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黑洞是一种密度极大的天体,从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出.若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子,光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动,运行周期为T,引力常量为G,则此黑洞的平均密度为          

3π/GT2

解析试题分析:据题意,由于光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动,则据万有引力定律得:GMm/R2=mR42/T2,再因为黑洞的质量密度关系为:M= 4R3ρ/3,所以可以求得黑洞的平均密度为ρ=3π/GT2
考点:本题考查万有引力定律和密度质量关系。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

下表是卫星发射的几组数据,其中发射速度v0是燃料燃烧完毕时火箭具有的速度,之后火箭带着卫星依靠惯性继续上升,到达指定高度h后再星箭分离,分离后的卫星以环绕速度v绕地球做匀速圆周运动.根据发射过程和表格中的数据,下面哪些说法是正确的     

卫星圆轨道离地面高度h(km)
环绕速度v(km/s)
发射速度v0(km/s)
0
7.9
7.9
200
7.8
8.0
500
7.6
8.2
5000
5.5
9.5
A.不计空气阻力,在火箭依靠惯性上升的过程中机械能守恒
B.已知同步卫星的轨道离地高度约为36000km,其发射速度一定大于9.5km/s
C.卫星做匀速圆周运动离地越高,环绕周期越大
D.当发射速度达到11.2 km/s时,卫星能脱离太阳系的束缚

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

“嫦娥一号”于2013年3月1日下午4时13分成功撞月,从发射到撞月历时433天,标志我国一期探月工程圆满结束.其中,卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周,再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行.若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1/6,月球半径为地球半径的1/4,根据以上信息得(  )

A.绕月与绕地飞行周期之比为
B.绕月与绕地飞行周期之比为
C.绕月与绕地飞行向心加速度之比为6∶1
D.月球与地球质量之比为96∶1

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

如图A为静止于地球赤道上的物体、B为近地卫星、C为地球同步卫星,地球表面的重力加速度为,关于它们运行线速度、角速度、周期和加速度的比较正确的是(  )

A. B.
C. D.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体A和B构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T,A和B的距离为r,已知引力常量为G。由此可求出两星的质量之和为                

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图为中国月球探测工程的想象标志,它以中国书法的笔触,勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印,象征着月球探测的终极梦想。一位勤于思考的同学,为探月宇航员设计了如下实验:
在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x。通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,请你求出:

(1)月球的密度
(2)环绕月球表面的宇宙飞船的速率v。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c” 却很值得我们期待。该行星的温度在0℃到40℃之间,质量是地球的6倍,直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Glicsc581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则求:
(1).如果人到了该行星,其体重是地球上的体重的多少倍?
(2).该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的多少倍?(结果不用整理到最简,可带小数和根号)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。
(1)推导第一宇宙速度的表达式。
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运动轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星.利用该卫星可对月球进行成像探测.设卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面的高度为H,绕行周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE,轨道半径为R0;地球半径为RE,月球半径为RM.已知光速为c.

(1)如图所示,当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时(即与地心到月心的连线垂直时),求绕月极地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间;
(2)忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响,求月球与地球的质量之比.

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