2025年超星爾雅學(xué)習通《天體力學(xué)與空間探索》考試備考題庫及答案解析就讀院校：________姓名：________考場號：________考生號：________一、選擇題1.天體力學(xué)研究的中心問題是（）A.行星的運動軌跡B.恒星的演化過程C.行星與恒星的相互作用D.宇宙的膨脹速度答案：C解析：天體力學(xué)主要研究天體在力的作用下的運動規(guī)律，特別是天體之間的相互作用對運動的影響。行星與恒星的相互作用是天體力學(xué)研究的核心問題，包括引力、潮汐力等對運動軌道、自轉(zhuǎn)等方面的綜合影響。2.開普勒第一定律的主要內(nèi)容是（）A.行星繞恒星的運動軌跡是橢圓B.行星運動的速率是恒定的C.行星與恒星的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積D.行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比答案：A解析：開普勒第一定律，即橢圓定律，指出所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。這是天體力學(xué)的基礎(chǔ)定律之一。3.牛頓萬有引力定律的公式是（）A.F=maB.E=mc^2C.F=G(m1m2)/r^2D.F=kq1q2/r^2答案：C解析：牛頓萬有引力定律描述了兩個質(zhì)點之間的引力大小與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間的距離平方成反比。公式為F=G(m1m2)/r^2，其中G為引力常數(shù)。4.天體力學(xué)中，開普勒第二定律描述的是（）A.行星軌道的形狀B.行星運動的速度變化C.行星與恒星的距離關(guān)系D.行星公轉(zhuǎn)周期的規(guī)律答案：B解析：開普勒第二定律，即面積定律，指出行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，這意味著行星在靠近太陽時運動速度較快，遠離太陽時運動速度較慢。5.天體力學(xué)中的“攝動”是指（）A.天體軌道的微小變化B.天體運動速度的突然變化C.天體自轉(zhuǎn)的異?，F(xiàn)象D.天體表面的不規(guī)則形態(tài)答案：A解析：攝動是指由于其他天體的引力影響，導(dǎo)致天體原本規(guī)則的軌道發(fā)生微小偏離的現(xiàn)象。這是天體力學(xué)中需要考慮的重要因素。6.海王星的發(fā)現(xiàn)是天體力學(xué)應(yīng)用的一個典型例子，其主要依據(jù)是（）A.行星軌道的異常B.行星自轉(zhuǎn)的異常C.行星大氣層的異常D.行星光譜的異常答案：A解析：海王星的發(fā)現(xiàn)是通過天體力學(xué)計算，預(yù)測出天王星軌道的攝動，從而發(fā)現(xiàn)了引起這種攝動的未知行星。這是天體力學(xué)預(yù)測和發(fā)現(xiàn)新天體的典型案例。7.天體力學(xué)中的“能量守恒定律”是指（）A.天體總能量保持不變B.天體動能與勢能之和保持不變C.天體動量守恒D.天體角動量守恒答案：B解析：能量守恒定律在天體力學(xué)中表現(xiàn)為，天體的總機械能（動能與勢能之和）在不受外力做功的情況下保持不變。這是天體運動的基本守恒定律之一。8.天體力學(xué)中，軌道要素是用來描述（）A.天體軌道形狀的參數(shù)B.天體運動速度的參數(shù)C.天體自轉(zhuǎn)的參數(shù)D.天體質(zhì)量的參數(shù)答案：A解析：軌道要素是一組描述天體軌道形狀和位置的參數(shù)，包括半長軸、偏心率、升交點赤經(jīng)、近點角等。這些參數(shù)可以完整描述天體的軌道特征。9.行星際航行中，常用的軌道機動方式是（）A.直線推進B.圓周軌道運行C.橢圓軌道運行D.燃燒火箭改變速度答案：D解析：星際航行中，改變航天器速度的主要方式是通過燃燒火箭進行變軌，即通過噴射高速燃氣產(chǎn)生反沖力，從而改變航天器的速度和軌道。這是天體力學(xué)在航天應(yīng)用中的基本原理。10.天體力學(xué)與空間探索的關(guān)系是（）A.天體力學(xué)為空間探索提供理論基礎(chǔ)B.空間探索為天體力學(xué)提供實踐驗證C.兩者相互促進，共同發(fā)展D.兩者沒有直接關(guān)系答案：C解析：天體力學(xué)為空間探索提供了理論基礎(chǔ)，如軌道計算、航天器設(shè)計等；同時，空間探索的實踐也為天體力學(xué)提供了新的觀測數(shù)據(jù)和驗證機會，兩者相互促進，共同推動天文學(xué)和航天技術(shù)的發(fā)展。11.在天體力學(xué)中，描述天體繞中心天體做周期性運動時，決定其軌道周期的主要因素是（）A.天體的質(zhì)量B.天體的速度C.中心天體的質(zhì)量D.天體與中心天體的距離答案：C解析：根據(jù)開普勒第三定律，行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。這個關(guān)系式可以推廣到任何兩個繞中心天體做橢圓軌道運動的天體。周期主要取決于中心天體的質(zhì)量，質(zhì)量越大，引力越強，天體運動速度越快，周期越短。天體的質(zhì)量、速度和與中心天體的距離都會影響軌道的具體形狀和大小，但周期主要由中心天體的質(zhì)量決定。12.天體力學(xué)中的“軌道要素”通常不包括（）A.軌道半長軸B.軌道偏心率C.天體表面溫度D.軌道傾角答案：C解析：軌道要素是用來完全描述一個天體軌道形狀和空間方位的一組參數(shù)。主要包括軌道半長軸（決定軌道大?。⑵穆剩Q定軌道形狀是圓形還是橢圓形）、軌道傾角（決定軌道平面與參考平面的夾角）、升交點赤經(jīng)（決定軌道平面與參考平面的交線在參考平面上的位置）以及近點角（決定軌道上近心點在軌道平面內(nèi)的位置）。天體表面溫度是描述天體物理特性的參數(shù)，不屬于軌道要素。13.開普勒第三定律可以表述為（）A.行星軌道是橢圓B.行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積C.行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比D.行星繞太陽的運動速度是恒定的答案：C解析：開普勒第三定律，又稱周期定律，具體內(nèi)容是：所有行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方之比是一個恒定值。這個定律揭示了行星軌道大小與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系。14.天體力學(xué)中，描述軌道平面與參考平面夾角的參數(shù)是（）A.偏心率B.半長軸C.軌道傾角D.近點角答案：C解析：軌道傾角是描述天體軌道平面與一個選定的參考平面（通常是天體系統(tǒng)的赤道平面或黃道平面）之間夾角的大小。它決定了軌道平面在空間中的方位。15.以下哪種現(xiàn)象是由于天體間的引力相互作用引起的（）A.恒星自轉(zhuǎn)B.行星軌道進動C.行星大氣層D.行星表面山脈答案：B解析：行星軌道進動是指行星的軌道平面或軌道元素（如傾角、偏心率）隨時間發(fā)生緩慢的變化，這種現(xiàn)象通常是由其周圍其他天體的引力攝動引起的。恒星自轉(zhuǎn)是恒星的物理現(xiàn)象，行星大氣層和表面山脈是行星形成的地質(zhì)和物理結(jié)果。16.在天體力學(xué)問題中，如果忽略其他天體的引力影響，則天體將做（）A.橢圓運動B.拋物線運動C.雙曲線運動D.直線運動答案：A解析：根據(jù)牛頓萬有引力定律和第二定律，如果一個天體只受到一個中心天體的引力作用，那么它的運動軌道將是一個圓錐曲線。在大多數(shù)天體力學(xué)問題中，如果只考慮中心天體的引力，且初始條件合適，天體會做橢圓運動。這是開普勒第一定律的內(nèi)容。17.天體力學(xué)中，描述軌道形狀扁平程度的參數(shù)是（）A.軌道半長軸B.軌道偏心率C.軌道傾角D.軌道升交點赤經(jīng)答案：B解析：軌道偏心率是描述橢圓軌道形狀的一個參數(shù)，其值范圍為0到1。偏心率等于0時，軌道為正圓；偏心率大于0小于1時，軌道為橢圓；偏心率等于1時，軌道為拋物線；偏心率大于1時，軌道為雙曲線。偏心率越大，軌道越扁平。18.計算天體軌道時，通常需要解決的是一個（）A.線性方程組B.非線性方程組C.代數(shù)方程D.微分方程答案：B解析：天體的運動受到引力等力的作用，其運動方程是二階非線性常微分方程。計算軌道通常需要數(shù)值方法求解這些方程，這涉及到求解一個非線性方程組，因為還需要考慮初始條件和其他天體的引力影響。19.在天體力學(xué)中，"哈密頓力學(xué)"是（）A.開普勒定律的推廣B.經(jīng)典力學(xué)的另一種表述形式C.一種描述天體長期演化的理論D.一種用于計算軌道攝動的數(shù)值方法答案：B解析：哈密頓力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的一種數(shù)學(xué)表述形式，使用哈密頓量、正則變量等概念來描述系統(tǒng)的動力學(xué)。它與牛頓力學(xué)和拉格朗日力學(xué)等價，但提供了不同的視角和分析方法，在天體力學(xué)的高級理論和計算中有著重要應(yīng)用。20.天體力學(xué)在空間探索中的主要應(yīng)用不包括（）A.航天器軌道設(shè)計B.行星際飛行路徑規(guī)劃C.地球同步軌道的確定D.航天器姿態(tài)控制答案：D解析：天體力學(xué)在空間探索中主要應(yīng)用于確定航天器的軌道，規(guī)劃行星際飛行的路徑，以及計算和選擇如地球同步軌道等特定軌道。航天器姿態(tài)控制主要涉及航天器的姿態(tài)穩(wěn)定和指向，雖然也需要考慮軌道動力學(xué)，但其原理和方法更多地屬于控制理論、航空航天工程和結(jié)構(gòu)力學(xué)的范疇，而不是天體力學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。二、多選題1.天體力學(xué)的主要研究內(nèi)容包括哪些方面（）A.天體的運動規(guī)律B.天體間的相互作用力C.天體的物理性質(zhì)D.軌道計算與預(yù)測E.天體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演化答案：ABD解析：天體力學(xué)主要研究天體在力的作用下的運動，以及產(chǎn)生這些運動的原因。其核心內(nèi)容包括天體的運動規(guī)律（A）、天體間的相互作用力（主要是引力）（B）、以及基于這些規(guī)律和力的軌道計算與預(yù)測（D）。天體的物理性質(zhì)（C）和天體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演化（E）雖然與天體力學(xué)密切相關(guān)，但通常屬于天體物理等其他學(xué)科的研究范疇。2.開普勒三大定律分別揭示了行星運動的哪些規(guī)律（）A.行星軌道是橢圓B.行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積C.行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比D.行星運動速度恒定E.行星軌道平面固定不變答案：ABC解析：開普勒三大定律分別揭示了行星運動的三條基本規(guī)律：第一定律（A）指出所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上；第二定律（B）指出行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，這意味著行星靠近太陽時運動速度較快，遠離太陽時運動速度較慢；第三定律（C）指出所有行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比，這建立了行星軌道大小與公轉(zhuǎn)周期之間的關(guān)系。選項D和E均不符合開普勒定律的描述。3.影響天體軌道形狀的主要參數(shù)有哪些（）A.軌道半長軸B.軌道偏心率C.軌道傾角D.軌道升交點赤經(jīng)E.中心天體質(zhì)量答案：ABE解析：天體軌道的形狀主要由軌道要素決定，其中決定軌道形狀的是偏心率（B）和半長軸（A）。半長軸決定軌道的大小，偏心率決定軌道是圓形、橢圓形還是拋物線、雙曲線。中心天體質(zhì)量（E）是決定軌道大小和周期的重要因素，也間接影響軌道形狀。軌道傾角（C）和升交點赤經(jīng)（D）描述的是軌道在空間中的方位，不直接決定軌道的形狀。4.天體力學(xué)中的“攝動”現(xiàn)象有哪些特征（）A.天體軌道的長期緩慢變化B.軌道元素的周期性變化C.軌道形狀的微小改變D.引力源的變化E.天體運動速度的隨機波動答案：AC解析：攝動是指天體在受到多個引力源（除了主導(dǎo)的中心天體外）或非引力因素（如相對論效應(yīng)）影響時，其原本簡單的軌道（如無攝動的橢圓軌道）發(fā)生的偏離或變化。其主要特征是導(dǎo)致天體軌道元素的長期緩慢變化（A）和軌道形狀的微小改變（C）。軌道元素的周期性變化（B）通常是主要運動模式的反映，而非攝動的主要表現(xiàn)。引力源的變化（D）是產(chǎn)生攝動的原因，而不是攝動本身的現(xiàn)象特征。天體運動速度的隨機波動（E）不是攝動的主要描述方式。5.簡述天體力學(xué)在空間探索中的重要作用（）A.預(yù)測航天器軌道B.規(guī)劃星際航行路徑C.設(shè)計航天器姿態(tài)控制D.計算航天器發(fā)射窗口E.評估航天器軌道攝動答案：ABDE解析：天體力學(xué)是空間探索的基石。它用于精確預(yù)測航天器在引力作用下的軌道（A），為規(guī)劃從地球到其他天體或星際空間的航行路徑提供理論基礎(chǔ)（B），計算最佳發(fā)射時間和窗口（D），以及分析和評估在航行過程中由于引力攝動等引起的軌道變化（E）。設(shè)計航天器姿態(tài)控制（C）主要涉及航天器自身的動力學(xué)和控制理論，雖然也受軌道環(huán)境的影響，但不是天體力學(xué)直接的核心應(yīng)用。6.在天體力學(xué)問題中，開普勒問題是指（）A.求解兩個點質(zhì)量物體在引力作用下的運動B.求解一個質(zhì)點在中心力場中的運動C.求解天體的軌道要素D.求解多體引力相互作用問題E.求解相對論效應(yīng)下的天體運動答案：AB解析：經(jīng)典天體力學(xué)中的開普勒問題，通常指在牛頓引力框架下，求解一個質(zhì)點在中心天體（提供中心力場）引力作用下的運動。這包括兩種情況：一是已知軌道要素求軌道方程和速度，二是已知初始條件求軌道。選項A描述的是兩體問題，是開普勒問題最典型的形式。選項B是開普勒問題的核心數(shù)學(xué)表述。選項C、D、E描述的是更復(fù)雜或更精確的問題，超出了經(jīng)典開普勒問題的范疇。7.天體力學(xué)中常用的坐標系有哪些（）A.慣性坐標系B.地心坐標系C.行星中心坐標系D.天球坐標系E.軌道坐標系答案：ABCDE解析：根據(jù)不同的研究目的和方便性，天體力學(xué)中會用到多種坐標系。慣性坐標系（A）是相對于宇宙慣性參考系靜止或平動的坐標系，常用于描述天體的絕對運動。地心坐標系（B）以地球中心為原點，常用于描述近地空間天體的運動。行星中心坐標系（C）以行星中心為原點，用于描述圍繞該行星運動的物體。天球坐標系（D）是一種大圓坐標系，用于表示天體的位置和天體間的角距離。軌道坐標系（E）是固連于天體軌道的動坐標系，用于描述航天器在軌道上的相對位置和運動。這些坐標系在天體力學(xué)研究和應(yīng)用中都有重要作用。8.牛頓萬有引力定律的主要內(nèi)容是什么（）A.引力與質(zhì)量成正比B.引力與距離平方成反比C.引力作用是相互的D.引力常數(shù)是一個固定值E.引力只存在于天體之間答案：ABCD解析：牛頓萬有引力定律指出，宇宙中任意兩個物體之間都存在相互吸引力，這個引力的大小與兩個物體的質(zhì)量乘積成正比（A），與它們之間距離的平方成反比（B）。同時，引力是相互的，即每個物體都受到另一個物體的引力（C）。這個定律還有一個重要參數(shù)是引力常數(shù)G（D），它是一個比例常數(shù)，其值在標準下是固定的。選項E錯誤，萬有引力定律適用于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間，不僅限于天體。9.影響天體軌道計算精度的因素有哪些（）A.天體質(zhì)量測量的精度B.初始條件的準確性C.攝動力的模型精度D.計算方法的選擇E.天體自轉(zhuǎn)的影響答案：ABCD解析：天體軌道計算的精度受到多種因素影響。首先，天體質(zhì)量測量的精度（A）直接決定了引力計算的基礎(chǔ)，進而影響軌道預(yù)測。初始條件（位置和速度）的準確性（B）對軌道計算至關(guān)重要，初始偏差會隨著時間累積。攝動力的模型精度（C）決定了能否準確考慮其他天體引力等非主導(dǎo)引力的影響。所使用的計算方法（D）的精度和適用性，例如是使用解析方法還是數(shù)值積分方法，也會顯著影響結(jié)果。天體自轉(zhuǎn)的影響（E）通常在精確的軌道動力學(xué)中需要考慮，但它本身不是影響計算精度的核心因素，而是需要精確建模的一部分。10.天體力學(xué)與天體物理、宇宙學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系是什么（）A.天體力學(xué)研究天體運動和力B.天體物理研究天體的物理性質(zhì)C.宇宙學(xué)研究宇宙的起源和演化D.三者相互交叉，互為補充E.天體力學(xué)為天體物理提供運動框架答案：ABCD解析：天體力學(xué)（A）主要研究天體在力作用下的運動規(guī)律和軌道計算。天體物理（B）則側(cè)重于研究天體的物理性質(zhì)，如組成、結(jié)構(gòu)、能量輸出、內(nèi)部狀態(tài)等。宇宙學(xué)（C）是研究宇宙整體性質(zhì)、起源和演化的學(xué)科。這三門學(xué)科雖然研究對象和側(cè)重點不同，但它們是緊密聯(lián)系、相互交叉和互為補充的（D）。例如，天體物理研究得到的物理參數(shù)（如質(zhì)量、密度）是進行天體力學(xué)軌道計算和預(yù)測的基礎(chǔ)（E），而天體力學(xué)提供的運動框架和預(yù)測則有助于指導(dǎo)天體物理觀測和解釋觀測數(shù)據(jù)。11.天體力學(xué)中的開普勒問題通常指（）A.兩個質(zhì)點在引力作用下的運動B.一個質(zhì)點在中心力場中的運動C.行星繞恒星的軌道運動D.多體引力相互作用問題E.考慮相對論效應(yīng)的天體運動答案：AB解析：天體力學(xué)中的開普勒問題，其核心是求解在中心力場（通常是牛頓引力）作用下，一個質(zhì)點（通常代表航天器或小行星）的運動。這包括兩種主要情況：一是已知軌道要素反推軌道和速度（正向問題）；二是已知初始位置和速度，求解未來的軌道（逆向問題）。選項A描述了兩體問題，是開普勒問題的最基本模型。選項B是開普勒問題的數(shù)學(xué)形式。選項C是開普勒問題最典型的應(yīng)用場景。選項D是多體問題，比開普勒問題復(fù)雜得多。選項E是相對論天體力學(xué)的問題，與經(jīng)典開普勒問題不同。12.影響航天器軌道設(shè)計的主要因素有哪些（）A.航天器的質(zhì)量B.發(fā)射場位置和發(fā)射窗口C.目標天體的引力環(huán)境D.推進系統(tǒng)的性能E.天體力學(xué)計算模型的精度答案：BCDE解析：航天器軌道設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要考慮多個因素。目標天體的引力環(huán)境（C）決定了航天器軌道的形狀和周期。發(fā)射場位置（B）和發(fā)射窗口（B）受限于地球自轉(zhuǎn)、目標天體位置等因素，影響軌道初始條件的選擇。推進系統(tǒng)的性能（D）決定了航天器變軌能力，即能否達到預(yù)定軌道。天體力學(xué)計算模型的精度（E）直接影響軌道設(shè)計的準確性。航天器的質(zhì)量（A）雖然影響其受力，但在軌道設(shè)計中通常作為已知參數(shù)，而不是主要的設(shè)計變量。13.天體力學(xué)中，解決實際問題的常用方法有哪些（）A.解析方法求解簡單軌道問題B.數(shù)值積分方法求解復(fù)雜軌道問題C.微分方程分析軌道穩(wěn)定性D.軌道攝動理論修正近似軌道E.線性代數(shù)求解多體問題答案：ABCD解析：天體力學(xué)問題的求解方法多樣。對于一些簡單的經(jīng)典問題（如開普勒問題），可以嘗試使用解析方法（A）找到精確的軌道方程或速度表達式。對于更復(fù)雜、涉及多個攝動因素或初始條件未知的情況，通常采用數(shù)值積分方法（B）進行迭代計算。微分方程分析（C）是研究軌道穩(wěn)定性、周期解等動力學(xué)性質(zhì)的重要工具。軌道攝動理論（D）提供了一種在基本軌道（如無攝動軌道）基礎(chǔ)上，修正由于各種微小擾動引起的軌道偏差的有效方法。選項E，線性代數(shù)在數(shù)值計算中是基礎(chǔ)工具，但不是一種獨立的問題解決“方法”類別，而是一種數(shù)學(xué)手段，可用于數(shù)值積分、攝動分析等多種方法中。14.以下哪些現(xiàn)象或概念與天體力學(xué)有關(guān)（）A.行星軌道進動B.潮汐力C.航天器軌道機動D.天體自轉(zhuǎn)E.光行差答案：ABCDE解析：天體力學(xué)研究天體的運動和產(chǎn)生運動的力。行星軌道進動（A）是軌道元素隨時間緩慢變化的現(xiàn)象，通常由其他行星的引力攝動引起，是天體力學(xué)的研究內(nèi)容。潮汐力（B）是天體之間由于質(zhì)量分布不均而產(chǎn)生的引力，對天體形狀、自轉(zhuǎn)和軌道都有重要影響，是天體力學(xué)考慮的因素。航天器軌道機動（C）是通過發(fā)動機點火改變航天器速度和軌道，是基于天體力學(xué)原理進行的操作。天體自轉(zhuǎn)（D）是天體的基本物理特性，其自轉(zhuǎn)動力學(xué)和自轉(zhuǎn)對軌道運動的影響（如非球形引力場引起的軌道攝動）是天體力學(xué)的研究范疇。光行差（E）是光線經(jīng)過天體附近時發(fā)生的彎曲現(xiàn)象，雖然主要由廣義相對論解釋，但在經(jīng)典天體力學(xué)中也有近似處理，且與天體運動觀測相關(guān)。15.開普勒三大定律的發(fā)現(xiàn)歷程體現(xiàn)了哪些科學(xué)方法的特點（）A.觀察和實驗（或長期觀測）B.數(shù)據(jù)分析和歸納C.數(shù)學(xué)建模和推論D.理論假設(shè)和驗證E.抽象思維和概括答案：ABCDE解析：開普勒三大定律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)史上光輝的典范，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)方法的特點。哥白尼通過觀察和提出日心說提供了基礎(chǔ)。開普勒本人則通過對第谷·布拉赫長期、精確的天文觀測數(shù)據(jù)（A）進行艱苦卓絕的分析和歸納（B），發(fā)現(xiàn)了行星軌道是橢圓（第一定律）、面積定律（第二定律），并通過進一步的數(shù)學(xué)建模和推論（C）推導(dǎo)出周期定律（第三定律）。這一過程充滿了理論假設(shè)（如初期提出的圓形軌道和均速率假設(shè)）和后續(xù)的驗證與修正（D）。最終，三大定律以高度抽象（E）和概括性的數(shù)學(xué)語言描述了行星運動的普遍規(guī)律。16.天體力學(xué)中的“能量守恒”和“角動量守恒”定律有何意義（）A.描述了軌道形狀B.限制了天體可能達到的狀態(tài)C.使復(fù)雜軌道問題簡化為兩類問題D.揭示了天體運動的深層次規(guī)律E.為軌道計算提供了基本約束條件答案：BCDE解析：天體力學(xué)中的能量守恒定律（動能+勢能=常量）和角動量守恒定律（對中心點的角動量=常量）是天體運動的基本守恒律。它們的意義在于：角動量守恒（C）直接與軌道平面和軌道要素（如偏心率）相關(guān)，能量守恒（B）則與軌道類型（橢圓、拋物線、雙曲線）和半長軸相關(guān)。這兩個守恒律揭示了天體運動的深層次規(guī)律（D），并構(gòu)成了解決天體力學(xué)問題的基本框架。它們?yōu)閺?fù)雜的軌道計算提供了關(guān)鍵的約束條件（E），使得求解特定問題時可以簡化為只考慮特定類型的守恒量（如角動量守恒問題或能量守恒問題），即所謂的兩類問題。17.航天器在深空航行中可能遇到哪些主要的軌道攝動因素（）A.行星際塵埃阻力B.其他行星的引力影響C.太陽輻射壓D.地球非球形引力場的影響（對于近地軌道航天器，此項影響較小，但在深空可忽略）E.廣義相對論效應(yīng)答案：ABCE解析：航天器在深空航行時，其運動受到多種因素的影響，導(dǎo)致軌道偏離理想的開普勒軌道。其他行星的引力影響（B）是主要的長期攝動因素。太陽輻射壓（C）雖然力很小，但對于長期運行或質(zhì)量小的航天器也有顯著影響。星際塵埃阻力（A）對高速航天器也有一定影響。廣義相對論效應(yīng)（E）雖然在低精度要求下可忽略，但在極高精度或強引力場環(huán)境下需要考慮。地球非球形引力場的影響（D）主要對近地軌道航天器影響顯著，隨著航天器遠離地球，這種影響迅速減弱，在深空可忽略不計。18.天體力學(xué)在航天器發(fā)射與軌道注入階段有哪些應(yīng)用（）A.確定發(fā)射方位角B.計算變軌所需的速度增量C.選擇最佳發(fā)射時間D.設(shè)計軌道轉(zhuǎn)移方案E.精確預(yù)測入軌點的位置和速度答案：ABCDE解析：航天器從發(fā)射到進入預(yù)定軌道的過程，是天體力學(xué)應(yīng)用的關(guān)鍵階段。確定發(fā)射方位角（A）是為了使航天器能沿預(yù)定軌道飛行，這需要考慮地球自轉(zhuǎn)、目標軌道平面等因素，屬于軌道設(shè)計的范疇。計算變軌所需的速度增量（B）是軌道機動的基礎(chǔ)，依據(jù)天體力學(xué)中的動量變化和能量變化關(guān)系。選擇最佳發(fā)射時間（C）需要考慮目標天體位置、發(fā)射窗口、地球軌道等因素，是天體力學(xué)與時間天文學(xué)結(jié)合的應(yīng)用。設(shè)計軌道轉(zhuǎn)移方案（D）如霍曼轉(zhuǎn)移、大推力直接入軌等，都是基于天體力學(xué)原理的軌道設(shè)計。精確預(yù)測入軌點的位置和速度（E）是發(fā)射控制的關(guān)鍵，確保航天器準確進入預(yù)定軌道。19.以下哪些是開普勒問題求解的常見初始條件（）A.航天器的初始位置矢量B.航天器的初始速度矢量C.航天器的質(zhì)量D.中心天體的質(zhì)量E.航天器的發(fā)射時間答案：ABD解析：在求解天體運動（包括開普勒問題）時，通常需要給定初始條件來確定唯一的軌道。常見的初始條件是航天器在某一時刻的初始位置矢量（A）和初始速度矢量（B）。這兩個矢量共同決定了航天器在那一刻的狀態(tài)。航天器質(zhì)量（C）和中心天體質(zhì)量（D）是決定引力大小和軌道形狀的參數(shù)，它們是問題的一部分，但不是求解特定軌道所需的初始狀態(tài)條件。航天器的發(fā)射時間（E）是問題的時間基準，對于單時刻的狀態(tài)確定不是初始狀態(tài)條件本身。20.天體力學(xué)與控制理論在航天器姿態(tài)控制中有何聯(lián)系（）A.天體力學(xué)提供航天器相對天體的運動參考系B.控制理論設(shè)計控制律以實現(xiàn)姿態(tài)機動C.天體力學(xué)計算航天器對太陽、月亮等天體的相對角運動D.控制理論需要考慮航天器自身的動力學(xué)模型E.天體力學(xué)確定姿態(tài)控制的目標指向答案：ABCDE解析：航天器姿態(tài)控制的目標是使航天器指向預(yù)定方向或保持特定姿態(tài)，這需要考慮其在外部環(huán)境和自身運動中的狀態(tài)。天體力學(xué)（A）負責計算航天器相對于太陽、月亮、恒星等天體的角位置和角速度（C），為姿態(tài)控制提供了必要的運動參考系和外部參考基準?？刂评碚摚˙）則利用這些信息和其他傳感器數(shù)據(jù)，設(shè)計控制律（如反作用飛輪控制、燃氣噴嘴控制）來實現(xiàn)姿態(tài)的精確指向和穩(wěn)定，即姿態(tài)機動?？刂评碚摰脑O(shè)計（D）必須基于航天器自身的動力學(xué)模型，即考慮其轉(zhuǎn)動慣量、執(zhí)行機構(gòu)的特性等。最終，天體力學(xué)計算結(jié)果（C）和任務(wù)需求共同決定了姿態(tài)控制的目標指向（E），例如保持對地指向、太陽帆板指向、天線指向等。因此，兩者緊密合作，共同完成航天器姿態(tài)控制任務(wù)。三、判斷題1.開普勒第一定律指出所有行星繞太陽運動的軌道都是圓形。（）答案：錯誤解析：開普勒第一定律，又稱橢圓定律，其內(nèi)容是所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。并非圓形軌道。這是開普勒三大定律之一，推翻了此前認為行星軌道是正圓形的觀點。2.開普勒第二定律表明，行星在軌道上運動的速度是恒定的。（）答案：錯誤解析：開普勒第二定律，又稱面積定律，內(nèi)容是行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等。這意味著行星在靠近太陽時運動速度較快，遠離太陽時運動速度較慢，速度是變化的，而不是恒定的。這體現(xiàn)了行星運動的不均勻性。3.開普勒第三定律適用于所有繞任意中心天體做橢圓軌道運動的天體系統(tǒng)。（）答案：正確解析：開普勒第三定律，又稱周期定律，其內(nèi)容是所有行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方之比是一個恒定值。這個定律不僅適用于太陽系中的行星，通過推廣，也適用于任何兩個繞同一個中心天體做橢圓軌道運動的質(zhì)點系統(tǒng)，只要忽略其他天體的引力影響。4.天體力學(xué)只研究天體的運動，不研究產(chǎn)生運動的原因。（）答案：錯誤解析：天體力學(xué)不僅研究天體的運動規(guī)律（如軌道、速度等），也深入研究產(chǎn)生這些運動的根本原因，主要是天體之間的引力相互作用（如牛頓萬有引力定律）。天體力學(xué)正是通過建立力和運動之間的關(guān)系來描述和預(yù)測天體的運動。5.牛頓萬有引力定律的公式是F=ma。（）答案：錯誤解析：公式F=ma是牛頓第二定律的表述，描述了力與物體加速度和質(zhì)量的關(guān)系。牛頓萬有引力定律的公式是F=G(m?m?)/r2，描述了兩個質(zhì)點之間的引力大小與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。6.在天體力學(xué)中，軌道要素一旦確定，天體的軌道也就完全確定了。（）答案：正確解析：在經(jīng)典天體力學(xué)框架下，如果已知一個天體在某一時刻的軌道要素（如半長軸、偏心率、傾角等）和該時刻的狀態(tài)矢量（位置和速度），那么根據(jù)天體力學(xué)定律，可以精確地計算出該天體在未來的任何時刻的位置和速度，從而完全確定其軌道。這是天體力學(xué)預(yù)測天體運動的基礎(chǔ)。7.天體力學(xué)中的攝動是指天體軌道的長期、微小變化。（）答案：正確解析：攝動是天體力學(xué)中的一個重要概念，指的是由于存在除了主導(dǎo)中心天體外的其他引力源（或其他因素如非球形引力、相對論效應(yīng)等）的影響，導(dǎo)致天體的軌道偏離了理想的無攝動開普勒軌道，產(chǎn)生長期、緩慢的微小變化。8.航天器軌道設(shè)計只需要考慮發(fā)射場和目標天體即可。（）答案：錯誤解析：航天器軌道設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮多種因素，除了發(fā)射場位置和目標天體引力環(huán)境外，還需要考慮航天器的質(zhì)量、推進系統(tǒng)性能、任務(wù)需求（如覆蓋范圍、觀測精度）、燃料消耗、是否存在發(fā)射窗口限制、是否需要軌道機動