格物学 力学万有引力与宇宙航行

开普勒行星运动定律-万有引力与宇宙航行知识点课后基础选择题自测题解析-江苏省等高中物理,平均正确率78.0%

2025-06-03
开普勒行星运动定律-万有引力与宇宙航行知识点课后基础选择题自测题解析-江苏省等高中物理,平均正确率78.0%
1、['开普勒行星运动定律']

正确率60.0%木星和地球都绕太阳公转,木星的公转周期约为$${{1}{2}}$$年,地球与太阳的距离为$${{1}}$$天文单位,则木星与太阳的距离约为(

C

A.$${{2}}$$天文单位

B.$${{4}}$$天文单位

C.$${{5}{.}{2}}$$天文单位

D.$${{1}{2}}$$天文单位

3、['开普勒行星运动定律']

正确率60.0%已知两个行星的质量$$m_{1}=2 \, m_{2}$$,公转周期$$T_{1}=8 \, T_{2}$$,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比$${{a}_{1}{:}{{a}_{2}}}$$为

C

A.$${{1}{:}{2}}$$

B.$${{2}{:}{1}}$$

C.$${{4}{:}{1}}$$

D.$${{1}{:}{4}}$$

4、['开普勒行星运动定律']

正确率40.0%太阳系各大行星绕太阳运动的轨道可以粗略认为是圆形,下表所示是几个行星距太阳的日星间的距离和行星质量,由表中的数据估算出天王星公转的周期最接近于(

行星 水星 地球 火星 木星 天王星 海王星
日星距离 $$/ \times1 0^{1 1} \mathrm{m}$$ $${{0}{.}{5}{8}}$$ $${{1}{.}{5}}$$ $${{2}{.}{2}{8}}$$ $${{7}{.}{7}{8}}$$ $$2 8. 7 1$$ $$4 5. 0 4$$
行星质量 $$/ \times1 0^{1 1} \mathrm{m}$$ $${{0}{.}{3}{3}}$$ $${{6}{.}{0}{0}}$$ $${{0}{.}{6}{4}}$$ $${{1}{9}{0}{0}}$$ $${{8}{6}{.}{8}}$$ $${{1}{0}{2}}$$

B

A.$${{7}{0}{0}{0}}$$年

B.$${{8}{5}}$$年

C.$${{2}{0}}$$年

D.$${{1}{0}}$$年

7、['开普勒行星运动定律']

正确率60.0%关于开普勒行星运动规律,下列说法正确的是(

C

A.太阳系中绝大部分行星的运动轨道都是椭圆,而极个别行星的运动轨道可能是圆

B.只有行星绕太阳运动时的轨道才是椭圆的

C.在任意相等时间内,地球跟太阳的连线扫过的面积都相等

D.只适合于太阳系,不适应其他星系

9、['开普勒行星运动定律']

正确率80.0%关于开普勒第三定律$$\frac{R^{3}} {T^{2}}=k$$的理解,以下说法中正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{k}}$$是一个与行星无关的常量,可称为开普勒常量

B.$${{T}}$$表示行星运动的自转周期

C.该定律只适用于行星绕太阳的运动,不适用于卫星绕行星的运动

D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为$${{R}_{1}}$$,周期为$${{T}_{1}}$$,月球绕地球运转轨道的半长轴为$${{R}_{2}}$$,周期为$${{T}_{2}}$$,则$${\frac{R_{1}^{3}} {T_{1}^{2}}}={\frac{R_{2}^{3}} {T_{2}^{2}}}$$

10、['相对论时空观及牛顿力学的成就与局限性', '物理学史、物理常识、研究方法', '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80.0%在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是$${{(}{)}}$$

B

A.牛顿建立了狭义相对论

B.开普勒发现了太阳系行星运动三大定律

C.爱因斯坦测出了引力常量

D.哥白尼提出了“地心说”

1. 根据开普勒第三定律,$$ \frac{T_1^2}{T_2^2} = \frac{a_1^3}{a_2^3} $$,其中 $$T_1 = 12$$ 年(木星周期),$$T_2 = 1$$ 年(地球周期),$$a_2 = 1$$ 天文单位(地球轨道半长轴)。代入得:

$$ \frac{12^2}{1^2} = \frac{a_1^3}{1^3} \Rightarrow a_1^3 = 144 \Rightarrow a_1 \approx 5.2 $$ 天文单位。

正确答案为 C

3. 开普勒第三定律公式为 $$ \frac{T_1^2}{T_2^2} = \frac{a_1^3}{a_2^3} $$。已知 $$T_1 = 8T_2$$,代入得:

$$ \frac{(8T_2)^2}{T_2^2} = \frac{a_1^3}{a_2^3} \Rightarrow 64 = \frac{a_1^3}{a_2^3} \Rightarrow a_1 = 4a_2 $$。

故 $$a_1 : a_2 = 4 : 1$$,正确答案为 C

4. 利用开普勒第三定律估算天王星周期。以地球为参考($$T_2 = 1$$ 年,$$a_2 = 1.5 \times 10^{11}$$ m),天王星的日星距离 $$a_1 = 28.71 \times 10^{11}$$ m。代入公式:

$$ \frac{T_1^2}{1^2} = \frac{(28.71 \times 10^{11})^3}{(1.5 \times 10^{11})^3} \Rightarrow T_1^2 \approx 7.1 \times 10^4 \Rightarrow T_1 \approx 84.3 $$ 年。

最接近的选项是 B(85 年)。

7. 开普勒行星运动规律分析:

A. 正确,行星轨道多为椭圆,极少数近似为圆(如地球轨道接近圆)。

B. 错误,卫星绕行星的轨道也可以是椭圆。

C. 正确,开普勒第二定律指出面积速度相等。

D. 错误,开普勒定律适用于任何中心天体系统。

正确答案为 A、C(若为单选题,优先选 C)。

9. 开普勒第三定律的理解:

A. 正确,$$k$$ 是仅与中心天体质量相关的常量。

B. 错误,$$T$$ 是公转周期。

C. 错误,定律同样适用于卫星绕行星。

D. 错误,$$k$$ 值不同(太阳系与地月系中心天体质量不同)。

正确答案为 A

10. 物理学史分析:

A. 错误,狭义相对论由爱因斯坦提出。

B. 正确,开普勒总结出行星运动三定律。

C. 错误,引力常量由卡文迪许测定。

D. 错误,哥白尼提出“日心说”。

正确答案为 B

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