《033.行星、恒星、星系和宇宙(黄冈电子题库)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《033.行星、恒星、星系和宇宙(黄冈电子题库)（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、行星、恒星、星系和宇宙高考试题1（2006年天津理综）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LMCX3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，不考虑其它天体的影响，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
2、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v2.7105m/s，运行周期T4.7104s，质量m16ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G6.671011Nm2/kg2，ms2.01030kg）【答案】（1）；（2）；（3）暗星B有可能是黑洞解析：（1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2，由题意知，A、B做圆周运动的角速度相同，设其为由牛顿第二定律，有，FA=FB设A、B之间的距离为r，则r=r1r2。由以上各式得 由万有引力定律，有将代入得令比较可得 （2）由牛顿第二定律，有 又可见星A的轨道半径 由式解
3、得 （3）将代入，得代入数据得 设，将其代入得 可见，的值随n的增大而增大，试令n=2，得 若使式成立，则n必大于2，即暗星B的质量m2必大于2ms，由此得出结论：暗星B有可能是黑洞2（2006年广东）宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行设每个星体的质量均为（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期（2）假设两种形式星体的运动周期
4、相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？【答案】（1），；（2）解析：（1）第一种形式下，星体做圆周运动的向心力由万有引力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律，得解得星体运动的周期（2）第二种形式下，设星体之间的距离为l，由万有引力定律和牛顿第二定律，得解得3（2004年科研测试）关于黑洞有如下一种假设：当某一定质量的类星体的半径减小至足够小时，引力非常大，由于光也受引力作用，强大的引力可以使此类星体表面以光速c传播的光线都射不出去（已知任何物体的速度都不会超过光速），这一星体就可能成为黑洞已知质量为m的粒子在质量为M的星球附近的引力势能为，式中G为引力恒量，r为粒子与星球球心的距离，试用牛顿
5、力学估算质量为M的均匀星球成为黑洞时的最大半径R【答案】4（1999年上海）天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度大的星体现在离我们越远这一结果与上述天文观测一致由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T=_根据长期观测，哈勃常数H=3102m/s光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为_年【答案】，11010解析：由于爆炸后各星体做的是匀速运动，令宇宙年龄为T，则星球现在距我们距离为，得：
