热点一 航天事业（解读）——2026届高考物理三轮高频热点命题练习卷

高中物理 热点一 航天事业（解读） 热点材料： 2026年中国航天事业再踏新征程，空间站应用探索与载人月球探测两大核心任务齐头并进，诸多突破性计划将逐一落地，航天强国建设的步伐愈发铿锵。中国空间站如今在太空稳稳运行，自迈入应用与发展阶段后，航天人同心协力交出了一份亮眼答卷。十余次天地往返任务圆满收官，首次应急发射精准实施，六支航天员乘组共计十八人次在空间站长期驻留，十三次出舱活动顺利开展，舱外维修任务多次完成，航天员单次出舱的时长更是创下了新的世界纪录，这些成就的背后，是无数航天人的日夜坚守与攻坚克难。第四批预备航天员选拔尘埃落定，港澳载荷专家也纳入其中，低成本货物运输系统的研制工作也已提上日程，空间站的建设与运营不断迈上新台阶。目前已有267项科学与应用项目在空间站落地实施，覆盖空间生命科学、微重力物理等多个前沿领域，不少国际领先的成果已经走出太空，在地面实现转化应用，让航天技术真正服务于现实发展，为我国空间科学研究注入了源源不断的活力。 2026年的航天任务清单早已明确，两次载人飞行、一次货运补给任务将相继开展，港澳地区的航天员有望在今年圆梦太空，踏上空间站的飞行之旅，这何尝不是港澳同胞参与国家航天事业的重要里程碑？神舟二十三号飞行乘组中，一名航天员将开启为期一年的太空驻留试验，这一超长时间的驻留探索，无疑会为我国航天事业积累宝贵的实践数据，对航天员长期太空适应、空间站系统长期稳定运行的研究意义非凡。目光投向载人月球探测，2030年前实现中国人首次登月的目标就在前方，目前登月阶段的各项研制建设工作都在稳步推进，长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器这些核心装备的研制均进展顺利，零高度逃逸、着陆起飞、系留点火等多项大型试验已圆满完成，每一次试验的成功，都是向月球迈出的坚实一步！ 2026年，文昌航天发射场将全力建设登月任务相关配套设施，测控通信、着陆场等地面支持系统的建设也将全面推进，陆海空天协同配合，为载人登月筑牢基础。 2026年中国航天可以说是“日程排满”，在2026年，神舟二十三号、神舟二十四号的航天员乘组就将从我国唯一的载人航天发射塔架乘坐神舟飞船出发，前往中国空间站。 2026年，中国载人航天工程还将实施天舟十号货运飞船发射，神舟二十三号飞行乘组中的一名航天员将开展1年以上的长期驻留试验。而最引人关注的，就是我国新一代载人飞船“梦舟”首飞。这款在神舟飞船基础上全面升级的新飞船，未来将用于近地空间站运营和载人月球探测任务。 2026年，我国还将发射嫦娥七号探测器，目标直指月球南极，开展月表环境勘察与水冰探测等关键科研任务。若成功证实月球上存在水，中国有望成为全球首个在月球上发现水的国家。 在深空探测领域，2026年，天问二号探测器将飞抵小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，预计将在2027年底着陆地球并完成回收，此后再对主带彗星311P开展科学探测。 今年也将是中国商业航天加速发展的一年。随着国家航天局商业航天司的设立，商业航天发射活动将更加活跃。力箭二号、天龙三号、双曲线三号等新型火箭的进展备受关注。未来五年，中国航天将迎来前所未有的发展机遇。可以期待下一个五年，中国航天将为人类和平利用太空贡献更多中国智慧。 一、考查角度： 1.万有引力定律应用 ·空间站、飞船、月球探测器的环绕速度、周期、向心加速度计算 ·中心天体质量、密度估算 ·变轨问题（加速离心、减速近心） 2.圆周运动与受力 ·太空微重力环境下的受力分析 ·航天器绕地 / 绕月的向心力来源 3.功、能量与动量 ·火箭发射的反冲运动 ·燃料燃烧、发动机做功、动能 / 引力势能变化 4.牛顿运动定律 ·发射、着陆、逃逸过程的超重 / 失重 ·着陆缓冲、起飞加速的动力学分析 5.前沿信息题 ·以 “梦舟飞船、嫦娥七号、天问二号” 为背景，考查信息提取、公式套用、估算推理 二、常考题型 题型 考查频率 命题载体 核心考点 设问方式 选择题 ★★★★★ 空间站、飞船变轨、探月卫星 轨道参数比较、变轨规律、超重失重、能量变化 比较 v/ω/T/a；判断变轨操作；分析超重失重 计算题 ★★★★☆ 载人飞船、探月探测器 万有引力定律、中心天体质量 / 密度、变轨动力学 求轨道高度、中心天体密度、变轨速度变化 信息创新题 ★★★☆☆ 梦舟飞船、嫦娥七号、天问二号 信息提取、公式套用、估算推理 给周期 / 半径求速度；给速度求高度 三、答题技巧 1.抓核心公式 近地卫星： 2.变轨口诀 加速→离心→轨道变大→速度变小、周期变大 减速→近心→轨道变小→速度变大、周期变小 3.审题关键 看清 “绕地球” 还是 “绕月球” 区分 “轨道半径 r” 与 “中心天体半径 R” 空间站属于近地圆轨道，常用g替代GM计算 4.单位统一 高度转轨道半径、时间统一用秒、距离用米 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理 ( 热点一 航天事业（ 练习 ） ) 1.“天舟”货运飞船被人们称为太空快递，它定期向天宫空间站运送物资.其示意图如图所示，下列说法正确的是( ) A.“天舟”飞船与空间站在B点受到地球的引力大小相等 B.“天舟”飞船运动的周期比空间站运动的周期小 C.“天舟”与地球的连线和空间站与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等 D.空间站所在轨道高，线速度低，所以“天舟”飞船在B点变轨时需减速 2.如图所示，天舟九号货运飞船与空间站对接前，会仅在引力作用下在一条近地点为P点、远地点为Q点的椭圆转移轨道上运行。已知椭圆轨道上P、Q两点之间的距离为地球半径的k倍，天舟九号货运飞船沿此椭圆轨道运动的周期为T，万有引力常量为G，地球可视为质量分布均匀的球体，则地球的密度为( ) A. B. C. D. 3.2026年8月，我国将发射嫦娥七号开展月球南极探测，配套中继卫星运行于地月拉格朗日点（该点位于地月连线延长线、月球背向地球一侧），中继卫星与月球保持相对静止、同步绕地心做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) A.中继卫星的重力势能大于月球的重力势能 B.中继卫星的向心力大小由地球的质量决定 C.中继卫星运行的线速度大于月球绕地球的线速度 D.中继星的向心加速度与月球绕地球公转的向心加速度相等 4.2026年，我国“天问二号”探测器预计抵达近地小行星2016HO3进行采样探测。“天问二号”进入以该小行星为焦点的椭圆轨道如图所示，若近小行星点A距小行星中心O的距离为，远小行星点B距小行星中心O的距离为，阻力不计，则下列说法中正确的是( ) A.“天问二号”在A、B两点的速率之比 B.“天问二号”在A、B两点的加速度大小之比 C.“天问二号”在段的运行时间等于在段的运行时间 D.“天问二号”从B点到A点运动过程中速率减小、机械能不变 5.我国计划在2026年发射嫦娥七号月球探测器，前往月球南极寻找水冰。嫦娥七号奔月找冰的轨道示意图如图所示，探测器在近月点P被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从P点进入环月圆形轨道Ⅱ。关于探测器，下列说法正确的是( ) A.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于在轨道Ⅱ上经过P点的速度 B.探测器在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期 C.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度 D.探测器在轨道Ⅰ上经过P点的机械能小于在轨道Ⅱ上经过P点的机械能 6.2026年3月，我国在太原卫星发射中心，以一箭双星的方式将一对“太空神眼”四维高景二号05、06两星成功送入高度约700km的太阳同步圆轨道（轨道平面与赤道平面的夹角约为98.2°，且与太阳光线的夹角始终保持不变），入轨后与03、04星形成“四星两组”协同组网，从而提升高分辨率雷达遥感的整体能力。05、06两卫星始终保持相对静止且相距200米的超近距离运行，则下列说法正确的是( ) A.05、06两卫星在轨运行时具有相同的加速度 B.太阳同步轨道的卫星不可能在更低的高度运行 C.若忽略其他干扰因素，05、06两星绕地心运行的角速度大于地球自转角速度 D.以太阳为参考系，太阳同步轨道卫星的轨道面是静止的 7.2026年4月1日，阿尔忒弥斯2号（ArtemisⅡ）踏上了人类自1972年以来首次绕月旅程。如图阿尔忒弥斯2号首先发射到近地轨道Ⅰ，在A点加速后进入椭圆轨道Ⅱ，此后多次加速后掠过月球背面，在弹弓效应下，无需动力返回地球。则下列正确的是( ) A.阿尔忒弥斯2号要飞到B点，在A点速度需大于11.2km/s B.阿尔忒弥斯2号从B点返回A点的过程中速度一直变大 C.在Ⅰ、Ⅱ轨道经过A点时，向心加速度 D.从B返回A点的过程中，阿尔忒弥斯2号在地月系统中机械能守恒 8.2026年1月15日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭成功将阿尔及利亚遥感三号卫星A星（简称A星）发射升空。该卫星在轨运行的近地点高度为489km，远地点高度为627km，轨道倾角约为97°。我国空间站在离地约400km的圆轨道运行。下列说法正确的是( ) A.A星的运行周期小于空间站的运行周期 B.在远地点处，A星的速度小于空间站的速度 C.A星在近地点与远地点速度大小之比为209∶163 D.地心不在A星的轨道所在平面内 9.2026年1月19日，我国将卫星互联网低轨19组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。某卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，转动方向与地球自转方向相同。若在赤道上有一个信号接收站，该卫星运动周期小于地球自转周期，且每隔时间t就会从接收站正上方飞过，则与之间的关系图像正确的是( ) A. B. C. D. 10.2026年1月16日在某次商业航天任务中，谷神星一号海射型运载火箭成功将“天启星座”06组卫星送入预定轨道。假设其中一颗卫星的简化变轨过程如图所示，先将卫星送入圆形轨道Ⅰ，在a点发动机点火加速，卫星由轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，卫星在椭圆轨道Ⅱ上经过b点再次变轨进入圆轨道Ⅲ，已知卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行速度的大小之比为，在椭圆轨道Ⅱ上运行经过近地点a时速度大小为、远地点b时速度大小为，则下列说法正确的是( ) A.卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行的轨道半径之比 B.卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动时，过a点和b点的速度大小之比 C.卫星在轨道Ⅱ上运行过b点的加速度等于轨道Ⅲ上运行过b点的加速度 D.卫星在轨道Ⅱ上从a点运动到b点的过程中，其线速度、加速度、机械能均减小 11.在2030年前中国人要实现首次登陆月球，载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，已知月球半径为R，表面处重力加速度为g，忽略其他天体的引力作用和自转的影响。则“揽月”着陆前，“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动的周期为( ) A. B. C. D. 12.中国载人月球探测任务新飞行器名称已经确定，新一代载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，并计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。通常登月飞行器在发射时要经过如图所示的几次变轨才能实现最终登月。下列有关说法正确的是( ) A.飞行器在轨道远地点处速度可能大于 B.飞行器在围绕月球运动时，由轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需要在Q点减速 C.飞行器在和轨道上运动时，相等的时间内与地球连线扫过的面积相等 D.飞行器分别绕地球与月球时，轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比相等 13.在某次地外探险中，发现了某具备探险条件的不知名行星，飞船在该行星表面降落。宇航员将一小球从星球表面上以初速度竖直向上抛出，经过时间t，小球落回星球表面。已知引力常量为G，该行星的半径为R，不计空气阻力，不考虑行星的自转。求： (1)该行星表面的重力加速度g； (2)若宇航员将一小球从倾角为的斜面顶端，仍以初速度水平抛出，如果小球又落回到斜面上，问小球从抛出至落回经历多长时间； (3)该行星的密度。 14.如图，某同学研究卫星先环绕地球运动，之后再做变轨的过程。设卫星质量为m，先在近地圆轨道上绕地球运行。已知地球质量为M，引力常量为G，地球半径为R。 (1)求卫星变轨前的运行速率； (2)研究变轨时，在地表附近的点短暂启动发动机，使卫星进入椭圆轨道，该轨道的远地点B距地心为。已知卫星的引力势能可表示为（r为卫星到地心的距离，设无限远处引力势能为零） a.求变轨前卫星的机械能； b.结合开普勒第二定律，求短暂启动过程中发动机对卫星做的功。 15.2026年3月13日我国成功发射了中国星网的第20组卫星。如图所示，若其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h，已知地球半径为R，地表重力加速度为g，万有引力常量为G，求： (1)地球的质量M； (2)该卫星的运行速率v。 16.从1970年中国成功发射第一颗人造地球卫星东方红一号起，至2025年，中国发射的卫星数量已超过1000颗，这标志着中国航天技术实现了从跟跑到并跑，乃至领跑的跨越式发展。现有一颗在赤道上空运行的人造卫星质量为m，它到地球表面的距离等于地球的半径，转动的方向与地球的自转方向相同。若地球的半径为R，自转的角速度为，地球两极处的重力加速度大小为g，引力常量为G。求： (1)地球质量M； (2)该人造卫星连续两次经过赤道上方同一位置的时间间隔； (3)若将该人造卫星升高轨道变为地球的同步卫星，则卫星到地球表面的距离需增加多少？ 答案以及解析 1.答案：B 解析：飞船与空间站的质量关系未知，故无法比较万有引力大小，A错误；飞船轨道的半长轴小于空间站的轨道半径，根据开普勒第三定律，可知飞船绕地球运动的周期比空间站绕地球运动的周期小，B正确；飞船和空间站在不同轨道上，不适用开普勒第二定律，C错误；空间站所在轨道高，线速度低，飞船在原轨道上B点做近心运动，故飞船在B点变轨时需加速，D错误. 2.答案：B 解析:天舟九号货运飞船沿此椭圆轨道运动可近似为圆周运动，半径，R为地球的半径。 由万有引力提供向心力得 解得 又， 联立解得 故选B。 3.答案：C 解析:由题意可知，中继卫星与月球绕地心做匀速圆周运动的角速度相同，中继卫星的轨道半径，月球的轨道半径。 A.重力势能表达式为，其大小与天体自身质量有关，中继卫星和月球质量未知，无法比较重力势能大小，故A错误； B.中继卫星的向心力由地球对它的万有引力和月球对它的万有引力的合力提供，向心力大小和地球质量、月球质量、中继卫星自身质量都有关，并非仅由地球质量决定，故B错误； C.匀速圆周运动线速度，二者角速度相同，，因此，故C正确； D.匀速圆周运动向心加速度，二者角速度相同，，因此，向心加速度不相等，故D错误。 故选C。 4.答案：A 解析:A.根据开普勒第二定律（面积定律），极短时间内，探测器在A、B点扫过的面积相等 整理得 即 速率比为 故A正确； B.万有引力提供加速度，由 得 因此A、B点加速度比 故B错误； C.根据开普勒第二定律，探测器靠近小行星时平均速率更大，段平均速率大于段，且段对应的扫过面积更小，因此运行时间小于段 故C错误； D.从B到A，万有引力方向与位移方向夹角为锐角，万有引力做正功，阻力不做功，因此速率增大，机械能不变，故D错误。 故选A。 5.答案：B 解析:A.探测器在P点由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时需要减速做向心运动，速度减小，故A错误； B.根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期，故B正确； C.根据牛顿第二定律有，解得 探测器在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度，故C错误； D.探测器在P点由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ时，速度减小，动能减小，势能不变，则机械能减小，故D错误。 故选B。 6.答案：C 解析:A.05、06卫星在轨运行时，轨道半径r相同，根据万有引力提供向心力，则有 可知两卫星的加速度大小 则两卫星的加速度大小相等，方向不同，故A错误； B.太阳同步轨道是指轨道平面绕地球自转轴旋转的角速度与地球绕太阳公转的平均角速度相同。轨道平面的进动角速度与轨道高度（半长轴）和轨道倾角有关，只要调整轨道倾角，可以在不同的高度（包括更低的高度）实现太阳同步轨道，故B错误； C.地球自转角速度对应的是地球同步卫星的角速度，同步卫星轨道高度约为36000km。05、06卫星高度约为700km，轨道半径r远小于同步卫星轨道半径。结合牛顿第二定律可得 解得 可知，轨道半径越小，角速度越大，所以05、06两星绕地心运行的角速度大于地球同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，故C正确； D.太阳同步轨道的特点是轨道平面与太阳光线的夹角始终保持不变。这意味着轨道平面绕地轴的进动角速度等于地球绕太阳公转的角速度。若以太阳为参考系（日心系），地球在绕太阳公转，卫星的轨道平面也随之转动（进动），并不是静止的，故D错误。 故选C。 7.答案：D 解析:A.是第二宇宙速度，是航天器脱离地球引力的最小速度，而阿尔忒弥斯2号仍受地球引力束缚，最终返回地球，因此A点速度小于，A错误； B.从B（月球位置）返回A（地球附近）的过程中，地月引力存在一个合力为零的平衡点，从B到平衡点，月球引力的合力与运动方向夹角大于，速度减小；过平衡点后，地球引力的合力与运动方向夹角小于，速度增大，因此速度先减小后增大，B错误； C.同一位置A点，航天器受到的地球万有引力产生加速度，由 可得 可知，r相同，加速度相等，即，C错误； D.返回过程无需动力，只有地月系统的引力做功，因此在地月系统中机械能守恒，D正确。 故选D。 8.答案：B 解析:A.设地球半径为，引力常量为G，地球质量为M，根据开普勒第三定律有 A星椭圆轨道半长轴 空间站圆轨道半径 A星轨道半长轴大于空间站轨道半径，故A星运行周期更大，A错误； B.圆轨道运行时，根据 可得圆轨道运行时速度 轨道半径越小速度越大，因此空间站速度大于高度627km处圆轨道的速度，A星在远地点做向心运动，其速度小于同高度圆轨道的速度，因此A星远地点速度小于空间站速度，B正确； C.根据开普勒第二定律，近、远地点满足 故，C错误； D.根据开普勒第一定律，绕地球运行的卫星轨道为椭圆，地心位于椭圆的一个焦点上，必然在A星轨道平面内，D错误。 故选B。 9.答案：D 解析：假设地球自转周期为，卫星环绕地球做圆周运动的周期为，每隔时间，卫星就比地球多转一圈，有 根据万有引力提供向心力有 可得 则与之间的关系图像是以为纵轴，为横轴的一次函数。 故选D。 10.答案：C 解析：A.卫星在圆轨道上运行时，万有引力提供向心力，有 解得 已知 则 解得，故A错误； B.卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动时，根据开普勒第二定律可知，近地点和远地点的速度与轨道半径成反比，即 所以，故B错误； C.根据牛顿第二定律和万有引力定律有 解得 卫星在轨道Ⅱ上运行过b点和在轨道Ⅲ上运行过b点时，距离地心的距离r相等，所以加速度大小相等，故C正确； D.卫星在轨道Ⅱ上从a点运动到b点的过程中，万有引力做负功，动能减小，线速度减小；距离地心变远，根据可知加速度减小；但在椭圆轨道上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误。 故选C。 11.答案：C 解析：已知月球表面处重力加速度为g，质量为的物体在月球表面有，即。“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，有，联立解得“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动的周期为，C正确。 12.答案：B 解析:A.是近地环绕速度，也是第一宇宙速度，是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是从地面发射卫星的最小速度。飞行器在48h轨道远地点，该点距离地球远，其运行速度小于，故A错误。 B.从轨道且变轨到轨道II，做向心运动，需要在Q点减速，使万有引力大于所需向心力，从而进入半径更小的轨道II，故B正确。 C.开普勒第二定律（面积定律）的适用条件是同一轨道上，飞行器绕同一中心天体运动时，相等时间内与中心天体连线扫过的面积相等。16h和24h轨道是不同轨道，不满足该定律的适用条件，故C错误。 D.开普勒第三定律的适用条件是绕同一中心天体运动的行星（或卫星），公式为，其中k仅与中心天体质量有关。飞行器绕地球和绕月球时，中心天体不同，k值不同，因此不相等，故D错误。 故选B。 13.答案：(1) (2) (3) 解析：（1）小球从星球表面以初速度竖直向上抛出，根据竖直上抛的对称性可知，小球落回地面时速度大小为，方向竖直向下，故行星表面的重力加速度大小满足 （2）设小球水平抛出直至落回斜面所经历的时间为，小球落回到斜面上时，其位移方向与斜面平行，满足 解得 代入 解得 （3）根据万有引力定律可知，行星表面的重力加速度满足 其中 代入 解得 14.答案：(1) (2)a.，b. 解析：（1）卫星变轨前在近地轨道上环绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得 解得 （2）a. 变轨前卫星的动能为 变轨前卫星的引力势能为 变轨前卫星的机械能为 解得 b. 变轨后卫星在椭圆轨道上运动，设其在A、B点的速度大小分别为、。 变轨后卫星从A到B的过程，根据机械能守恒定律有 根据开普勒第二定律，取极短时间，有 联立解得 变轨的瞬间卫星的引力势能不变，根据功能关系，点火过程中发动机对卫星做的功为 解得 15.答案：(1) (2) 解析：（1）在地球表面，物体所受万有引力近似等于重力，则有 解得 （2）卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 结合上述解得 16.答案：(1) (2) (3) 解析：（1）根据万有引力等于重力，可得黄金代换 可得地球质量 （2）卫星的角速度满足 当人造卫星连续两次经过赤道上同一处时，由几何关系可知 解得 （3）若变为地球同步卫星，设轨道半径变为r，由万有引力提供向心力 升高的距离 解得 学科网（北京）股份有限公司 $