科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太

Question

科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍. 假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（　　）
A. 行星质量与太阳质量之比
B. 恒星密度与太阳密度之比
C. 行星质量与地球质量之比
D. 行星运行速度与地球公转速度之比

Answer 1

行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设恒星质量为M，行星质量为m，轨道半径为r，有
G(Mm)/(r2)=m（(2π)/(T)）²r=m(v2)/(r) ①
解得：M=(4π2r3)/(GT2)，v=√((GM)/(r))
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． (Mm)/(r2)MmMmMmr2r2r22=m（(2π)/(T)）²r=m(v2)/(r) ①
解得：M=(4π2r3)/(GT2)，v=√((GM)/(r))
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． (2π)/(T)2π2π2πTTT）²2r=m(v2)/(r) ①
解得：M=(4π2r3)/(GT2)，v=√((GM)/(r))
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． (v2)/(r)v2v2v22rrr ①
解得：M=(4π2r3)/(GT2)，v=√((GM)/(r))
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． (4π2r3)/(GT2)4π2r34π2r34π2r32r33GT2GT2GT22，v=√((GM)/(r))
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． √((GM)/(r))

(GM)/(r)

(GM)/(r)(GM)/(r)GMGMGMrrr
同理，太阳质量为：M′=(4π2r′3)/(GT′2)，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． (4π2r′3)/(GT′2)4π2r′34π2r′34π2r′32r′33GT′2GT′2GT′22，v′=√((GM′)/(r′))
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D． √((GM′)/(r′))

(GM′)/(r′)

(GM′)/(r′)(GM′)/(r′)GM′GM′GM′r′r′r′
A、由于该行星的周期为1200年，地球的公转周期为1年，则有：T：T′=1200：1；题中有：r：r′=100：1，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故A错误；
B、由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故B错误；
C、由于①式中，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，也不能求出地球的质量，故C错误．
D、由于能求出行星质量与太阳质量之比，已知r：r′=100：1，所以可求出行星运行速度与地球公转速度之比，故D正确．
故选：D．