2027届高考物理一轮复习专项训练：第五章 卫星的“追及相遇”问题与卫星变轨和对接问题

卫星的“追及相遇”问题

1.如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B两卫星的轨道半径的比值为k，地球自转周期为T0。某时刻A、B两卫星距离最近，从该时刻起到A、B间距离最远所经历的最短时间为(　　)

A. B.

C. D.

2.地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，环绕方向如图所示。已知卫星一运行的周期为T1=T0，地球的半径为R0，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为R1=2R0，R2=8R0，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为π，下列说法正确的是(　　)

A.卫星二的机械能一定大于卫星一的机械能

B.地球的质量M=

C.卫星二围绕地球做圆周运动的周期T2=4T0

D.从图示时刻开始，经过t=T0时间两卫星第一次相距最近

3.假设有一载人宇宙飞船在距赤道地面高度为4 200 km的上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6 400 km，地球同步卫星距地面高为36 000 km，宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻两者相距最远，从此该开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为(　　)

A.4次 B.6次 C.7次 D.8次

4.如图所示，卫星甲、乙均绕地球做匀速圆周运动，轨道平面相互垂直，乙的轨道半径是甲的倍。两卫星和地心在同一直线且甲、乙位于地球同侧的位置称为“相遇”，则从某次“相遇”后，甲绕地球运动15圈的时间内，甲、乙两卫星将“相遇”(　　)

A.1次 B.2次

C.3次 D.4次

5.(2024·四川成都市二诊)在地球赤道平面内有一颗运动方向与地球自转方向相同的卫星，其轨道半径为地球半径的倍，在赤道上某处建有一卫星监测站。若地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，地球自转角速度为ω。卫星的通讯信号视为沿直线传播，卫星和监测站之间被地球遮挡时监测不到，则监测站能连续监测到该卫星的最长时间约为(　　)

A. B.

C. D.

卫星变轨和对接问题

1.我国2021年4月29日在海南文昌航天发射场用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站“天和”核心舱送入预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。关于火箭发射以及空间站的组合、对接，下列说法正确的是(　　)

A.火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升

B.空间站在轨运行的速率可能大于7.9 km/s

C.飞船要和在轨的核心舱对接，通常是将飞船发射到较低的轨道上，然后使飞船加速实现对接

D.在空间站中工作的航天员因为不受地球引力作用，所以处于完全失重状态

2.(2025·湖北省部分学校联考)2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。“嫦娥六号”以逆行方式进入月球轨道，被月球捕获后的部分过程如图所示。探测器在“12 h大椭圆轨道1”运行经过P点时变轨进入“4 h椭圆停泊轨道2”，在轨道2上经过P时再变轨进入“200 km圆轨道3”，三个轨道相切于P点，Q点是轨道2上离月球最远的点。下列说法正确的是(　　)

A.探测器从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速

B.探测器分别沿着轨道2和轨道3运行时，经过P点的加速度大小相等

C.探测器沿着轨道2经过Q点的速度大于沿着轨道3经过P点的速度

D.探测器在轨道3上运行的周期比在轨道1上运行的周期大

3.(多选)(2025·湖南衡阳市模拟)如图所示，一颗质量为m的卫星要发射到中地圆轨道上，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道进入中地圆轨道运行。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)

A.卫星进入中地圆轨道时需要在N点减速

B.该卫星在转移轨道上的M点和N点的速度关系为vM=4vN

C.该卫星在中地圆轨道上运行的速度为

D.该卫星在转移轨道上从M点运行至N点(M、N与地心在同一直线上)所需的时间为2π

4.(多选)(2025·天津市南开区二模)2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05星。如图，高分十一号05星和另一颗卫星a分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为2R，两轨道位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是(　　)

A.在图示位置，高分十一号05星的加速度大小小于卫星a的加速度大小

B.在图示位置，两卫星的线速度大小关系为v1>v2

C.从图示位置开始，卫星a先运动到A点

D.高分十一号05星的线速度大小始终大于卫星a的线速度大小