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(2018·全国卷I) 20. 2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s时,它们相距约400 km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈,将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星( )
A. 质量之积 B. 质量之和 C. 速率之和 D. 各自的自转角速度
【答案】BC
【解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点。
双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz(周期T=1/12s),由万有引力等于向心力,可得,G=m1r1(2πf)2,G=m2r2(2πf)2,r1+ r2=r=40km,联立解得:(m1+m2)=(2πf)2Gr3,选项B正确A错误;由v1=ωr1=2πf r1,v2=ωr2=2πf r2,联立解得:v1+ v2=2πf r,选项C正确;不能得出各自自转的角速度,选项D错误。
【点睛】此题以最新科学发现为情景,考查天体运动、万有引力定律等。学.科网
(2018·全国卷I) 18. 如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R:bc是半径为R的四分之一的圆弧,与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为( )
A. 2mgR B. 4mgR C. 5mgR D. 6mgR
【答案】C
【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合,难度较大,能力要求较高。
(2018·全国卷II)16.2018年2月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】试题分析;在天体中万有引力提供向心力,即 ,天体的密度公式,结合这两个公式求解。
设脉冲星值量为M,密度为
根据天体运动规律知:
代入可得: ,故C正确;
故选C
点睛:根据万有引力提供向心力并结合密度公式求解即可。学&科网
(2018