【题目】2017年诺贝尔物理学奖颁给LIGO科学合作组织的三位主要成员,以表彰他们对引力波研究的卓越贡献。在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,并以引力辐射的形式传输能量。2015年9月,LIGO科学合作组织成功探测到来自于13亿年前两个黑洞合并时产生的引力波信号。假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,不计其它天体的影响,下列判断正确的是
A. 合并前两黑洞间的万有引力越来越小
B. 合并前两黑洞旋转的周期越来越大
C. 合并前两黑洞旋转的线速度越来越大
D. 合并前后两黑洞的总质量保持不变
【答案】C
【解析】设两个黑洞的质量分别为、,合并前两者的距离为L, 绕它们连线的某一点运动的轨道半径为, 的半径为,它们之间的万有引力提供向心力,它们具有相同的周期,万有引力,两黑洞合并前、都不变,而L越来越小,故万有引力越来越大,A错误;根据,解得: ,则两黑洞的总质量为,解得: ,合并前两黑洞的总质量不变,L减小,故周期T也在减小,故B错误;根据,解得: ,同理得: ,由于比、的减小量大,则线速度增大,故C正确.双黑洞的合并存在质量亏损,合并前质量为36+29=65个太阳质量,合并后为62个太阳质量,故质量亏损为3个太阳质量,即相当于3个太阳质量的能量在合并过程中被释放,故D错误;故选C.
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【题目】某同学要测量由三节相同的干电池串联组成的电池组的电动势E和内电阻r,实验室提供的器材除了开关、导线外,还有:
A.待测电池组
B.电流表A(量程0~500mA,内阻等于5Ω)
C.电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)
D.电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ)
E.定值电阻R1=9kΩ
F.定值电阻R2=2kΩ
G.滑动变阻器RL1(0~50Ω)
H.滑动变阻器RL2(0~1kΩ)
要求测量结果尽量准确、能测量多组数椐且滑动变阻器调节方便.该同学设计的测量电路如图甲所示.
①电路中的电压表V应选择_____;定值电阻R应选择_____;滑动变阻器RL应选择_____;(填各元件前的字母代码)
②该同学在实验中测出多组电流表A和电压表V的示数,根据记录数据作出的U﹣I图象如图乙所示,根据图象可求得:待测电池组的电动势E=_____V;内阻r=_____Ω.(结果保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“12V 6W”的灯泡,分别接入理想变压器,原、副线圈回路中a、b两端连接交流电源,交流电流表A示数为0.5A,已知灯泡L2正常发光,以下说法正确的是
A. a、b端输人功率为18W
B. a、b端输人电压为36V
C. 灯泡L2的功率为6W
D. 若副线圈回路再并联一只同样的灯泡,L2仍能正常发光
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【题目】有三个斜面a、b、c,底边长与高度分别如图所示。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。三种情况相比较,下列说法正确的是 ( )
A. 物体损失的机械能ΔEc=2ΔEb=4ΔEa
B. 物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2Ekc
C. 因摩擦产生的热量4Qa=2Qb=Qc
D. 因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=Qc
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【题目】嫦娥二号卫星已成功发射,可以直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道后奔月。当卫星到达月球附近的特定位置时,卫星就必须“急刹车”,也就是近月制动,以确保卫星既能被月球准确捕获,又不会撞上月球,并由此进入近月点高度100公里、周期12小时的椭圆轨道a。再经过两次轨道调整,进入高度为100公里的近月圆轨道b。轨道a和b相切于P点,如图,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥二号卫星的发射速度大于11.2 km/s
B. 嫦娥二号卫星在a轨道运动时的机械能小于b轨道上运动的机械能
C. 嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的速度相同
D. 嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的加速度相同
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【题目】如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,接着又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,不计空气阻力,下列判断正确的是
A. t1时刻小球速度最大
B. t2时刻小球机械能最大
C. t1~t2时间内,小球的速度先减少后增加
D. t2~t3时间内,小球的加速度先减少后增加
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【题目】如图所示,接有恒定电源的两平行金属板M、N水平放置,板长为L,两板间距为1.5L,在两板间施加垂直纸面的匀强磁场(未画出)。开始时开关S断开,将一束质量为m、电量为-q的粒子从两板左侧边界某点以初速度v水平射入,粒子正好垂直到达N板的右边缘;接着闭合开关S,粒子恰能沿水平方向运动;若撤去磁场,粒子正好到达M板的右边缘。不计粒子重力,下列判断正确的是
A. 电源电压为
B. 匀强磁场的方向垂直纸面向外
C. 粒子射入的位置到M板的距离为
D. 粒子到达M板的时间与到达N板的时间之比为
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【题目】如图所示,在倾角=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E = 4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m = 0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端以与挡板相碰前的速率返回。已知斜面的高度h = 0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数= 0.30,滑块带负电,电量q = 5.0×10-4C。(取重力加速度g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°=0.80)求:
(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。
(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。
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【题目】如图,一个质量为m=2kg的小物块静置于足够长的斜面底端。现对其施加一个沿斜面向上、大小为F=25N的恒力,3s后将F撤去,此时物块速度达到15m/s。设物块运动过程中所受摩擦力的大小不变,取g=10m/s2。求:
(1)物块所受摩擦力的大小;
(2)物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离;
(3)物块在斜面上运动的总时间。
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