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。