Question

【題目】如圖為天文學家觀測到的旋渦星系的旋轉曲線，該曲線在旋渦星系發光區之外并沒有按天文學家預想的那樣，而是和預想曲線發生了較大偏差，這引起了科學家們極大的興趣。我們知道，根據人造衛星運行的速度和高度，就可以測出地球的總質量。根據地球繞太陽運行的速度和地球與太陽的距離，就可以測出太陽的總質量。同理，根據某個星系內恒星或氣團圍繞該星系中心運行的速度和它們與‘星系中心’的距離，天文學家就可以估算出這個星系在該恒星或氣團所處范圍內物質的質量和分布。經天文學家計算分析得出的結論是：旋渦星系的總質量遠大于星系中可見星體質量的總和。請根據本題所引用的科普材料判斷以下說法正確的是（ ）

A. 根據牛頓定律和萬有引力定律推導出的旋渦預想曲線應該是圖中上面那條曲線

B. 旋渦星系的觀測曲線和預想曲線的較大差別說明萬有引力定律錯了，需要創建新的定律

C. 旋渦星系的旋轉曲線中下降的曲線部分意味著星系中很可能包含了更多的不可見的物質

D. 旋渦星系的旋轉曲線中平坦的曲線部分意味著星系中很可能包含了更多的不可見的物質

Answer 1

【答案】D

【解析】A、根據牛頓第二定律和萬有引力定律可知在R 較小時旋轉速度為自轉線速度，滿足，故線速度隨R增加而增加；但在R 較大時是公轉衛星的旋轉速度，故旋轉速度會下降，則圖線應是下面一條，A錯誤.B、觀測曲線和預想曲線的較大差別說明存在設想的暗物質，不是萬有引力定律錯誤，故B錯誤。C、D、依據分析可知旋渦星系的旋轉曲線中下降的曲線部分意味著滿足牛頓第二定律和萬有引力定律星系中不含有暗物質，而曲線中平坦的部分表示有暗物質存在，故C錯誤，D錯誤。故選D。