提分集训(27)卫星运动的三类问题-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习提分集训

提分集训（二十七） 卫星运动的三类问题 [A级练对点·固本 3.(2025·南宁二模)2024年1月17日22时37分， 对点练1卫星的变轨和对接问题 天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点 1.(2025·铜川模拟)太空中距离地球3.6万公里高 200km、远地点363km的近地轨道(LEO).如图 度上，各国同步卫星“星满为患”，同步卫星在太空 所示，飞船在LEO轨道M点喷火加速后顺利进 中完成服役或者出现致命故障后，不得不进行废 入转移轨道，经转移轨道与位于离地高度400km 弃处理.国际社会普遍认为在“同步轨道”上再升 的正圆轨道上运行的中国空间站完成对接，整个 高321公里被称之为“幕地轨道”又叫“垃圾轨道、 过程历时约3小时，飞船喷火前后可认为质量不 弃星轨道”，这样为“同步轨道”释放更多空间，但 变.下列说法正确的是 没有几个国家能做到如此操作.2022年1月，中国 空间站正圆轨道 的“实践21号”卫星，将一颗已经失效的“北斗二 号”卫星“拖走”送入“墓地轨道”，引起了美国的恐 慌.如图所示，“同步轨道”半径为，“墓地轨道”距 LE0轨道 离“同步轨道”高度为h,下列说法正确的是 “同步轨道 转移轨道 “墓地轨道” A.天舟七号的发射速度大于7.9km/s B.天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站 的运行周期 C.天舟七号在LEO轨道运行的机械能大于在转 移轨道运行的机械能 A.“实践21号”卫星从“同步轨道”到“幕地轨道” D.天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小 的时间小于12小时 于空间站经过N点时的加速度 B.“实践21号”卫星离开“墓地轨道”返回“同步轨 对点练2双星和多星模型 道”时需要向后喷气 4.(2024·阜阳期中)宇宙中大多 C.“北斗二号”卫星从“同步轨道”到“墓地轨道”， 数恒星系都是双星系统，如图所 其机械能减小 示，两颗远离其他星系的恒星A D.“北斗二号”卫星在“同步轨道”和“幕地轨道”上 和B在相互之间的引力作用下 绕O点做匀速圆周运动，且A星 角速度之比为 (r+h)3 距离O点更近.轨道平面上的观 测点P相对O点静止，观察发现 2.2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站 每隔T时间，两颗恒星与O、P 顺利对接，如图所示，飞船和空间站对接前在各自 共线，已知引力常量为G,其中一颗恒星的质量为 预定轨道运动，下列说法正确的是 m,另一颗恒星的质量为3m,恒星的半径都远小于 Q空间站 它们之间的距离.则以下说法正确的是 ( A.A的质量为m 神州十入号飞船 B.该双星系统的运动周期为T C.A、B相距的距离为r 4Gm T2 D.在相同时间里，A、B两颗恒星与O点连线扫过 的面积之比为1：3 5.(2024·广西模拟)宇宙空间存在一些离其他恒星 A.飞船的周期大于空间站的周期 较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示， B.飞船的速度大于第一宇宙速度 三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶 C.飞船在轨道上合适位置加速可实现与空间站 点，三角形边长为L.忽略其他星体对它们的引力 对接 作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速 D.飞船与地心连线、空间站与地心连线在相等时 圆周运动，引力常量为G.下列说法正确的是 间扫过面积相等 391 动，在环月轨道时，两者均做匀速圆周运动，两轨 道到月心的距离分别为R、R2,且R<R2,然后 在环月轨道调整“梦舟”使其与“揽月”交会对接， 对接后，航天员从飞船进入着陆器.下列说法正确 的是 A.在环月轨道上，“揽月”的周期大于“梦舟”的 B.“梦舟”可加速与“揽月”对接 A每颗星体做圆周运动的线速度为 3Gm L3 C.与对接前相比，对接后航天员随“梦舟”绕月球 B.每颗星体做圆周运动的加速度与三星的质量 转动的线速度增大 无关 D.航天员在月面受到的月球引力一定大于在环月 C.若距离L和每颗星体的质量m都变为原来的2 轨道受到的万有引力 倍，则周期变为原来的4倍 9.(多选)(2025·河北张家口三模)我国的北斗系统 D.若距离L和每颗星体的质量m都变为原来的2 主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成，若 倍，则线速度大小不变 其中两卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运 对点练3天体中的追及相遇问题 动，且绕行方向相同，如图甲所示；两卫星之间的 6.2023年6月15日13时30分，长征二号丁运载火 距离△r随时间变化的关系如图乙所示，图中R为 箭在太原卫星发射中心成功将吉林一号高分06A 地球半径，地球表面重力加速度大小为g,不考虑 星等41颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨 两卫星之间的作用力，计算时/2.2≈3.下列说法 道，创造“一箭41星”中国航天新纪录.若本次发 正确的是 射的某卫星处于与赤道平面共面的高轨道做匀速 圆周运动，已知该卫星的绕行周期为T,与地球自 同步卫星 转同向，地球自转周期为T。(T。>T),地球半径 t△rR 为R,引力常量为G,根据以上数据可以推导出的 量是 9.6 A.卫星所受地球的引力 中轨道关 3.6 B.地球的质量和密度 卫星 C.卫星离地面的高度 甲 D.连续两次经过地面同一点正上方所用的时间 A.中轨道卫星与同步卫星的轨道半径之比为1：2 7.(2025·西安模拟)行星冲日是指某一地外行星在 绕太阳公转过程中运行到与地球、太阳成一直线 B.中轨道卫星的加速度大小为)s 的状态，而地球恰好位于太阳和地外行星之间的 C.图乙中的T为24小时 一种天文现象.设地球绕太阳的公转周期为T,地 球环绕太阳公转的轨道半径为，火星环绕太阳 D中轨卫星的运动周期为号T 公转的轨道半径为2，万有引力常量为G,下列说 10.(多选)经长期观测，人们在宇 法正确的是 宙中已经发现了“双星系统” A,太阳的质量为π气 “双星系统”由相距较近的恒 m29 0 星组成，每个恒星的半径远小 于两个恒星之间的距离，而且 B.火星绕太阳公转的周期为 双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万 C.从火星与地球相距最远到火星与地球相距最近 有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动，如图 所示为某一双星系统，A星球的质量为1，B星 的最短时间为 球的质量为m2,它们中心之间的距离为L,引力 (r-r) 常量为G,则下列说法正确的是 D.从某次火星冲日到下一次火星冲日需要的时间 A.A星球的轨道半径为R= 11 为 rT 721十7m2 (r) BB星球的轨道半径为，=四2L m [B级练综合·提分] C.双星运行的周期为T=2πL 8.(多选)(2025·四川眉山模拟)我国将通过两枚长 G(m+m2) 征十号运载火箭，将“揽月”着陆器和“梦舟”飞船 D.若近似认为B星球绕A星球中心做圆周运 依次送上地月转移轨道.若“揽月”、“梦舟”经地月 转移轨道后直接进入共面的环月轨道1、2，同向转 动，则B星球的运行周期为T=2L√Gm 39210.选ADA.小行星与地心的连钱在单位时间内扫过的面积为 L,选CB见察发现每隔T时间，两颗位星与O、P共线，孩双星系 1×8R×巫in30'y 统的运动周期为2T,故B错误： 2 AC.根据万有引力提供向心力有 △7 △7 --RgR. 4π2 4x2 故A正确： Gm具三mA(2T)2A一mB2)z台 B,小行星与地球最近时，此时加速度及速度均达到最大，由机 解得mArA一mB「B G(m十mB》4π2 (2T)(+r) 因此质量大的恒星半径较小，可知，A的质量为3m,又有 由于小行星与地心的连线在单位时间内扫过的而积相等，则有 之Fninms一之 -×8R×F.in30. 十r,解得√C平，数A精误C正 x 2 D单位时同内：星与0点连线扫过的面积S一歌了 解得rmn一2R,mx一V√gR,故BC错误： D.忽略地球自转时，地球表面物体所受万有引力等于重力，别 别相等时间内，A,B两颗恒星与O点连线扫过的面积之比为 有- S霜m9:故D错误，故选C 小行星到地心的距离为rmn=2R时， 5.选DA.任意两颗星体之间的万有引力F-G 下·每一颗星你 由牛频第二定律可得GM=ma,解得a=冬，故D正确.故 受到的合力为F-√3F, 选AD. 由几何关系知：它1的轨道半径为一厚。 提分集训（二十七） 1.选DA.“实践21号”卫星将“北年二号”卫星“拖走”送入“墓地 合力提供它朝的句心力BG严-m二装立鲜得√ Gm 统道”，其运行轨道为椭园轨道，“同步轨道”卫星对应周期T一24h 故A错误； 而椭國轨道的半长轴大于，根搭开普勒第三定律无-C,剩耥 B根据3Gm 圆轨道的周期大于24h,“实践21号”卫星从“同步轨道”到“墓地 L mu,得a-Gm L 轨道”时间为箱國轨道周期的一半，故所用时间大于12h,故A 故加速度与它们的质量有关，故B错误： 错误： /3L B.“实践21号”卫星离开“墓地轨道”返回“同步轨道”时，需要在 C核B-m禁，解得T-号√需 L 若拒离L和每颗 变轨点减遮，即发动机向前喷气，故B错误； 星体的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故C C,卫星发射速度越大·机械能越大，卫星飞得越高，故“北斗二 错误： 号”卫星从“同步轨道”到“墓地轨道”，其机械能增大，故C错误： D.万有引力提供的心力，有-mr,得u√ D.根据U一√严可知，若距离L和年叛星体的质量m都变为原 来的2倍，别线速度不变，故D正确.故选D. 6.选DA.设地球质量为M、卫星质量为m,卫星离地面高度为h, 号”卫星在“同步轨道”和“墓地轨道”上角逸度之比 卫果受到的引力为F一GR十) Mm /(P十h)的 由地球质量M、卫星质量m、卫星轨道离地面高度h未知且由题 故D正确.故选D 中数据无法计算上述物理量，故无法计算卫星所受地球的引力， 2.选CA根据万有引力提供向心力得GMm=m其， 故A错误： r B.由于地球质量无法估算，所以无法估算地球密度，故B错误： Mi 得T=2√GM C,由牛援第二定律GR+ =m(R十h)4x )开，可知由题中巴知 可知飞船的轨道半径小于天宫空间站的轨道半径，剩飞船的周 数据无法计算卫星离地面高度，故C错误： 期小于天宫空问站的周期，故A错误： D.连续两次经过地面同一点正上方需要满是 B根排万有引力授供向心力得6恤-m兰，得√ M TTo ,飞 一学-2：解得1一是 T 故连续两次经过地面同一，点正上方所用的时间！可以求出，故D 船的轨道半径大于地球的半径，别飞船的线逸度小于第一字宙 正确， 速度，故B错误： 故选D. C,对接时，飞船在合透位置加速做离心运动，轨道半径增大，当 7,选DA.设太阳的质量为M,地球的质量为m,根据万有引力提 飞船的轨道半径增大到与天宫空间站的轨道半径相等时实现对 提，故C正确： 供有心力有6学-加号，解得M-票北A错误： ri D,根据开普勒第二定律可知，在同一个轨道上的卫星与地心连 B.设火里绕太阳公转的周期为T,根据开普勒第三定律有 线在相同时间扫过的面积相等，因此飞船与地心连线，空间站与 地心连线在相等时间扫过面积不相等，故D错误，故逸C 是-亮解得了-（二）广工，故B维民 3.选AA.天舟七号绕地球运动，发射速度需大于7,9km/s,故A C地球绕太阳运转角逸度为▣一宁： 2π 正确： 且极据开普秘第三定体只-火可知，天舟七号在LB0轨道的运 火里烧大阳运修角追度为。一亭， 行周期小于空间站的适行周期，故B错误： 从火星与地球相距最远到火星与地球第一次相距最近的时间为 C,飞船在LEO轨道M点喻火加速后顺利进入转移统道，故天舟 七号在LEO轨道运行的机械能小于在转移轨道运行的机减能， 小剥一o1-,解得1一广工 一，故C错误： 2(r- 故C错误： D.设从某次火星冲日到下一次火星冲日，即从火星与地球相距 D,根据万有引力提供向心力有业-m0,解得a一以，则天舟 最近到火星与地球第一次相距最近的时间为t,则有一m1=2π， 七号在转移轨道经过N点时的加逸度等于空阿站经过N点时 rTT 解得1= ，故D正确，故迭D 的加述度，故D错误：故选A (r7-rF) 625 8.造CDA.根据万有引力提供向心力GM=m 2.迭D设力F与水平方向的夹角为0，则摩擦力为F,=以(mg一 r TT. Fsin0),摩擦力微的功W:=一红(mg一Fsin)x,则摩擦力微功与 r3 所以T=2x√GM F的方向有关，选项A错误：合力做功W=F◆x=阳x,可知合 力做功与力F方向无关，选项B错误：当力F水平时，有F一mg 由于R1<R,所以，在环月轨道上，“揽月”的周期小于“梦舟” 一mG,力F微功为We一Fx一(md十以mg)r,选项C错误：因合 的，故A错误： 外力做功为r大小一定，而合外力微的功等于力F与摩擦力 B.“梦舟”加速将做离心运动，不会与“范月”对接，故B错误； F:微功的代数和，而当Fsin日一mg时，摩擦力F,一0，则此时摩 仁根据万有引力提供向心力G-m二 擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为mr,进项D正确. 3,选B木块漂浮在水面上时有F等-G一Pga GM 所以√ 木块上表面附浸没时受到的浮力为F等=mg@ 与对接前相比，对接后航天员随“梦舟”绕月球转动的轨道半径 许力餐的纺为W-P生主A-吉r心hp十e) 2 诚小，线遂度增大，故C正确： 故选B D.根据F灯=GMm L.迭C设△时间内从喷头流出的水的质量为 m=eSu·△t, 可知，航天员在月面受到的月球引力一定大于在环月轨道受到 喷头喷水的功率等于△1时间内喷出的水的动能增加受，即 的万有引力，故D正确.故选CD 9,选BDA.将中轨道卫里设为4，高轨道卫星设为b,两卫星做匀 交m 速圆周运动的半径分别为，。，广6，根据图甲和图乙可得 P-i ，联立解得P-100W,故选C Ta十-9.6R,%一ra=3.6R,解得r.=3R,=6.6R,故A 5,选A设物体与地面间的动摩擦调数为壮，小车拖动物体行驶的 错误， 位移为的过程中，有F-/一mg-(m十M0a,2=2a,P。一 B.由万有引力定律及牛顿第二定律得G=mg R GMM=ma· Fv:轻绳从物体上脱落后，a2=以g,=2ag(g一)，联立解得 r 2F(F-刀(1)，故A正确. 将r。=3R代入解得中就道卫星的加速度为a=gR,故B正确： (M+m)s2 -Ms 6,遮BA.当牵引力F一∫时，汽车的速度达到最大，即0十1一F, C,设卫星a、b的运行周期分别为T。,T。,由图乙可知每隔时间T 两卫星距离最近，即每隔时间T,卫星就比卫星b多转了一周， F一0，故A错误 此时= 则有T-T=2x B.如图： 由：一1图像可知，三角形面积代表速度的 服据开普勒第三定佛有号一 T 交化量的大小，则4=S=（F-6) 2mk一，故 联主解得工。-号T.工。=2江 B正确： C.由图像分析，汽车从运动到停止的时 由于T。一24h,所以T一12h,故C错误，D正确.故选BD. 10.选CDAB.双星靠他们之问的万有引力提供向心力，A星球的 间=21=2(F62,则牵引力的冲量 k 轨道半径为R,B星球的轨道半径为r,报据万有引力提供向心 为1- 2F(F-f。) 力有Gm=m,R2=mm2,得mR=r且R十r= ,故C错误： L D.因初末态速度均为0，全过程动量变化量为0，故合外力冲量 解得R-mLr-mL,故AB错送： m十m2 1十2 为0，则程力的冲量为r--2F(F一)，若按服/的平均佳算 k C根据万有引力等子肉心力"-m(停)R=m(停) 也是此结果，故D错误，故选B. 12 7,选CA.由题意可知汽车以位定的加速度启动，则汽车先微匀 L 解得T=2√Gm十m故C正确： 加逸直钱运动，后做加逸度域小的加逸递动，再做匀逸直线递 动，加递度为零，故A错误： D,若近似认为B星球绕A星球中心败國周运动，则根据万有 B.0一阶段图线为过原点的倾斜直钱，故B错误： 引力提猴有心力有”-则（停）广山 C.0一4汽车的牵引力位定不变，山后汽车的功率等于额定功率， 逸度增大，牵引力减小，根据P=F可知，P不变，增大的越来 解将T-2√G品故D正确故选GD 越授，则F减小的越来越慢，即（一2图线的鲜率减小，红后加速 度减为零，汽车的速度达到最大，汽华开始匀速直线运动，脚牵 提分集训（二十八） 引力等于阻力，故C正确： 1.选CA.频闪照片时间间隔相同，图甲相邻相等时间间隔内发 D.汽丰微匀加速直线运动时，根据P一F,由于知随时间均匀增 生的位移差大，根据匀变速直线运动的推论，可知图甲中滑块加 大，F不变，则该阶段P随1均匀增大，即图线为一条过原点的倾 速度大，根据牛顿第二定律可知图甲中滑块受到的合力较大，故 斜直线，汽车的功率达到颜定功率时，汽丰的功率恒定不变，故D A错误； 错误. B.设斜面倾角为0，动摩擦因数为4，上滑阶段根据牛顿第二定律 故这C 有a1-gsin0+gcos0, 8,选AD根据动能定理，在AC段水平恒力F做的功等于克服摩 下滑阶段根据牛顿第二定律有ag一gsin0-ugcos0,可知上滑阶 擦力微的功，有F·2一mg西=0，解得F=十mg故A 段阶段加追度大于下滑阶段加速度，图甲为上滑阶段，从图甲中 的A点到图乙中的A,点，先上升后下降，重力不败功，摩擦力做 正确：F在AB、BC两段数的功相同，故B错误；小物体在AB段 负功，根据动能定理可知图甲经过A点的动能较大，故B错误： 微匀加速直线运动，在BC段先做加逸度减小的加逸运动再做加 逸度增加的减逸适动，在AB段适动的时间大于在BC段适动的 C由递向思维，由于因甲中滑块知逸度大，根据x=a心，可知 时间，则水平恒力F在AB段的平均功率小于BC段的平均功 图甲在A,B之间的运动时间较短，故C正确： 率，故C错误；小物体在AB段中间时刻的瞬时速度小于在BC D.由于无论上滑裁下滑均受到滑动摩擦力大小相等，故图甲和 段中间时刻的醉时速度，则水平饭力F在AB段中间时刻瞬时 图乙在A,B之间克服摩擦力做的功相等，故D错误，故选C, 功率小于在BC段中间时刻醉时功率，故D正确 626