题目内容

【题目】据2000年9月20日出版的英国《自然》周刊报道,近代引力理论所预言的一种特殊天体黑洞,已被天文学家找到了存在的确凿证据.黑洞可以用我们学过的知识加以说明:理论计算表明,人造卫星脱离地球的速度(第二宇宙速度)等于环绕速度(第一宇宙逨度)的 倍,其它天体的两种速度关系亦如此,如果天体的质量非常大、半径非常小,则第二宇宙速度有可能等于或超过光速,即v2= ≥c.爱因斯坦相对论指出,任何物体的速度都不可能超过光速.由此推断,对于这种天体来说,包括光在内的任何物体都不能脱离它的引力束缚,因而人们无法通过光学测量看到它,这就是把这种天体叫做黑洞的原因.
设地球的质量为M,半径为R,万有引力常量为G,光速用c表示.下列说法中正确的是( )
A.地球对物体的引力大于物体对地球的引力
B.所有天体的第二宇宙速度都相同
C.黑洞的第二宇宙速度可以超过光速
D.若地球变为黑洞,则其半径的最大值为 (假设地球质量不变)

【答案】D
【解析】解:A、根据牛顿第三定律,地球对物体的引力等于物体对地球的引力,故A错误;
B、不同天体的质量和半径不同,根据第二宇宙速度的公式 知,所有的天体的第二宇宙速度不一定相同,故B错误;
C、根据爱因斯坦的相对论,黑洞的第二宇宙速度不可以超过光速,故C错误;
D、若地球为黑洞,根据 ,解得 ,故D正确;
故选:D
【考点精析】利用牛顿第三定律对题目进行判断即可得到答案,需要熟知牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失;作用力和反作用力总是同种性质的力;作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加.

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