專題2-雙星與多星系統(tǒng)(分層練習(xí))-2022-2023學(xué)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(yuǎn)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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)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(zhì)，達(dá)到質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的。假設(shè)兩星體密度相當(dāng)，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(yùn)動的萬有引力逐漸增大B．它們做圓周運(yùn)動的角速度保持不變C．體積較大星體圓周運(yùn)動軌跡半徑變大，線速度也變大D．體積較大星體圓周運(yùn)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(zhì)量星球的質(zhì)量進(jìn)一步增大。若雙星系統(tǒng)之間的距離不變，且總質(zhì)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(zhì)量星球的線速度增大C．小質(zhì)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(xí)）100多年前愛因斯坦預(yù)言了引力波的存在，幾年前科學(xué)家探測到黑洞合并引起的引力波。雙星的運(yùn)動是產(chǎn)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(diǎn)只在二者間的萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)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(jié)論錯誤的是（）A．兩顆星的質(zhì)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(zhì)量之比為D．QP兩顆星的運(yùn)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(zhì)量不等的星體和構(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(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動。由天文觀察測得其運(yùn)動周期為T，到C點(diǎn)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(zhì)量為（）A． B． C． D．三星系統(tǒng)5．（2022·重慶沙坪壩·重慶八中?？寄M預(yù)測）宇宙中，質(zhì)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(diǎn)上，僅依靠它們之間的引力繞等邊三角形的中心旋轉(zhuǎn)，三個星球間的距離始終保持不變，星球旋轉(zhuǎn)的周期為T，已知引力常量為G，則每個星球的質(zhì)量為（）A． B． C． D．6．宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)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(yùn)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(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每顆星體的質(zhì)量均為m，引力常量為G。則（）A．第一種形式中運(yùn)動星體的向心力為B．第二種形式中運(yùn)動星體的向心力為C．第一種形式中運(yùn)動星體的軌道半徑為D．第二種形式中運(yùn)動星體的軌道半徑為7．宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)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(zhì)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(gòu)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(yùn)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(diǎn)上，并沿等邊三角形的外接圓軌道運(yùn)行，如圖乙所示。設(shè)這兩種構(gòu)成形式中三顆星體的質(zhì)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(biāo)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(cè)每顆星體做勻速圓周運(yùn)動的線速度大小為B．直線三星系統(tǒng)中外側(cè)每顆星體做勻速圓周運(yùn)動的周期為C．三角形三星系統(tǒng)中每顆星做勻速圓周運(yùn)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(yùn)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(yuǎn)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(gòu)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(nèi)側(cè)兩顆星的質(zhì)量和外側(cè)兩顆星的質(zhì)量分別相等，它們均圍繞它們的中心點(diǎn)O做圓周運(yùn)動，則內(nèi)側(cè)星的質(zhì)量m與外側(cè)星的質(zhì)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(zhì)量均為m的星體位于邊長為L的正方形四個頂點(diǎn)，四顆星體在同一平面內(nèi)圍繞同一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)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(yùn)動的圓心不一定是正方形的中心B．每個星體勻速圓周運(yùn)動的角速度均為C．若邊長L和星體質(zhì)量m均是原來的兩倍，星體勻速圓周運(yùn)動的加速度大小是原來的兩倍D．若邊長L和星體質(zhì)量m均是原來的兩倍，星體勻速圓周運(yùn)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(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用，設(shè)每個星體的質(zhì)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(diǎn)上，已知這四顆星均圍繞正方形對角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)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(yùn)動的軌道半徑為B．若實(shí)驗(yàn)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(yùn)動的周期為D．每個星體做勻速圓周運(yùn)動的向心力大小為11．（多選）中國“FAST”球面射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)。科學(xué)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(shè)在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞O點(diǎn)做逆時針勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)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(yùn)動，周期為T2，且T2<T1。A與B之間的引力遠(yuǎn)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(zhì)量小于恒星B的質(zhì)量B．恒星B的質(zhì)量為C．若知道C的軌道半徑，則可求出C的質(zhì)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(xí)）（多選）近年科學(xué)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(yùn)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(diǎn)上，繞某一共同的圓心O在三角形所在平面內(nèi)以相同角速度做勻速圓周運(yùn)動。如圖所示為A、B、C三顆星體質(zhì)量mA、mB、mC大小不同時，星體運(yùn)動軌跡的一般情況。設(shè)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(zhì)量關(guān)系有mA＝mB＝mC，則三顆星體運(yùn)動軌跡圓為同一個B．若三顆星體運(yùn)動軌跡半徑關(guān)系有RA＜RB＜RC，則三顆星體質(zhì)量大小關(guān)系為mA＜mB＜mCC．F1、F2、F3的矢量和一定為0，與星體質(zhì)量無關(guān)D．a(chǎn)1、a2、a3的矢量和一定為0，與星體質(zhì)量無關(guān)13．太空中存在一些離其他恒星很遠(yuǎn)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(yùn)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(diǎn)和其幾何中心上。四顆星質(zhì)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(diǎn)的三顆星運(yùn)動的角速度與它們質(zhì)量的大小無關(guān)B．該四星系統(tǒng)做圓周運(yùn)動的半徑為C．每個處于頂點(diǎn)處的星體所受向心力大小為D．該四星系統(tǒng)的運(yùn)動周期為14．（2010·重慶·高考真題）月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，他們都圍繞月球連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動．據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)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(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(zhì)量比約為7∶1，同時繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動，由此可知，冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)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(jù)科學(xué)家們復(fù)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(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A．質(zhì)量之積 B．質(zhì)量之和C．速率之和 D．各自的自轉(zhuǎn)角速度18．（2010·全國·高考真題）如圖，質(zhì)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(diǎn)做勻速周運(yùn)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