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2022-2023學(xué)年四川省成都七中高一(下)月考物理試卷(3月份)
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試題詳情
神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體,探尋黑洞的方案之一是觀測(cè)雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.天文學(xué)家觀測(cè)河外星系大麥哲倫云時(shí),發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng),它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成.兩星視為質(zhì)點(diǎn),不考慮其他天體的影響,A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們之間的距離保持不變,如圖所示.引力常量為G,由觀測(cè)能夠得到可見星A的速率v和運(yùn)行周期T.
(1)可見星A所受暗星B的引力F
A
可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為m′的星體(視為質(zhì)點(diǎn))對(duì)它的引力,設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m
1
、m
2
,試求m′(用m
1
、m
2
表示);
(2)求暗星B的質(zhì)量m
2
與可見星A的速率v、運(yùn)行周期T和質(zhì)量m
1
之間的關(guān)系式;
(3)恒星演化到末期,如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量m
s
的2倍,它將有可能成為黑洞.若可見星A的速率v=2.7×10
5
m/s,運(yùn)行周期T=4.7π×10
4
s,質(zhì)量m
1
=6m
s
,試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎?(G=6.67×10
-11
N?m
2
/kg
2
,m
s
=2.0×10
30
kg)
【考點(diǎn)】
雙星系統(tǒng)及相關(guān)計(jì)算
;
中子星與黑洞
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/15 3:0:1
組卷:256
引用:3
難度:0.5
相似題
1.
人類首次發(fā)現(xiàn)了雙中子星合并產(chǎn)生引力波的事件,引力波開啟宇宙研究新時(shí)代,如圖甲所示,這是一對(duì)相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量不等的雙中子星系統(tǒng),其示意圖如圖乙所示,雙中子星A、B在相互之間的萬有引力的作用下,繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知中子星的質(zhì)量分別為m
A
、m
B
,它們之間的距離為L(zhǎng),引力常量為G,求:
(1)中子星A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r
A
;
(2)中子星A、B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之和。
發(fā)布:2024/10/16 5:0:1
組卷:49
引用:3
難度:0.6
解析
2.
經(jīng)過用天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)期觀測(cè),人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng),通過對(duì)它們的研究,使我們對(duì)宇宙中物質(zhì)的存在形式和分布情況有了較深刻的認(rèn)識(shí)。雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體構(gòu)成,其中每個(gè)星體的線度都遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn),可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理。
現(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光度學(xué)測(cè)量確定,該雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是M,兩者相距L.他們正繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。
(1)試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T
計(jì)算
(2)若實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為T
觀測(cè)
,且T
觀測(cè)
:T
計(jì)算
=1:
N
(N>1)。為了解釋T
觀測(cè)
與T
計(jì)算
的不同,目前有一種流行的理論認(rèn)為,在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到的暗物質(zhì)。作為一種簡(jiǎn)化模型,我們假定在這兩個(gè)星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分著這種暗物質(zhì),而不考慮其它暗物質(zhì)的影響。試根據(jù)這一模型和上述觀測(cè)結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的質(zhì)量。
發(fā)布:2024/9/25 1:0:2
組卷:68
引用:3
難度:0.3
解析
3.
宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”,它們以二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而不至因?yàn)槿f有引力的作用而吸引到一起。如圖所示,某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的軌道半徑之比r
A
:r
B
=1:2,則兩顆天體的( ?。?/h2>
A.質(zhì)量之比m
A
:m
B
=2:1
B.角速度之比ω
A
:ω
B
=1:2
C.線速度大小之比v
A
:v
B
=2:1
D.向心力大小之比F
A
:F
B
=2:1
發(fā)布:2024/10/27 20:30:1
組卷:887
引用:16
難度:0.7
解析
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