问题 选择题

2007年4月24日,科学家在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的行星Cliese 581c.这颗围绕红矮星Cliese 581运行的星球有类似地球的温度,表面可能有液态水存在,距地球20光年,直径为地球1.5倍,质量为地球5倍,绕红矮星Cliese 581运行的周期为13天.假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道,则下面说法中正确的是(  )

A.飞船在Cliese 581c表面附近运行的周期约为13天

B.飞船在Cliese 581c表面附近运行的速度大于7.9km/s

C.人在Cliese 581c上所受重力比在地球上所受重力小

D.Cliese 581c的平均密度比地球密度小

答案

A、飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力.则有:G

Mcm
r2
=m
4π2
T2
r

得:T=2π

r3
GMc

所以在Gliese581c表面附近运行的周期与地球表面运行的周期之比为:

TC
T
=
r3C
M
r3地
MC
=
27
40
<1.

由于地球表面运行的周期小于1天,所以飞船在Gliese581c表面附近运行的周期小于一天.故A错误.

B、由万有引力提供向心力得:G

Mcm
r2
=m
v2
r

则得

vC
v
=
10
3
>1.故飞船在行星表面做圆周运动时的速度大于 7.9km/s,故B正确.

C、在Gliese581c表面,物体受到的万有引力等于重力.所以有G

Mcm
r2
=mg′

忽略地球自转,物体受到的万有引力等于重力.所以有G

Mm
R2
=mg

整理得

g′
g
=
5
2.25
>1,所以在Gliese581c上的重力大于在地球上所受的重力.故C错误.

D、行星的密度ρc=

Mc
Vc
=
5M
4
3
π(1.5R)3
M
4
3
πR3
,故D错误.

故选B.

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