《决胜高考物理必刷题专项训练》专题11 双星或多星问题分析 （原卷版）

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2021 年高考物理专题必刷题训练
专题 11 双星或多星问题分析
一、单项选择题
1．（2021·山东高三模拟）两颗质量相等的恒星 1和2距离为 ，在万有引力作用下绕共同的圆心做匀速
圆周运动。如图所示，一颗行星 3（质量远小于恒星）到两颗恒星的距离相等，均为 （未知），在两颗
恒星的万有引力作用下恰好也在恒星运动的平面内做匀速圆周运动。若系统保持相对稳定，则行星 3到两
颗恒星的距离 等于（　　）
A．B．C．D．
2．（2021·云南高三一模）2016 年2月11 日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因斯坦 100 年前的
预言，双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由 a
、
b两颗星体组成，这两颗星绕
它们连线上的某一点做匀速圆周运动，测得 a、b两颗星的距离为 L，a星的轨道半径是 b星的 2倍，a星的
周期为 T，引力常量 G已知。下列说法正确的是（　　）
A．a星的线速度大小为
B．b星的线速度大小为
C．a星的质量为
D．b星的质量为
3．（2021·全国高三模拟）2020 年2月20 日NASA 发布新闻称 Terzan5CX1 双星系统存在反常行为：它在
2003 年表现为低质量 射线双星，但在 2009 年到 2014 年，它表现得就像毫秒级脉冲星一样，并向外喷射
物质，2016 年它又变回了低质量 射线双星系统。此双星系统中的两颗星体 P和Q绕它们连线上的 点
做圆周运动．如图所示。已知 P和Q的距离为 ，它们做匀速圆周运动的角速度为 ，引力常量为 ，
下列判断正确的是（　　）
A．根据题中条件可求出 P和Q做圆周运动的轨道半径
B．根据题中条件可求出 P和Q做圆周运动的线速度大小
1
C．若双星间的距离 不变， 增大，则双星质量之和一定增大
D．若双星质量之和不变， 增大．则双星之间的距离 一定增大
4．（2021·天津高三一模）如图所示，地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心 点（图中
未画出）做周期相同的圆周运动。数学家拉格朗日发现，处在拉格朗日点（如图所示）的航天器在地球和
月球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心 点做周期相同的圆周运动，从而使地、月、航天
器三者在太空的相对位置保持不变。不考虑航天器对地月双星系统的影响，不考虑其它天体对该系统的影
响。已知：地球质量为 ，月球质量为 ，地球与月球球心距离为 。则下列说法正确的是（　　）
A．位于拉格朗日点的绕 点稳定运行的航天器，其向心加速度小于月球的向心加速度
B．地月双星系统的周期为
C．圆心 点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量之比
D．拉格朗日点距月球球心的距离 满足关系式
5．（2020·浙江高三模拟）2020 年诺贝尔物理学奖授予黑洞研究。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。如图所示，黑洞 A、B可视为质点，不考虑其他天体的影响，两者围绕
连线上 O点做匀速圆周运动，O点离黑洞 B更近，黑洞 A质量为 m1，黑洞 B质量为 m2，AB 间距离为 L。
下列说法正确的是（　　）
A．黑洞 A与B绕行的向心加速度大小相等
B．黑洞 A的质量 m1大于黑洞 B的质量 m2
C．若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距 L减小后，两黑洞的绕行周期变小
D．若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距 L减小后，两黑洞的向心加速度变小
6．（2020·聊城市·山东聊城一中高三模拟）2016 年2月11 日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱
因斯坦 100 年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力
波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由 、 两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引
力作用下做匀速圆周运动，测得 星的周期为 ， 、 两颗星的距离为 ， 、 两颗星的轨道半径之
差为 （ 星的轨道半径大于 星的轨道半径），则（　　）
A． 星的周期为 B． 、 两颗星的质量之比为
2
C． 星的线速度大小为 D． 、 两颗星的半径之比为
7．（2020·广东高三专题练习）如图，“食双星”是指在相互引力作用下绕连线上 O点做匀速圆周运动，
彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。在地球上通过望远镜观察这种双星，
视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知两颗恒星 A、B间距为 d，万
有引力常量为 G，则可推算出双星的总质量为（　　）
A．B．C．D．
8．100 多年前爱因斯坦预言了引力波存在，2015 年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Δr（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．Q、P两颗星的质量差为B．P、Q两颗星的线速度大小之差为
C．Q、P两颗星的质量之比为 D．Q、P两颗星的运动半径之比为
二、多项选择题
9．（2020·湖南高三一模）引力波探测于 2017 年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之，
假设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在二者万有引力作用下做
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，两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道
半径大于 Q星的轨道半径）引力常量为 G，则 Q、P两颗星的线速度大小之差的绝对值△v，质量之差的绝
对值△m为（　　）
A．B．
C．D．
10．（2020·甘肃兰州市·兰州一中高三三模）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线
上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中
A、B两颗天体绕 O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比 ，则两颗天体的（　　）
3
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