16．2016年2月11日，美國(guó)科研機(jī)構(gòu)宣布成功探測(cè)到了來(lái)自雙黑洞合并過(guò)程發(fā)射的引力波信號(hào)．假設(shè)這兩個(gè)黑洞在合并前繞其連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且兩者間距離緩慢減小，若黑洞系統(tǒng)不受外界影響．關(guān)于雙黑洞系統(tǒng)下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．二者運(yùn)行時(shí)的向心力始終相同
B．二者運(yùn)行的軌道半徑始終與質(zhì)量成正比
C．二者運(yùn)行的線速度大小始終與質(zhì)量成反比
D．二者運(yùn)行的角速度隨間距的緩慢減小而逐漸增大

分析 兩個(gè)黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有相同的角速度，靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力公式以及線速度、角速度直接的關(guān)系判斷即可．

解答 解：A、兩個(gè)黑洞繞同一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，則二者運(yùn)行時(shí)的向心力大小相等，但方向相反，所以向心力不同．故A錯(cuò)誤；
B、這兩個(gè)黑洞共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)F=mω2r可知，F(xiàn)相等，則軌道半徑始終與質(zhì)量成反比．故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)v=ωr知，ω相等，v與r成正比，則v與m成反比，故C正確．
D、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知：
對(duì)黑洞1有：G$\frac{{M}_{1}{M}_{2}}{{L}^{2}}$=M1ω2r1；
對(duì)黑洞2有：G$\frac{{M}_{1}{M}_{2}}{{L}^{2}}$=M2ω2r2；
由兩式變形相加得到：M1+M2=$\frac{{ω}^{2}{L}^{3}}{G}$
因?yàn)镸1+M2不變時(shí)，當(dāng)L減小時(shí)，ω增大，即二者運(yùn)行的角速度隨間距的緩慢減小而逐漸增大，故D正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道兩個(gè)黑洞靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律與牛頓第二定律即可正確解題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

6．如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為（0，a）、（b，0）、（2b，0）．將一小球從A點(diǎn)沿x軸正方向水平拋出，小球會(huì)經(jīng)過(guò)A、B邊線的中點(diǎn)．若保持初速度不變，將小球從y軸上的D點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）拋出，則是小球會(huì)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力的作用．則初速度大小為$\frac{2}$$\sqrt{\frac{g}{a}}$，從A點(diǎn)拋出時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為$\frac{\sqrt{2}}{2}$b，D點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，8a）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，帶有鐵芯的電感L直流電阻不計(jì)，電阻R的阻值小于燈泡D的阻值，在t=0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t=t1時(shí)刻斷開(kāi)S，下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

4．“曹沖稱(chēng)象”是家喻戶曉的典故．“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱(chēng)物以載之，則校可知矣．”它既反映出少年曹沖的機(jī)智，同時(shí)也體現(xiàn)出重要的物理思想方法．下列物理學(xué)習(xí)或研究中用到的方法與曹沖稱(chēng)象的方法相同的是（　�。�
A．建立“點(diǎn)電荷”的概念
B．建立“瞬時(shí)加速度”的概念
C．建立“合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)”的概念
D．探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案．
①為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力大小，你認(rèn)為方案甲更易于②操作．簡(jiǎn)述理由甲方案拉木塊時(shí)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)．
②若A和B的重力分別為100N和120N，當(dāng)甲中A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為30N，b示數(shù)為55N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

1．如圖所示，一傾角θ=30°的足夠長(zhǎng)光滑斜面上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球a和b，開(kāi)始時(shí)兩小球相距x0=0.6m，且以初速度v1=5m/s，v2=2m/s沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，球a追上b發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失．g取10m/s2，試求：
（1）碰撞位置與b球初始位置的距離；
（2）當(dāng)b球上升至最高點(diǎn)時(shí)，兩球間的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

8．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，已知小車(chē)的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m，所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中繞過(guò)輕質(zhì)動(dòng)滑輪與定滑輪和彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直，長(zhǎng)木板水平；
②掛上砝碼盒，接通電源后，再放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，由紙帶求出小車(chē)的加速度；
③改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟②，求得小車(chē)在不同合力作用下的加速度．
（1）對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是C
A．小車(chē)的加速度與砝碼盤(pán)的加速度大小相等
B．砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
C．與小車(chē)相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行
D．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤(pán)總重量的一半
（2）實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示，紙帶中每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)未畫(huà)出，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a=1.5m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車(chē)的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，下圖中的四個(gè)選項(xiàng)中與本實(shí)驗(yàn)相符合是C．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物
B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
C．庫(kù)侖通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得了萬(wàn)有引力常量G的值
D．利用回旋加速器，可以把質(zhì)子加速到光速

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備．它的基本原理如圖甲所示（上部分為俯視圖，下部分為真空室的俯視圖）上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空中做圓周運(yùn)動(dòng)．
（1）如果俯視時(shí)電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，電流的大小應(yīng)該怎樣變化才能使電子加速？
（2）為了約束加速電子在同一軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，電子感應(yīng)加速器還需要加上“軌道約束”磁場(chǎng)，其原理如圖乙所示．兩個(gè)同心柱面，內(nèi)圓柱面標(biāo)記為r，內(nèi)圓柱面內(nèi)有均勻的“加速磁場(chǎng)”B1，方向垂直紙面向外．另外，在兩柱面之間有垂直紙面向外的均勻“軌道約束”磁場(chǎng)B2．
①若“加速磁場(chǎng)”穩(wěn)定，“軌道約束”磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，要使質(zhì)量為m，電荷量為e的電子在二柱面之間貼近圓柱面處做速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圓心為O點(diǎn)，半徑為r），求B2的大小；
②若“加速磁場(chǎng)”變化，以O(shè)為圓心，r為半徑的圓周上將產(chǎn)生電場(chǎng)，該感生電場(chǎng)使電子加速．若圓周上每一點(diǎn)的感生電場(chǎng)方向沿軌道的切向，大小為$\frac{E}{2πr}$（E等于該圓周上一假想閉合回路所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)），若圖乙表示裝置中的“加速磁場(chǎng)”B1隨時(shí)間均勻變化，且滿足$\frac{△{B}_{2}}{△t}$=k（常數(shù)），為使該電子仍能保持在同一圓周上運(yùn)動(dòng)（圓心為O點(diǎn)，半徑為r），B2應(yīng)以多大的變化率$\frac{△{B}_{2}}{△t}$變化．（不考慮相對(duì)論效應(yīng)）

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