Частота обращения венеры вокруг солнца егэ

Спрятать решение

Источник: Типовые тестовые задания по математике, под редакцией И. В. Ященко. 2015 г.

Планеты земной группы: задачи

Новое астрономическое задание ЕГЭ по физике включает в себя также задания, проверяющие знания школьников о планетах солнечной системы. Эти задачи связаны с формами траекторий, числом спутников, периодами обращений  планет земной группы.

Задача 1.

Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики некоторых планет земной группы.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет, и запишите их номера.

1. Марс движется вокруг Солнца по круговой орбите.

2. Период обращения Венеры вокруг Солнца больше периода обращения Меркурия вокруг Солнца примерно в 2,5 раза.

3. Самой большой скоростью движения по орбите обладает Марс.

4. Один оборот вокруг Солнца Венера делает примерно за 500 земных суток.

5. Ось вращения Меркурия практически перпендикулярна его орбите.

Решение.Показать

Задача 2.

Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики некоторых планет земной группы.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет, и запишите их номера.

1. Самые короткие «сутки» на Меркурии.

2. Период обращения Земли вокруг Солнца больше периода обращения Меркурия вокруг Солнца примерно в 3 раза.

3. Самой вытянутой орбитой обладает Меркурий.

4. 1 астрономическая единица примерно равна 149,6 млн.км.

5. Расстояния до Солнца  от Марса и от Меркурия отличаются примерно в 5 раз.

Решение. Показать

Задача 3.

  В таблице приведены некоторые выборочные характеристики Солнца, Земли, Луны.

Выберите два верных  утверждения  и запишите их номера.

1. Для того, чтобы космический корабль смог улететь с Луны,  преодолев ее притяжение, ему нужно сообщить скорость 1,03 км/с.

2. Размер Солнца в 109 раз больше размера Земли.

3. На тело массой 5 кг, находящееся вблизи поверхности Луны, действует сила тяготения, равная 8,1 Н.

4. Масса Луны в 4,3 раза меньше массы Земли.

5. Солнце вращается вокруг своей оси быстрее, чем Земля.

Решение.Показать

Задача 4.  В таблице приведены некоторые выборочные характеристики Солнца, Земли, Луны.

Выберите два верных  утверждения  и запишите их номера.

1. Масса Луны составляет 0,012 массы Земли.

2. Размер Солнца в 109 раз больше размера Луны.

3. На тело массой 7 кг, находящееся вблизи поверхности Луны, действует сила тяготения, равная 68,4 Н.

4. Для того, чтобы космический корабль мог улететь с Земли,  преодолев ее притяжение, ему нужно сообщить скорость 11,2 км/с.

5. Луна вращается вокруг своей оси быстрее, чем Земля.

Решение.Показать

Венера, второе по приближенности к Солнцу небесное тело, было названо в честь древнеримского божества красоты и любви. В эпоху Древнего Рима, венерианское сияние было самым ярким среди 5 известных древним астрономам планет. Иногда встречаются иные названия:

• Утренняя звезда.
• Вечерняя звезда.

Названия закрепились за планетой из-за того, что наблюдатели в древности полагали, что видят утром и вечером две разные звезды.  Третья по яркости сияния, после спутника Земли — Луны и центральной звезды системы — Солнца, Вечерняя звезда зовется астрономами «близнецом» Земли. Сравнение возникло по причине схожести состава планет, размеров и силы тяжести.

Самая близкая к Земле, и самая раскаленная планета системы, атмосфера которой:

• Поднимается на 250 км.
• Большая часть состоит из углекислого газа.
• Содержит в атмосфере в 100 раз больше газа относительно земной.

Из-за состава атмосферы, на поверхности давление превышает 90 атмосфер, поэтому создается парниковый эффект, заставляющий раскаляться поверхность до 475 градусов. Утренняя звезда также отличается от Земли отсутствием спутников.

Атмосфера состоит преимущественно из испарений серы, поэтому невооруженным взглядом увидеть планету не всегда возможно. Плотность делает атмосферу похожей по форме на потоки воды.

Орбита планеты

Венера и Земля схожи по некоторым характеристикам:

• Состав небесных тел (силикат и металлы).
• Сила тяжести.
• Объем.

Но орбита Венеры отличается от земной. Для обращения вокруг Солнца, планете нужно преодолеть более 107 млн. км, что на 30% меньше расстояния земной орбиты.

• Венера и Уран – в отличие от остальных 6 тел Солнечной системы, проходят вращение по собственной оси в обратном от остальных тел направлении.
• Остальные планеты Солнечной системы совершают оборот против часовой стрелки, движение Венеры проходит согласно часовой стрелке.
• Орбитальная скорость – 35 км/с.
• Из-за невысокой скорости вращения венерианский день превышает длительность года.
• Венерианские сутки равняются 243 дням на Земле.
• Чтобы понимать, сколько длится год, следует помнить, что скорость движения вокруг своей оси невелика. Длительность года — 224, 7 дня на Земле.

Горизонтальный параллакс

Для наблюдения за движением светил, учеными было предложено понятие горизонтального параллакса.

При наблюдении с 2 точек:

• Точка, при рассмотрении с которой, планета находится в зените.
• Точка, при рассмотрении с которой, планета находится на линии горизонта.

Угол между указанными точками является горизонтальным параллаксом небесного тела. Иными словами — это угол, под которым виден радиус изучаемой планеты.

• Горизонтальный параллакс Венеры равен 12,572.

Период Венеры

Венерианская орбита более остальных орбит системы стремится к окружности. Эксцентриент практически отсутствует:

• В перигелии расстояние равняется 107 477 000 км.
• В афелии 108 939 000 км.

Звездный период обращения Венеры вокруг Солнца равняется 224,7 дням. Именно такое количество дней требуется планете для движения по орбите вокруг Солнца.

Направление вращения планеты отличается от остальных планет, продолжительность пуи вокруг своей оси составляет 243 дням.

Прохождение Венеры по диску Солнца

Каждые 584 дня Венера приближается к Земле на 40 млн.км. Явление получило название прохождения Венеры по диску Солнца.

Из-за того, что Земля находится на большем расстоянии от Солнца, чем Вечерняя звезда, земляне могут наблюдать прохождение Венеры  по диску Солнца. В этот период движения Венеры жители Земли видят на небосклоне небольшой черный диск на фоне Солнца. Подобное явление случается крайне редко, примерно 4 раза в 2,5 века. Два из них проходят в конце года, остальные 2 – в июне.

Последнее прохождение Венеры по диску Солнца прошло 6 июня 2012 года. Ближайшее приближение ожидается 11 декабря 2117 года.

Противостояние планет

Противостоянием называется явление, при котором звезда или планета продолжает прямую между Солнцем и Землей. В этот период небесное светило видно с Земли с противоположного от Солнца направления.

Подобные движения возможны только для верхних планет системы, то есть всех кроме:

• Меркурия.
• Венеры.

И других объектов, которые находятся на большем расстоянии от Солнца, чем Земля.

Венера является нижней планетой, поэтому противостояний Венеры не бывает. Существует два возможных явления:

• Нижнее соединение, Венера располагается между Солнцем и Землей.
• Верхнее, Утренняя звезда расположена на одной прямой с Землей, но находясь за Солнцем.

Период вращения Венеры между двумя соединениями является синодическим периодом и длится более 1,5 земных лет.

Вращение вокруг собственной оси

Вращение планеты по собственной оси проходит по наклонной к плоскости орбиты под углом 177 градусов, поэтому Вечерняя звезда совершает движение вокруг собственной оси в обратном, ретроградном, направлении. Для прохождения вокруг оси требуются 243 земных суток.

Стоит обратить внимание, что по отношению к Земле оборот вокруг оси равен 146 дням, звездный период Венеры равен 584 дням, то есть в 4 раза больше. Из-за этого во время каждого нижнего соединения планета повернута к Земле всегда одинаковой стороной.

Причины обратного движения Венеры

Учеными не установлена причина ретроградного венерианского движения. В настоящий момент существует несколько гипотез:

1. Во время образования Солнечной системы все планеты являли собой скопления газа и пыли, которые двигались против часовой стрелки. Считается, в период формирования, произошло столкновение с космическим объектом, который был в разы больше новой планеты. Объект «заставил» планету двигаться в обратном направлении.
2. Существует несколько фантастическая теория о причастности Меркурия в ретроградности Венеры. Существует гипотеза о том, что Меркурий являлся спутником Утренней звезды. Спустя время, Меркурий, вероятно, столкнулся с Венерой по касательной, утратив часть массы. Эта теория объясняет искривленность орбиты Меркурия и обратное вращение Венеры.
3. На вращение Венеры влияет атмосфера. Атмосферный слой равен 20 км в ширине. Масса Земли немного превышает венерианскую. Существует вероятность, что повышенная атмосферная плотность сдавливает венерианскую поверхность и заставляет планету двигаться в обратном направлении. В пользу этой гипотезы говорит относительно небольшая венерианская скорость вращения.
4. На направление вращения влияет солнечная гравитация. Сильные гравитационные бури и трение между венерианским ядром и мантией создают условия для обратного движения.
5. Влияние гравитации Земли на Венеру. Часть научного сообщества полагает, что гравитационное поле Земли обладает достаточной силой, которая за миллиарды лет смогла повлиять на направление вращения ближайшего соседа.

Космическая скорость планеты

Космической скоростью планеты обозначается наименьшая скорость, с которой любой объект в космосе может:

• Первая космическая скорость – объект становится спутником объекта, находится на орбите изучаемого тела и сможет не упасть на поверхность небесного тела.
• Вторая космическая скорость – объект сможет пройти гравитационное поле объекта.
• Третья космическая скорость — тело способно преодолеть солнечную силу притяжения и покинуть Солнечную систему.

Вторая параболическая скорость – наименьшая скорость, необходимая для объекта, чья масса настолько меньше изучаемого тела, что его вес не принимается в расчет. Считается, после достижения объектом минимальной скорости убегания, оно не может приобрести ускорение негравитационного характера.

Параболической вторая космическая скорость зовется из-за того, что объекты, получившие ее, двигаются по параболической орбите.

• Первая космическая скорость равна 7,9 км/с.
• Вторая космическая скорость равна 10,3 км/с.

Времена года планеты

На Венере не существует смены сезонов. На это влияет ось вращения, наклон которой равен 177 градусов.

• Планета обладает обратной ориентацией, поэтому фактически угол наклона оси равен 3 градусам.
• Степень отклонения, эксцентриситет, крайне невелика – 0,01, поэтому не оказывает влияния на погоду.
• На поверхности планеты круглогодично правит летний сезон с температурой более 400 C

ЕГЭ – ФИЗИКА Элементы астрофизики Задание № 24

• Солнечная система:

• планеты земной группы;
• планеты-гиганты;
• малые тела Солнечной системы.

2. Звезды. Их эволюция и характеристики.

3. Млечный Путь и другие галактики.

Солнечная система:

• планеты земной группы;
• планеты-гиганты;
• малые тела Солнечной системы.

Первый закон Кеплера. Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце

Второй закон Кеплера Радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади.

Третий закон Кеплера Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Единицы расстояния, используемые в Солнечной системе

1 а.е. =149,6 млн.км

1 парсек = 3·10 16 м

1 св. год = 9,5·10 15 м

Основные формулы

Масса планет:

где ρ и V плотность и объем планеты

Объем планеты:

где R – радиус планеты

Ускорение свободного падения:

где G = 6,67·10 -11 Н·м 2 /кг 2 – гравитационная постоянная,

М – масса планеты,

R – радиус планеты

Для Земли:

Космические скорости

Первая космическая скорость:

или

Вторая космическая скорость:

Связь между первой и второй космическими скоростями:

Смена времен года

На всех планетах Солнечной системы возможна смена времен года, кроме Меркурия, Венеры и Юпитера.

Смена времен года может происходить на тех планетах, у которых есть угол наклона оси вращения планеты к плоскости ее орбиты.

Сутки – период обращения планеты вокруг своей оси.

Год – период обращения планеты вокруг Солнца

Состав Солнечной системы

В состав Солнечной системы входят:

• Солнце,
• 8 планет с их спутниками,
• астероиды, орбиты которых находятся между орбитами Марса и Юпитера,
• малые тела пояса Койпера и кометы.

Объединяющим признаком всех объектов, входящих в состав Солнечной системы является их обращение вокруг Солнца.

Основные характеристики планет Солнечной системы

Планета

Диаметр, в диаметрах Земли

Меркурий

Масса в массах Земли

Венера

0,382

Радиус орбиты, а.е.

Земля

0,055

0,949

Период обращения, земных лет

1,0

0,38

0,815

Марс

1,0

0,72

0,241

Количество спутников

0,53

Юпитер

0

1,0

0,615

0,107

11,2

Сатурн

1,0

0

9,41

1,52

318

Уран

1

Нептун

3,98

95

5,2

1,88

9,54

11,86

2

14,6

3,81

69

29,46

19,22

17,2

62

84,01

30,06

27

164,79

14

1. Из приведенных ниже утверждений выберите два верных, соответствующих характеристикам объектов Солнечной системы, и укажите их номера.

1). Луна-естественный спутник Земли.

2). Плутон-планета Солнечной системы.

3). Солнце не единственная звезда в Солнечной системе.

4). Луна делает оборот вокруг собственной оси за то же время, что и вокруг Земли.

5). Луна появляется на небе только с заходом Солнца.

2 . Из приведенных ниже утверждений выберите два верных, и укажите их номера.

1). Световой год – расстояние, равное среднему радиусу орбиты Земли.

2). 1 световой год (св.год) в астрономии составляет расстояние больше 1 парсека (пк).

3). Марс, Земля и Юпитер входят в земную группу планет.

4). Газовые гиганты намного более массивны, чем планеты земной группы.

5). Частота вращения вокруг Солнца у Земли меньше, чем у Венеры.

3. Из приведенных ниже утверждений выберите два верных, соответствующих законам движения планет, и укажите их номера.

1). Планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

2). Отношение площадей, описываемых радиусами-векторами планет, равно отношению квадратов соответствующих времен.

3). Быстрее всего планета движется в перигелии.

4). Скорость планеты тем больше, чем она дальше от Солнца.

5). Квадрат большой полуоси орбиты тела, деленный на куб периода его обращения и на сумму масс тел, есть величина постоянная.

Пример 1 Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о планетах земной группы Солнечной системы.

Параметры

Планеты

Меркурий

Среднее расстояние до Солнца (а.е.)

0,4

Венера

Радиус (в радиусах Земли)

Масса (в массах Земли)

0,38

0,7

Земля

1,0

0,055

0,95

Марс

Период вращения вокруг оси

1

1,5

0,815

59 сут.

Период вокруг Солнца

88 сут.

1

0,53

243 сут

Эксцентриситет орбиты

Количество спутников

0,206

0,108

225 сут

24 ч

365 сут

0

24,6 ч

0,007

687 сут

0,017

0

1

0,093

2

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет, и укажите их номера.

1. Из планет земной группы по наиболее вытянутой орбите вокруг Солнца Вращается Венера.

2. Ускорение свободного падения на Марсе равно примерно 3,8 м/с 2 .

3. Первая космическая скорость для Меркурия меньше, чем для Земли.

4. Среди планет земной группы частота обращения вокруг Солнца максимальна у Венеры.

5. Средняя плотность у Меркурия меньше, чем у Венеры

Пример 2 Рассмотрите таблицу, содержащую сведения об естественных спутниках планет Солнечной системы.

Наименование

спутника

Название

Луна

соотв.

Ио

Земля

Период

Радиус

обращения

планеты

Юпитер

Ганимед

27

(в км)

Юпитер

1,8

Европа

Радиус

1738

(в сутках)

Юпитер

1815

орбиты

384

7,1

Титан

Сатурн

3,5

Рея

2631

422

(в тыс. км)

Сатурн

1569

1070

16

Япет

Титания

Сатурн

4,5

2575

671

760

Уран

79

1222

Оберон

718

527

8,7

Уран

395

3561

13,5

436

380

583

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам спутников, и укажите их номера

1. Самая большая угловая скорость у Титана

2. Среди спутников Юпитера Ганимед и Ио вращаются по близким орбитам.

3. За время двух оборотов Оберона вокруг Урана Титания успеет совершить три оборота вокруг планеты.

4. Из спутников Юпитера самый маленький – Европа.

5. Частота обращения Япета вокруг Сатурна больше, чем у Титана.

Пример 3 Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о Солнечной системе.

Планета

Звездный период обращения, годы

Меркурий

Венера

Синодический

0,241

период обращения, сутки

Среднее расстояние от Солнца, млн км

0,615

Земля

116

Марс

58

584

Масса, в массах Земли

1,000

108

1,881

Юпитер

0,06

—

150

780

0,82

11,86

Сатурн

228

29,46

1,00

Уран

399

Нептун

84,01

0,11

378

778

1426

164,8

318

370

Солнце

—

368

95,1

2869

4496

14,5

—

17,3

—

330 000

Выберите два утверждения, которые являются правильными, и укажите их номера.

1. Земля ближе всего расположена к Солнцу.

2. Юпитер – самая большая планета.

3.Солнце в 330 тысяч раз тяжелее.

4.Марс – самая маленькая планета.

5.Всего существует 9 планет.

Звезды. Их эволюция и характеристики.

Звезда – массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением. Внутри звезд происходят (или происходили) реакции термоядерного синтеза.

Основные характеристики звезд

• Цвет
• Температура
• Светимость
• Спектральный класс
• Размер

Светимостью звезды называется энергия, излучаемая звездой за 1 с со всей ее поверхности.

Основные характеристики Солнца

• Цвет: желтый
• Температура поверхности: 6000 К
• Светимость: L = 4 · 10 ²⁶ Вт
• Спектральный класс: G
• Размер: R = 700 000 км

По температуре, цвету и виду спектра все звезды можно разделить на спектральные классы, которые обозначили буквами O, B, A, F, G, K, M.

Класс

Температура, К

O

30 000 – 60 000

B

Цвет

A

10 000 – 30 000

Голубой

Примеры

Кси Персея

7500 – 10 000

Бело-голубой

F

G

Ригель

Белый

6000 – 7500

5000 – 6000

Сириус

Желто-белый

K

Процион

Желтый

3500 – 5000

M

Солнце

2000 — 3500

Оранжевый

Альдебаран

красный

Бетельгейзе

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела

В зависимости от спектрального класса, светимости и температуры поверхности звезды делятся на несколько групп.

Главная последовательность . К этой группе относится большинство звезд (90%, в том числе и Солнце. Плотность звезд этой группы сравнимы с солнечной. Положение звезды на главной последовательности определяется ее массой.

Красные гиганты. К этой группе в основном относятся звезды красного цвета с радиусами, в десятки раз превышающими солнечный.

Сверхгиганты. Это звезды со светимостями в десятки и сотни тысяч раз превышающими солнечную. Радиус этих звезд превышают радиус Солнца в сотни раз.

Белые карлики. Эта группа звезд в основном белого цвета со светимостями в сотни и тысячи раз меньше солнечной. По размерам они сравнимы с размерами Земли, но их массы близки к массе Солнца.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела

Происхождение и эволюция Солнца и звезд

1 . Из приведенных ниже утверждений выберите два верных и укажите их номера.

1) В звездах сверхгигантов термоядерные реакции происходят в центре звезды.

2) Две звезды одного спектрального класса обязательно имеют одинаковые массы.

3) Внутри белых карликов термоядерные реакции не происходят.

4) Температура белых карликов выше температуры красных гигантов.

5) Ученые создали теорию эволюции звезд, наблюдая только за Солнцем.

2. Из приведенных ниже утверждений выберите два верных и укажите их номера.

1) В большинстве звезд термоядерные реакции происходят в центре звезды.

2) Две звезды одного спектрального класса обязательно имеют одинаковые плотности.

3) Звезды не вращаются вокруг своей оси.

4) Светимость белых карликов выше светимости красных гигантов.

5) Температура на поверхности Солнца примерно 6000 К.

Пример 4 Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о звездах.

Наименование звезды

Температура, К

Альтаир

Антарес

Масса

8000

(в массах Солнца)

Радиус

Бетельгейзе

1,7

4000

3100

10

Гакрукс

(в радиусах Солнца)

1,7

Светимость

10

880

(в светимостях Солнца)

20

3400

Полярная

3

900

57 500

7000

Ригель

90 000

113

Сириус А

6

11 000

1500

Сириус В

9900

30

18

75

2

2200

25 000

126 000

1,7

1

25

0,0084

0,026

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд, и укажите их номера.

1) Температура поверхности Антареса в два раза выше, чем поверхности Солнца.

2) Температура поверхности и светимость звезды Сириус В свидетельствуют о том, что она относится к белым карликам.

3) Температура поверхности и светимость звезды Сириус А свидетельствует о том, что она является красным гигантом.

4) Плотность вещества звезд Антарес и Ригель примерно равны.

5) Температура поверхности и радиус звезды Альтаир говорят от том, что эта звезда относится к белым звездам спектрального класса А.

На рисунке представлена диаграмма Герцшпрунга – Расселя

Выберите два утверждения, которые соответствуют диаграмме, и укажите их номера.

1) Звезда Сириус В относится к белым карликам, поскольку ее радиус примерно в 100 раз меньше радиуса Солнца, а температура поверхности больше.

2) Звезды-сверхгиганты имеют температуру поверхности больше, чем звезды-гиганты.

3) Температура поверхности звезд спектрального класса К в 2 раза выше температуры поверхности звезд спектрального класса А.

4) Полярная звезда имеет температуру поверхности 7000 К, а значит, относится к звездам спектрального класса F.

5) Звезды-сверхгиганты имеют очень большую среднюю плотность.

Млечный Путь и другие галактики

Гала́ктика  — гравитационно-связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет. Все объекты в составе  галактики  участвуют в движении относительно общего центра масс.

Типы галактик

Эллиптические галактики имеют вид кругов или эллипсов и их яркость плавно уменьшается от центра к периферии.

Спиральные галактики состоят из ядра и нескольких спиральных рукавов, или ветвей.

Неправильные галактики не имеют четко выраженного ядра и вращательной симметрии.

Линзообразные галактики – это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими.

Закон Хаббла

Скорость удаления Галактик:

H= 75 км/(с Мпк) – Постоянная Хаббла

υ – скорость удаления галактики

r – расстояние до нее

Радиус Вселенной:

Возраст Вселенной – t = 13·10 9 лет

Наша Галактика Млечный Путь

Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь. Галактика Млечный Путь является спиральной галактикой с перемычкой (баром). Она представляет собой плоскую систему и содержит в себе от 200 миллиардов до 400 миллиардов звезд

Структура нашей Галактики

На рисунке схематически изображено строение галактики Млечный путь (вид сверху). Из приведенных утверждений выберите два верных. Укажите их номера.

1). Цифрой 1 на рисунке отмечено ядро галактики.

2). Цифрой 1 на рисунке отмечено Солнце.

3). Цифрой 4 на рисунке отмечено гало.

4). Цифрой 2 на рисунке отмечена Солнечная система.

5). Цифрой 3 на рисунке отмечены спиральные рукава.

На рисунке схематически изображено строение Галактики Млечный Путь (а-вид сверху, б-вид сбоку). Из приведенных ниже утверждений выберите два верных и укажите их номера.

1). Цифрой 2 на рисунке отмечено гало.

2). Цифрой 2 на рисунке отмечено Солнце.

3). Цифрой 3 на рисунке отмечена Солнечная Система.

4). Цифрой 4 на рисунке отмечены спиральные рукава.

5). Цифрой 1 на рисунке отмечены Большое и Малое Магеллановы Облака.