专题一素养提升3-【优化探究】2023高考物理二轮专题复习配套PPT课件（老教材老高考）

宇宙双星与多星问题 在宇宙中有一些彼此较近，而离其他星较远的几颗星组成的孤立行星系统，称为多星系统，常见的有“双星系统”和“三星系统”。这类系统具有研究对象多个、运动模型多样、受力情况复杂、与科技联系密切等特点，备受高考命题者青睐。 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 一、双星系统 1．条件：两颗恒星彼此相距较近；两颗恒星靠相互之间的万有引力做匀速圆周运动；两颗恒星绕同一圆心做匀速圆周运动。 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 [典例1]　(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(　　) A．质量之积　　　　　　　　 B．质量之和 C．速率之和 D．各自的自转角速度 BC 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 [解析]　两颗中子星运动到某位置的示意图如图所示。 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 由线速度与角速度的关系v＝ωr得 v1＝ωr1④ v2＝ωr2⑤ 由③④⑤式得v1＋v2＝ω(r1＋r2)＝ωl，速率之和可以估算。 质量之积和各自自转的角速度无法求解。 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1．(2022·湖北华大联考)宇宙中，多数恒星是双星系统。我们发现在距离地球149光年处，有一双星系统AB，已知A和B的总质量为太阳质量的1.63倍，它们以156天的周期互相绕对方公转，则A和B的距离约为地球和太阳距离的(　　) A．1.6倍 B．1倍 C．0.7倍 D．0.3倍 C 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 2.黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大而体积较小的天体，黑洞的引力很大，连光都无法逃逸。在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统。在双星绕行过程中质量较大的黑洞会不断吞噬质量较小的黑洞，且它们的间距会逐渐减小。若短时间内双星的运动均可视为匀速圆周运动，忽略该双星系统的质量损失，不考虑其他天体的影响，则下列说法正确的是(　　) 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 A．两黑洞绕行的向心加速度大小相等 B．质量较大的黑洞的轨道半径较大 C．随着两黑洞间距的减小，两黑洞的绕行周期减小 D．随着两黑洞间距的减小，两黑洞间的引力增大 答案：C 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 [典例2]　(多选)太空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(如图所示)：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；另一种形式是三颗星位于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。设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，则(　　) 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 [答案]　BC 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 3．(多选)如图所示，天文观测中观测到有三颗星位于边长为l的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他星体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法正确的是(　　) 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 答案：BD 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1．宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只在彼此之间的万有引力作用下互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO<OB，则(　　) 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 A．星球A的向心力一定大于星球B的向心力 B．星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C．星球A的质量一定大于星球B的质量 D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小 答案：C 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 1 二轮· 物理 随堂巩固 · 演练提升 2.(多选)(2022·河北押题卷)宇宙中存在一些由远离其他恒星的星体组成的系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。如图