2026年,在广东举行的高考物理科目里,有一道关于小行星的题目,它直接将开普勒定律以及万有引力的考查提升到了全新的高度。有不少考生走出考场后表示,那道题看上去显得简单,然而计算起来却极易掉进陷阱里,特别是B选项当中的加速度比值,好多人一旦处于紧张状态就把计算结果弄反了。
轨道半径决定周期
小行星围绕太阳进行运行,首先得精准找到它的轨道半长轴 ,题目所给出的是地球到太阳距离的 5 倍以及 7 倍 ,那么半长轴即为 6 倍地球轨道半径。
开普勒第三定律表明,周期的平方与半长轴的立方呈现出成正比的关系。地球的周期为1年,其半长轴是1倍,小行星的半长轴为6倍,那么小行星的周期就是6的立方之后求其平方根,经计算得出约为14.7年,并非整整6年。
A选项提到公转周期是6年,这显著地将半长轴倍数径直当作了周期倍数,却忽视了开普勒定律的平方立方联系,这样的错误在考试当中极为常见,见到数字便不假思索。
加速度看距离平方
B选项所考查的内容,是牛顿第二定律与万有引力公式进行的结合,加速度是由万有引力予以提供的,其公式为GM除以距离的平方。
距太阳为近日点时,小行星与太阳的距离是地球轨道半径的5倍,此情形下小行星的加速度为地球公转加速度的25分之1,要留意这里是25分之1并非25倍,方向不可弄反。
一些同学在做题之际,会将分子与分母进行颠倒书写,算出来为二十五倍后,还自认为颇为合理。事实上,距离如若越远,那么引力便会越弱,加速度必定会更小,这种物理直觉确实是应该具备的。
引力变化看距离
C选项所讲的是,从远日点朝着近日点的方向,引力呈现出逐渐减小的态势,然而这和实际发生的情况恰好是相反的。万有引力的大小是与距离的平方呈现出反比例关系的,也就是说,距离越是靠近,引力也就会越大。
小行星朝着近日点飞行,起始于远日点,其与太阳的距离,从相当于7倍地球轨道半径之处,持续缩减,直至为5倍地球轨道半径。在此进程当中,距离呈现出减小态势,引力必然随之增大。
此选项的迷惑特性在于,存在部分同学认为,远日点之时速度较为缓慢故而受力较小,然而实际上,速度与力并不具备直接的关联。速度发生变化乃是力施加作用所产生的结果,并非力形成的缘由。
线速度开普勒第二定律
D选项所考查的是开普勒第二定律,此定律也就是面积定律,行星与太阳的连线,在彼此相等的时间之内,会扫过彼此相等的面积。
于远日点朝着近日点行进时,其间距离持续缩减,为确保扫过之面积等同,线速度必然增大,因而远日点时速度最为缓慢,近日点处速度最为迅疾。
这个规律实际上跟生活经验也是能够契合的,彗星挨近太阳的辰光,一下子就飞速掠过去了,而在远离太阳之际,则是慢悠悠的,这便是面积定律的一种展现了。
同步加速器原理延伸
今年的物理题目之中,还考了一道存在着同步加速器的选择题,此乃是将电场加速以及磁场偏转二者互相结合起来的情况。粒子在直线通道PQ那里,被电压U予以加速,到达转角之处的时候,运用磁场B使其实现转弯。
处在磁场当中的带电粒子,会进行圆周运动,其半径R是由速度、质量以及磁感应强度来决定的。循环加速所表达的意思是,每一回经过电场的时候,都能够获取到能量,进而使得速度变得越来越大。
想维持半径恒定不变,磁感应强度B就得随着速度的增大而增大。此原理在大型强子对撞机当中有实际应用,质子束依靠这样的同步加速方式被推至接近光速。
高考物理备考方向
能够从这两道题目当中看出来,在二零二五年的时候广东物理卷对于基础规律的灵活运用是极为重视的。开普勒定律是课本上的核心内容之一,万有引力公式同样是课本上的核心内容之一,牛顿第二定律也是课本上的核心内容之一,然而将它们组合起来就会出现很大的难度。
刷题之际,切莫仅仅记住结论,务必要将公式推导的过程弄明白,搞清楚。就像开普勒第三定律里的那个比例关系,亲自去动手算上一回,这比背诵十遍所起到的作用还要大,还要显著。
来年的此时此刻,你便会处于考场之上,瞅见这般小行星题目,首要反应理应是寻觅半长轴,接着套用公式,切莫被选项之中的整数糊弄了。你认为自身做此类天体运动题目,在最容易在哪一步出现差错呢?


