如图所示,行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容…——2022 高考物理第 9 题答案解析

2022_省自主命题(辽宁)

2022 辽宁 第 9 题 多选题 区分题
2022_省自主命题(辽宁)

9. 如图所示,行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角a,地球—金星连线与地球—太阳连线夹角 $\beta$ ,两角最大值分别为 $\alpha _ { { _ m } }$ 、 $\beta _ { { \scriptscriptstyle m } }$ 则(  )

A. 水星的公转周期比金星的大
B. 水星的公转向心加速度比金星的大
C. 水星与金星的公转轨道半径之比为 $\sin \alpha _ { { \scriptscriptstyle m } } : \sin \beta _ { { \scriptscriptstyle m } }$
D. 水星与金星的公转线速度之比为 $\sqrt { \sin \alpha _ { m } } : \sqrt { \sin \beta _ { m } }$
参考答案

BC

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【答案】BC

【解析】

【详解】AB.根据万有引力提供向心力有

$$ G \frac {M m}{R ^ {2}} = m \frac {4 \pi^ {2}}{T ^ {2}} R = m a $$

可得

$$ T = 2 \pi \sqrt {\frac {R ^ {3}}{G M}} $$

$$ a = \frac {G M}{R ^ {2}} $$

因为水星的公转半径比金星小,故可知水星的公转周期比金星小;水星的公转向心加速度比金星的大,故A 错误,B正确;

C.设水星的公转半径为 $R _ { \mathrm { \pi \mathrm { k } } }$ ,地球的公转半径为 $R _ { \mathrm { { f f } } }$ ,当 α角最大时有

$$ \sin \alpha_ {\mathrm{m}} = \frac {R _ {\text {水}}}{R _ {\text {地}}} $$

同理可知有

$$ \sin \beta_ {\mathrm{m}} = \frac {R _ {\text {金}}}{R _ {\text {地}}} $$

所以水星与金星的公转半径之比为

$$ R _ {\text {水}}: R _ {\text {金}} = \sin \alpha_ {\mathrm{m}}: \sin \beta_ {\mathrm{m}} $$

故C正确;

D.根据

$$ G \frac {M m}{R ^ {2}} = m \frac {v ^ {2}}{R} $$

可得

$$ v = \sqrt {\frac {G M}{R}} $$

结合前面的分析可得

$$ v _ {\text {水}}: v _ {\text {金}} = \sqrt {\sin \beta_ {\mathrm{m}}}: \sqrt {\sin \alpha_ {\mathrm{m}}} $$

故 D 错误;

故选 $\mathrm { B C } _ { \mathrm { \ell } }$

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