格物学 力学万有引力定律的常见应用

双星或多星系统问题-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶单选题自测题答案-广东省等高中物理,平均正确率40.0%

2025-07-03
双星或多星系统问题-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶单选题自测题答案-广东省等高中物理,平均正确率40.0%
1、['双星或多星系统问题']

正确率40.0%svg异常

D

A.$$\sqrt{\frac{2 7 G m T^{2}} {4 \pi^{2}}}$$

B.$$\sqrt{\frac{G m T^{2}} {1 0 8 \pi^{2}}}$$

C.$$\sqrt{\frac{9 G m T^{2}} {3 2 \pi^{2}}}$$

D.$$\sqrt{\frac{2 G m T^{2}} {9 \pi^{2}}}$$

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '双星或多星系统问题']

正确率40.0%svg异常

B

A.$$0. 1 0 v_{0}$$

B.$$0. 2 5 v_{0}$$

C.$${{0}{.}{5}{{v}_{0}}}$$

D.$$0. 7 5 v_{0}$$

3、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的其他应用', '双星或多星系统问题']

正确率60.0%广义相对论预言了黑洞$${、}$$引力波$${、}$$水星进动$${、}$$光线偏折等七大天文现象。北京时间$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{2}}$$月$${{1}{1}}$$日$${{2}{3}{:}{{4}{0}}}$$左右,激光干涉引力波天文台$$( L I G O )$$负责人宣布,人类首次发现了引力波。它来源于距地球之外$${{1}{3}}$$亿光年的两个黑洞(甲黑洞的质量为太阳质量的$${{2}{6}}$$倍,乙黑洞的质量为太阳质量的$${{3}{9}}$$倍)互相绕转最后合并的过程。合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统,已知万有引力常量$${{G}}$$。关于此双星系统,下列说法正确的是

D

A.甲乙两个黑洞绕行的线速度之比为$${{2}{6}{:}{{3}{9}}}$$

B.甲乙两个黑洞绕行的向心加速度之比为$$3 9^{2} \! : \ 2 6^{2}$$

C.质量大的黑洞旋转半径大

D.若已知两黑洞的绕行周期和太阳质量,可以估算出两黑洞的距离

4、['天体质量和密度的计算', '万有引力定律的其他应用', '双星或多星系统问题']

正确率19.999999999999996%双星系统中,两颗星在彼此引力的作用下,绕连线上某点做匀速圆周运动.$${{1}{9}{7}{4}}$$年物理学家约瑟夫·泰勒和拉塞尔·赫尔斯发现由两个质量不同的星构成的双星系统,每年两星间的距离减少$${{3}{.}{5}{m}}$$,若两星运动的周期不变,则该双星系统中(

C

A.两星线速度大小始终相等

B.两星加速度大小始终相等

C.每年两星总质量在减小

D.每年两星总质量在增加

5、['天体质量和密度的计算', '双星或多星系统问题', '向心力']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{0}}$$日,中科院国家天文台宣布$${{“}}$$中国天眼$${{”}}$$发现两颗距离地球分别约$$4 1 4 0 0$$光年和$${{1}{.}{6}}$$万光年的新脉冲星,这是找国射电望远镜首次发现新脉冲星,对于测定黑洞质量,测量暗物质起到了重要作用.在某次观测中,发现两颗质量均为$${{m}}$$的星球绕其连线中心转动时,理论计算的周期与实际观测不符,且,科学家认为是两星球间分布着均匀的暗物质,那么暗物质的质量为(

B

A.若$${{K}{>}{1}}$$,则暗物质对星球是排斥作用,暗物质的质量为$$\frac{K^{2}-2} {8} m$$

B.若$${{K}{>}{1}}$$,则暗物质对星球是吸引作用,暗物质的质量为$$\frac{K^{2}-1} {4} m$$

C.若$${{K}{<}{1}}$$,则暗物质对星球是排斥作用,暗物质的质量为$$\frac{2-K^{2}} {8} m$$

D.若$${{K}{<}{1}}$$,则暗物质对星球是吸引作用,暗物质的质量为$$\frac{1-K^{2}} {4} m$$

6、['双星或多星系统问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.$${{m}_{1}{、}{{m}_{2}}}$$做圆周运动的线速度之比为$${{3}{∶}{2}}$$

B.$${{m}_{1}{、}{{m}_{2}}}$$做圆周运动的角速度之比为$${{3}{∶}{2}}$$

C.$${{m}_{1}}$$做圆周运动的半径为$$\frac{2} {5} L$$

D.$${{m}_{2}}$$做圆周运动的半径为$$\frac{2} {5} L$$

7、['万有引力定律的常见应用', '双星或多星系统问题', '向心力']

正确率40.0%svg异常

A.双星系统的周期减小

B.双星系统的角速度减小

C.$${{B}}$$星的线速度增大

D.$${{A}}$$星的线速度增大

8、['双星或多星系统问题', '向心力', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{2}}$$月$${{1}{1}}$$日,美国科学家宣布探测到引力波,证实了爱因斯坦$${{1}{0}{0}}$$年前的预测,弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一,假设宇宙中有一双星系统由$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星体组成,这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,测得$${{a}}$$星的周期为$${{T}}$$,$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的距离为$${{l}}$$,$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的轨道半径之差为$${{△}{r}{(}{a}}$$星的轨道半径大于$${{b}}$$星的轨道半径$${{)}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$${{b}}$$星的周期为$$\frac{l-\triangle r} {l+\triangle r} T$$

B.$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的质量之比为$$\frac{l+\triangle r} {l-\triangle r}$$

C.$${{a}}$$星的线速度大小为$$\frac{\pi( l+\triangle r )} {T}$$

D.$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的半径之比为$$\frac{l} {l-\triangle r}$$

9、['万有引力定律的其他应用', '双星或多星系统问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.星球$${{a}}$$做匀速圆周运动的加速度大小为$$\frac{2 G m} {r^{2}}$$

B.星球$${{a}}$$做匀速圆周运动的线速度大小为$$\sqrt{\frac{G m} {r}}$$

C.星球$${{b}}$$做匀速圆周运动的周期为$$4 \pi\sqrt{\frac{r^{3}} {5 G m}}$$

D.若因某种原因中心星球$${{c}}$$的质量缓慢减小,则星球$${{a}{、}{b}}$$的线速度均将缓慢增大

10、['双星或多星系统问题']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{2}}$$月$${{1}{1}}$$日,美国科学家宣布探测到引力波,双星的运动是产生引力波的来源之一,假设宇宙中有一双星系统由$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星体组成,这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下作匀速圆周运动,测得$${{a}}$$星的周期为$${{T}}$$,$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的距离为$${{l}}$$,$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的轨道半径之差为$${{△}{r}{(}{a}}$$星的轨道半径大于$${{b}}$$星的$${{)}}$$,则$${{(}{)}}$$

B

A.$${{b}}$$星的周期为$$\frac{l-\triangle r} {l+\triangle r} T$$

B.$${{a}}$$星的线速度大小为$$\frac{\pi( l+\triangle r )} {T}$$

C.$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的半径之比为$$\frac{l} {l-\triangle r}$$

D.$${{a}}$$、$${{b}}$$两颗星的质量之比为$$\frac{l+\triangle r} {l-\triangle r}$$

以下是各题的详细解析:

第1题解析:
题目未明确物理背景,但选项均为$$\sqrt{\frac{G m T^{2}}{\pi^{2}}}$$的变体。通过比较系数:
A选项系数为$$\frac{27}{4}$$,B为$$\frac{1}{108}$$,C为$$\frac{9}{32}$$,D为$$\frac{2}{9}$$。
若题目涉及双星系统轨道半径公式,可能需匹配$$r^{3}=\frac{GMT^{2}}{4\pi^{2}}$$,但无法直接对应选项。需补充条件进一步分析。

第3题解析:
双星系统中:
1. 线速度比$$v_{1}:v_{2}=r_{1}:r_{2}=m_{2}:m_{1}=39:26$$(A错误)。
2. 向心加速度比$$a_{1}:a_{2}=r_{1}:r_{2}=m_{2}:m_{1}=39:26$$(B错误)。
3. 质量大的黑洞旋转半径小(C错误)。
4. 由$$T^{2}=\frac{4\pi^{2}L^{3}}{G(m_{1}+m_{2})}$$,若知$$T$$和太阳质量可估算距离$$L$$(D正确)。

第4题解析:
双星系统距离减少但周期不变:
1. 线速度$$v=\frac{2\pi r}{T}$$,半径变化导致速度不等(A错误)。
2. 加速度$$a=\omega^{2}r$$,与半径相关(B错误)。
3. 由$$T^{2}=\frac{4\pi^{2}L^{3}}{G(M_{1}+M_{2})}$$,$$L$$减小则总质量$$M_{1}+M_{2}$$必增加(D正确)。

第5题解析:
暗物质影响双星周期:
1. 理论周期$$T_{0}=2\pi\sqrt{\frac{r^{3}}{2Gm}}$$,实际周期$$T=KT_{0}$$。
2. 若$$K>1$$,周期增大,暗物质提供吸引力,等效质量$$M=\frac{K^{2}-1}{4}m$$(B正确)。
3. 若$$K<1$$,周期减小,暗物质提供排斥力,等效质量$$M=\frac{2-K^{2}}{8}m$$(C正确)。

第8题解析:
双星系统参数关系:
1. 周期相同,$$T_{b}=T$$(A错误)。
2. 半径比$$\frac{r_{a}}{r_{b}}=\frac{m_{b}}{m_{a}}=\frac{l+\Delta r}{l-\Delta r}$$(B、D正确)。
3. $$a$$星线速度$$v_{a}=\frac{2\pi r_{a}}{T}=\frac{\pi(l+\Delta r)}{T}$$(C正确)。

第10题解析:
与第8题相同:
1. $$b$$星周期与$$a$$星相同(A错误)。
2. $$a$$星线速度$$v_{a}=\frac{\pi(l+\Delta r)}{T}$$(B正确)。
3. 半径比和质量比均为$$\frac{l+\Delta r}{l-\Delta r}$$(C、D正确)。

注:第2、6、7、9题因题目信息不完整或SVG异常,无法提供完整解析。

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