专题2：双星与多星系统（分层作业）-【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

专题2 双星与多星系统 1、 双星系统 1．（多选）某国际研究小组借助于甚大望远镜观测到了如图所示的一组“双星系统”，双星绕两者连线上的某点做匀速圆周运动，此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的。假设两星体密度相当，在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（　　） A．它们做圆周运动的万有引力逐渐增大 B．它们做圆周运动的角速度保持不变 C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大 D．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小 2．如图所示是一个双星系统，二者之间相互围绕，同时蚕食着对方，使大质量星球的质量进一步增大。若双星系统之间的距离不变，且总质量不变，则下列说法正确的是（　　） A．双星系统的周期不变 B．大质量星球的线速度增大 C．小质量星球的向心加速度减小 D．双星系统之间的万有引力逐渐增大 3．（2022·全国·高一专题练习）100多年前爱因斯坦预言了引力波的存在，几年前科学家探测到黑洞合并引起的引力波。双星的运动是产生引力波的来源之一，在宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点只在二者间的万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，则下列结论错误的是（　　） A．两颗星的质量之差为 B．两颗星的线速度大小之差的绝对值为 C．QP两颗星的质量之比为 D．QP两颗星的运动半径之比为 4．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星是由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为，和的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出的质量为（　　） A． B． C． D． 2、 三星系统 5．（2022·重庆沙坪坝·重庆八中校考模拟预测）宇宙中，质量相同的三个星球位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，仅依靠它们之间的引力绕等边三角形的中心旋转，三个星球间的距离始终保持不变，星球旋转的周期为T，已知引力常量为G，则每个星球的质量为（　　） A． B． C． D． 6．宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；第二种是三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每颗星体的质量均为m，引力常量为G。则（　　） A．第一种形式中运动星体的向心力为 B．第二种形式中运动星体的向心力为 C．第一种形式中运动星体的轨道半径为 D．第二种形式中运动星体的轨道半径为 7．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三颗星体的质量相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星体位于同一直线上，两颗星体围绕中央星体做匀速圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星体位于等边三角形的三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆轨道运行，如图乙所示。设这两种构成形式中三颗星体的质量均为m，且两种系统中各星体间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　） A．直线三星系统中外侧每颗星体做匀速圆周运动的线速度大小为 B．直线三星系统中外侧每颗星体做匀速圆周运动的周期为 C．三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的角速度为 D．三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的加速度大小为 3、 四星系统 8．如图所示，宇宙中存在一些离其他恒星很远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，其中存在一种这样的构成形式：即四颗星始终位于同一直线上，相邻两颗星之间的间距相等，内侧两颗星的质量和外侧两颗星的质量分别相等，它们均围绕它们的中心点O做圆周运动，则内侧星的质量m与外侧星的质量M的比值为（　　） A．21∶47 B．85∶63 C．63∶77 D．67∶107 9．（多选）如图为一种四颗星体组成的稳定星系，四颗质量均为m的星体位于边长为L的正方形四个顶点，四颗星体在同一平面内围绕同一点做匀速圆周运动，忽略其他星体对它们的作用，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（　　） A．星体匀速圆周运动的圆心不一定是正方形的中心 B．每个星体匀速圆周运动的角速度均为 C．若边长L和星体质量m均是原来的两倍，星体匀速圆周运动的加速度大小是原来的两倍 D．若边长L和星体质量m均是原来的两倍，星体匀速圆周运动的线速度大小不变 10．（多选）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四