据开普勒第三定律有
解得核心舱周期
T≈1.5h
故选A。
13．A
【详解】AB．根据开普勒第三定律可得
可得火星的公转周期与地球的公转周期之比为
故A正确，B错误；
CD．夏至时，地球处于远日点，根据开普勒第二定律可知，公转线速度最小，故CD错误。
故选A。
14．C
【详解】AD．根据开普勒第二定律可知，地球从近日点向远日点运动的过程中，速率一直在减小，则可知夏至时地球绕太阳公转的速度最小，故AD错误；
BC．由于地球从冬至运动到春分的平均速率大于从春分运动到夏至的平均速率，而个运动过程的路程相等，则可知地球从冬至运动到春分的时间小于地球公转周期的四分之一，而地球从春分运动到夏至的时间大于地球公转周期的四分之一，故B错误，C正确。
故选C。
15．A
【详解】空间站的轨道半径
北斗卫星中轨道卫星A的轨道半径
可得
根据开普勒第三定律
从而得出二者的周期之比为
从图示位置开始，二者转过的角度相差，得
化简
在卫星A运行一周时间T2内，n取值，所以共7次相距最近。
故选A。
16．AB
【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道均为椭圆，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上，故A正确；
B．根据开普勒第二定律，某一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故B正确；
C．根据开普勒第二定律，对于任意一个行星，在近日点的速率大于在远日点的速率，故C错误；
D．根据开普勒第三定律，距离太阳越远的行星，轨道的半长轴越大，所以运行周期越长，故D错误。
故选AB。
17．BC
【详解】A．地球在椭圆轨道上运动，根据开普勒第二定律可知，不可能做匀速椭圆运动，故A错误；
B．根据开普勒第一定律可知，太阳在椭圆的一个焦点上，故B正确；
CD．冬至时，地球在近日点，根据开普勒第二定律可知，公转速度最大，夏至时，地球在远日点，公转速度最小，故C正确，D错误。
故选BC。
18．ABC
【详解】AB．根据开普勒第二定律，近日点与远日点相比在相同时间内走过的弧长和角度要大，因此在近日点彗星的线速度（即速率）、角速度都较大，故AB正确；
CD．根据开普勒第三定律可知
即
故C正确，D错误。
故选ABC。
19．(1)见解析
(2)见解析
【详解】（1）古人认为天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动。开普勒认为行星做椭圆运动。他发现假设行星做匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这种差别。
（2）从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律。
20．见解析
【详解】行星做圆周运动的向心力由万有引力提供，则
解得
即行星做圆周运动的轨道半径的立方与周期的平方之比等于常量。
21．3.95年~5.20年
【详解】根据开普勒第三定律
解得
该空间内小行星绕太阳运行的周期范围3.95年~5.20年。
22．1.45×108s
【详解】设地球绕太阳运动的轨道半径为R0，则小行星绕太阳运动的轨道半径为R=2.77R0。
已知地球绕太阳运动的周期T0=365天
即
T0=31536000s
依据=k可得，对地球绕太阳运动有
=k
对小行星绕太阳运动有
=k
联立上述两式解得
T=T0
将R=2.77R0代入上式解得
T=T0
所以该小行星绕太阳一周所用时间
T=T0=1.45×108s
23．（1）；（2）
【详解】（1）根据开普勒第三定律，有
根据题意，有
解得
（2）根据开普勒第二定律，有
即
所以
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