地球概论_习题答案.doc
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地球概论_全部习题答案 第一章(地理坐标与天球坐标)参考答案 1.1地理坐标:纬缴口经线、纬度和经度、整圆与半圆......
1.2地球上的方向(地平面):南北极、南北半球、东西半球、东方西方
2.1引出两个重要概念:天球周日运动、太阳周年运动
2.2天球坐标:天球大圆及其两极
地平圈:Z、Z';子午圈:E、W ;天赤道:P、P' 卯酉圈:S、N ;黄道:K、K* ;六时圈:Q、Q' 2.3天球坐标:天球大圆的交点:
子午圈与地平圈:S、 N ;子午圈与天赤道:Q、Q' 子午圈与卯酉圈:Z、Z';子午圈与六时圈:P、P' 天赤道与地平圈:E、W ;天赤道与黄道:、 黄赤交角(弗23°26') 2.4第一赤道坐标系:时角,右旋坐标系,与天球周日运动(地球自转)相联系,
天球周日运动方向向西,时角向西度量。 第二赤道坐标系:赤经,属左旋坐标系,与太阳周年运动相联系, 太阳周年运动方向向东(地球向西),赤经向东度量。 2.5第二赤道坐标系(8,)、黄道坐标系(,)均以 为原点,所以有:(0。、0卜)、
(0。、0°) 2.6在黄道坐标系中:P ( 90°-E , 90°);在第二赤道坐标系中:K ( 90。・£ , 18h)
2.7西南方半空(地平坐标系)
2.8当8s=hs, ts= As时,地处南、北两极(即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起)
2.9 已知:S = t = Q=6h38m ,tL21h50m 敬根据公式 S = U+ ★有:★=-15hl2m(8h48m) 2.10 t = 2h39m 2.11 90°-35°+E=78°26, , 90。-35。+£二31。24' 2.12 (答案顺序)太阳黄纬()、太阳黄经()、太阳赤纬(8 )、太阳赤经()
春分():0°、0°、0°、Oh;夏至():0°、90°、£、6h
秋分():0。、180。、0。、12h;冬至():0。、270。、-£、18h 2.13 (答案顺序)高度(h )、方位(A )、赤纬(8 )、时角(t)、赤经()
天顶 Z:90。、任意、31.5。、0\ 9h5m ;天底 T : -90°、任意、・31.5°、12\ 21h45m
天北极P: 31.5。、180。、90。、任意、任意;天南极P':-31.5。。。、-90。、任意、任意 东点 E : 0°、270°、0°、18\ 5h45m ;西点 W : 0。、90。、0°、6\ 3h5m
南点 S:0。、0°、・58.5。、0\ 9h5m ;北点 N : 0。、80。、58.5°、12\ 21h45m
上点 Q : 58.5°、0°、0°、0\ 9h45m ;下点 Q' : -58.5°、180。、0°、12\ 12h
3.1恒星--(如同太阳)
发光:质量巨大/中心温度很高/热核反应/能量释放; 光谱信息:表面温度、物理性质、化学成分、运动方向, 确定恒星光度,比较视亮度,推知恒星距离等。 3.2亮度与光度--恒星的明暗程度,恒星本身的发光强度。
视星等与绝对星等■•亮度等级(m )和光度等级(M )。 M = m + 5-5lgd ( d指该恒星的距离),因为大部分恒星的距离都在10秒差距之外,故有
M>m。
3.3 (天球周日运动、太阳周年运动、夜半中星)
3.4 0等星。5.1等,天空全黑时可见
3.5赫罗图是根据恒星的光谱型和光度绘制的坐标关系图,表明恒星温度越高,其光度就越大; 可求
主序星的位置,反映恒星的演化历程。 3.6银河与银河系;河外星系和总星系
4.1太阳距离、大小和质量测量方法:(P37第18・34行)
太阳半径R等于太阳平均视半径(16')乘日地距离。利用太阳半径可求太阳大小; 利用万有引力可求太阳质量:M = RV2/G ( R=1.496xlOnm z V=2.978xl04
m/s ,
G=6.67xl0-11m2/kg )
4.2太阳大气:太阳可直接观察到外部等离子体层次;
太阳风:日冕高速膨胀,行星际空间不断地得到从太阳喷发出来的高速离子流。 太阳活动:太阳磁场支配下太阳外层大气的剧烈运动; 对地球影响:黑子/气候,耀斑/无线电通讯,磁基/极光等。 43哥白尼"日心"体系:把周日运动归之于地球绕轴自转,而把周年运动归之于地球绕太阳 公转; 行星的复杂的环状视运动,则是地球和行星同时绕太阳公转的复合运动的结果。 唯有月球才是唯一绕地球运动的卫星。 日心说是整个近代天文学的基石。开普勒定理(即行星运动三定理):轨道定理、面积定理、 周期定理。 牛顿对开普勒定理的发展:他指出天球轨道可以是任意圆锥曲线,速度是决定轨道形状的必 要条件; 他用数学方法证明了在引力作用下行星绕太阳运动的面速度不变;他修正了第三定理公式。 牛顿由于发现了万有引力定理而创立了科学的天文学。 4.4绕日公转周期:125a ;与太阳的平均距离:4AU 4.5行星分类:(地球轨道/小行星带/质量和化学组成)
4.6彗星■-在偏心率很大的轨道上绕太阳运动的冰冻物质;
星体■-太阳系中围绕太阳运动的微小颗粒; 流星--流星体进入地球大气,摩擦发光在天空中划出一道闪量的余迹。 没有大气可以看到彗星,但不能看到流星。 4.7康德"星云说"基本论点:太阳系由弥漫星云物质演化而来,形成太阳系的动力是自引力
(星云各部分之间相互吸引的力)。 意义:在僵化的的自然观上打开第一个缺口,关于第一次推动的问题被取消了, 地球和整个太阳系表现为某种在时间的进程中逐渐生成的东西。 5.1月球有时会遮掩太阳、行星和恒星,却从没被别的天体遮掩过。 月球距离地球最近,是地球唯一的天然卫星,和地球相互绕转产生月相变化,因此产生古代 历
法。 且对地球的潮汐现象有着主导作用。 5.2地球和月球的半径之比
5.3大81倍
5.4同步自转■-月球自转和绕地公转具有相同的方向和周期。
5.5 2x3.7=7.4min (无升起现象)
5.6恒星月是月球在白道上连续两次通过同一|亘星所需的时间;塑望月是月相变化的周期。
恒星月是月球绕转地球的恒星周期,长度为27d43ml2s ; 塑望月是月球同太阳的会合周期,长度为29dl2h44m3s。 5.7上弦月傍晚(日落)中天;下弦月早晨(日出)中天;半夜满月位于南方上空(中天)。
5.8满月或将满月--太阳与月球之间的距角为180。。
5.9上弦月--月落时太阳在下中天,月球在太阳东侧(后升后落)
5.10判断1 :首先,否定(c )和(d ),因为月亮凸向上方意味着太阳尚未西落;
其次,月亮的赤纬是:8m 二 ±£±5。9',我国位于北半球中低纬度,绝大部分地区只能朝南 看月亮。 (b)图中的月相是新月,与题词中所说的”残月”不符,故只有选(a )。
判断2 :直接根据〃晓风〃二字判断当时为凌晨,当你朝南看时只有(a )符合,亦即:太 阳位于东方地平以下。 第三章(地球的运动)参考答案 6.1北半球右偏(南偏),南半球左偏(北偏),赤道不偏,7.5°/h 6.2南北两极在地面上的移动叫
极移。
南北两极在天球上的移动,反映了地轴在宇宙空间的运动叫做地轴进动。进动造成天极的移 动,但不涉及地极在地面上位置的变化。 63 5°/20z=15ao
在地球形状变圆、黄赤交角(£ )变小、地球自转的速度变快时,岁差(p )将会消失。 6.4地球越扁,合力矩力臂的长度差越大,则进动越快。月地距离越近则引力越大,合力矩越大, 故
进动越快。 地球的密度大时,合力矩对地球作用的效果就不明显,则进动慢些,地球自转快些时,自转 力矩与合力矩相抵消一部分,所以变慢些。 6.5因为黄赤交角(£ )和地球椭圆轨道这两个因素同时存在,以致太阳每日的赤经差因季节而 变
化,所以视太阳日长度因季节而变化。因为黄赤交角和地球椭圆轨道这两个因素同时存在 并互相干扰,前者使视太阳日长度发生±21s的变化;后者使真太阳日发生±8s的变化。二 者之中,前者是主要的,因此视太阳日的变化,大体是二至日最长,二分日最短。因为视太 阳日长度因黄赤交角和日地距离而变化,二者的叠加主极发生南至后,这是因为,地球过近 日点在冬至后不久。 6.6 V ( q)) =V*cos(p=456m/s*cos(po在同一纬度处地球自转速度随高度的增加而增大。当
cp =60°时地球自转的速度减为在赤道的一半。
6.7天顶赤纬等于当地纬度,而该恒星又刚好位于当地的天顶,所以恒星的赤纬也等于8行星分 类
6.8天体中天时,其时角等于。或180。。因为时角的起点和方位角的起点都是午圈,所以其方