2023學(xué)年完整公開課版黑洞

北京時(shí)間2019年4月10日晚，由事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）捕獲的，人類首張黑洞照片問世，就是它啦

該黑洞位于室女座一個(gè)巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍。照片上是它5500萬年以前的樣子。

當(dāng)然了，對(duì)于大多數(shù)人來說，這是大事新鮮事，但對(duì)于高考生來說，又要煩惱了，這滿滿都是考點(diǎn)呀。別急，天天給大家總結(jié)好了，趕緊看吧~

早在1915年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論，最先預(yù)言了黑洞的存在，從此成為許多科幻電影的靈感源泉?？茖W(xué)家陸續(xù)通過一些間接證據(jù)證實(shí)了黑洞的存在，但人類始終沒有真正“看到”過黑洞。100多年后的今天，人類終于第一次“親眼目睹”黑洞真容。

高考黑洞相關(guān)考題——物理在必修二萬有引力章節(jié)的科學(xué)漫步材料中，我們簡(jiǎn)單了解了黑洞的相關(guān)知識(shí)。我們簡(jiǎn)單來復(fù)習(xí)一下，第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，即，就可以求出星球的環(huán)繞速度；第二宇宙速度也就是星球的逃逸速度：書上說逃逸速度是環(huán)繞速度的倍，當(dāng)逃逸速度大于等于光速c時(shí)，那也就光也無法從星球逃逸出去，就是我們所說的黑洞。為什么書上會(huì)給出逃逸速度是環(huán)繞速度的倍呢？假設(shè)一個(gè)物體以一定的初速度從地球表面恰好能飛到無窮遠(yuǎn)處，則此過程中物體的機(jī)械能守恒，已知物體質(zhì)量為m，初速度為v，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，引力勢(shì)能表達(dá)式為，求物體的初速度。

解得：而當(dāng)時(shí)，那也就是光也無法從星球逃逸出去，就形成了我們所說的黑洞。因此我們就可以求出質(zhì)量為M的星球塌縮成為黑洞的半徑為解析：規(guī)定無窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為0，物體在逃離地球的過程中機(jī)械能守恒。在地球表面處的機(jī)械能為，在無窮遠(yuǎn)處機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能=，因此0+0=0例1．第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度，理論分析表明：逃逸速度是環(huán)繞速度的倍，這個(gè)關(guān)系對(duì)其他天體也是成立的，有些恒星，在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而“死亡”后，強(qiáng)大的引力把其中的物質(zhì)緊緊地壓在一起，它的質(zhì)量非常大，半徑又非常小，以致于任何物質(zhì)和輻射進(jìn)入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，這種天體被稱為黑洞。已知光在真空傳播的速度為c，太陽的半徑為R，太陽的逃逸速度為c/500，假定太陽能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認(rèn)為質(zhì)量不變，則R/r應(yīng)大于（）A．500B．500C．250000D．500000例2．“黑洞”是愛因斯坦的廣義相對(duì)論中預(yù)言的一種特殊天體，它的密度極大，對(duì)周圍的物質(zhì)（包括光子）有極強(qiáng)的吸引力，根據(jù)愛因斯坦理論，光子是有質(zhì)量的，光子到達(dá)黑洞表面時(shí)也將被吸入，最多恰能繞黑洞表面做圓周運(yùn)動(dòng)。天文學(xué)家通過天文觀測(cè)認(rèn)為：在“獵戶座”可能存在著一個(gè)“黑洞”，距“黑洞”中心9.0×109km處有一顆恒星以200km/s的速度