2021年新高考物理一轮复习考点强化训练考点二十 天体运动的常见模型(黑洞、双星、多星、拉格朗日点)

2021年新高考物理一轮复习考点强化训练考点二十天体运动的常见模型（黑洞、双星、多星、拉格朗日点）1.（多选）（2020湖南怀化三模）2018年6月14日11时06分,探月工程嫦娥四号任务“鹊桥号”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥号”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动。已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m,地球和月球之间的距离为R,L2点离月球的距离为准则（）A.“鹊桥号”的线速度大于月球的线速度B.“鹊桥号”的向心加速度小于月球的向心加速度C.x满足必(R+x)(Rx)2X2R3D.x满足-^-+^==^(R+x)(RX)2X2R32.2017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100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体,由这些数据、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A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度3.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是（）A.质量大的天体线速度较大B.质量小的天体角速度较大C.两个天体的向心力大小相等D.若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零4.（2020重庆西南名校联盟）2019年2月14日,中国科学技术大学潘建伟教授领衔的“墨子号”量子科学实验卫星科研团队被授予“2018年度克利夫兰奖”,以表彰该团队实现千公里级的星地双向量子纠缠分发。已知“墨子号”卫星最后定轨在离地面500km的圆轨道上，地球的半径为6400km,同步卫星距离地面的高度约为36000km,G=6.67x10-iiNm2/kg2,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,忽略地球自转。下列说法正确的是（）A.“墨子号”卫星的线速度小于地球同步通信卫星的线速度B.“墨子号”卫星的向心加速度与地面的重力加速度相同C.由以上数据不能算出地球的质量D.由以上数据可以算出“墨子号”环绕地球运行的线速度大小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,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rA：rB=1：2,则两颗天体的（）A.质量之比mA：mB=2：1B.角速度之比3A：3b=1：2C.线速度大小之比vA：vB=2：1口.向心力大小之比Fa：Fb=2：15.（2020湖南湖北八市二调）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为m,半径均为R,四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上。已知引力常量为G。关于四星系

统,下列说法错误的是（忽略星体自转）（）A.四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动B.四颗星的轨道半径均郑2C.四颗星表面的重力加速度均为G%R2D.四颗星的周期均为D.四颗星的周期均为2naI2a(4(4+(2)Gm6.（2020河北冀州月考）双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统演化过程中,两颗星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两颗星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后，两颗星总质量变为原来的k倍，两颗星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为（）b.Rt7.（多选）（2020湖南长沙期末）暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质,我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t（t小于其运动周期）,运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为0（弧度），引力常量为G,则下列说法中正确的是（）A.“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B.“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C.“悟空”的环绕周期为维0D.“悟空”的质量为工Gt2p8.（多选）2018年5月25日21时46分,探月工程嫦娥四号任务“鹊桥号”中继卫星成功实施近月制动，进入月球至地月拉格朗日l2点的转移轨道。当“鹊桥号”位于拉格朗日点（如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为地月系统拉格朗日点）上时，会在月球与地球的共同引力作用下,几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动,下列说法正确的是（月球的自转周期等于月球绕地球运动的周期）（）A.“鹊桥号”位于L2点时，其绕地球运动的周期和月球的自转周期相等B.“鹊桥号”位于L2点时，其绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度C.L3和L2到地球中心的距离相等D.“鹊桥号”在L2点所受月球和地球引力的合力比在其余四个点都要大9.（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）: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。设这三颗星的质量均为M,并设两种系统的运动周期相同，引力常量为6则（）A.直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同B.直线三星系统的运动周期T=4nR耳5GMC.三角形三星系统中星体间的距离L=挣D.三角形三星系统的线速度大小为2用10.（2020湖南岳阳模拟）近日,顶级权威杂志《自然》刊发了中国科学院院士罗俊团队的最新

科研成果，该团队历时30年,将G值的测量精度提高到了12ppm（1ppm=百万分之一），是目前世界最为精确的G值。设最新的G值是原来G值的k倍，下列说法正确的是（）A.根据新G值和月球绕地球公转的半径r和周期T计算的地球质量M是原来的1B.根据新G值、选项A中的M值和极地g值计算的地球半径R是原来的1C.根据新G值和选项A中的M值计算的地球同步卫星的轨道半径是原来的k倍D.根据选项B中的R值和极地g值计算的地球第一宇宙速度是原来的皿倍.（2020吉林长春四模）北京时间2019年4月10日21点整,全球六地（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿）同步召开全球新闻发布会。“事件视界望远镜”（EventHorizonTelescope）发布了位于超巨椭圆星系M星系中心的黑洞照片,引起了全球对黑洞的关注。若宇宙中有一半径约女的黑洞,其质量M和半径R的关系满足2GM=c2R（其中G为引力常量为光速,大小为310ms则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）A.108m/2A.108m/2sB.1010m/2sC.1012m/2sD.1014m/2s.（多选）宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r。关于该三星系统的说法正确的是（）A.在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力B.在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧34G(4Mm)C.小星体运行的周期为T=4巾24G(4Mm)D.大星体运行的周期为T=4巾2，G（4Mm）

13.双星系统中两个星体A、B的质量都是m,相距L,它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且工=k(k<1),于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星体C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为()B.2n旧呼mC.2n2Gm1L3C.2n2Gm1L3心—mm4kD.2n叵,1-k2m2J2Gm4k214,2016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。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()QA.黑洞A的向心力大于B的向心力B.黑洞A的线速度大于B的线速度C.黑洞A的质量大于B的质量D.两黑洞之间的距离越大,A的周期越小15.如图，拉格朗日点