2025 年大学天文学（天体力学基础概论）试题及答案

2025年大学天文学（天体力学基础概论）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.以下哪个不是天体力学中常用的坐标系？（）A.赤道坐标系B.黄道坐标系C.极坐标系D.地平坐标系2.开普勒第二定律描述的是（）。A.行星轨道的形状B.行星运动的速度变化C.行星公转周期与轨道半长轴的关系D.行星近日点和远日点的位置3.天体力学中，两体问题的基本方程是（）。A.牛顿第二定律B.开普勒三定律C.拉格朗日方程D.哈密顿方程4.以下哪种效应不属于广义相对论对天体力学的影响？（）A.光线偏折B.水星近日点进动C.引力红移D.多普勒效应5.计算天体轨道时，常用的数值积分方法是（）。A.梯形积分法B.龙格-库塔法C.辛普森积分法D.高斯积分法6.天体力学中，研究卫星轨道摄动的主要目的是（）。A.提高卫星轨道精度B.探索卫星轨道的多样性C.研究卫星的发射过程D.计算卫星的质量7.对于一个绕中心天体做椭圆轨道运动的天体，其机械能（）。A.守恒B.增加C.减少D.周期性变化8.以下哪个参数决定了椭圆轨道的形状？（）A.半长轴B.偏心率C.倾角D.升交点赤经9.天体力学中，研究三体问题时，常采用的近似方法是（）。A.摄动法B.平均根数法C.数值模拟法D.解析法10.计算天体的引力势能时，通常采用的公式是（）。A.$E_p=mgh$B.$E_p=-\frac{GMm}{r}$C.$E_p=\frac{1}{2}mv^2$D.$E_p=mc^2$二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有多个正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选均不得分）1.天体力学中常用的研究方法包括（）。A.理论分析B.数值计算C.观测研究D.实验验证2.以下属于天体力学中轨道要素的有（）。A.半长轴B.偏心率C.倾角D.近地点幅角3.广义相对论对天体力学的重要贡献有（）。A.解释了水星近日点进动B.预言了引力波C.说明了光线偏折D.提出了黑洞理论4.计算天体轨道时，需要考虑的因素有（）。A.中心天体的引力B.其他天体的摄动C.天体的初始条件D.相对论效应5.天体力学在航天领域的应用包括（）。A.卫星轨道设计B.航天器轨道控制C.深空探测轨道规划D.航天工程中的力学分析三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.天体力学主要研究天体的力学运动规律，不涉及天体的物理性质。（）2.开普勒第一定律表明所有行星绕太阳运动的轨道都是圆形。（）3.两体问题可以精确求解，不存在任何近似。（）4.广义相对论完全推翻了牛顿万有引力定律。（）5.数值积分方法可以精确计算天体的轨道，不受初始条件的影响。（）6.卫星轨道的摄动只与其他天体的引力有关，与自身质量无关。（）7.椭圆轨道的偏心率越大，轨道越接近圆形。（）8.天体力学中的三体问题已经有了精确的解析解。（）9.计算天体的引力势能时，距离中心天体越远，势能越大。（）10.天体力学的研究成果对天文学、物理学等多个学科的发展没有影响。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述开普勒三定律的主要内容，并说明其在天体力学中的重要意义。2.什么是天体力学中的两体问题？求解两体问题有哪些方法？3.广义相对论对天体力学产生了哪些重要影响？请举例说明。五、论述题（总共1题，每题20分，请详细阐述下列问题）结合实际应用，论述天体力学在航天工程中的重要作用，并举例说明其如何保障航天器的安全与有效运行。答案一、选择题1.C2.B3.A4.D5.B6.A7.A8.B9.A10.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.×四、简答题1.开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。意义：为天体力学奠定基础，揭示行星运动规律。2.两体问题是研究两个可视为质点的天体在相互引力作用下的运动规律。求解方法有解析法，可得到精确解；数值积分法，用于复杂情况。3.广义相对论对天体力学影响：解释水星近日点进动；预言引力波；说明光线偏折。如水星近日点进动，牛顿万有引力定律无法完美解释，广义相对论给出更准确结果。五、论述题天体力学在航天工程中作用重大。在卫星轨道设计方面，依据天体力学原理确定合适轨道参数，确保卫星