2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——彗星的軌道與運(yùn)行規(guī)律考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一種天體通常被認(rèn)為是太陽系中最古老的物質(zhì)之一？A.行星B.彗星C.衛(wèi)星D.小行星2.彗核主要由以下哪種物質(zhì)組成？A.金屬和巖石B.冰和塵埃C.氣體和等離子體D.有機(jī)化合物和金屬3.柯伊伯帶彗星和奧爾特云彗星的主要區(qū)別在于？A.彗核的大小B.彗尾的長度C.軌道半長軸的大小D.彗星的顏色4.開普勒第一定律描述了行星軌道的形狀，下列哪一項(xiàng)是正確的？A.行星軌道是圓形的B.行星軌道是橢圓形的，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上C.行星軌道是拋物線形的D.行星軌道是雙曲線形的5.開普勒第二定律描述了行星運(yùn)動(dòng)的速率，下列哪一項(xiàng)是正確的？A.行星總是以恒定的速率運(yùn)動(dòng)B.行星在近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較慢C.行星在近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較慢，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較快D.行星的運(yùn)動(dòng)速率與太陽的光照強(qiáng)度成正比6.彗星的軌道偏心率通常是多少？A.0B.0到1之間C.1到2之間D.2以上7.下列哪一種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致彗星軌道發(fā)生變化？A.太陽輻射壓力B.行星引力攝動(dòng)C.彗核內(nèi)部物質(zhì)升華D.彗星與星際塵埃的碰撞8.彗星軌道的近日點(diǎn)距離太陽最近，下列哪一項(xiàng)是正確的？A.彗核溫度最高B.彗發(fā)最亮C.彗尾最長D.彗星速度最快9.彗星在遠(yuǎn)離太陽的過程中，下列哪一項(xiàng)會(huì)發(fā)生？A.彗核開始結(jié)冰B.彗發(fā)逐漸消失C.彗尾指向太陽D.彗星速度逐漸減小10.哪一種彗星被認(rèn)為可能含有太陽系形成初期的物質(zhì)？A.哈雷彗星B.水星C.彗星D.土星環(huán)二、填空題（每空1分，共10分）1.彗星由______、______和______三部分組成。2.開普勒第三定律描述了行星軌道半長軸與______之間的關(guān)系。3.彗星軌道的______是指軌道平面與黃道面之間的夾角。4.彗星軌道的______是指軌道橢圓的扁平程度。5.彗星在接近太陽時(shí)，______會(huì)從彗核表面升華，形成彗發(fā)。6.彗星______是指彗星在太陽引力作用下繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度。7.彗星______是指彗星在軌道上運(yùn)行一周所需的時(shí)間。8.彗星______是指彗星軌道在空間中的方向。9.彗星______是指彗星軌道與太陽引力線之間的夾角。10.彗星______是指彗星在近日點(diǎn)距離太陽最近時(shí)的距離。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述彗星的不同類型及其主要特征。2.解釋開普勒三大定律在彗星軌道研究中的應(yīng)用。3.分析行星引力攝動(dòng)對(duì)彗星軌道的影響。四、計(jì)算題（每題15分，共25分）1.一顆彗星的軌道半長軸為5天文單位，偏心率為0.8，計(jì)算其近日點(diǎn)距離和遠(yuǎn)日點(diǎn)距離。2.一顆彗星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為76年，軌道半長軸為35天文單位，根據(jù)開普勒第三定律，計(jì)算該彗星的平均軌道速度。五、論述題（15分）討論彗星在太陽系形成和演化中的作用。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.B5.B6.B7.B8.D9.B10.C二、填空題1.彗核，彗發(fā)，彗尾2.周期平方3.軌道傾角4.偏心率5.水蒸氣6.平均軌道速度7.周期8.升交點(diǎn)赤經(jīng)9.離心率10.近日點(diǎn)距離三、簡答題1.解析思路：彗星根據(jù)其軌道周期分為短周期彗星和長周期彗星。短周期彗星（周期小于200年）主要來源于柯伊伯帶，軌道相對(duì)靠近太陽，偏心率較小。長周期彗星（周期大于200年）主要來源于奧爾特云，軌道非常傾斜且偏心率很大。此外，還有星際彗星，其來源超出太陽系。*短周期彗星：軌道半長軸較小，偏心率較?。ㄍǔＰ∮?.7），軌道傾角較小，主要來自柯伊伯帶。例如哈雷彗星。*長周期彗星：軌道半長軸很大，偏心率較大（通常接近1），軌道傾角很大，主要來自奧爾特云。例如海爾-波普彗星。*星際彗星：來自太陽系外的彗星，軌道高度傾斜，速度很快。2.解析思路：開普勒三大定律描述了行星（包括彗星）繞太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。*第一定律：所有行星（彗星）繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。這解釋了彗星軌道的形狀。*第二定律：連接太陽和行星（彗星）的直線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等。這表明彗星在近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度較慢。*第三定律：行星（彗星）繞太陽公轉(zhuǎn)的周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。這可以用來計(jì)算彗星的軌道參數(shù)和周期。3.解析思路：行星引力會(huì)對(duì)彗星軌道產(chǎn)生攝動(dòng)，導(dǎo)致彗星軌道發(fā)生變化。*大型行星（如木星、土星）的引力對(duì)短周期彗星和長周期彗星軌道影響顯著。例如，木星強(qiáng)大的引力可以改變或甚至彈出一些彗星的軌道。*攝動(dòng)會(huì)導(dǎo)致彗星軌道半長軸、偏心率、軌道傾角等參數(shù)發(fā)生變化。*彗星在通過行星軌道附近時(shí)，會(huì)受到行星引力的強(qiáng)烈影響，導(dǎo)致其速度和方向發(fā)生顯著改變。四、計(jì)算題1.解析思路：根據(jù)開普勒定律，近日點(diǎn)距離$r_p$和遠(yuǎn)日點(diǎn)距離$r_a$可以通過軌道半長軸$a$和偏心率$e$計(jì)算。*$a=r_p+r_a$*$e=\frac{r_a-r_p}{r_a+r_p}$*解這兩個(gè)方程組，得到：*$r_p=a(1-e)=5(1-0.8)=1$天文單位*$r_a=a(1+e)=5(1+0.8)=9$天文單位2.解析思路：根據(jù)開普勒第三定律$T^2\proptoa^3$，以及平均軌道速度$v$與軌道半長軸$a$和周期$T$的關(guān)系$v=\frac{2\pia}{T}$。*開普勒第三定律：$\frac{T^2}{a^3}=\frac{4\pi^2}{GM}$(其中$G$是萬有引力常數(shù)，$M$是太陽質(zhì)量)*平均軌道速度：$v=\frac{2\pia}{T}$*將$a=35$天文單位，$T=76$年代入平均軌道速度公式（注意單位換算，1天文單位約等于1.496億公里，1年約等于3.154×10^7秒）：*$v=\frac{2\pi\times35\times1.496\times10^8}{76\times3.154\times10^7}\approx13.08$千米/秒五、論述題解析思路：彗星在太陽系形成和演化中扮演了重要角色。*形成作用：彗星被認(rèn)為是太陽系早期由冰、塵埃和有機(jī)化合物等物質(zhì)組成的原始物質(zhì)之一，主要存在于柯伊伯帶和奧爾特云。它們攜帶了太陽系形成初期的物質(zhì)和信息，例如水、氨、甲烷等揮發(fā)性物質(zhì)，以及構(gòu)成生命的基本有機(jī)分子。彗星撞擊早期地球可能