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【题目】引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。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PQ两颗星体组成,这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动,测得P星的周期为TPQ两颗星的距离为lPQ两颗星的轨道半径之差为rP星的轨道半径大于Q星的轨道半径),万有引力常量为G,则(  )

A. QP两颗星的质量差为

B. PQ两颗星的线速度大小之差为

C. PQ两颗星的运动半径之比为

D. PQ两颗星的质量之比为

【答案】ABD

【解析】

A、双星系统靠相互间的万有引力提供向心力,角速度大小相等,向心力大小相等,则有:mPrPω2mQrQω2,解得,则QP两颗星的质量差为△mmQmP,故A正确;

BP、Q两颗星的线速度大小之差为△vvPvQ,故B正确;

C、双星系统靠相互间的万有引力提供向心力,角速度大小相等,则周期相等,所以Q星的周期为T;根据题意可知,rP+rQlrPrQ△r,解得:,则P、Q两颗星的运动半径之比C错误。

DP、Q两颗星的质量之比为,故D正确。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入,速度方向与半径方向的夹角为30°。当该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了180°。不计电荷的重力,下列说法正确的是(  )

A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O

B. 该点电荷的比荷为

C. 该点电荷在磁场中的运动时间为

D. 该点电荷在磁场中的运动时间为

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【题目】光子除了有能量,还有动量。若光子能量为E,动量为P,则光子动量,式中c为真空中的光速。当光照射到物体表面上时,不论光被物体吸收还是被物体表面反射,光子的动量都会发生改变,因而对物体表面产生一种压力。

如图是1901年俄国物理科学家列别捷夫测量光压的实验装置。T型架通过悬丝竖直悬挂,横臂水平,悬丝一端固定在横臂中点。在横臂的两侧有圆片PQ,两圆片与T型架在同一竖直平面内。圆片P是涂黑的,当光线照射到P上时,可以认为光子全部被吸收:圆片Q是光亮的,当光线照射到Q上时,可以认为光子被反射。分别用光线照射在PQ上,都可以引起悬丝的旋转。在悬丝上固定的一小镜M,用一细光束照射M,就可以获知悬丝扭转的角度。已知光速为c,两个圆片PQ的半径都为r。悬丝转过的角度与光对圆片的压力成正比。

a.用光强(单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光能)为的激光束垂直照射整个圆片P,求激光束对圆片P的压力F的大小;

b.实验中,第一次用光强为的激光束单独照射整个圆片P,平衡时,光束与圆片垂直,且悬丝有一扭转角;第二次仍用该光束单独照射整个圆片Q,平衡时,光束与圆片不垂直,悬丝的扭转角与第一次相同。求激光束与圆片Q所在平面的夹角

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【题目】如图所示,粗糙的平行金属导轨与水平面成θ角,用导线与固定电阻R1R2相连,处在磁感应强度为B方向竖直向上的匀强磁场中,导体棒ab质量为m,与导轨间接触良好,导体棒的电阻rR1R2R,已知两导轨间距为l金属导轨及导线电阻不计,若导体棒ab以一定初速度v平行导轨平面上滑,则关于ab棒的下列说法正确的是(  )

A. 棒的b端相当于电源的正极

B. 棒所受安培力的方向沿导轨平面向下

C. 刚上滑的瞬间棒两端的电压为

D. 棒机械能的减少量等于装置中产生的热量

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【题目】竖直平面内存在着如图甲所示管道,虚线左侧管道水平,虚线右侧管道是半径R=1m的半圆形,管道截面是不闭合的圆,管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中,电场强度E=4×103V/m。小球a、b、c的半径略小于管道内径,b、c球用长的绝缘细轻杆连接,开始时c静止于管道水平部分右端P点处,在M点处的a球在水平推力F的作用下由静止向右运动,当F减到零时恰好与b发生了弹性碰撞,F-t的变化图像如图乙所示,且满足。已知三个小球均可看做质点且ma=0.25kg,mb=0.2kg,mc=0.05kg,小球cq=5×10-4C的正电荷,其他小球不带电,不计一切摩擦,g=10m/s2,求

(1)小球ab发生碰撞时的速度v0

(2)小球c运动到Q点时的速度v

(3)从小球c开始运动到速度减为零的过程中,小球c电势能的增加量。

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【题目】某实验小组为了测定一合金丝的电阻率,进行了如下测量:

(1)用螺旋测微器对合金丝直径d进行测量,结果如图所示,其读数是d_____mm

(2)用多用电表测量合金丝的电阻,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转太大,重新选择倍率后,并按正确操作步骤测得此合金丝的电阻值,读数如图,则该金属丝的阻值约为_____Ω

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【题目】如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd线圈平面与磁场垂直,已知线圈的匝数N100,边长ab1.0mbc0.5m,电阻r,磁感应强度B05s内从零均匀变化到0.2T.求:

(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E

(2)05s内通过线圈的电荷量q

(3)05s内线圈产生的焦耳热Q

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【题目】如图,三个固定的带电小球abc,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平衡于ab的连线。设小球ab所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )

A. ab的电荷同号,

B. ab的电荷异号,

C. ab的电荷同号,

D. ab的电荷异号,

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【题目】一电路如图所示,电源电动势E=28v,内阻r=2Ω,电阻R1=4Ω,R2=8ΩR3=4ΩC为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20m,两极板的间距d=1.0×10-2m

1)闭合开关S稳定后,求电容器所带的电荷量为多少?

2)当开关S闭合后,有一未知的、待研究的带电粒子沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入MN的电场中,已知该带电粒子刚好从极板的右侧下边缘穿出电场,求该带电粒子的比荷q/m(不计粒子的重力,MN板之间的电场看作匀强电场,g=10m/s2

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