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专题进阶自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率54.0%

2025-08-07
开普勒行星运动定律-万有引力与宇宙航行知识点专题进阶自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率54.0%
1、['万有引力定律的简单计算', '开普勒行星运动定律']

正确率60.0%“祝融号”火星车登陆火星之前,“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行,其周期为$${{2}}$$个火星日,已知一个火星日的时长约为一个地球日(地球自转一圈的时间称为一个地球日),火星质量约为地球质量的$$\frac{1} {1 0},$$则“天问一号”探测器的椭圆形的停泊轨道的半长轴与地球同步卫星的轨道半径的比值约为(

A

A.$${^{3}\sqrt {{0}{.}{4}}}$$

B.$${^{3}\sqrt {{0}{.}{2}{5}}}$$

C.$${^{3}\sqrt {{2}{.}{5}}}$$

D.$${^{3}\sqrt {4}}$$

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{9}}$$年$${{4}}$$月$${{2}{1}}$$日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第$${{4}{4}}$$颗北斗导航卫星。若组成北斗导航系统的这些卫星在不同高度的轨道上都绕地球做匀速圆周运动,其中低轨卫星离地高度低于同步卫星。关于这些卫星,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.低轨卫星的环绕速率可能大于$$7. 9 k m / s$$

B.地球同步卫星可以固定对一个区域拍照

C.低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的速率

D.低轨卫星和地球同步卫星可能具有相同的周期

3、['万有引力定律的简单计算', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常

C

A.$$\l g \l( \frac{v_{1}} {v_{2}} ) \l=\frac{1} {3} \l g \rgroup\frac{T_{1}} {T_{2}} \rgroup$$

B.$$\l g ~ ( \frac{v_{1}} {v_{2}} ) ~=3 \l g ~ ( \frac{T_{1}} {T_{2}} )$$

C.$$\l g \l( \frac{v_{1}} {v_{2}} ) \l=\frac{1} {3} \l g \rgroup\frac{T_{2}} {T_{1}} \rgroup$$

D.$$\l g ~ ( \frac{v_{1}} {v_{2}} ) ~=3 \l g ~ ( \frac{T_{2}} {T_{1}} )$$

4、['物理学史、物理常识、研究方法', '电和磁的联系', '库仑定律公式及其适用条件', '开普勒行星运动定律', '牛顿第一定律内容及理解']

正确率40.0%下列说法正确的是(

C

A.开普勒提出了行星运动三大定律和万有引力定律

B.牛顿最先发现$${{“}}$$物体的运动不需要力维持$${{”}}$$,从而提出了惯性定律

C.奥斯特首先观察到$${{“}}$$放在导线下方的小磁针会因导线通电而偏转$${{”}}$$

D.库仑总结出真空中两个静止点电荷间的相互作用规律,并测出了元电荷的数值

5、['开普勒行星运动定律']

正确率60.0%设行星绕恒星运动轨道是圆,则其运动周期为$${{T}}$$的平方与其运行轨道半径$${{R}}$$的三次方之比为常数,即$$\frac{R^{3}} {T^{2}}=K,$$那么$${{K}}$$的大小决定于(

B

A.只与行星质量有关

B.只与恒星质量有关

C.与行星和恒星质量都有关

D.与恒星的质量及行星的速率都无关

6、['开普勒行星运动定律']

正确率60.0%关于行星运动的公式$$\frac{a^{3}} {T^{2}}=k,$$以下理解正确的是(

D

A.$${{k}}$$是一个与行星质量有关的常量

B.$${{k}}$$与$${{a}^{3}}$$成正比

C.$${{k}}$$与$${{T}^{2}}$$成反比

D.$${{k}}$$与$${{a}}$$和$${{T}}$$均无关

7、['开普勒行星运动定律']

正确率40.0%两行星运行周期之比为$${{1}{:}{8}}$$,其运行轨道的半长轴之比为(  )

C

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

C.$$\frac{1} {4}$$

D.$${{1}{:}{{1}{6}}{\sqrt {2}}}$$

8、['第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%人造地球卫星的轨道可能是圆,也可能是椭圆。关于在轨正常运行的这些卫星,说法正确的是(

D

A.所有卫星的运行周期都小于$${{1}}$$天

B.所有卫星在任何位置的速率都小于$$7. 9 \mathrm{k m / s}$$

C.部分卫星在某些位置的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.所有卫星半长轴(或轨道半径)的三次方与运行周期的二次方的比值是一个常数

9、['开普勒行星运动定律']

正确率80.0%关于开普勒第三定律表达式,$${\frac{R^{3}} {T^{2}}}=K$$下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.公式只适用于围绕太阳运行的行星

B.不同星球的行星或卫星,$${{K}}$$值均相等

C.围绕同一星球运行的行星或卫星,$${{K}}$$值不相等

D.以上说法均不对

10、['核力与四种基本相互作用', '不确定性关系', '开普勒行星运动定律']

正确率80.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.在微观物理学中,不确定关系告诉我们,依然可以用“轨迹”来描述粒子的运动

B.使得原子核中的核子紧密地保持在一起的核力是强相互作用$${{(}}$$强力$${{)}}$$的一种表现

C.开普勒认为太阳系中各大行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直

D.现在大型发电厂的发电机能够产生几千伏到几万伏的电压,输出功率可达几百万兆瓦,所以大型发电厂的发电机都是旋转电枢式发电机

1. 解析:

根据开普勒第三定律,$$\frac{a^3}{T^2} = \frac{GM}{4\pi^2}$$,其中$$a$$为轨道半长轴,$$T$$为周期,$$G$$为万有引力常数,$$M$$为中心天体质量。

设“天问一号”停泊轨道的半长轴为$$a_1$$,周期$$T_1 = 2$$个火星日;地球同步卫星轨道半径为$$a_2$$,周期$$T_2 = 1$$个地球日。

火星质量$$M_{\text{火星}} = \frac{1}{10}M_{\text{地球}}$$,且$$T_1 = 2T_2$$(因火星日≈地球日)。

代入开普勒第三定律:

$$\frac{a_1^3}{(2T_2)^2} = \frac{G \cdot \frac{1}{10}M_{\text{地球}}}{4\pi^2}$$

$$\frac{a_2^3}{T_2^2} = \frac{GM_{\text{地球}}}{4\pi^2}$$

两式相除得:

$$\frac{a_1^3}{a_2^3} \cdot \frac{1}{4} = \frac{1}{10}$$

解得:$$\frac{a_1}{a_2} = \sqrt[3]{0.4}$$

答案为 A

2. 解析:

A选项错误:低轨卫星速率小于第一宇宙速度$$7.9\,\text{km/s}$$(地球表面最大环绕速度)。

B选项正确:同步卫星与地球自转同步,可固定对同一区域拍照。

C选项错误:低轨卫星速率大于同步卫星。

D选项错误:低轨卫星周期小于同步卫星(24小时)。

答案为 B

3. 解析:

题目不完整,无法解析。

4. 解析:

A选项错误:开普勒提出行星运动三定律,万有引力定律由牛顿提出。

B选项错误:伽利略最先发现“运动不需要力维持”。

C选项正确:奥斯特首次发现电流的磁效应。

D选项错误:库仑总结静电力规律,但未测出元电荷数值(由密立根完成)。

答案为 C

5. 解析:

开普勒第三定律中,常数$$K = \frac{GM}{4\pi^2}$$,仅与中心天体(恒星)质量$$M$$有关。

答案为 B

6. 解析:

$$k$$为开普勒常数,仅与中心天体质量有关,与行星的轨道半长轴$$a$$和周期$$T$$无关。

答案为 D

7. 解析:

根据开普勒第三定律$$\frac{a^3}{T^2} = k$$,两行星周期比$$T_1:T_2 = 1:8$$,则半长轴比为:

$$\frac{a_1}{a_2} = \left(\frac{T_1^2}{T_2^2}\right)^{1/3} = \left(\frac{1}{64}\right)^{1/3} = \frac{1}{4}$$

答案为 C

8. 解析:

A选项错误:同步卫星周期为24小时。

B选项错误:近地卫星速率可达$$7.9\,\text{km/s}$$。

C选项正确:低轨卫星在近地点时向心加速度可能大于地表重力加速度。

D选项正确:开普勒第三定律对所有卫星成立。

答案为 D

9. 解析:

A选项错误:开普勒第三定律适用于任何中心天体系统。

B选项错误:$$K$$值与中心天体质量有关,不同星球$$K$$不同。

C选项错误:同一星球的$$K$$值相同。

D选项正确:以上说法均不全面。

答案为 D

10. 解析:

A选项错误:不确定关系表明粒子运动无经典轨迹。

B选项正确:核力是强相互作用的表现。

C选项错误:开普勒未提出此观点。

D选项错误:大型发电机为旋转磁场式,非旋转电枢式。

答案为 B

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