物理天體典型試題及詳細答案展示

物理天體典型試題及詳細答案展示考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.某行星繞恒星做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.行星所受合力一定指向圓心B.行星處于完全失重狀態(tài)C.行星的向心加速度與軌道半徑成正比D.行星的運行周期與軌道半徑的立方根成反比2.根據(jù)開普勒第三定律，若地球繞太陽公轉(zhuǎn)的半長軸為a，周期為T；火星繞太陽公轉(zhuǎn)的半長軸為2a，周期為T'，則T'與T的關(guān)系是（）A.T'=TB.T'=√2TC.T'=2TD.T'=2√2T3.關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A.它是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大速度B.它是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小速度C.它是物體逃離地球引力所需具有的最小水平初速度D.它是物體在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的速度4.下列現(xiàn)象中，能直接說明萬有引力定律的是（）A.海水漲落B.地球自轉(zhuǎn)C.水星近日點進動D.火山爆發(fā)5.假設(shè)地球是一個密度均勻的球體，不考慮地球自轉(zhuǎn)，從地面附近沿垂直地球表面方向向上發(fā)射一物體，物體在上升過程中（）A.機械能守恒，動能減小，重力勢能增大B.機械能守恒，動能增大，重力勢能減小C.機械能不守恒，動能減小，重力勢能增大D.機械能不守恒，動能增大，重力勢能減小6.恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)主要發(fā)生在恒星的（）A.外層大氣B.光球?qū)覥.內(nèi)核D.色球?qū)?.赫羅圖是表示恒星重要物理量之間關(guān)系的圖表，下列說法正確的是（）A.赫羅圖上的主序星表示正處于氫核聚變?yōu)橹麟A段的恒星B.赫羅圖上的紅巨星位于圖的左上方區(qū)域C.赫羅圖上的白矮星位于圖的右下方區(qū)域D.赫羅圖的橫坐標是恒星的表面溫度，縱坐標是恒星的絕對星等8.關(guān)于黑洞，下列說法正確的是（）A.黑洞是密度極大的天體，其表面存在一個“事件視界”B.任何物體一旦越過事件視界，都無法再escapingthegravitationalpullC.黑洞是由大質(zhì)量恒星在生命末期坍縮形成的D.觀測黑洞主要是通過直接觀測其發(fā)出的強輻射9.哈勃定律描述了河外星系的空間分布規(guī)律，其內(nèi)容是（）A.星系的光譜線都向長波方向移動B.星系的線速度與星系距離成正比C.星系的光譜線都向短波方向移動D.星系的角速度與星系距離成反比10.關(guān)于宇宙的起源和演化，目前被廣泛接受的理論是（）A.穩(wěn)恒態(tài)模型B.大爆炸模型C.平行宇宙模型D.純粹隨機模型二、多項選擇題（本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）11.對于繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，下列說法正確的有（）A.衛(wèi)星的線速度大小不變，但速度方向時刻改變B.衛(wèi)星的向心加速度大小不變，但方向時刻改變C.衛(wèi)星的運行周期與衛(wèi)星的質(zhì)量有關(guān)D.衛(wèi)星的軌道半徑越大，其運行周期越長12.下列物理量中，可用于比較天體密度的有（）A.天體的質(zhì)量B.天體的半徑C.天體的表面重力加速度D.天體的公轉(zhuǎn)周期13.恒星從主序階段演化到紅巨星階段，下列說法正確的有（）A.恒星的核心會收縮，溫度升高B.恒星的內(nèi)部會停止核聚變C.恒星的outerlayers會膨脹，表面溫度降低D.恒星的體積會顯著增大，亮度增加14.下列現(xiàn)象或觀測結(jié)果，支持大爆炸理論的有（）A.觀測到大多數(shù)河外星系的光譜線存在紅移現(xiàn)象B.宇宙空間的微波背景輻射C.宇宙中元素的豐度與理論預(yù)測基本一致D.觀測到遙遠星系的光譜線存在藍移現(xiàn)象15.利用萬有引力定律和向心力公式，可以估算出（）A.行星的質(zhì)量B.行星的密度（若已知半徑）C.恒星的質(zhì)量D.衛(wèi)星繞行速度（若已知軌道半徑）三、填空題（本題共5小題，每小題5分，共25分。請將答案寫在答題卡對應(yīng)位置。）16.設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G。一個質(zhì)量為m的物體在地球表面附近，受到地球的引力大小約為__________。17.已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道可近似看作圓形，軌道半徑為1.5×10?km，公轉(zhuǎn)周期為365天。利用開普勒第三定律估算太陽的質(zhì)量（引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2）。18.恒星的絕對星等是指該恒星在__________處具有的星等，它反映了恒星自身的__________。19.若一艘宇宙飛船要從地球飛向火星，需要考慮太陽的引力影響，該問題可簡化為在太陽引力作用下，飛船從地球軌道附近到火星軌道附近的運動。這種分析方法稱為__________。20.微波背景輻射是宇宙大爆炸理論的__________證據(jù)，其溫度約為2.7K。四、計算題（本題共3小題，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。）21.（15分）地球繞太陽做近似勻速圓周運動，軌道半徑約為1.5×1011m。已知地球公轉(zhuǎn)周期為365天。求：（1）地球繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度大??；（2）太陽的質(zhì)量。22.（15分）一顆衛(wèi)星在半徑為r的軌道上繞地球做勻速圓周運動，周期為T。已知引力常量為G，地球質(zhì)量為M。求：（1）衛(wèi)星的向心加速度大小；（2）衛(wèi)星的機械能（以地球表面為零勢能面）。23.（15分）質(zhì)量為m的探月器在距離月球表面高度為h的某處由靜止開始自由下落（忽略月球自轉(zhuǎn)和空氣阻力）。已知月球半徑為R月，月球表面的重力加速度為g月。求：（1）探月器下落過程中的加速度大??；（2）探月器落月時的速度大小。（提示：探月器在月球表面附近可視為做近地圓周運動，月球表面的重力加速度g月=GM月/R月2）試卷答案一、單項選擇題1.A2.D3.D4.A5.A6.C7.A8.B9.B10.B二、多項選擇題11.AD12.ABC13.ACD14.ABC15.ABCD三、填空題16.GmM/R217.1.98×103?kg18.赤道；光度19.限制性問題的模型方法20.重要四、計算題21.（1）解析：線速度v=2πr/Tv=2π×1.5×1011m/(365×24×3600s)v≈2.98×10?m/s（2）解析：由G(Mm/r2)=mv2/rM=v2r/GM=(2.98×10?m/s)2×1.5×1011m/(6.67×10?11N·m2/kg2)M≈1.98×103?kg22.（1）解析：向心加速度a=v2/r=(2πr/T)2/r=4π2r/T2（2）解析：地球表面重力勢能E_p_surface=-G(Mm/R)軌道處引力勢能E_p_orbit=-G(Mm/r)軌道處動能E_k_orbit=?mv2=?m(4π2r/T2)=2π2mr/T2機械能E=E_k_orbit+E_p_orbitE=2π2mr/T2-G(Mm/r)E=?m(4π2r/T2)-G(Mm/r)E=?[4π2r2/T2-2GM/r]由a=4π2r/T2=GM/r2=>GM=ar2E=?[ar2-2GM/r]=?[ar2-2ar2/r]=-?arE=-?(GM/r)r=-?GMm/r23.（1）解析：