内容正文:
核心素养测评 (40分钟 48分)
选择题(共16小题,每小题3分,共48分)
小明爱好天文摄影,暑假期间小明于北半球某地露营。下图为其架设固定照相机长时间曝光拍摄到的一张星轨局部图。据此完成1、2题。
1.拍摄图片时,该房屋位于小明的( )
A.东南方 B.东北方
C.西南方 D.西北方
2.该星轨构成正圆的周期为( )
A.24时 B.23时56分4秒
C.24时56分4秒 D.23时
【解析】1选D,2选B。第1题,拍摄地位于北半球某地,星轨图应是以北天极为中心的区域,北天极应位于小明的正北,则小明左侧为西方天空,右侧为东方天空,房屋应位于小明的西北方。第2题,该星轨构成整圆的周期应为一个恒星日,大约是23时56分4秒。
(2024·邢台模拟)小亮同学3月1日在澳大利亚乌鲁鲁(25°S,131°E)拍摄恒星系南门二。下图示意3月1日夜晚至次日不同时刻南门二的位置。由于恒星日和太阳日的差别,每天相同时刻,星体出现的位置会有微小偏移。南半球恒星体视运动方向呈顺时针旋转。完成3、4题。
3.小亮同学此次观测到南门二出现在甲点的时间是( )
A.2点 B.4点
C.16点 D.18点
4.半年后,小亮同学无法在甲点观测到南门二,主要是因为( )
A.地球公转轨道为正圆形
B.太阳直射点经度改变
C.南门二在甲点时正值白昼
D.南门二位置明显移动
【解析】3选B,4选C。第3题,读图可知,图中22点和甲点之间相差90°,地球每小时自转15°,故相差6小时。南半球星体顺时针旋转,所以在22点之后6小时,为4点。第4题,结合所学知识,由于恒星日和太阳日的差别,每天相差约4分钟,l个月相差120分钟,即30°,半年相差180°,时间相差12小时,所以半年后到达甲点附近约为16点,为白天,无法看到南门二。
【知识拓展】恒星日与太阳日
恒星日是以距离无限远的恒星为标准,太阳日是以太阳为标准。恒星日:某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔,为23时56分4秒。太阳日:某地经线连续两次与日地中心连线相交的时间间隔,为24时。
地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是指运行在地球同步轨道上的人造卫星。这种轨道卫星的地面高度约为3.6万千米,在地球同步轨道上布设3颗通信卫星(如下图),即可实现除两极外的全球通信。据此完成5、6题。
5.地球同步轨道卫星与赤道上Q地相比( )
A.角速度大 B.角速度小
C.线速度大 D.线速度小
6.我国发射地球赤道同步轨道卫星时,运载火箭起飞后通常飞行方向是( )
A.向东南飞行 B.向西南飞行
C.向东北飞行 D.向西北飞行
【解析】5选C,6选A。第5题,根据地球同步卫星运动的基本规律,与地球的自转同步,故自转角速度相同,A、B错误;但由于地球同步卫星运行的半径较地面上对应的赤道上的点的地球赤道半径要长,故自转线速度较地面上对应的点的地球自转线速度大,C正确、D错误。第6题,因为地球同步卫星轨道在赤道上空,又因为我国卫星发射中心在赤道北方,所以火箭须向南调整姿态至赤道上空,又因为同步卫星与地球自转同步,即自西向东旋转,故火箭还需调整围绕地球运动方向即自西向东旋转,结合卫星轨道平面和环绕方向,所以火箭应该调整姿态向东南方向飞行。
下图为某观察者在甲地观察北极星示意图。完成7、8题。
7.甲地一定位于( )
①北半球 ②西半球
③东半球 ④中纬度
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
8.当该观察者持续观察3小时后,Y恒星( )
A.向N方向旋转了45°
B.向M方向旋转了45°
C.移动速度先减小后增大
D.移动速度先增大后减小
【解析】7选D,8选B。第7题,读图可知,北极星与甲地地平面的夹角为40°,而且北极星只能在北半球才可看到,南半球不能看到北极星,故该地纬度应为40°N,位于北半球中纬度,①④正确;不能依据北极星仰角确定该地的东西半球位置,②③错误。第8题,结合所学知识可知,夜间星光的移动主要是地球自转引起的,地球自转方向为自西向东,则星光的移动方向为自东向西,且移动速度为15°/h,故当观察者持续观察3小时后,Y恒星向M方向旋转了45°,B正确,A错误;地球自转速度为15°/h,移动速度不会发生变化,C、D错误。
1851年,法国物理学家傅科在巴黎先贤祠成功地进行了一次著名的摆动实验(图1),“傅科摆”由此得名。图2中甲、乙是假设在北极进行的傅科摆实验示意图,甲为初始时,摆锤沿0°~180°摆动。完成9、10题。
9.观察图2“傅科摆”实验,当摆锤摆动起来后,发现( )
A.摆锤的摆动平面沿逆时针方向转动
B.3小时后,摆锤沿45°E~135°W摆动
C.从甲到乙,经过的时间间隔是6小时
D.摆动平面的偏转角速度是30°/h
10.有关“傅科摆”实验,下列说法正确的是( )
A.该实验可以在任何纬度进行,实验的结果是一致的
B.为了视觉效果明显,该实验最好在纬度较高的地带进行
C.该实验具体证明了地球公转的方向、周期和角速度
D.若将傅科摆放置在赤道上,摆锤的转动会加快
【解析】9选C,10选B。
第9题,具体思路分析如下:
根据惯性参考系,傅科摆的移动方向与地球自转方向相反,北极点地球自转方向为逆时针转动,则摆锤的摆动平面沿顺时针转动
A错误
初始时该摆沿0°~180°摆动,三个小时后地球自西向东转动了45°,傅科摆应向西移动45°,则摆动方向应为沿45°W~135°E摆动
B错误
从甲到乙,转动90°,经过的时间间隔是6小时
C 正确
摆动平面的偏转角速度与地球自转角速度一样,为15°/h
D错误
第10题,有关傅科摆实验,该实验不可以在赤道进行,几乎观察不到转动,A、D错误;为了视觉效果明显,实验最好在纬度较高的地带进行,纬度越高越明显,B正确;实验具体证明了地球自转的方向、周期和角速度,C错误。
(2024·莆田模拟)北斗七星辨识度极高,常被古人用来测算时节。下图示意使用星晷定时:通过晷盘中央孔看向北极星,旋转指针直到与北斗七星中的天枢、天璇两星延长线重合,此时指针在晷盘上所指刻度即为当地时间。我国古代文献《鹖冠子》记载:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”则是通过每天固定时间观察北斗七星斗柄指向来判定季节。完成11、12题。
11.使用星晷定时,3小时后再次测算,指针将会较之前位置( )
A.顺时针旋转45° B.顺时针旋转90°
C.逆时针旋转45° D.逆时针旋转90°
12.每天夜晚固定时间观察北斗七星,斗柄的指向与季节变迁相关,主要是因为( )
A.地球自转速度的年变化
B.太阳日和恒星日不同步
C.地球公转速度的年变化
D.回归年和恒星年不同步
【解析】11选C,12选B。第11题,北极点俯视图地球自转呈逆时针方向,在地球上观看星星的位置会呈逆时针旋转,由题意可知,星晷定时主要朝向北极星,且地球自转角速度为15°/h,故3小时后,指针将会较之前位置逆时针旋转45度。第12题,北斗七星斗柄的指向与季节变迁有关,不是因为地球自转速度的年变化,A错误;太阳日和恒星日不同步,导致斗柄的位置相对北极星发生位移,导致斗柄的指向发生季节性变迁,B正确;地球公转速度年变化与北斗七星斗柄的指向季节变迁无关,C错误;回归年和恒星年不同步不会导致北斗七星斗柄指向发生季节变迁,D错误。
读地球公转速度随月份变化图及地球公转轨道示意图,完成13、14题。
13.当地球公转速度为左图中N点时,地球位于右图中公转轨道的( )
A.甲点附近 B.乙点附近
C.丙点附近 D.丁点附近
14.当地球在公转轨道上位于右图中甲点时( )
A.北京正值高温多雨季节
B.太阳黑子数达一年中最大值
C.地球自转角速度加快
D.地球公转速度较其他三地快
【解析】13选C,14选D。
第13题,结合图像,具体思路分析如下:
第14题,当地球在公转轨道上位于右图中甲点时,即近日点附近,为1月初,地球公转速度达到最快,即地球公转速度较其他三地快;北京正值寒冷干燥的冬季;太阳黑子数的多少没有季节变化规律;地球自转角速度不随季节发生变化。
读地球公转轨道示意图,完成15、16题。
15.读图,判断下列说法正确的是( )
A.地球公转轨道是近似椭圆的正圆
B.地球过A点时的运动线速度略大于B点
C.地球运行至A点时是夏至日
D.地球从A点出发再返回到A点所需的时间名称为恒星年
16.从5月15日起到国庆节,地球公转的线速度( )
A.越来越快 B.越来越慢
C.先慢后快 D.先快后慢
【解析】15选D,16选C。
第15题,具体思路分析如下:
地球公转轨道是近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的其中一个焦点上
A错误
A离太阳最远,为远日点,B离太阳最近,为近日点,近日点公转速度最快,远日点公转速度最慢
B错误
A为远日点,地球运动到此处时为7月初而非夏至日
C错误
地球从A点出发再次回到A点所需的时间是365日6时9分10秒,为恒星年
D正确
第16题,在7月初时,地球公转会经过远日点,此时地球公转速度最慢。故从5月15日到国庆节,地球公转的线速度会先变慢后变快。
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