第5章 3.微专题9 卫星的变轨问题 双星和多星问题（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦卫星变轨与双星多星问题，通过精选真题模拟题构建知识逻辑，强化运动与相互作用观念及模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |卫星的变轨问题|5题（含神舟飞船、嫦娥返回器等情境）|涉及轨道切换、机械能变化、速度加速度分析|以万有引力定律为核心，推导向心力公式与能量守恒的应用逻辑| |双星和多星问题|5题（含双星质量转移、三星四星系统）|考查共轴转动周期、线速度、向心加速度关系|构建双星多星模型，强化多体引力合成与向心力平衡的推理过程|

微专题9　卫星的变轨问题　双星和多星问题 题组1　卫星的变轨问题 1.★(2025江西,2,4分)如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道,Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道,P、Q为变轨点。不计阻力,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,下列选项正确的是(　　) A.速率增大,机械能增大 B.速率减小,机械能减小 C.速率增大,机械能不变 D.速率减小,机械能不变 1.答案　D 2.★★(多选)(2025届陕西西安西工大附中模拟)我国已经掌握高速半弹道跳跃式再入返回技术,为嫦娥五号返回奠定了基础。如图所示,虚线为地球的大气层边界,嫦娥五号返回器从a点无动力滑入大气层,然后从c点“跳”出,再从e点“跃”入,实现减速。d点为轨迹的最高点,到地心的距离为r,返回器在d点时的速度大小为v,地球质量为M,引力常量为G。则返回器(　　) A.在a、c、e点时动能相等 B.在b点加速度方向指向轨迹凹侧 C.在d点时的加速度大小为 D.在d点时的速度大小为v= 2.答案　BC 3.★★(多选)(2026届黑龙江哈尔滨三中期中)北京时间2025年7月15日8时52分,天舟九号货运飞船(以下简称飞船)成功对接于空间站天和核心舱(以下简称核心舱)后向端口。如图所示,对接前飞船、核心舱分别在轨道Ⅰ、Ⅱ上绕地球做匀速圆周运动,且两者均沿顺时针方向运行。飞船通过变轨与核心舱对接最终二者一起在轨道Ⅱ上运动,不计飞船的质量变化。下列说法正确的是(　　) A.对接前飞船的线速度大于核心舱的线速度 B.对接前飞船的周期大于核心舱的周期 C.飞船可通过减速变轨至轨道Ⅱ上与核心舱对接 D.飞船在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行时的机械能 3.答案　AD 4.★★★(2025届陕西宝鸡模拟)2024年3月20日,长征八号火箭成功发射,将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示,鹊桥二号进入近月点为P、远月点为A的月球捕获椭圆轨道,开始绕月球飞行。经过多次轨道控制,鹊桥二号最终进入近月点为P、远月点为B、周期为24 h的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是(　　) A.离开火箭时速度大于地球的第二宇宙速度 B.在捕获轨道运行的周期大于24小时 C.在捕获轨道上经过P点时,需要点火加速,才可能进入环月轨道 D.经过A点的加速度大于经过B点的加速度 4.答案　B 5.★★★(2025河北,7,4分)随着我国航天事业飞速发展,人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力,不考虑自转,该星球可视为质量分布均匀的球体,半径为R0,表面重力加速度为g0。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时,引力势能为mg0·(r≥R0)。要使飞行器在距星球表面高度为R0的轨道上做匀速圆周运动,则发射初速度为(　　) A.　　　　B.　　　　 C.　　　　D. 5.答案　B 题组2　双星和多星问题 1.★★★(2024届黑龙江三模)宇宙空间有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统,黑洞的质量大于恒星的质量,它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动,双星系统中的黑洞能缓慢“吸食”恒星表面的物质,造成质量转移且间距不变,它们的运动轨道可近似看成圆,则(　　) A.黑洞与恒星之间的引力大小不变 B.双星系统运动的周期变大 C.恒星运动的线速度变大 D.双星系统的总动能不变 1.答案　C 2.★★★(2025届内蒙古包头二模)在恒星形成后的演化过程中,一颗恒星可能在运动中接近并捕获另外两颗恒星,逐渐形成稳定的三星系统。如图所示是由三颗星体构成的系统,星体B、C的质量均为m,星体A的质量是星体B的4倍,忽略其他星体对它们的作用,三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做圆周运动。星体A、B、C的向心加速度大小之比为(　　) A.∶7∶7　　　　B.4∶7∶7 C.1∶4∶4　　　　D.1∶7∶7 2.答案　A 3.★★★(2024重庆,7,4分)在万有引力作用下,太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动,假设a、b两个天体的质量均为M,间距为2r,其连线的中点为O,另一天体c(图中未画出)质量为m(m≪M),若c处于a、b连线的垂直平分线上某特殊位置,a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀速圆周运动,且相对位置不变,忽略其他天体的影响,引力常量为G。则(　　) A.c的线速度大小为a的倍 B.c的向心加速度大小为b的一半 C.c在一个周期内的路程为2πr D.c的角速度大小为 3.答案　A 4.★★★(多选)(2023福建,8,6分)人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日L2点附近,L2点的位置如图所示。在L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用,始终与太阳、地球保持相对静止。考虑到太阳系内其他天体的影响很小,太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点O(图中未标出)转动的双星系统。若太阳和地球的质量分别为M和m,航天器的质量远小于太阳、地球的质量,日心与地心的距离为R,引力常量为G,L2点到地心的距离记为r(r≪R),在L2点的航天器绕O点转动的角速度大小记为ω。下列关系式正确的是可能用到的近似≈(　　) A.ω=　　　　B.ω= C.r=R　　　　D.r=R 4.答案　BD 5.★★★(2025届福建多校联考)宇宙中存在稳定的四星系统。如图1,四颗质量均为m的行星位于边长为L1=L的正方形的四个顶点上,绕正方形中心一起做匀速圆周运动。如图2,三颗质量均为m的行星位于边长为L2=2L的等边三角形的三个顶点上,绕位于三角形中心的中央星一起做匀速圆周运动,若两个系统的环绕周期相等,则图2中中央星的质量为(　　) 　　 A.m　　　　B.m C.m　　　　D.m 5.答案　C 第 2 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $