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一、选择题(48分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
AC
BC
D
ACD
BD
AD
AC
C
D
B
BD
二、非选择题
13.(4分)(1)1.997;1.094;
(2)(8分)30.7
14.(6分) (1)4.0 Ω (2) 3.0V 2.0Ω (每空2分)
15.(10分)(1)0.495~
(3)(2分)偏大(2分)
16.(16分)(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
qE=ma 解得:
a=qE/m=
设带电体运动到B端的速度大小为vB,则:
vB2=2as 解得:
vB==
(2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有
N-mg=mvB2/R 解得: N=mg+ mvB2/R=5.0N……(3分)
根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小:N′=N=5.0N (1分)
(3)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功:
W电=qER=0.32J (3分)
设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,对此过程根据动能定理有
W电+W摩-mgR=0-mvB2 (3分)
解得: W摩=-0.72J (2分)
17.(20分)⑴ 从A点射出的粒子,由A到A′的运动时间为T,根据运动轨迹和对称性可得:
x轴方向 (3分)
y轴方向 (3分)
解得: (2分)
⑵ 设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次达x轴用时△t,水平位移为△x,则
(4分)
粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向,则
(3分)
解之得: (3分)
即AC间y坐标为 (n = 1,2,3,……) (2分)
18.(20分)(1)设物体B自由下落与物体A相碰时的速度为v0,则
解得:v0=
设A与B碰撞结束后的瞬间速度为v1,根据动量守恒定律
解得:v1=
(2)设物体A静止在弹簧上端时弹簧的压缩量为x1, 1分
设弹簧劲度系数为k,根据胡克定律有
解得:k=100N/m 3分
两物体向上运动过程中,弹簧弹力等于两物体总重力时具有最大速度 1分
设此时弹簧的压缩量为x2,则
解得:x2=
设此时弹簧的长度为l,则
解得:l=
(3)两物体向上运动过程中在弹簧达到原长时分离, 从碰后到分离的过程,物体和弹簧组成的系统机械能守恒,因此有
3分
解得: 2分
19.(20分)(1)设A、B的轨道半径分别为r1、r2,它们做圆周运动的周期T、角速度ω都相同,根据牛顿运动定律有 2分
即 1分
A、B之间的距离 1分
根据万有引力定律 2分
得 2分
(2)对可见星A有 2分
其中 1分
得: 2分
(3)设m2=nm(n>0),并根据已知条件m1=6ms,及相关数据代入上式得
2分
由数学知识知在n>0是增函数 1分
当n=2时, 1分
所以一定存在n>2,即m2>2ms,可以判断暗星B可能是黑洞 2分
神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,它们之间的距离保持不变,如图所示。引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的两倍,,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6m/s,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?
(G=6.67×10N2·m/kg2,ms=2.0×1030kg)
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神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,它们之间的距离保持不变,如图所示。引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的两倍,,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6m/s,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?
(G=6.67×10N2·m/kg2,ms=2.0×1030kg)
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神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,如图所示,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变.引力常量为G,由观测能够得到可见星 A的速率 v和运行周期 T.
(1)可见星A所受暗星 B的引力 FA 可等效为位于 O点处质量为m′的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为 m1、m2,试求m′. (用m1、m2 表示)
(2)求暗星B的质量m2 与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1 之间的关系式.
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms 的2倍,它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率v=2.7×105 m/s,运行周期T=4.7π×104 s,质量m1=6ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗? (G=6.67×10-11 N·m2/kg2,ms=2.0×1030 kg)[2006年高考·天津理综卷]
查看习题详情和答案>>神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX――3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.
(1)可见星A所受暗星B的引力Fa可等效为位于O点处质量为的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的2倍,它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率v=2.7×105 m/s,运行周期T=4.7 π×104 s,质量m1=6 ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗.(G=6.67×10-11 N·m2/kg2,ms=2.0×1030 kg)
神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的2倍,它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率v=2.7×105 m/s,运行周期T=4.7π×104 s,质量m1=6 ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?(G=6.67×10-11 N·m2/kg2,ms=2.0×1030 kg)