高考物理一轮复习 专题5-3 双星问题千题精练.doc
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1、1 / 9【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 专题专题 5-35-3 双星问题千题精练双星问题千题精练一选择题1.(2018 高考全国 I)2017 年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约 100 s 时,它们相距约 400 km,绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈,将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星A质量之积 B质量之和 C速率之和 D各自的自转角速度【参考答案】BC2(2018南昌一模)火星被认为是太阳系中最有可能存在
2、地外生命的行星,对人类来说充满着神秘。为了更进一步探究火星,发射一颗火星的同步卫星,已知火星的质量为地球质量的 p 倍,火星自转周期与地球自转周期相同,均为 T,地球表面的重力加速度为 g,地球的半径为 R,则火星的同步卫星与火星中心的距离为( )A. B. 3gRT2p 42C. D. 3gRT2 42p【参考答案】C2 / 93.(2016湖北黄冈高三月考)两个靠近的天体称为双星,它们以两者连线上某点 O 为圆心做匀速圆周运动,其质量分别为 m1、m2,如图所示,以下说法正确的是( )A线速度与质量成反比B线速度与质量成正比C向心力与质量的乘积成反比D轨道半径与质量成正比【参考答案】A 【
3、名师解析】设两星之间的距离为 L,轨道半径分别为 r1、r2,根据万有引力提供向心力得,Gm12r1,Gm22r2,则 m1r1m2r2,即轨道半径和质量成反比,D 错误;根据 vr 可知,线速度与轨道半径成正比,故线速度与质量成反比,A 正确,B 错误;由万有引力公式可知,向心力与质量的乘积成正比,C 错误。4.(2016 辽宁丹东模拟)2016 年 2 月 11 日,美国科学家宣布探测到引力波的存在,引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角。在如图所示的双星系统中,A、B 两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动,已知恒星 A 的质量为太阳质量的 29 倍,恒星 B 的质量为太阳质量的
4、36 倍,两星之间的距离L=2105m,太阳质量 M=21030kg,万有引力常量 G=6.6710-11Nm2kg2。若两星在环绕过程中会辐射出引力波,该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级,则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是A102Hz B104Hz C106Hz D108Hz【参考答案】A3 / 95 .2015 年 4 月,科学家通过欧航局天文望远镜在一个河外星系中,发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统,如图所示。这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。我国今年底
5、也将发射全球功能最强的暗物质探测卫星。若图中双黑洞的质量分别为 M1 和 M2,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识,下列选项正确的是( )A.双黑洞的角速度之比 12M2M1B.双黑洞的轨道半径之比 r1r2M2M1C.双黑洞的线速度之比 v1v2M1M2D.双黑洞的向心加速度之比 a1a2M1M2【参考答案】B【名师解析】双黑洞绕连线上的某点做圆周运动的周期相等,角速度也相等,选项 A 错误;双黑洞做圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供,向心力大小相等,设双黑洞间的距离为 L,由 GM1r12M2r22,得双黑洞的轨道半径之比 r1r2M2M1,选项 B 正确;由
6、 vr 得双黑洞的线速度之比v1v2r1r2M2M1,选项 C 错误;由 a2r 得双黑洞的向心加速度之比为 a1a2r1r2M2M1,选项 D 错误。6.美国宇航局利用开普勒太空望远镜发现了一个新的双星系统,命名为“开普勒47”,该系统位于天鹅座内,距离地球大约 5 000 光年。这一新的系统有一对互相围绕运行的恒星,运行周期为 T,其中一颗大恒星的质量为 M,另一颗小恒星质量只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为 G,则下列判断正确的是( )4 / 9A.两颗恒星的转动半径之比为 11B.两颗恒星的转动半径之比为 12C.两颗恒星相距3GMT2 32D.两颗恒星相距3GMT2 42【参考
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