题目内容

15.北京时间7月24日晨,NASA宣布开普勒太空望远镜发现了1400光年外天鹅座的“另-个地球”-开普勒452b.开普勒452b的直径为地球直径的1.6倍,表面的重力加速度为地球的2倍,公转周期为384天,距离其母恒星(开普勒452)的距离为1.05天文单仪(地球到其母恒星太阳的平均距离为一个天文单位),则下列判断正确的是(  )
A.开普勒452的质量比太阳的质量略大
B.因为未知开普勒452b和地球的密度关系,所以无法比较开普勒452b和地球的质量大小
C.开普勒452b的第一宇宙速度约为地球的1.8倍
D.因为未知开普勒452b和地球的质量大小关系,所以无法比较开普勒452b和地球的第一宇宙速度的大小

分析 根据万有引力提供向心力,得出中心天体质量与环绕天体周期和轨道半径的关系,得出开普勒452的质量与太阳的质量的关系.
根据万有引力等于重力得出开普勒452b和地球的质量大小关系.
根据重力提供向心力,得出第一宇宙速度的表达式,从而分析判断.

解答 解:A、根据$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$得,中心天体质量M=$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{T}^{2}}$,因为开普勒452b的周期与地球的公转周期之比为384:365,轨道半径之比为1.05:1,可知开普勒452的质量与太阳的质量之比大约为1.05:1,故A正确.
B、根据万有引力等于重力,$G\frac{Mm}{{R}^{2}}=mg$,因为开普勒452b和地球表面重力加速度关系已知,半径关系已知,可以比较出它们的质量关系,故B错误.
C、根据mg=$m\frac{{v}^{2}}{R}$得,v=$\sqrt{gR}$,因为开普勒452b的表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为2:1,半径之比为1.6:1,则第一宇宙速度之比为1.8:1,故C正确,D错误.
故选:AC.

点评 解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论:1、万有引力等于重力,2、万有引力提供向心力,并能灵活运用.

练习册系列答案
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8.探究质量不变时,加速度跟作用力关系的实验中学采用如下方案:
(a)调整气垫导轨水平(如图所示),并给气垫导轨充气.在滑块上放上适当质量的砝 码并安装、调整好挡光片组成滑块系统.系统通过细线跨过导轨右端定滑轮与砝码盘相连,砝码盘中放入质量为m的砝码.然后把滑块系统移动到导轨左侧某处由静止释放,滑块系统在外力的作用下做匀加速运动.分别记录挡光片通过两个光电门的时间△t1和△t2.
(b)保持滑块系统的质量不变,改变产生加速度的作用力,即改变砝码盘中的砝码质量m(始终满足滑块系统质量远大于砝码及砝码盘的质量总和),使滑块系统在外力作用下做匀加速运动,重复操作得到多组数据.(c)测得挡光片的宽度l,记录两个光电门的位置坐标为Xl和X2(X2>Xl)
(d)处理数据并分析误差,得到加速度跟作用力的关系.
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请回答:
(1)在选择挡光片时应选取B的挡光片.
A.较宽              B.较窄
(2)操作步骤(a)中滑块系统通过光电门的速度分别为$\frac{l}{△{t}_{1}}$、$\frac{l}{△{t}_{2}}$
(3)滑块系统的加速度a=$\frac{{(\frac{l}{△{t}_{2}})}^{2}-{(\frac{l}{△{t}_{2}})}^{2}}{2({x}_{2}-{x}_{1})}$.
(4)在实验步骤中遗漏了一个物理量的测量,此物理量是B
A.滑块的质量M    B.砝码盘的质量mo
(5)只要证明a和m0+m成正比关系,即可证明质量不变时,加速度跟作用力成正比关系.(用题目中所给符号表示)

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