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双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为(  )

 

A.

T

B.

T

C.

T

D.

T


考点:

万有引力定律及其应用.

专题:

万有引力定律的应用专题.

分析:

双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,根据牛顿第二定律和向心力公式,分别对两星进行列式,即可来求解.

解答:

解:设m1的轨道半径为R1,m2的轨道半径为R2.两星之间的距离为L.

由于它们之间的距离恒定,因此双星在空间的绕向一定相同,同时角速度和周期也都相同.由向心力公式可得:

对m1:G=m1…①

对m2:G=m2…②

又因为R1+R2=L,m1+m2=M

由①②式可得:T=2π

所以当两星总质量变为KM,两星之间的距离变为原来的n倍,圆周运动的周期为 T′=2π=T,故ACD错误,B正确.

故选:B.

点评:

解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,能运用万有引力提供向心力进行解题.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,理想变压器的原副线圈的匝数比n1:n2=2:1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为(  )

  A. 4IR+ B.  C. 4IR D. IR+

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,ABCDEF为正六边形的六个顶点,P,Q,M分别为AB,ED,AF的中点,O为正六边形的中心.现在六个顶点依次放入等量正负电荷.若取无穷远电势为零,以下说法中正确的有(  )

 

A.

P,Q,M各点具有相同的场强

 

B.

P,Q,M各点电势均为零

 

C.

O点电势与场强均为零

 

D.

将一负检验电荷从P点沿直线PM移到M点的过程中,电势能始终保持不变

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科目:高中物理 来源: 题型:


以速度v0水平抛出一小球,如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等,以下判断正确的是(  )

 

A.

此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小

 

B.

此时小球的速度大小为

 

C.

小球运动的时间为

 

D.

此时小球速度的方向与位移的方向相同

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m电量为﹣q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d;

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在竖直放置的金属板M上放一个放射源C,可向纸面内各个方向射出速率均为v的α粒子,P是与金属板M 平行的足够大的荧光屏,到M的距离为d.现在 P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场,调整磁感应强度的大小,恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上.若α粒子的质量为m,电荷量为+2e.则(  )

 

A.

磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B的大小为

 

B.

磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B的大小为

 

C.

在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2d

 

D.

在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为4d

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如图所示,在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为E=500V/m.x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域,其宽度均为d1=3cm,相邻两磁场区域的间距为d2=4cm.现将一质量为m=5×10﹣13kg、电荷量为q=1×10﹣8C的带正电的粒子(不计重力)从y轴上的某处静止释放.

(1)若粒子从坐标(0,h1)点由静止释放,要使它经过x轴下方时,不会进入第二磁场区,h1应满足什么条件?

(2)若粒子从坐标(0,5cm)点由静止释放,求自释放到第二次过x轴的时间(π取3.14).

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在xoy平面直角坐标系的第一象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场E1,第二象限存在水平向右的匀强电场E2,其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场.有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场,运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场,经磁场垂直x轴进入偏转电场E2,过y轴正半轴上的P点再次进入匀强电场E1,已知OP=h,不计粒子重力,求:

(1)粒子经过Q点时的速度大小;

(2)匀强电场电场强度E1的大小;

(3)粒子从Q点运动到P点所用的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:


物体只在力F作用下运动,力F随时间变化的图象如图所示,在t=1s时刻,物体的速度为零.则下列论述正确的是(  )

A.0~3s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零

B.0~4s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零

C.第1s内和第2s内的速度方向相同,加速度方向相反

D.第3s内和第4s内的速度方向相反,加速度方向相同

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