專題2-雙星與多星系統(tǒng)(分層練習)-2022-2023學年高一物理同步備課系列(原卷版)

專題2雙星與多星系統(tǒng)雙星系統(tǒng)1．（多選）某國際研究小組借助于甚大望遠鏡觀測到了如圖所示的一組“雙星系統(tǒng)”，雙星繞兩者連線上的某點做勻速圓周運動，此雙星系統(tǒng)中體積較小成員能“吸食”另一顆體積較大星體表面物質，達到質量轉移的目的。假設兩星體密度相當，在演變的過程中兩者球心之間的距離保持不變，則在最初演變的過程中（）A．它們做圓周運動的萬有引力逐漸增大B．它們做圓周運動的角速度保持不變C．體積較大星體圓周運動軌跡半徑變大，線速度也變大D．體積較大星體圓周運動軌跡半徑變大，線速度變小2．如圖所示是一個雙星系統(tǒng)，二者之間相互圍繞，同時蠶食著對方，使大質量星球的質量進一步增大。若雙星系統(tǒng)之間的距離不變，且總質量不變，則下列說法正確的是（）A．雙星系統(tǒng)的周期不變 B．大質量星球的線速度增大C．小質量星球的向心加速度減小 D．雙星系統(tǒng)之間的萬有引力逐漸增大3．（2022·全國·高一專題練習）100多年前愛因斯坦預言了引力波的存在，幾年前科學家探測到黑洞合并引起的引力波。雙星的運動是產生引力波的來源之一，在宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成，這兩顆星繞它們連線的某一點只在二者間的萬有引力作用下做勻速圓周運動，測得P星的周期為T，P、Q兩顆星的距離為l，P、Q兩顆星的軌道半徑之差為（P星的軌道半徑大于Q星的軌道半徑），引力常量為G，則下列結論錯誤的是（）A．兩顆星的質量之差為B．兩顆星的線速度大小之差的絕對值為C．QP兩顆星的質量之比為D．QP兩顆星的運動半徑之比為4．我們的銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。某雙星是由質量不等的星體和構成，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，到C點的距離為，和的距離為r，已知引力常量為G。由此可求出的質量為（）A． B． C． D．三星系統(tǒng)5．（2022·重慶沙坪壩·重慶八中校考模擬預測）宇宙中，質量相同的三個星球位于邊長為L的等邊三角形的三個頂點上，僅依靠它們之間的引力繞等邊三角形的中心旋轉，三個星球間的距離始終保持不變，星球旋轉的周期為T，已知引力常量為G，則每個星球的質量為（）A． B． C． D．6．宇宙中存在一些離其他恒星較遠的、由質量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構成形式：第一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運行；第二種是三顆星位于邊長為L的等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行。設每顆星體的質量均為m，引力常量為G。則（）A．第一種形式中運動星體的向心力為B．第二種形式中運動星體的向心力為C．第一種形式中運動星體的軌道半徑為D．第二種形式中運動星體的軌道半徑為7．宇宙中存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用，三顆星體的質量相同?，F(xiàn)已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構成形式：一種是三顆星體位于同一直線上，兩顆星體圍繞中央星體做勻速圓周運動，如圖甲所示；另一種是三顆星體位于等邊三角形的三個頂點上，并沿等邊三角形的外接圓軌道運行，如圖乙所示。設這兩種構成形式中三顆星體的質量均為m，且兩種系統(tǒng)中各星體間的距離已在圖甲、乙中標出，引力常量為G，則下列說法中正確的是（）A．直線三星系統(tǒng)中外側每顆星體做勻速圓周運動的線速度大小為B．直線三星系統(tǒng)中外側每顆星體做勻速圓周運動的周期為C．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做勻速圓周運動的角速度為D．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做勻速圓周運動的加速度大小為四星系統(tǒng)8．如圖所示，宇宙中存在一些離其他恒星很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，其中存在一種這樣的構成形式：即四顆星始終位于同一直線上，相鄰兩顆星之間的間距相等，內側兩顆星的質量和外側兩顆星的質量分別相等，它們均圍繞它們的中心點O做圓周運動，則內側星的質量m與外側星的質量M的比值為（）A．21∶47 B．85∶63C．63∶77 D．67∶1079．（多選）如圖為一種四顆星體組成的穩(wěn)定星系，四顆質量均為m的星體位于邊長為L的正方形四個頂點，四顆星體在同一平面內圍繞同一點做勻速圓周運動，忽略其他星體對它們的作用，萬有引力常量為G。下列說法中正確的是（）A．星體勻速圓周運動的圓心不一定是正方形的中心B．每個星體勻速圓周運動的角速度均為C．若邊長L和星體質量m均是原來的兩倍，星體勻速圓周運動的加速度大小是原來的兩倍D．若邊長L和星體質量m均是原來的兩倍，星體勻速圓周運動的線速度大小不變10．（多選）宇宙中存在一些離其他恒星較遠的、由質量相等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，設每個星體的質量均為m，四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上，已知這四顆星均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，引力常量為G。則下列說法正確的是（）A．星體做勻速圓周運動的軌道半徑為B．若實驗觀測得到星體的半徑為R，則星體表面的重力加速度為C．星體做勻速圓周運動的周期為D．每個星體做勻速圓周運動的向心力大小為11．（多選）中國“FAST”球面射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)。科學家通過脈沖星計時觀測得知該雙星系統(tǒng)由一顆脈沖星與一顆白矮星組成。如圖所示，假設在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞O點做逆時針勻速圓周運動，運動周期為T，它們的軌道半徑分別為RA、RB，且RA<RB；C為B的衛(wèi)星，繞B做逆時針勻速圓周運動，周期為T2，且T2<T1。A與B之間的引力遠大于C與B之間的引力。引力常量為G，則不正確的是（

）A．恒星A的質量小于恒星B的質量B．恒星B的質量為C．若知道C的軌道半徑，則可求出C的質量D．三星A、B、C相鄰兩次共線的時間間隔為12．（2022·全國·高一專題練習）（多選）近年科學研究發(fā)現(xiàn)，在宇宙中，三恒星系統(tǒng)約占所有恒星系統(tǒng)的十分之一，可見此系統(tǒng)是一個比較常見且穩(wěn)定的系統(tǒng)。在三恒星系統(tǒng)中存在這樣一種運動形式：忽略其他星體對它們的作用，三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個頂點上，繞某一共同的圓心O在三角形所在平面內以相同角速度做勻速圓周運動。如圖所示為A、B、C三顆星體質量mA、mB、mC大小不同時，星體運動軌跡的一般情況。設三顆星體在任意時刻受到的萬有引力的合力大小分別為F1、F2、F3，加速度大小分別為a1、a2、a3，星體軌跡半徑分別為RA、RB、RC，下列說法正確的是（）A．若三顆星體質量關系有mA＝mB＝mC，則三顆星體運動軌跡圓為同一個B．若三顆星體運動軌跡半徑關系有RA＜RB＜RC，則三顆星體質量大小關系為mA＜mB＜mCC．F1、F2、F3的矢量和一定為0，與星體質量無關D．a1、a2、a3的矢量和一定為0，與星體質量無關13．太空中存在一些離其他恒星很遠的、由四顆星體組成的四星系統(tǒng)，可忽略其他星體對它們的引力作用。現(xiàn)有這樣一種穩(wěn)定運行的正三角形四星系統(tǒng)，四顆星分別位于某一正三角形三個頂點和其幾何中心上。四顆星質量均為m，正三角形邊長為L，引力常量為G。則下列說法中正確的是（）A．位于頂點的三顆星運動的角速度與它們質量的大小無關B．該四星系統(tǒng)做圓周運動的半徑為C．每個處于頂點處的星體所受向心力大小為D．該四星系統(tǒng)的運動周期為14．（2010·重慶·高考真題）月球與地球質量之比約為1：80，有研究者認為月球和地球可視為一個由兩質點構成的雙星系統(tǒng)，他們都圍繞月球連線上某點O做勻速圓周運動．據此觀點，可知月球與地球繞O點運動的線速度大小之比約為(

)A．1：6400 B．1:80C．80:1 D．6400:115．（2013·山東·高考真題）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，經過一段時間演化后，兩星總質量變?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． B． C． D．16．（2012·重慶·高考真題）冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質量比約為7∶1，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動，由此可知，冥王星繞O點運動的A．軌道半徑約為卡戎的 B．角速度大小約為卡戎的C．線速度大小約為卡戎的7倍 D．向心力大小約為卡戎的7倍17．（2018·全國·高考真題）（多選）2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉動12圈，將兩顆中子星都看作是質量均勻分布的球體，由這些數(shù)據、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A．質量之積 B．質量之和C．速率之和 D．各自的自轉角速度18．（2010·全國·高考真題）如圖，質量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速周運動，星球A和B兩者中心之間距離為L。已知A、B的中心和O