专题2：双星与多星问题（练习）-2023-2024学年高一物理同步讲练课堂（人教版2019必修第二册）

专题2：双星与多星问题 1．（多选）被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）再次收获一项重要科研成果——发现目前所知轨道周期最短脉冲星双星系统，填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型缺失的一环。科学家在地球上用望远镜观测到一个亮度周期性变化的光点，这是因为其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。现科学家用一航天器去撞击双星系统中的一颗小行星，撞击后，科学家观测到系统光点明暗变化的时间间隔变短。若不考虑撞击引起的小行星质量变化，且撞击后该双星系统仍能稳定运行，则被航天器撞击后（    ） A．该双星系统的运动周期变大 B．两颗小行星中心连线的距离增大 C．两颗小行星的向心加速度均变大 D．两颗小行星做圆周运动的半径之比保持不变 2．（多选）中国天眼FAST观测某脉冲双星系统如图所示。该双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。若较大天体质量为M、运动轨道半径为R，较小天体质量为m、运动轨道半径为r，引力常量为G，则（　　） A．两天体质量与半径之间的关系式为 B．两天体质量与半径之间的关系式为 C．天体运动的角速度为 D．天体运动的角速度为 3．（23-24高一下·湖北黄冈·阶段练习）（多选）设某双星系统中的、两星球绕其连线上的某固定点做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为，运动周期为，已知引力常量为，若，则（　　） A．两星球的总质量等于 B．星球的向心力大于星球的向心力 C．星球的线速度一定小于星球的线速度 D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小 4．（21-22高一下·江苏苏州·期中）某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互作用的万有引力作用下绕二者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1到S2的距离为r，万有引力常量为G，由此可求出S1的质量为（　　） A． B． C． D． 5．（多选）如图所示，星球P和星球Q组成稳定的双星系统，星球P绕O点做匀速圆周运动的轨道半径为，星球Q绕O点做匀速圆周运动的半径为，两星球的质量之和为M，引力常量为G，星球P、Q均可视为质点，不考虑其他天体对两星球的作用，下列说法正确的是（　　） A．星球P的质量为 B．星球Q的速率为 C．两星球的周期为 D．两星球的角速度为 6．（多选）如图所示，天文观测中观测到有质量相等的三颗天体位于边长为l的等边三角形△ABC三个顶点上，三颗天体均做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他天体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法中正确的是（　　） A．三颗天体的质量均为 B．三颗天体的质量均为 C．三颗天体线速度大小均为 D．三颗天体线速度大小均为 7．如图所示，航天器c位于日地系统中拉格朗日点处，与太阳a、地球b构成稳定的等边三角形，大圆为地球绕太阳中心做匀速圆周运动的轨迹。实际上，a、b、c是一个“三星”系统，由于航天器的质量远小于天体的质量，a、b、c绕着a、b构成的“双星”连线中的O点转动。忽略其他天体的影响，则（　　） A．c的周期大于b的周期 B．c的向心加速度等于b的向心加速度 C．c的向心力指向太阳中心 D．c的线速度大于b的线速度 8．（22-23高一下·重庆渝中·期末）离其他恒星较远的四星系统的形式如图所示，三颗星体位于边长为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做匀速圆周运动，而第四颗星体刚好位于三角形的中心不动。设每颗星体的质量均为，引力常量为，则（　　）    A．位于等边三角形三个顶点上的每颗星体做圆周运动的向心加速度大小与无关 B．三星的总动能为 C．若距离不变，四颗星体的质量均变为，则角速度变为原来的2倍 D．若四颗星体的质量均不变，距离均变为，则周期变为原来的倍 9．（多选）如图所示，A、B、C三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心O在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，rBO=rCO=2rAO。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是（    ）    A．星体的线速度vA=2vB B．星体的加速度2aA=aB C．星体所受合力FA=FB D．星体的质量mB=mC 10．（多选）如图所示，甲、乙两卫星沿相同方向绕地球做匀速圆周运动，甲卫星周期为，乙卫星周期为，某时刻两卫星恰好相距最远，则（　　） A．至少需时间，两卫星相距最近 B．至少需时间，两卫星相距最近 C．至少需时间，两卫星再次相距最远 D．至少需时间，两卫星再次相距最远 11．宇宙中存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中一种三星系统如图所中示，三颗恒星位于同一直线上，两颗环绕星甲、丙绕中央星乙在同一半径的圆轨道上运行，