高考物理一轮复习 考点巩固卷33 双星系统和多星系统（原卷版）

考点巩固卷33双星系统和多星系统建议用时：50分钟考点序号考点题型分布考点1双星系统特征的理解和应用4单选+1多选考点2双星系统中线速度、角速度等的分析和计算3单选+3多选考点3双星系统中的质量问题5单选+1多选考点4多星运动问题3单选+2多选考点01：双星系统特征的理解和应用（4单选+1多选）一、单选题1．（2023·江苏·模拟预测）科学家经观测发现银河系的MAXIJ820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，若系统中的黑洞中心与恒星中心距离为L，恒星做圆周运动的周期为T，引力常量为G，由此可以求出黑洞与恒星的（）A．质量之比、质量之和 B．线速度大小之比、线速度大小之和C．质量之比、线速度大小之比 D．质量之和、线速度大小之和2．（2023·重庆·模拟预测）中国天眼FAST已发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星效率最高的设备，如在球状星团M92第一次探测到“红背蜘蛛”脉冲双星。如图是相距为L的A、B星球构成的双星系统绕O点做匀速圆周运动情景，其运动周期为T。C为B的卫星，绕B做匀速圆周运动的轨道半径为R，周期也为T，忽略A与C之间的引力，且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。引力常量为G，则（）A．A、B的轨道半径之比为 B．C的质量为C．B的质量为 D．A的质量为3．（2023·山西运城·统考二模）2023年1月9日天文学家发现有史以来距离最近的两个黑洞，相距750光年，设质量大的为A，质量小的为B，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等，如图所示，不考虑其它星体对它们的作用，下列说法正确的是（）A．A、B组成的系统能量守恒，动量不守恒B．A、B的速度之比等于它们质量之比C．若A、B的间距增大，则周期减小D．若A、B因吞噬物质质量都增大而其中心间距不变，则它们的角速度增大4．（2023·江苏·统考二模）天文观测发现，天狼星A与其伴星B是一个双星系统。它们始终绕着O点在两个不同椭圆轨道上运动，如图所示，实线为天狼星A的运行轨迹，虚线为其伴星B的轨迹，则（

）A．A的运行周期小于B的运行周期B．A的质量小于B的质量C．A的加速度总是小于B的加速度D．A与B绕O点的旋转方向可能相同，可能相反二、多选题5．（2023·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测）某国际研究小组观测到一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，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．两颗小行星做圆周运动的半径之比保持不变C．两颗小行星中心连线的距离增大D．两颗小行星的向心加速度均变大考点02：双星系统中线速度、角速度等的分析和计算（3单选+3多选）一、单选题1．（2023·安徽·模拟预测）天文学家发现了一对被称为“灾难变星”的罕见双星系统，约每51分钟彼此绕行一圈，通过天文观测的数据，模拟该双星系统的运动，推测在接下来的7000万年里，这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18分钟。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。不考虑其他天体的影响，两颗星球的质量不变，在彼此绕行的周期逐渐减小的过程中，下列说法中正确的是（）

A．每颗星球的角速度都在逐渐变小B．两颗星球的距离在逐渐的变大C．两颗星球的轨道半径之比保持不变D．每颗星球的加速度都在变小2．（2023·山东聊城·统考三模）如图所示，双星系统由质量不相等的两颗恒星组成，质量分别是M、m，它们围绕共同的圆心O做匀速圆周运动。从地球A看过去，双星运动的平面与AO垂直，A、O间距离恒为L。观测发现质量较大的恒星M做圆周运动的周期为T，运动范围的最大张角为（单位是弧度）。已知引力常量为G，很小，可认为，忽略其他星体对双星系统的作用力。则（）

A．恒星m的角速度大小为B．恒星m的轨道半径大小为C．恒星m的线速度大小为D．两颗恒星的质量m和M满足关系式3．（2023·江西赣州·统考二模）一个由恒星A和B组成的双星系统，现在它们间的距离为L，并以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，运动周期为T。已知恒星A的质量小于恒星B的，引力常量为G，则（）A．A的质量为B．A做圆周运动的半径比B的小C．A做圆周运动的线速度比B的大D．若恒星A、B间的距离缓慢减小，则它们转动周期缓慢变大二、多选题4．（2023·海南海口·海南华侨中学校考一模）冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量之比约为，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动。由此可知（）A．冥王星的轨道半径约为卡戎的B．冥王星的向心加速度大小约为卡戎的7倍C．冥王星的线速度大小约为卡戎的D．冥王星的动能约为卡戎的7倍5．（2023·湖北·模拟预测）2016年2月11日，科学家宣布“激光干涉引力波天文台（LIGO）”探测到由两个黑洞合并产生的引力波信号，这是在爱因斯坦提出引力波概念100周年后，引力波被首次直接观测到。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。如图所示，黑洞A、B可视为质点，它们围绕连线上O点做匀速圆周运动，且AO大于BO，不考虑其他天体的影响。下列说法正确的是（）

A．黑洞A的向心加速度等于B的向心加速度B．黑洞A的质量小于B的质量C．黑洞A、B合并过程中距离减小，相互绕转增大D．两黑洞之间的距离越大，A的周期越小6．（2023·福建厦门·统考二模）我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个由白矮星P、脉冲星Q组成的双星系统．如图所示，P、Q绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，忽略其他天体对P、Q的影响．已知P的轨道半径大于Q的轨道半径，P、Q的总质量为M，距离为L，运动周期均为T，则（

）．A．P的质量小于Q的质量 B．P的线速度小于Q的线速度C．P受到的引力小于Q受到的引力 D．若总质量M恒定，则L越大，T越大考点3：双星系统中的质量问题（5单选+1多选）一、单选题1．（2023·山西·校联考模拟预测）天狼星是一个双星系统，由一颗恒星和一颗白矮星所组成，它们分别称被为“天狼星A”和“天狼星B”。测得天狼星A、B各自运动的轨道半径分别为，它们彼此的环绕周期为T，结合引力常量G，则天狼星这个双星系统的总质量M为（）A． B． C． D．2．（2023·辽宁大连·育明高中校考一模）如图甲所示，河外星系中两黑洞A、B的质量分别为和，它们以连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图所示的示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径，下列说法正确的是（）A．黑洞A的向心力大于黑洞B的向心力B．若两黑洞间的距离一定，把黑洞A上的物质移到黑洞B上，它们运行的角速度变大C．若两黑洞间的距离一定，把黑洞A上的物质移到黑洞B上，A运行的线速度变大D．人类把宇航器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度不大于第三宇宙速度3．（2023·贵州毕节·统考二模）引力波的发现证实了爱因斯坦100多年前所做的预测。1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。如图所示，如果将脉冲双星系统简化为理想的圆周运动模型，绕彼此连线上的O点做匀速圆周运动。若万有引力常量为G，双星之间的距离为L，观测到双星的周期为T，则可估算出双星的（

）A．线速度 B．轨道半径 C．质量之和 D．向心加速度4．（2023·河北石家庄·统考模拟预测）2022年1月28日，国务院新闻办公室发布我国第五部航天白皮书《2021中国的航天》，白皮书中提到将继续实施月球探测工程，发射“嫦娥六号”探测器、完成月球极区采样返回。若将地球和月球看做一个双星系统，二者间距离为L，它们绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动，运行周期为T；从漫长的宇宙演化来看，两者质量都不断减小，将导致月地间距离变大。若引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．当前月球和地球的动能相等B．当前该双星系统的总质量为C．在将来的演化过程中，该双星系统运转的周期将逐渐减小D．在将来的演化过程中，该双星系统的总动能将逐渐增大5．（2023·内蒙古通辽·校考模拟预测）如图所示，2022年7月15日，由清华大学天文系祝伟教授牵头的国际团队近日宣布在宇宙中发现两个罕见的恒星系统。该系统均是由两颗互相绕行的中央恒星组成，被气体和尘埃盘包围，且该盘与中央恒星的轨道成一定角度，呈现出“雾绕双星”的奇幻效果。若其中一个系统简化模型如图所示，质量不等的恒星A和B绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动，由天文观察测得其运动周期为T，A到O点的距离为r1，A和B的距离为r，已知引力常量为G，则A的质量为（）A． B． C． D．二、多选题6．（2023·辽宁·模拟预测）宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，这两恒星到某一共同圆心的距离分别为和。则关于这两颗恒星的说法正确的是（）A．这两颗恒星的质量之比等于m1：m2=R1：R2B．这两颗恒星的质量之和为C．其中必有一颗恒星的质量为D．这两颗恒星匀速圆周运动的线速度大小之比为v1：v2=R2：R1考点4：多星运动问题（3单选+2多选）一、单选题1．（2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测）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，可忽略其他星体对三星系统的影响。稳定的三星系统存在两种基本形式：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的轨道上运行，如图甲所示，周期为；另一种是三颗星位于边长为的等边三角形的三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆运行，如图乙所示，周期为。则为（）A． B．C． D．2．（2023·江苏·模拟预测）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，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种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，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是（）A．直线形三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为B．直线形三星系统中星体做圆周运动的周期为C．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为D．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为3．（2023·陕西西安·统考模拟预测）天玑星是北斗七星之一，在天玑星周围还有一颗伴星，它们组成双星系统，各自绕二者连线上的某一点O做匀速圆周运动，伴星距O点较远，如图所示。现已知天玑星的质量为M，二者之间连线的距离为L，运动周期均为T，万有引力常量为G。下列说法正确的是（）A．伴星的线速度小于天玑星的线速度B．伴星的质量大于天玑星的质量C．天玑星的运动半径为D．天玑星和伴星的总质量为二、多选题4．（2023·河南郑州·统考模拟预测）宇宙中存在一个由四颗星组成的系统，三颗质量均为m的星球a、b、c恰好构成一个边长为L的正三角形，在它们的中心O处还有一颗质量也为m的星球，如图所示。已知引力常量为G，每个星球的半径均远小于L。对于此系统，则下列说法正确的是（）

A．中心O处的星球受到a、b、c三颗星球总的万有引力为零B．a、b、c三颗星球的线速度大小均为C．a、b、c三颗