7.4 宇宙航行（雙星問題）同步練習2023-2024學年物理人教版（2019）必修第二冊

知識點填空雙星問題同步練習知識點填空雙星具有如下特點：（1）雙星做勻速圓周運動的、和相等。（2）雙星間距離滿足：。r1=r2=(3)雙星的運動周期T=雙星的總質(zhì)量M=多星問題：各星體之間萬有引力的合力提供向心力，且各星體的線速度和角速度都相等。系統(tǒng)三星系統(tǒng)（正三角形排列）三星系統(tǒng)（直線型等間距排列）四星系統(tǒng)（正三角形排列）四星系統(tǒng)（正方形排列）圖示向心力來源同步練習同步練習一、單選題1、雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動。研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過程中,兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后,兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍,兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍,則此時圓周運動的周期為()A.TB.TC.TD.T2、經(jīng)長期觀測,人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”?！半p星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成,每顆恒星的線度遠小于兩顆星體之間的距離,而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體。如圖,兩顆星體組成的雙星,在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動?，F(xiàn)測得兩顆星體之間的距離為L,質(zhì)量之比m1∶m2=3∶2,則可知()A.m1、m2做圓周運動的線速度之比為3∶2B.m1、m2做圓周運動的角速度之比為3∶2C.m1做圓周運動的半徑為(2/5)LD.m2做圓周運動的半徑為(2/5)L2356宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn),稱之為雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)其連線上的O點做勻速圓周運動,如圖所示。若AO<OB,則()A.星球A的向心力一定大于B的向心力B.星球A的線速度一定大于B的線速度C.星球A的角速度一定小于B的角速度D.星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量4、我們銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成,兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點C做勻速圓周運動。由天文觀察測得其運動周期為T,S1到C點的距離為r1,S1和S2的距離為r,已知引力常量為G,由此可求出S2的質(zhì)量為()A.B.C.D.5．宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用，如圖所示，設(shè)四星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為L的正方形的四個頂點上．已知引力常數(shù)為G，關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A．四顆星的向心加速度的大小均為 B．四顆星運行的線速度大小均為 C．四顆星運行的角速度大小均為 D．四顆星運行的周期均為2πL6．宇宙間存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng)．其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個頂點上，三角形邊長為R．忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運動，引力常量為G．則（）A．每顆星做圓周運動的線速度為 B．每顆星做圓周運動的角速度為 C．每顆星做圓周運動的周期為2 D．每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)7．宇宙間存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個頂點，三角形邊長為R，忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運動，萬有引力量為G，則（）A．每顆星做圓周運動的線速度為 B．每顆星做圓周運動的角速度為 C．每顆星做圓周運動的周期為2π D．每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)789108．如圖所示，質(zhì)量均為m的點電荷A、O、C組成“三星系統(tǒng)”，位于同一直線上，點電荷A、C圍繞點電荷O在同一半徑為的圓軌道上運行．點電荷A、C所帶電荷量為﹣q，點電荷O所帶電荷量為+q．靜電力常量為k，不計它們之間的萬有引力作用．（）A．點電荷A、C做圓周運動的線速度大小v= B．點電荷A、C做圓周運動的角速度ω= C．點電荷A、C做圓周運動的周期T= D．點電荷A、C做圓周運動的加速度與它們的質(zhì)量無關(guān)9．宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用．如圖，設(shè)四星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為L的正方形的四個頂點上．已知引力常量為G，關(guān)于四星系統(tǒng)（忽略星體自轉(zhuǎn)的影響），下列說法正確的是（）A．四顆星的向心加速度的大小為 B．四顆星運行的線速度大小是 C．四顆星表面的重力加速度均為G D．四顆星的周期均為2πL10．由多顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，叫做多星系統(tǒng)。有這樣一種簡單的四星系統(tǒng)：質(zhì)量剛好都相同的四個星體A、B、C、D，A、B、C分別位于等邊三角形的三個頂點上，D位于等邊三角形的中心。在四者相互之間的萬有引力作用下，D靜止不動，A、B、C繞共同的圓心D在等邊三角形所在的平面內(nèi)做相同周期的圓周運動。若四個星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．A、B、C三個星體做圓周運動的半徑均為a B．A、B兩個星體之間的萬有引力大小為 C．A、B、C三個星體做圓周運動的向心加速度大小均為 D．A、B、C三個星體做圓周運動的周期均為2πa二、多選題1．在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多，研究雙星，對于了解恒星形成和演化過程的多樣性有重要的意義。如圖所示為由A、B兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，A、B繞連線上一點O做圓周運動，測得A、B兩顆恒星間的距離為L，恒星A的周期為T，恒星A做圓周運動的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球?qū)、B的影響，則下列說法正確的是（）A．恒星B的周期為B．A、B兩顆恒星質(zhì)量之比為1：2C．恒星B的線速度是恒星A的2倍D．A、B兩顆恒星質(zhì)量之和為2．雙中子星合并會產(chǎn)生引力波，探測到引力波的存在，可以證明愛因斯坦義相對論引力波預(yù)言的正確性。兩顆中子星合并前，繞二者連線上的某點轉(zhuǎn)動，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量分布均勻的球體。若產(chǎn)生引力波的雙中子星到地球的距離為13.4億光年，引力波的速度等于真空中的光速，則下列關(guān)于雙中子星合并產(chǎn)生引力波的描述正確的是（）A．該引力波傳到地球的時間約為13.4年 B．該引力波傳到地球的時間約為13.4億年C．雙中子星合并過程中，其運行周期逐漸變大 D．雙中子星合并過程中，其運行周期逐漸變小3．如圖所示，星球P和星球Q組成穩(wěn)定的雙星系統(tǒng)，星球P繞O點做勻速圓周運動的軌道半徑為，星球Q繞O點做勻速圓周運動的半徑為，兩星球的質(zhì)量之和為M，引力常量為G，星球P、Q均可視為質(zhì)點，不考慮其他天體對兩星球的作用，下列說法正確的是（）A．星球P的質(zhì)量為 B．星球Q的速率為C．兩星球的周期為 D．兩星球的角速度為4．天璣星是北斗七星之一，在天璣星周圍還有一顆伴星，它們組成雙星系統(tǒng)，僅考慮兩星間的萬有引力，二者各自繞連線上的某一點做勻速圓周運動，周期相同。若兩星視為質(zhì)點，相距，兩星總質(zhì)量為，引力常量為，則（

）A．伴星運動的軌道半徑為B．伴星運動的角速度大小為C．天璣星和伴星的線速度大小之和為D．天璣星與伴星繞點運動的線速度大小之比等于它們的質(zhì)量之比5．地月系統(tǒng)可認為是月球繞地球做勻速圓周運動如圖（a）所示，月球繞地球運動的周期為；也可為地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng)如圖（b）所示，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做勻速圓周運動，月球繞O點運動的周期為。若地球、月球質(zhì)量分別為M、m，兩球心相距為r，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（

）A．圖（a）月球繞地球運動的周期等于圖（b）中月球繞O點運動的周期B．圖（a）中，地球密度為C．地月雙星軌道中O點到地心距離為D．圖（a）中，若把部分月壤運回到地球，最終月球繞地球做圓周運動軌道半徑將變小6．被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）再次收獲一項重要科研成果——發(fā)現(xiàn)目前所知軌道周期最短脈沖星雙星系統(tǒng)，填補了蜘蛛類脈沖星系統(tǒng)演化模型缺失的一環(huán)?？茖W家在地球上用望遠鏡觀測到一個亮度周期性變化的光點，這是因為其中一個天體擋住另一個天體時，光點亮度會減弱?，F(xiàn)科學家用一航天器去撞擊雙星系統(tǒng)中的一顆小行星，撞擊后，科學家觀測到系統(tǒng)光點明暗變化的時間間隔變短。若不考慮撞擊引起的小行星質(zhì)量變化，且撞擊后該雙星系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行，則被航天器撞擊后（

）A．該雙星系統(tǒng)的運動周期變大 B．兩顆小行星中心連線的距離增大C．兩顆小行星的向心加速度均變大 D．兩顆小行星做圓周運動的半徑之比保持不變7．如圖所示，天文觀測中觀測到有質(zhì)量相等的三顆天體位于邊長為l的等邊三角形△ABC三個頂點上，三顆天體均做周期為T的勻速圓周運動。已知引力常量為G，不計其他天體對它們的影響，關(guān)于這個三星系統(tǒng)，下列說法中正確的是（）A．三顆天體的質(zhì)量均為 B．三顆天體的質(zhì)量均為C．三顆天體線速度大小均為 D．三顆天體線速度大小均為8．假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由質(zhì)量分別為m和M的A、B兩顆星體組成。這兩顆星繞它們連線上的某一點在二者萬有引力作用下做勻速圓周運動，如圖所示，A、B兩顆星的距離為L，引力常量為G，則（）A．因為OA>OB，所以m>MB．兩顆星做圓周運動的周期為2πC．若星體A由于不斷吸附宇宙中的塵埃而使得質(zhì)量緩慢增大，其他量不變，則星體A的周期將緩慢增大D．若星體A由于不斷吸附宇宙中的塵埃而使得質(zhì)量緩慢增大，其他量不變，則星體A的軌道半徑將緩慢減小9．宇宙中兩顆相距較近的天體稱為雙星，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，而不至于因相互之間的引力作用吸引到一起。設(shè)兩者相距為L，質(zhì)量分別為m1和m2，可以想象如果不停的將m2星球上的資源源源不斷的運回m1星球，導致m2減少，m1增加。假設(shè)在一定時間內(nèi)兩星球總質(zhì)量不