正确率60.0%关于行星绕太阳的运动,下列说法中正确的是()
C
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星公转周期越小
D.离太阳越近的行星公转周期越大
2、['万有引力定律的常见应用', '向心力', '人造卫星的运行规律', '开普勒行星运动定律']正确率80.0%$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{1}{1}}$$月$${{2}{9}}$$日,嫦娥五号探测器在近月点“刹车”,从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道,“刹车”时间和距离忽略不计,如图所示。近圆形轨道离月球表面$$2 0 0 k m$$,月球质量$$7. 3 \times1 0^{2 2} \, k g$$,半径为$$1 7 3 8 k m$$,引力常量$$G=6. 6 7 \times1 0^{-1 1} N \cdot m^{2} / k g$$,则$${{(}{)}}$$
B
A.在两轨道上运行的周期相等
B.在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变
C.在近圆形轨道上的环绕速度约为$$4. 9 k m / s$$
D.在椭圆环月轨道的机械能小于在近圆形环月轨道的机械能
3、['物理学史、物理常识、研究方法', '引力常量及其测定', '万有引力定律的发现、内容及适用范围', '开普勒行星运动定律']正确率60.0%下列有关物理学史的说法正确的是()
B
A.伽利略发现了万有引力定律
B.引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的
C.开普勒提出行星运动规律,并发现了万有引力定律
D.牛顿发现了万有引力定律并通过实验测量出引力常量
4、['天体质量和密度的计算', '开普勒行星运动定律']正确率40.0%如图所示,$${{a}{、}{b}}$$为环绕某红矮星运行的行星,$${{a}}$$行星的运行轨 道为圆轨道, $${{b}}$$ 行星的运行轨道为椭圆轨道,两轨道和红矮 星都在同一平面内。已知 $${{a}}$$ 行星的公转周期为 $${{1}{8}}$$ 天,则下列说法正确的是( )
D
A.$${{b}}$$行星的公转周期大于$${{1}{8}}$$天
B.$${{b}}$$行星在轨道上运行的最大速度小于$${{a}}$$行星的速度
C.若已知$${{b}}$$行星轨道半长轴,可求得红矮星的密度
D.若已知$${{a}}$$行星的轨道半径,可求得红矮星的质量
5、['人造卫星的运行规律', '线速度、角速度和周期、转速', '开普勒行星运动定律']正确率40.0%三颗质量相等的人造地球卫星$$A. ~ B. ~ C$$
D
A.运行线速度关系为$$V_{A} < V_{B} < V_{C}$$
B.运行周期关系为$$T_{A}=T_{B} < T_{C}$$
C.向心力大小关系为$$F_{A} > F_{B} > F_{C}$$
D.运行半径与周期关系为$${\frac{R_{A}^{3}} {T_{A}^{2}}}={\frac{R_{B}^{3}} {T_{B}^{2}}}={\frac{R_{C}^{3}} {T_{C}^{2}}}$$
6、['开普勒行星运动定律']正确率60.0%国际天文学联合会大会投票,通过了新的行星定义,冥王星被排除在太阳系大行星行列之外,太阳系的大行星数量由九颗减为八颗.若八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所示:
行星名称 | 水星 | 金星 | 地球 | 火星 | 木星 | 土星 | 天王星 | 海王星 |
星球半径/ $${{(}{{1}{0}^{6}}{m}{)}}$$ | $${{2}{.}{4}{4}}$$ | $${{6}{.}{0}{5}}$$ | $${{6}{.}{3}{7}}$$ | $${{3}{.}{3}{9}}$$ | $${{6}{9}{.}{8}}$$ | $${{5}{8}{.}{2}}$$ | $${{2}{3}{.}{7}}$$ | $${{2}{2}{.}{4}}$$ |
轨道半径/ $$( 1 0^{1 1} \mathrm{m} )$$ | $$0. 5 7 9$$ | $${{1}{.}{0}{8}}$$ | $${{1}{.}{5}{0}}$$ | $${{2}{.}{2}{8}}$$ | $${{7}{.}{7}{8}}$$ | $${{1}{4}{.}{3}}$$ | $${{2}{8}{.}{7}}$$ | $${{4}{5}{.}{0}}$$ |
C
A.$${{8}{0}}$$年
B.$${{1}{2}{0}}$$年
C.$${{1}{6}{5}}$$年
D.$${{2}{0}{0}}$$年
7、['物理学史、物理常识、研究方法', '对楞次定律的理解及应用', 'α粒子散射实验及其解释', '正负电荷 元电荷 比荷', '原子的核式结构模型', '开普勒行星运动定律']正确率60.0%下列说法中正确的是()
C
A.库仑最先准确地测量出了电子的电荷量
B.牛顿通过对天体运动的长期观察,发现了行星运动三定律
C.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒的必然结果
D.汤姆逊提出了原子的核式结构学说,后来由卢瑟福用$${{α}}$$粒子散射实验给予验证
8、['天体质量和密度的计算', '卫星变轨问题', '开普勒行星运动定律']正确率40.0%如图所示,某星球半径为$${{R}}$$,一个关闭动力系统的星球探测器在星球引力作用下向星球靠近,并沿椭圆轨道在$${{B}}$$点变轨进入圆轨道.探测器绕星球在圆轨道上做匀速圆周运动,运行速度为$${{v}}$$,圆轨道半径为$${{r}}$$,椭圆轨道的长轴长为$${{a}}$$,不考虑星球的自转影响.则$${{(}{)}}$$
C
A.探测器在$${{B}}$$点必须点火加速才能由椭圆轨道进入圆轨道
B.探测器在椭圆轨道上靠近星球时,机械能变大
C.星球表面的重力加速度为$$\frac{v^{2} \, r} {R^{2}}$$
D.探测器在椭圆轨道上的运行周期为$$\frac{\pi a} {2 v} \sqrt{\frac{a} {r}}$$
9、['开普勒行星运动定律']正确率40.0%关于开普勒第三定律中的公式$${\frac{R^{3}} {T^{2}}}=k$$,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
A
A.适用于所有天体
B.适用于围绕地球运行的所有卫星
C.适用于围绕太阳运行的所有行星
D.以上说法均错误
10、['开普勒行星运动定律']正确率80.0%理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体$${{(}}$$包括卫星绕行星的运动$${{)}}$$都适用,对于开普勒第三定律的公式$$\frac{r^{3}} {T^{2}}=k$$,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.公式只适用于轨道是椭圆的运动
B.式中的$${{K}}$$值,对于所有行星$${{(}}$$或卫星$${{)}}$$都相等
C.式中的$${{K}}$$值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星$${{(}}$$或卫星$${{)}}$$无关
D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离
1. 解析:根据开普勒行星运动定律,行星绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,故A、B错误。由开普勒第三定律 $$ \frac{T^2}{a^3} = k $$ 可知,半长轴 $$a$$ 越小,周期 $$T$$ 越小,因此离太阳越近的行星公转周期越小,C正确,D错误。
2. 解析:
A. 椭圆轨道和圆形轨道的周期不同,A错误。
B. 刹车瞬间速度不变,向心加速度 $$a = \frac{v^2}{r}$$ 不变,B正确。
C. 环绕速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,代入数据 $$r = 1738 + 200 = 1938 \times 10^3 \, \text{m}$$,计算得 $$v \approx 1.6 \, \text{km/s}$$,与选项不符,C错误。
D. 刹车后轨道半径减小,机械能减小,D错误。
3. 解析:
A. 万有引力定律是牛顿发现的,A错误。
B. 卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量,B正确。
C. 开普勒提出行星运动规律,但未发现万有引力定律,C错误。
D. 牛顿发现了万有引力定律,但未测量引力常量,D错误。
4. 解析:
A. 根据开普勒第三定律,$$b$$ 行星的半长轴小于 $$a$$ 行星的轨道半径,故周期小于18天,A错误。
B. $$b$$ 行星在近星点速度最大,可能大于 $$a$$ 行星的速度,B错误。
C. 红矮星的密度需知道其半径,仅凭半长轴无法计算,C错误。
D. 由 $$T^2 = \frac{4\pi^2 r^3}{GM}$$ 可求得红矮星质量,D正确。
5. 解析:
A. 卫星轨道半径越大,线速度越小,故 $$V_A > V_B > V_C$$,A错误。
B. 由 $$T^2 \propto r^3$$ 可知 $$T_A = T_B < T_C$$,B正确。
C. 向心力 $$F = \frac{GMm}{r^2}$$,半径越小,向心力越大,故 $$F_A > F_B > F_C$$,C正确。
D. 开普勒第三定律对所有卫星成立,D正确。
6. 解析:根据开普勒第三定律 $$ \frac{T^2}{R^3} = k $$,以地球为参考($$T_{\text{地}} = 1 \, \text{年}$$,$$R_{\text{地}} = 1.5 \times 10^{11} \, \text{m}$$),海王星的轨道半径 $$R_{\text{海}} = 45 \times 10^{11} \, \text{m}$$,计算得 $$T_{\text{海}} \approx 165 \, \text{年}$$。
7. 解析:
A. 密立根测出了电子电荷量,A错误。
B. 开普勒发现行星运动三定律,B错误。
C. 楞次定律是能量守恒的体现,C正确。
D. 卢瑟福提出核式结构模型,D错误。
8. 解析:
A. 探测器需减速才能进入圆轨道,A错误。
B. 机械能在椭圆轨道上守恒,B错误。
C. 由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 和 $$v^2 = \frac{GM}{r}$$ 得 $$g = \frac{v^2 r}{R^2}$$,C正确。
D. 椭圆周期 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{a^3}{8GM}}$$,代入 $$GM = v^2 r$$ 得 $$T = \frac{\pi a}{2v} \sqrt{\frac{a}{r}}$$,D正确。
9. 解析:开普勒第三定律适用于所有绕同一中心天体的天体运动,A正确;但不同中心天体的 $$k$$ 值不同,B、C不全面,D错误。
10. 解析:
A. 公式也适用于圆轨道(椭圆特例),A错误。
B. $$k$$ 值与中心天体有关,B错误。
C. $$k$$ 值仅由中心天体决定,C正确。
D. 地球与太阳的距离无法通过月球轨道数据求出,D错误。