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题型：综合题题类：常考题难易度：困难

湖南省长沙市湖南师大附中2021届高三上学期物理10月月考试卷

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LMCX-3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，不考虑其他天体的影响。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F_A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 $\text{[math]}$ 的表达式（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m_s的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率 $\text{[math]}$ ，运行周期 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ ，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

举一反三

我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用 $\text{[math]}$ 描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为 $\text{[math]}$ 时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为 $\text{[math]}$ ，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。

（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；

（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。

如图所示，倾角为θ的斜面与光滑水平面平滑连接，斜面上有A、B、C三点，AB、BC间距均为2L，CD间距为3L，斜面上只有BC段粗糙，其余部分光滑。两块质量均匀分布的相同长方形薄片1和2紧挨在一起，薄片1的下边缘在A处．现将两薄片同时由静止释放。已知每块薄片质量为m、长为L、薄片与斜面BC间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。求：

（1）薄片1下边缘刚运动到B时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）薄片1刚好完全滑上粗糙面时，两薄片间的相互作用力大小F；

（3）薄片2全部滑上水平面后，两薄片间的距离d。

如图所示是地月天体系统，在月球外侧的地月连线上存在一个特殊点，称为拉格朗日点。在地球上发射一颗质量为 $\text{[math]}$ 的人造卫星至该点后，它受到地球、月球对它的引力作用，并恰好和月球一起绕地球同角速度匀速圆周运动。已知相对于地球质量M和月球质量m来说， $\text{[math]}$ 很小，所以卫星对地球和月球的引力不影响地球和月球的运动。设地心、月心间距为L，月心到该拉格朗日点的距离为d，则（）

飞船在发射后至与空间站对接前的运行过程可以简化为如图所示，飞船在环绕地球的椭圆轨道的远地点点火加速，进入空间站所在的圆形轨道，对接后与空间站形成组合体一起继续做匀速圆周运动。已知引力常量为 $\text{[math]}$ ，地球的质量为 $\text{[math]}$ ，组合体的质量为 $\text{[math]}$ ，组合体到地心的距离为 $\text{[math]}$ ，地球半径为 $\text{[math]}$ 。

如图所示，质量均为m的A、B、C、D四个小球，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于天花板上的O点，系统开始处于静止状态，重力加速度为g。将B、C间的细线剪断的瞬间，B、D的加速度大小分别为（　　）

雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图像能正确反映雨滴下落过程中运动情况的是（　　）

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