2025年行星運動競賽題庫及答案考試時長：120分鐘滿分：100分一、選擇題（總共10題，每題2分）1.行星運動的基本定律中，開普勒第一定律描述的是（）。A.行星繞太陽的運動軌跡是橢圓B.行星運動的角速度恒定C.行星與太陽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2.行星運動中，開普勒第三定律適用于（）。A.所有天體之間的運動B.僅適用于太陽系內(nèi)的行星C.僅適用于雙星系統(tǒng)D.僅適用于圓形軌道的運動3.行星運動中，離心率e=0表示（）。A.橢圓軌道B.拋物線軌道C.雙曲線軌道D.圓形軌道4.行星運動中，軌道半長軸a越大，則（）。A.行星公轉(zhuǎn)周期T越長B.行星公轉(zhuǎn)周期T越短C.行星與太陽的平均距離越近D.行星運動速度越快5.行星運動中，開普勒第二定律的物理意義是（）。A.行星運動軌跡為橢圓B.行星公轉(zhuǎn)周期與軌道半長軸的關(guān)系C.行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積D.行星運動速度恒定6.行星運動中，軌道離心率e越大，則（）。A.軌道越接近圓形B.軌道越接近拋物線C.軌道越接近雙曲線D.行星運動越不穩(wěn)定7.行星運動中，軌道半短軸b與軌道半長軸a的關(guān)系是（）。A.b=aB.b>aC.b<aD.b=08.行星運動中，軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系是（）。A.v_p=v_aB.v_p>v_aC.v_p<v_aD.v_p2=v_a29.行星運動中，軌道偏心角ω的定義是（）。A.行星與太陽的連線與軌道半長軸的夾角B.行星與太陽的連線與軌道半短軸的夾角C.行星運動速度方向與軌道切線的夾角D.行星運動加速度方向與軌道法線的夾角10.行星運動中，軌道平動角M的定義是（）。A.行星與太陽的連線與軌道半長軸的夾角B.行星與太陽的連線與軌道半短軸的夾角C.行星運動速度方向與軌道切線的夾角D.行星運動加速度方向與軌道法線的夾角二、判斷題（總共10題，每題2分）1.開普勒第一定律表明所有行星繞太陽的運動軌跡都是圓形。（）2.開普勒第二定律表明行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。（）3.開普勒第三定律表明行星公轉(zhuǎn)周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。（）4.行星運動的軌道離心率e=1表示軌道為拋物線。（）5.行星運動的軌道離心率e=0表示軌道為雙曲線。（）6.行星運動的軌道半長軸a越大，則行星公轉(zhuǎn)周期T越短。（）7.行星運動的軌道半短軸b與軌道半長軸a的關(guān)系是b>a。（）8.行星運動的軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系是v_p>v_a。（）9.行星運動的軌道偏心角ω是行星與太陽的連線與軌道半長軸的夾角。（）10.行星運動的軌道平動角M是行星與太陽的連線與軌道半短軸的夾角。（）三、填空題（總共10題，每題2分）1.開普勒第一定律表明所有行星繞太陽的運動軌跡是______。2.開普勒第二定律表明行星與太陽的連線在______時間內(nèi)掃過相等的面積。3.開普勒第三定律表明行星公轉(zhuǎn)周期的______與其軌道半長軸的______成正比。4.行星運動的軌道離心率e=0表示______。5.行星運動的軌道離心率e=1表示______。6.行星運動的軌道半長軸a越大，則______。7.行星運動的軌道半短軸b與軌道半長軸a的關(guān)系是______。8.行星運動的軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系是______。9.行星運動的軌道偏心角ω的定義是______。10.行星運動的軌道平動角M的定義是______。四、簡答題（總共4題，每題5分）1.簡述開普勒三大定律的主要內(nèi)容及其物理意義。2.解釋行星運動中軌道離心率e的定義及其對軌道形狀的影響。3.說明行星運動中軌道半長軸a與行星公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系，并給出數(shù)學表達式。4.描述行星運動中軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系，并解釋原因。五、討論題（總共4題，每題5分）1.討論開普勒三大定律在現(xiàn)代天文學中的意義和應(yīng)用。2.分析行星運動中軌道離心率e對行星運動穩(wěn)定性的影響。3.探討行星運動中軌道半長軸a與行星公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系在天體測量中的應(yīng)用。4.討論行星運動中軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系在航天工程中的應(yīng)用。參考答案一、選擇題1.A2.B3.D4.A5.C6.B7.C8.C9.A10.D二、判斷題1.×2.√3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×三、填空題1.橢圓2.相等3.平方，立方4.圓形軌道5.拋物線軌道6.行星公轉(zhuǎn)周期T越長7.b<a8.v_p>v_a9.行星與太陽的連線與軌道半長軸的夾角10.行星與太陽的連線與軌道半短軸的夾角四、簡答題1.開普勒三大定律的主要內(nèi)容及其物理意義：-開普勒第一定律：所有行星繞太陽的運動軌跡都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。-開普勒第二定律：行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積，即行星運動速度在近日點更快，在遠日點更慢。-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，即T2∝a3。物理意義：揭示了行星運動的規(guī)律性，為牛頓萬有引力定律奠定了基礎(chǔ)。2.軌道離心率e的定義及其對軌道形狀的影響：-定義：軌道離心率e是描述軌道形狀的參數(shù)，e=0表示圓形軌道，0<e<1表示橢圓軌道，e=1表示拋物線軌道，e>1表示雙曲線軌道。-影響：e越大，軌道越偏離圓形，行星運動越不穩(wěn)定。3.軌道半長軸a與行星公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系：-關(guān)系：T2∝a3，即行星軌道半長軸越大，公轉(zhuǎn)周期越長。-數(shù)學表達式：T2=(4π2/GM)×a3，其中G為引力常數(shù)，M為太陽質(zhì)量。4.軌道近日點速度v_p與遠日點速度v_a的關(guān)系：-關(guān)系：v_p>v_a，即行星在近日點速度更快，在遠日點速度更慢。-原因：根據(jù)機械能守恒定律，行星在近日點引力勢能更低，動能更大，速度更快；在遠日點引力勢能更高，動能更小，速度更慢。五、討論題1.開普勒三大定律在現(xiàn)代天文學中的意義和應(yīng)用：-意義：揭示了行星運動的規(guī)律性，為牛頓萬有引力定律奠定了基礎(chǔ)，是天文學發(fā)展的重要里程碑。-應(yīng)用：用于預(yù)測行星位置、設(shè)計航天器軌道、研究恒星系統(tǒng)等。2.軌道離心率e對行星運動穩(wěn)定性的影響：-e越小，軌道越接近圓形，行星運動越穩(wěn)定；e越大，軌道越偏離圓形，行星運動越不穩(wěn)定，甚至可能被彈出軌