《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 （解析版）

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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．
【答案】B
【解析】行星质量远小于恒星质量，两颗恒星的运行不受行星的影响。两颗恒星形成双星系统，设恒星质
量均为 ，圆周运动的周期均为 ，轨道半径为 ，对恒星 1，由牛顿第二定律有
设行星 3质量为 ，轨道半径为 ，行星 3和轨道圆心 连线与行星 3和恒星 1连线的夹角为 ，对行星
3，两恒星的万有引力的合力提供行星做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律有
可得
故选 B。
1
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
【答案】C
【解析】AB．由题意可知 ab 两星做圆周运动的半径分别为
ab 两星的周期相同，则线速度大小分别为
选项 AB 错误；
CD．根据
解得
2
选项 C正确，D错误。
故选 C。
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
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
【答案】C
【解析】A．对行星 ，由万有引力提供向心力有
即
同理对 ，有
且 ，解得
3
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