增分热点3 深空探索（复习讲义）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦深空探索热点，整合万有引力定律、圆周运动规律、天体运动参量计算等核心考点，通过热点背景速递、核心知识映射表、考向分类破译构建知识体系，再经考点梳理、解题范式归纳、真题溯源训练等环节，帮助学生形成从情境到模型的分析路径，体现复习的系统性和针对性。 资料以中国嫦娥七号、天问二号等最新任务为情境载体，采用“情境-模型-应用”教学策略，如在卫星发射考向中引导学生对比不同轨道卫星的周期与速度关系，培养科学思维和模型建构能力。设置基础真题、模拟预测分层练习，配合考向突破方法指导，能有效提升学生解决复杂问题的能力，为教师把控复习节奏提供清晰的教学框架。

增分热点3 深空探索（原卷版） 内容导航 热点AI命题，应用唤醒记忆 201 热点引入·原创命题 拆解核心考点，归纳解题范式 302 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 深空探索 3 热点背景·速递 3 ‌一、中国深空探索：重大任务密集突破‌ 3 ‌二、国际深空探索：多国协同与技术突破‌ 4 ‌三、科学成果与未来展望‌ 4 核心知识·解构 5 一、核心知识点与高考考点映射表 5 命题趋势·预测 5 热点考向·破译 5 考向1 卫星发射 5 考向2 空间站建设 6 考向3 月球探索 6 考向4 火星探索 7 溯源真题逻辑，感知高考考向 803 真题溯源·考向感知 命题预测模拟，专项突破热点 1104 命题预测·模拟训练 热点引入·原创命题 ——热点情境AI命题，应用知识唤醒记忆 【热点情境综合题】阅读下列材料，回答问题。 天链二号06星绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约为36000 km，地球半径取 R=6400km，地球质量 M=5.97×1024kg，引力常量G=6.67×10−11N·m2/kg2。空间站内，一名质量为 m=60kg 的航天员正静止漂浮于实验舱中央，其身旁有一质量为m0​=2kg 的实验球体，也处于完全漂浮状态。 （1）求天链二号06星绕地球运行的线速度大小（结果保留两位有效数字）； （2）判断航天员在空间站内所受地球引力与他在地面时所受重力的大小关系，并说明理由； （3）若航天员轻轻推动实验球体，使其获得一个水平初速度 v0​=0.5m/s，此后球体将如何运动？请结合牛顿第一定律和微重力环境解释； （4）火箭在发射加速上升阶段，航天员处于超重状态。若此时火箭竖直向上的加速度为a=8m/s2，求航天员对座椅的压力是其地面重力的多少倍？ 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 深空探索 热点背景·速递 ‌一、中国深空探索：重大任务密集突破‌ ‌嫦娥七号进入发射倒计时‌ 执行月球南极探测任务的‌嫦娥七号探测器‌已于2026年7月13日随‌长征五号遥十四运载火箭‌安全运抵文昌航天发射场，计划于2026年8月择机发射。本次任务将搭载来自‌埃及、巴林、意大利、俄罗斯、瑞士、泰国及国际月球天文台协会‌的7国共6台科学载荷，重点探测月球南极水冰分布，为未来月球科研站建设奠定基础。探测器配备“飞跃器”，具备在月面崎岖地形中“飞、爬、探”一体化能力，实现对永久阴影区的原位探测。 ‌天问二号成功抵达小行星2016HO3‌ 2026年7月2日，‌天问二号探测器‌历经约400天、10亿千米飞行，成功与近地小行星‌2016HO3‌交会，抵达距其约20千米的预定轨道，正式开启科学探测阶段。探测器已获取高分辨率影像，并利用光学导航数据将小行星星历误差从百千米级压缩至‌千米级‌。其创新采用“边飞边探边决策”策略，搭载11台科学载荷，将评估表面结构、物质成分，为后续‌触碰、悬停、附着‌三种采样模式提供实时决策支持。采样完成后，探测器将飞往主带彗星‌311P‌，开启长达7年的深空探测第二阶段。 ‌中国空间站进入“十”字构型扩容时代‌ 2026年4月29日，中国载人航天工程办公室正式宣布启动‌空间站二次扩容‌，核心舱前向接口将加装‌20吨级多功能扩展舱段‌，使原“T”字构型升级为“十”字四舱结构。扩容后，空间站对接口总数增至‌7个‌，可同时支持‌6艘飞船‌停靠、3个乘组轮换，科研载荷能力提升3倍。新增舱段自带轨控发动机，可独立调轨，兼容美俄飞船接口，已为‌外籍航天员入驻‌及‌“巡天”空间望远镜‌对接做好准备。该构型为全球首创，标志着中国空间站从“实验室”向“太空母港”转型。 ‌二、国际深空探索：多国协同与技术突破‌ ‌NASA Psyche任务完成火星引力助推‌ 2026年5月15日，NASA的‌Psyche探测器‌成功飞掠火星，距离表面仅2,800英里（约4,500公里），利用火星引力实现速度增量，加速飞向其目标——金属小行星‌Psyche‌。该任务旨在探索太阳系早期行星核的演化，是人类首次探测“金属世界”。 ‌ESA火星车获NASA关键支持，但预算存风险‌ 欧洲空间局（ESA）的“罗莎琳·富兰克林”火星车任务获得NASA关键技术支持，包括‌放射性同位素加热单元（RHU）‌、着陆制动发动机与质谱仪。该任务计划于‌2028年‌由SpaceX‌猎鹰重型火箭‌发射。然而，美国2027财年预算提案中拟取消该项目，国际合作前景面临不确定性。 ‌詹姆斯·韦伯望远镜发现隐匿巨行星‌ 2026年7月24日，JWST在‌绘架座恒星系统‌中发现一颗此前未被观测到的‌隐匿巨行星‌，其轨道位于尘埃盘内侧，可能通过引力扰动塑造了盘结构。该发现为行星形成理论提供了新观测证据，相关成果已发布于《自然》期刊。 ‌三、科学成果与未来展望‌ ‌嫦娥六号月壤研究持续突破‌ 2026年5月，中国科学院发布嫦娥六号月背样品最新成果：首次在月壤中发现‌天然形成的单壁碳纳米管‌，证实月球背面月幔比正面更“冷”，并首次获取‌月背古磁场数据‌，填补了10亿年空白，为理解月球“二分性”提供关键证据。 ‌中国主导深空探测国际合作机制‌ 2026年4月，中国国家航天局发布‌天问三号任务国际合作项目遴选结果‌，确定5项国际载荷合作方案，涵盖火星生命痕迹探测、分子离子分析等前沿方向，推动“太空命运共同体”建设。 核心知识·解构 一、核心知识点与高考考点映射表 航天工程 命题价值 典型考查维度 ‌嫦娥探月工程‌（嫦娥三号至六号） 月球轨道动力学、变轨控制、软着陆缓冲 椭圆轨道与圆轨道的能量比较、近月制动、月面采样返回的轨道修正 ‌天问一号火星探测‌ 火星捕获、进入-下降-着陆（EDL）过程 大气阻力与减速模型、引力场强度计算、太阳能与核能动力选择 ‌中国空间站（天宫）‌ 长期在轨运行、失重环境、舱段对接 完全失重本质、宇航员受力分析、对接过程动量守恒 ‌冷原子钟与“梦天”实验舱‌ 精密测量与时空基准 原子能级跃迁与频率稳定性（关联近代物理） ‌“巡天”空间望远镜‌ 近地轨道运行参数计算 轨道高度与重力加速度关系、角速度与周期推导 命题趋势·预测 2025–2026年命题持续强化“科技自立自强”价值引领，‌嫦娥六号月背采样、空间站二期建设、小行星探测‌等最新进展已成为命题新热点。 热点考向·破译 考向1 卫星发射 例1千帆星座是我国正在建设的全球低轨卫星互联网星座计划。其部署的第一阶段（2023~2025年）计划发射648颗GEN1卫星，轨道高度约1000公里；第二阶段（2026~2027年）追加发射648颗GEN2卫星，轨道高度约500公里。已知同步卫星轨道高度约36000公里，GEN1和GEN2轨道是圆轨道，则（　　） A．GEN1卫星的运行周期大于同步卫星 B．GEN1卫星的线速度小于赤道上静止的物体 C．GEN1卫星与GEN2卫星的向心加速度大小之比约为 D．GEN2卫星的向心加速度大于赤道上静止的物体 ▶新情境◀【变式训练1】 2026年3月，中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图，人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上，人造卫星A和B在DRO轨道上，该轨道距离地球约31-45万公里，距离月球约7-10万公里，具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示，以下说法正确的是（     ） A．卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s B．卫星C的运行速度大于 C．若卫星B加速，将会追上卫星A并成功对接 D．卫星C环绕地球一周的时间约为95 min 考向2 空间站建设 例2 2025年11月1日，神舟二十号与神舟二十一号机组在太空完成“会师”。已知地球静止卫星轨道高度约36000 km，地球半径约6400 km，空间站运行在离地约400 km的圆轨道上。下列说法正确的是（     ） A．空间站运行速度大于7.9 km/s B．空间站运行的周期小于24 h C．空间站的向心加速度小于地球静止卫星的向心加速度 D．空间站内的物体处于完全失重状态，是因为不受地球引力作用 考向3 月球探索 例3 2026年4月9日，嫦娥七号探测器运抵海南文昌发射场，计划于下半年发射，探测器将在地月转移轨道飞行约4～5天后，通过“近月制动”被月球捕获，进入环月椭圆轨道，后续将择机着陆月球南极，如图所示。设探测器的质量为m，探测器在近月轨道做匀速圆周运动的线速度为v，引力常量为G，下列说法正确的是（     ） A．探测器从地球发射的速度大于11.2 km/s B．探测器从地月转移轨道进入环月轨道，需点火加速 C．探测器在近月轨道运行时，在探测器内可以用握力器锻炼手指和手掌的肌肉群 D．只根据题中所给数据可以计算出月球的质量 考向4 火星探索 例4（2026·江西宜春·模拟预测）如图，“天问二号”在地球上发射后直接进入地球和2016HO3小行星间的转移轨道，在转移轨道的点被2016HO3小行星俘获，俘获后绕2016HO3小行星在高度的轨道上以周期做匀速圆周运动，2016HO3小行星与地球的距离为。已知引力常量为，地球和小行星半径分别为、，忽略其他星体的影响，下列说法正确的是（　　） A．“天问二号”从点发射速度等于 B．小行星的密度大于 C．地球的质量为 D．从到转移过程，地球对“天问二号”的引力始终小于“天问二号”对地球的引力 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考真题）我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km，空间站内的宇航员每24h能看到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km。已知地球半径约为6400km，空间站与该卫星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该卫星的周期约为（   ） A．1.0h B．1.5h C．2.0h D．2.4h 2．（2026·湖南·高考真题）郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（   ） A． B． C． D． 3．（2025·浙江·高考真题）2025年4月30日，“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆，宇航员顺利出舱。在其返回过程中，下列说法正确的是（　　） A．研究返回舱运行轨迹时，可将其视为质点 B．随着返回舱不断靠近地面，地球对其引力逐渐减小 C．返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 D．用返回舱的轨迹长度和返回时间，可计算其平均速度的大小 4．（2025·湖南·高考真题）我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探测某自转周期为的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理量得到。下列选项正确的是（　　） A．a为为为 B．a为为为 C．a为为为 D．a为为为 5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km，轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10－11N⋅m2/kg2，根据以上数据可推算出火星的（   ） A．质量 B．体积 C．逃逸速度 D．自转周期 6．（2024·重庆·高考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中（   ） A．减速阶段所受合外力为0 B．悬停阶段不受力 C．自由下落阶段机械能守恒 D．自由下落阶段加速度大小g = 9.8m/s2 7．（2024·海南·高考真题）嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 8．（2024·安徽·高考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（    ） A．周期约为144h B．近月点的速度大于远月点的速度 C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 9．（2024·山东·高考真题）“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A． B． C． D． 10．（2024·全国甲卷·高考真题）2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是（　　） A．在环月飞行时，样品所受合力为零 B．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零 C．样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同 D．样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小 11．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统拉格朗日点L5。研究表明，太阳中心、地球中心和的连线构成稳定的等边三角形，太阳、地球和部署在的卫星以相同周期绕日地连线上的点做圆周运动，如图所示，则（     ） A．卫星的向心加速度比地球的大 B．卫星与地球的线速度大小相等 C．太阳和地球对卫星引力的合力指向、连线中点 D．太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比 12．（2025·安徽·高考真题）（多选）2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A． B． C． D． 13．（2024·福建·高考真题）（多选）据报道，我国计划发射的“巡天号”望远镜将运行在离地面约的轨道上，其视场比“哈勃”望远镜的更大。已知“哈勃”运行在离地面约的轨道上，若两望远镜绕地球近似做匀速圆周运动，则“巡天号”（　　） A．角速度大小比“哈勃”的小 B．线速度大小比“哈勃”的小 C．运行周期比“哈勃”的小 D．向心加速度大小比“哈勃”的大 命题预测·模拟训练 ——命题预测模拟，专项突破热点 1．（2026·河南郑州·模拟预测）2025年6月20日20时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星9C卫星发射升空，卫星顺利进入预定的地球静止轨道，中星9C卫星是广播电视专用直播卫星。已知地球北极点的重力加速度为，赤道上的重力加速度为，地球的半径为R，电磁波在真空中的传播速度为c，则从中星9C上发出的电视信号到达地球上的最长时间可表示为（忽略地球大气对电磁波传播速度的影响）（     ） A． B． C． D． 2．（2026·山西忻州·模拟预测）2025年1月21日1时12分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十九号乘组的航天员在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。空间站运行圆轨道距地面高度约。航天员进行舱外巡检任务时与空间站相对静止。已知地球半径，取，下列说法正确的是（    ） A．此时航天员所受的重力大于其在地表时所受的重力 B．空间站运行速度大于 C．空间站绕地球运转的周期约为 D．与空间站同轨运行的卫星加速后会与空间站相撞 3．（2026·贵州黔西南·二模）2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船成功发射，飞船与空间站组合体自主对接后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径。下列说法正确的是（     ） A．飞船的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．飞船在轨运行的线速度小于地球同步卫星在轨运行的线速度 C．飞船在轨运行的周期大于地球自转周期 D．飞船返回地球时，需要点火加速做离心运动 4．（2026·河北·模拟预测）“天问一号”是中国首次自主火星探测任务，成功实现了火星的环绕、着陆和巡视，标志着中国在深空探测领域的重要进展。如图所示，“天问一号”通过调相轨道2在点进入火星的停泊轨道1，轨道1和轨道2在点相切，为轨道2的远火点，为轨道2的近火点，则“天问一号”（     ） A．在地球的发射速度介于与之间 B．在轨道2运动的周期小于在轨道1运动的周期 C．在轨道2运动的机械能小于在轨道1运动的机械能 D．在轨道2经过点的速度小于在轨道1经过点的速度 5．（2026·浙江金华·二模）2026年4月2日，决心“重返月球”的美国发射了“猎户座”绕月载人飞船，飞船被月球捕获后绕月球沿椭圆轨道运动，周期为T，A、C，B、D分别位于椭圆轨道的长轴和短轴上，A和C到月球中心的距离分别为和，已知月球半径为R，近月卫星的运动周期为，则下列说法正确的是（　　） A．“猎户座”飞船从A经过B飞到C的时间小于 B．如果，则 C．“猎户座”飞船在A点和C点的加速度大小之比为 D．“猎户座”飞船在A点和C点的线速度大小之比为 6．（2025·广东广州·模拟预测）“天问二号”火星探测器计划于2025年5月前后发射。未来，“天问二号”发射后按计划进入火星引力范围，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。“天问二号”质量为m，如图所示，ac为椭圆的长轴，bd为短轴，a点为椭圆的近火点、到火星中心的距离为，经过a点时的速度大小为，所受引力大小为；c点为远火点、到火星中心的距离为，“天问二号”经过c点时的速度大小为，所受引力大小为。下列关于天问二号说法正确的是（     ） A． B． C．在b点和d点的加速度相同 D．沿bcd运动的时间和沿dab运动的时间不同 7．（2026·安徽六安·模拟预测）美国spacex公司计划在2026年对其发射的星链卫星进行降轨操作，降轨后的星链卫星，对我国天宫号空间站的安全造成很大的威胁。如图所示，假设某颗星链卫星降轨后的轨道为椭圆，天宫空间站轨道为圆形，两轨道在同一平面内，A、B是两轨道的交点。已知它们的周期相同，下列说法正确的是（　　） A．星链卫星在近地点的速度一定大于空间站的速度 B．空间站卫星和星链卫星在A点处的向心加速度相同 C．星链卫星与空间站在A处的速度有可能相同 D．由于轨道有交点，经过一段时间后，它们一定会相遇 8．（2026·安徽合肥·模拟预测）神舟二十二号飞船成功对接空间站天和核心舱后，飞船将转入组合体停靠段，后续将作为神舟二十一号航天员乘组的返回飞船。已知空间站轨道为距地面高度约为400千米的圆轨道，地球半径约为6400千米，同步卫星轨道为距地面高度约为36000千米的圆轨道。下列说法正确的是（     ） A．空间站的运行周期大于24h B．神舟二十二号先到达空间站所处轨道，再加速与空间站实现对接 C．神舟二十二号与空间站对接后，组合体质量增加，轨道半径变大 D．若某颗同步卫星和空间站在同一轨道平面内同向运动，则二者相邻两次相距最近的时间间隔小于24h 9．（2026·重庆江北·三模）（多选）我国计划在月球表面建立长期驻留的太空基地，在基地建设前对月球相关物理量进行探测。已知月球半径为R，近月卫星的周期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，忽略地球、月球自转影响。根据以上提供的物理量可得（     ） A．月球的质量为 B．质量为m的物体在月球表面受到的重力为 C．月球表面的重力加速度为 D．月球的密度为 10．（2026·福建福州·模拟预测）（多选）2026年梦舟载人飞船首飞，将完成空间站对接与近地轨道往返。飞船与空间站对接前，先在低轨道做圆周运动，再点火加速变轨。低轨道半径近似为地球半径，地球表面重力加速度，引力常量。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨运行的线速度大小约为 B．飞船在高轨道稳定运行的周期比低轨道小 C．飞船从低轨道加速变轨到高轨道，其机械能增大 D．飞船在轨运行时，宇航员处于完全失重状态，不受地球引力作用 11．（2026·湖北孝感·模拟预测）（多选）2024年6月2日上午6时23分，嫦娥六号成功着陆月球背面。设想嫦娥六号被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道Ⅱ距月球表面的距离为，椭圆轨道Ⅰ远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为。忽略其他天体对嫦娥六号的影响，则下列说法正确的是（　　） A． B．嫦娥六号在椭圆轨道上近月点与远月点速率之比为 C．月球第一宇宙速度小于轨道Ⅱ上的运行速度 D．嫦娥六号在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 12．（2026·福建宁德·二模）（多选）我国探月工程四期任务中，“鹊桥二号”中继星与“嫦娥七号”轨道器协同工作。如图所示，“鹊桥二号”在环月大椭圆冻结轨道上运行，“嫦娥七号”轨道器在环月极地圆轨道上运行，两轨道相切于近月点。忽略月球自转及其他天体影响，关于“鹊桥二号”中继星，下列说法正确的是（　　） A．运行周期小于“嫦娥七号”轨道器的运行周期 B．在近月点的加速度等于“嫦娥七号”轨道器的加速度 C．在远月点的速度大于“嫦娥七号”轨道器的运行速度 D．在地球表面附近的发射速度大于 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 增分热点3 深空探索（解析版） 内容导航 热点AI命题，应用唤醒记忆 201 热点引入·原创命题 拆解核心考点，归纳解题范式 502 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 深空探索 5 热点背景·速递 5 ‌一、中国深空探索：重大任务密集突破‌ 5 ‌二、国际深空探索：多国协同与技术突破‌ 6 ‌三、科学成果与未来展望‌ 7 核心知识·解构 7 一、核心知识点与高考考点映射表 7 命题趋势·预测 7 热点考向·破译 7 考向1 卫星发射 7 考向2 空间站建设 9 考向3 月球探索 10 考向4 火星探索 11 溯源真题逻辑，感知高考考向 1303 真题溯源·考向感知 命题预测模拟，专项突破热点 2104 命题预测·模拟训练 热点引入·原创命题 ——热点情境AI命题，应用知识唤醒记忆 【热点情境综合题】阅读下列材料，回答问题。 天链二号06星绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约为36000 km，地球半径取 R=6400km，地球质量 M=5.97×1024kg，引力常量G=6.67×10−11N·m2/kg2。空间站内，一名质量为 m=60kg 的航天员正静止漂浮于实验舱中央，其身旁有一质量为m0​=2kg 的实验球体，也处于完全漂浮状态。 （1）求天链二号06星绕地球运行的线速度大小（结果保留两位有效数字）； （2）判断航天员在空间站内所受地球引力与他在地面时所受重力的大小关系，并说明理由； （3）若航天员轻轻推动实验球体，使其获得一个水平初速度 v0​=0.5m/s，此后球体将如何运动？请结合牛顿第一定律和微重力环境解释； （4）火箭在发射加速上升阶段，航天员处于超重状态。若此时火箭竖直向上的加速度为a=8m/s2，求航天员对座椅的压力是其地面重力的多少倍？ ✨命题走向及思路： · ‌本题以‌最新航天成就‌为真实情境，紧扣人教版必修第一册第二章“相互作用”核心内容，避免使用“天问三号”等尚未实施的任务参数，确保数据权威、时间贴合（2026年7月发射）。 （1）‌ 考查基本公式应用，需区分轨道半径与地球半径，训练单位换算与科学计算能力； （2）‌ 纠正“失重即无重力”的常见误区，强调引力依然存在，是“表观重力”为零； （3）‌ 引导学生理解“微重力”≠“无引力”，而是“无接触力”，符合牛顿第一定律； （4）‌ 联系火箭发射阶段，强化超重现象的动态分析，体现“力与运动”的综合应用。 题目难度梯度合理，符合浙江高考中等偏上命题风格，具备区分度。 【答案】 ‌‌（1）线速度计算‌ 卫星轨道半径： r=R+h=6400km+36000km=42400km=4.24×107m 由万有引力提供向心力： 代入数据：v≈3060m/s ‌答案：‌ 3.1×103​m/s（保留两位有效数字） ‌（2）引力与重力关系‌ 航天员在空间站内所受地球引力大小为： 其中 rr 为航天员到地心的距离（约42400 km），与（1）中卫星轨道半径相同。 在地面时，重力为： 由于 r>R，故 F引​<G0​，即引力小于地面重力。 但“失重”并非因为引力消失，而是因为航天员与空间站一起做自由落体运动（向心加速度等于当地重力加速度），‌支持力为零‌，故表现为“漂浮”。 ‌答案：‌ 航天员所受地球引力小于其在地面时所受重力，但‌不为零‌；其“失重”是由于处于完全失重状态，支持力为零，而非引力消失。 ‌（3）实验球体的运动‌ 在微重力环境下，实验球体所受合外力近似为零（引力提供向心力，无空气阻力、无接触力）。 根据‌牛顿第一定律‌：物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态。 航天员推动球体后，球体获得初速度 v0​=0.5m/s，此后将‌以该速度沿直线匀速运动‌，直至与舱壁碰撞或受其他外力作用。 ‌答案：‌ 球体将以 0.5m/s 的速度做匀速直线运动，因为微重力环境下合外力为零，惯性使其保持原有运动状态。 ‌（4）超重状态下压力倍数‌ 火箭加速上升时，航天员受两个力：重力 mg 向下，座椅支持力 N 向上。 由牛顿第二定律：N−mg=ma⇒N=m(g+a) 代入g=9.8m/s2， a=8m/s2： N=60×(9.8+8)=60×17.8=1068N 地面重力： G0​=mg=60×9.8=588N 压力倍数：​=​≈1.82 ‌答案：‌ 航天员对座椅的压力约为其地面重力的1.8​ 倍（保留两位有效数字）。 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 深空探索 热点背景·速递 ‌一、中国深空探索：重大任务密集突破‌ ‌嫦娥七号进入发射倒计时‌ 执行月球南极探测任务的‌嫦娥七号探测器‌已于2026年7月13日随‌长征五号遥十四运载火箭‌安全运抵文昌航天发射场，计划于2026年8月择机发射。本次任务将搭载来自‌埃及、巴林、意大利、俄罗斯、瑞士、泰国及国际月球天文台协会‌的7国共6台科学载荷，重点探测月球南极水冰分布，为未来月球科研站建设奠定基础。探测器配备“飞跃器”，具备在月面崎岖地形中“飞、爬、探”一体化能力，实现对永久阴影区的原位探测。 ‌天问二号成功抵达小行星2016HO3‌ 2026年7月2日，‌天问二号探测器‌历经约400天、10亿千米飞行，成功与近地小行星‌2016HO3‌交会，抵达距其约20千米的预定轨道，正式开启科学探测阶段。探测器已获取高分辨率影像，并利用光学导航数据将小行星星历误差从百千米级压缩至‌千米级‌。其创新采用“边飞边探边决策”策略，搭载11台科学载荷，将评估表面结构、物质成分，为后续‌触碰、悬停、附着‌三种采样模式提供实时决策支持。采样完成后，探测器将飞往主带彗星‌311P‌，开启长达7年的深空探测第二阶段。 ‌中国空间站进入“十”字构型扩容时代‌ 2026年4月29日，中国载人航天工程办公室正式宣布启动‌空间站二次扩容‌，核心舱前向接口将加装‌20吨级多功能扩展舱段‌，使原“T”字构型升级为“十”字四舱结构。扩容后，空间站对接口总数增至‌7个‌，可同时支持‌6艘飞船‌停靠、3个乘组轮换，科研载荷能力提升3倍。新增舱段自带轨控发动机，可独立调轨，兼容美俄飞船接口，已为‌外籍航天员入驻‌及‌“巡天”空间望远镜‌对接做好准备。该构型为全球首创，标志着中国空间站从“实验室”向“太空母港”转型。 ‌二、国际深空探索：多国协同与技术突破‌ ‌NASA Psyche任务完成火星引力助推‌ 2026年5月15日，NASA的‌Psyche探测器‌成功飞掠火星，距离表面仅2,800英里（约4,500公里），利用火星引力实现速度增量，加速飞向其目标——金属小行星‌Psyche‌。该任务旨在探索太阳系早期行星核的演化，是人类首次探测“金属世界”。 ‌ESA火星车获NASA关键支持，但预算存风险‌ 欧洲空间局（ESA）的“罗莎琳·富兰克林”火星车任务获得NASA关键技术支持，包括‌放射性同位素加热单元（RHU）‌、着陆制动发动机与质谱仪。该任务计划于‌2028年‌由SpaceX‌猎鹰重型火箭‌发射。然而，美国2027财年预算提案中拟取消该项目，国际合作前景面临不确定性。 ‌詹姆斯·韦伯望远镜发现隐匿巨行星‌ 2026年7月24日，JWST在‌绘架座恒星系统‌中发现一颗此前未被观测到的‌隐匿巨行星‌，其轨道位于尘埃盘内侧，可能通过引力扰动塑造了盘结构。该发现为行星形成理论提供了新观测证据，相关成果已发布于《自然》期刊。 ‌三、科学成果与未来展望‌ ‌嫦娥六号月壤研究持续突破‌ 2026年5月，中国科学院发布嫦娥六号月背样品最新成果：首次在月壤中发现‌天然形成的单壁碳纳米管‌，证实月球背面月幔比正面更“冷”，并首次获取‌月背古磁场数据‌，填补了10亿年空白，为理解月球“二分性”提供关键证据。 ‌中国主导深空探测国际合作机制‌ 2026年4月，中国国家航天局发布‌天问三号任务国际合作项目遴选结果‌，确定5项国际载荷合作方案，涵盖火星生命痕迹探测、分子离子分析等前沿方向，推动“太空命运共同体”建设。 核心知识·解构 一、核心知识点与高考考点映射表 航天工程 命题价值 典型考查维度 ‌嫦娥探月工程‌（嫦娥三号至六号） 月球轨道动力学、变轨控制、软着陆缓冲 椭圆轨道与圆轨道的能量比较、近月制动、月面采样返回的轨道修正 ‌天问一号火星探测‌ 火星捕获、进入-下降-着陆（EDL）过程 大气阻力与减速模型、引力场强度计算、太阳能与核能动力选择 ‌中国空间站（天宫）‌ 长期在轨运行、失重环境、舱段对接 完全失重本质、宇航员受力分析、对接过程动量守恒 ‌冷原子钟与“梦天”实验舱‌ 精密测量与时空基准 原子能级跃迁与频率稳定性（关联近代物理） ‌“巡天”空间望远镜‌ 近地轨道运行参数计算 轨道高度与重力加速度关系、角速度与周期推导 命题趋势·预测 2025–2026年命题持续强化“科技自立自强”价值引领，‌嫦娥六号月背采样、空间站二期建设、小行星探测‌等最新进展已成为命题新热点。 热点考向·破译 考向1 卫星发射 例1千帆星座是我国正在建设的全球低轨卫星互联网星座计划。其部署的第一阶段（2023~2025年）计划发射648颗GEN1卫星，轨道高度约1000公里；第二阶段（2026~2027年）追加发射648颗GEN2卫星，轨道高度约500公里。已知同步卫星轨道高度约36000公里，GEN1和GEN2轨道是圆轨道，则（　　） A．GEN1卫星的运行周期大于同步卫星 B．GEN1卫星的线速度小于赤道上静止的物体 C．GEN1卫星与GEN2卫星的向心加速度大小之比约为 D．GEN2卫星的向心加速度大于赤道上静止的物体 【答案】D 【详解】A．根据开普勒第三定律，轨道半径越大，周期越大。GEN1的轨道高度（1000公里）远小于同步卫星（36000公里），因此GEN1的周期更小，故A错误； B．由 可得 可知轨道半径越小，线速度越大。GEN1的轨道半径远小于同步卫星，故其线速度大于同步卫星。而同步卫星的线速度（与地球自转周期相同）远大于赤道物体的线速度（地球半径更小）。因此，GEN1的线速度大于赤道物体，故B错误； C．向心加速度，其中为轨道半径（地球半径+卫星高度）。GEN1的公里，GEN2的公里。加速度之比为 即约为1:1.15，而非1:4，故C错误； D．向心加速度可知，GEN2卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度；根据可知同步卫星的向心加速度大于赤道物体的向心加速度，可知GEN2卫星的向心加速度大于赤道上静止的物体，故D正确。 故选D。 ▶新情境◀【变式训练1】 2026年3月，中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图，人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上，人造卫星A和B在DRO轨道上，该轨道距离地球约31-45万公里，距离月球约7-10万公里，具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示，以下说法正确的是（     ） A．卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s B．卫星C的运行速度大于 C．若卫星B加速，将会追上卫星A并成功对接 D．卫星C环绕地球一周的时间约为95 min 【答案】D 【详解】A．是第二宇宙速度，是物体脱离地球引力的最小发射速度。卫星仍在地月空间，受地球引力束缚，没有脱离地球，因此发射速度小于，故A错误。 B．是绕地球运行卫星的最大环绕速度。由牛顿第二定律可得 解得，轨道半径越大，线速度越小。 卫星轨道半径大于地球半径，因此运行速度小于，故B错误。 C．若卫星加速，所需向心力增大，万有引力不足以提供向心力，卫星会做离心运动，轨道半径变大，无法追上同轨道的卫星，故C错误。 D．地球半径约为，卫星距离地面，轨道半径约为 近地卫星（轨道半径≈地球半径）的周期约为 根据开普勒第三定律，计算可得卫星的周期约为，故D正确。 故选D。 考向2 空间站建设 例2 2025年11月1日，神舟二十号与神舟二十一号机组在太空完成“会师”。已知地球静止卫星轨道高度约36000 km，地球半径约6400 km，空间站运行在离地约400 km的圆轨道上。下列说法正确的是（     ） A．空间站运行速度大于7.9 km/s B．空间站运行的周期小于24 h C．空间站的向心加速度小于地球静止卫星的向心加速度 D．空间站内的物体处于完全失重状态，是因为不受地球引力作用 【答案】B 【详解】A．7.9 km/s是第一宇宙速度，是围绕地球做圆周运动的物体的最大速度，即空间站运行速度小于7.9 km/s，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，则有 解得 设空间站的轨道半径为 地球静止卫星的轨道半径为 因为，故有空间站运行的周期小于地球静止卫星的周期24 h，故B正确； C．根据万有引力提供向心力，则有 得 因为，所以空间站的向心加速度大于地球静止卫星的向心加速度，故C错误； D．空间站内的物体处于完全失重状态，是因为所受地球引力全部提供向心力，D错误。 故选B。 考向3 月球探索 例3 2026年4月9日，嫦娥七号探测器运抵海南文昌发射场，计划于下半年发射，探测器将在地月转移轨道飞行约4～5天后，通过“近月制动”被月球捕获，进入环月椭圆轨道，后续将择机着陆月球南极，如图所示。设探测器的质量为m，探测器在近月轨道做匀速圆周运动的线速度为v，引力常量为G，下列说法正确的是（     ） A．探测器从地球发射的速度大于11.2 km/s B．探测器从地月转移轨道进入环月轨道，需点火加速 C．探测器在近月轨道运行时，在探测器内可以用握力器锻炼手指和手掌的肌肉群 D．只根据题中所给数据可以计算出月球的质量 【答案】C 【详解】A．为第二宇宙速度，达到该速度将脱离地球引力束缚。探测器仅飞往月球，仍在地月系内，发射速度应大于且小于，故A错误； B．从地月转移轨道进入环月轨道，需通过“近月制动”减速做近心运动，使探测器被月球捕获，若加速则会飞离月球，故B错误； C．近月轨道中探测器处于完全失重状态，但握力器依靠弹簧弹力或肌肉发力工作，与重力无关，可正常使用，故C正确； D．由得，需知道近月轨道半径，题中未给出，无法计算月球质量，故D错误。 故选C。 考向4 火星探索 例4（2026·江西宜春·模拟预测）如图，“天问二号”在地球上发射后直接进入地球和2016HO3小行星间的转移轨道，在转移轨道的点被2016HO3小行星俘获，俘获后绕2016HO3小行星在高度的轨道上以周期做匀速圆周运动，2016HO3小行星与地球的距离为。已知引力常量为，地球和小行星半径分别为、，忽略其他星体的影响，下列说法正确的是（　　） A．“天问二号”从点发射速度等于 B．小行星的密度大于 C．地球的质量为 D．从到转移过程，地球对“天问二号”的引力始终小于“天问二号”对地球的引力 【答案】B 【详解】A．“天问二号”是行星探测器，其发射速度应介于第二和第三宇宙速度之间，即发射的速度介于11.2km/s 和16.7km/s之间，故A错误； B．“天问二号”绕小行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 解得小行星质量 小行星密度 ，故B正确； C．小行星不绕地球运动，由小行星和地球两球心间距及“天问二号”绕小行星的周期T无法计算地球的质量，故C错误； D．地球对“天问二号”的引力与“天问二号”对地球的引力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，故D错误。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考真题）我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km，空间站内的宇航员每24h能看到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km。已知地球半径约为6400km，空间站与该卫星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该卫星的周期约为（   ） A．1.0h B．1.5h C．2.0h D．2.4h 【答案】B 【详解】由题知“天宫”空间站周期，运行半径r1 = 6800km “吉林一号”遥感卫星运行半径r2 = 6935km，根据开普勒第三定律有 解得T2 ≈ T1 = 1.5h 故选B。 2．（2026·湖南·高考真题）郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设恒星半径为R，由题意得行星轨道半径r = nR 行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 整理得恒星质量 恒星为均匀球体，体积，平均密度，将r = nR代入得 故选C。 3．（2025·浙江·高考真题）2025年4月30日，“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆，宇航员顺利出舱。在其返回过程中，下列说法正确的是（　　） A．研究返回舱运行轨迹时，可将其视为质点 B．随着返回舱不断靠近地面，地球对其引力逐渐减小 C．返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 D．用返回舱的轨迹长度和返回时间，可计算其平均速度的大小 【答案】A 【详解】A．当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略时可将其视为质点，研究返回舱的运行轨迹时，其尺寸远小于轨迹长度，形状和结构不影响轨迹分析，可将其视为质点，故A正确； B．地球对返回舱的引力由公式 决定，其中为返回舱到地心的距离，返回舱靠近地面时，减小，引力增大，故B错误； C．反推发动机点火减速时，返回舱的加速度方向向上。根据牛顿第二定律，宇航员受到的支持力大于重力，处于超重状态，而非失重状态，故C错误； D．平均速度的定义是位移与时间的比值，而轨迹长度为路程，轨迹长度与时间的比值是平均速率，而非平均速度的大小，故D错误。 故选A。 4．（2025·湖南·高考真题）我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探测某自转周期为的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理量得到。下列选项正确的是（　　） A．a为为为 B．a为为为 C．a为为为 D．a为为为 【答案】A 【详解】根据题意，卫星在同步轨道和表面附近轨道运行时轨道半径分别为 设小行星和卫星的质量分别为 由开普勒第三定律有 解得 卫星绕小行星表面附近做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有 解得 对应结果可得a为为为。 故选A。 5．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径约3750km，轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10－11N⋅m2/kg2，根据以上数据可推算出火星的（   ） A．质量 B．体积 C．逃逸速度 D．自转周期 【答案】A 【详解】轨道器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可得 A．题中已知的物理量有轨道半径r，轨道周期T，引力常量G，可推算出火星的质量，故A正确； B．若想推算火星的体积和逃逸速度，则还需要知道火星的半径r，故BC错误； D．根据上述分析可知，不能通过所提供物理量推算出火星的自转周期，故D错误。 故选A。 6．（2024·重庆·高考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中（   ） A．减速阶段所受合外力为0 B．悬停阶段不受力 C．自由下落阶段机械能守恒 D．自由下落阶段加速度大小g = 9.8m/s2 【答案】C 【详解】A．组合体在减速阶段有加速度，合外力不为零，故A错误； B．组合体在悬停阶段速度为零，处于平衡状态，合力为零，仍受重力和升力，故B错误； C．组合体在自由下落阶段只受重力，机械能守恒，故C正确； D．月球表面重力加速度不为9.8m/s2，故D错误。 故选C。 7．（2024·海南·高考真题）嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常量为G，则月球的平均密度为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设月球半径为，质量为，对嫦娥六号，根据万有引力提供向心力 月球的体积 月球的平均密度 联立可得 故选D。 8．（2024·安徽·高考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（    ） A．周期约为144h B．近月点的速度大于远月点的速度 C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 【答案】B 【详解】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得 整理得 A错误； B．根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度，B正确； C．近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误； D．两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。 故选B。 9．（2024·山东·高考真题）“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律 同理，对地球的静止卫星根据开普勒第三定律 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以 联立可得 故选D。 10．（2024·全国甲卷·高考真题）2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是（　　） A．在环月飞行时，样品所受合力为零 B．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零 C．样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同 D．样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小 【答案】D 【详解】A．在环月飞行时，样品所受合力提供所需的向心力，不为零，故A错误； BD．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小；由于月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的，则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小，故B错误，D正确； C．样品在不同过程中受到的引力不同，但样品的质量相同，故C错误。 故选D。 11．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统拉格朗日点L5。研究表明，太阳中心、地球中心和的连线构成稳定的等边三角形，太阳、地球和部署在的卫星以相同周期绕日地连线上的点做圆周运动，如图所示，则（     ） A．卫星的向心加速度比地球的大 B．卫星与地球的线速度大小相等 C．太阳和地球对卫星引力的合力指向、连线中点 D．太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比 【答案】AD 【详解】A．根据题图可知卫星的运动半径大于地球的运动半径，卫星、太阳和地球周期相等，根据可知三者角速度相等，根据可知卫星的向心加速度比地球的大，故A正确； B．根据结合A选项分析可知卫星线速度大于地球的线速度，故B错误； C．根据题意可知太阳和地球对卫星引力的合力提供卫星做圆周运动的向心力，向心力一定指向圆心，即向心力一定指向点，故C错误； D．根据题意可知太阳和卫星的距离等于地球和卫星的距离，根据万有引力的表达式可知太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比，故D正确。 故选AD。 12．（2025·安徽·高考真题）（多选）2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有 可得 故A错误，B正确； CD．对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得 可得 故C正确，D错误。 故选BC。 13．（2024·福建·高考真题）（多选）据报道，我国计划发射的“巡天号”望远镜将运行在离地面约的轨道上，其视场比“哈勃”望远镜的更大。已知“哈勃”运行在离地面约的轨道上，若两望远镜绕地球近似做匀速圆周运动，则“巡天号”（　　） A．角速度大小比“哈勃”的小 B．线速度大小比“哈勃”的小 C．运行周期比“哈勃”的小 D．向心加速度大小比“哈勃”的大 【答案】CD 【详解】根据万有引力提供向心力可得 可得 ，，， 由于巡天号的轨道半径小于哈勃号的轨道半径，则有 ，，， 故选CD。 命题预测·模拟训练 ——命题预测模拟，专项突破热点 1．（2026·河南郑州·模拟预测）2025年6月20日20时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星9C卫星发射升空，卫星顺利进入预定的地球静止轨道，中星9C卫星是广播电视专用直播卫星。已知地球北极点的重力加速度为，赤道上的重力加速度为，地球的半径为R，电磁波在真空中的传播速度为c，则从中星9C上发出的电视信号到达地球上的最长时间可表示为（忽略地球大气对电磁波传播速度的影响）（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】北极点物体无随地球自转的向心力，万有引力等于重力，有 得黄金代换式 赤道上物体万有引力一部分提供重力，一部分提供自转向心力，有 代入得 同步卫星角速度等于地球自转角速度，万有引力提供向心力 将、代入得 当信号传播路径与地球表面相切时传播距离最长，此时路径长，传播时间 代入的表达式得 故选A。 2．（2026·山西忻州·模拟预测）2025年1月21日1时12分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十九号乘组的航天员在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。空间站运行圆轨道距地面高度约。航天员进行舱外巡检任务时与空间站相对静止。已知地球半径，取，下列说法正确的是（    ） A．此时航天员所受的重力大于其在地表时所受的重力 B．空间站运行速度大于 C．空间站绕地球运转的周期约为 D．与空间站同轨运行的卫星加速后会与空间站相撞 【答案】C 【详解】A．万有引力近似等于重力，满足 空间站轨道半径 故航天员在轨道上所受重力小于地表重力，故A错误； B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的轨道环绕速度，环绕速度公式 解得 轨道半径越大环绕速度越小，故空间站运行速度小于7.9km/s，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 结合黄金代换 代入数据解得，与选项中90min接近，故C正确； D．同轨运行的卫星加速后，所需向心力增大，万有引力不足以提供心力，卫星将做离心运动，轨道高度升高，不会与空间站相撞，故D错误。 故选C。 3．（2026·贵州黔西南·二模）2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船成功发射，飞船与空间站组合体自主对接后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径。下列说法正确的是（     ） A．飞船的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．飞船在轨运行的线速度小于地球同步卫星在轨运行的线速度 C．飞船在轨运行的周期大于地球自转周期 D．飞船返回地球时，需要点火加速做离心运动 【答案】A 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最小发射速度，第二宇宙速度是脱离地球引力的最小发射速度，飞船与空间站组合体自主对接后绕地球做匀速圆周运动，说明卫星的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，故A正确； B．根据万有引力提供向心力 得线速度，轨道半径r越小，线速度越大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 解得周期 可知轨道半径越小，周期越小，同步卫星周期等于地球自转周期，因此飞船周期小于地球自转周期，故C错误； D．飞船返回地球时，需要点火减速使万有引力大于向心力，做近心运动降低轨道才能返回，故D错误。 故选A。 4．（2026·河北·模拟预测）“天问一号”是中国首次自主火星探测任务，成功实现了火星的环绕、着陆和巡视，标志着中国在深空探测领域的重要进展。如图所示，“天问一号”通过调相轨道2在点进入火星的停泊轨道1，轨道1和轨道2在点相切，为轨道2的远火点，为轨道2的近火点，则“天问一号”（     ） A．在地球的发射速度介于与之间 B．在轨道2运动的周期小于在轨道1运动的周期 C．在轨道2运动的机械能小于在轨道1运动的机械能 D．在轨道2经过点的速度小于在轨道1经过点的速度 【答案】D 【详解】A．“天问一号”绕火星运动，因此发射速度须介于第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误； B．根据开普勒第三定律有（为半长轴，为周期，为常量），轨道2的半长轴大于轨道1的半长轴，因此轨道2的周期大于轨道1的周期，故B错误； C．“天问一号”从调相轨道2进入停泊轨道1，需要在P点减速，动能瞬间变小，引力势能不变，机械能减小，因此轨道2的机械能大于轨道1的机械能，故C错误； D． 设火星质量为，若“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力定律有 得 “天问一号”在点做近心运动，因此（是到火星中心的距离）； 轨道1的点，“天问一号”做离心运动，因此（是到火星中心的距离，且） 因此可得 即“天问一号”在轨道2经过点的速度小于在轨道1经过点的速度，故D正确。 故选D。 5．（2026·浙江金华·二模）2026年4月2日，决心“重返月球”的美国发射了“猎户座”绕月载人飞船，飞船被月球捕获后绕月球沿椭圆轨道运动，周期为T，A、C，B、D分别位于椭圆轨道的长轴和短轴上，A和C到月球中心的距离分别为和，已知月球半径为R，近月卫星的运动周期为，则下列说法正确的是（　　） A．“猎户座”飞船从A经过B飞到C的时间小于 B．如果，则 C．“猎户座”飞船在A点和C点的加速度大小之比为 D．“猎户座”飞船在A点和C点的线速度大小之比为 【答案】D 【详解】A．由对称性可知，“猎户座”飞船从A经过B飞到C的时间为。根据开普勒第三定律得 由于，则 可知“猎户座”飞船从A经过B飞到C的时间大于。故A错误； B．如果，联立 得。故B错误； C．由牛顿第二定律得 化简得 则“猎户座”飞船在A点和C点的加速度大小之比为。故C错误； D．根据开普勒第二定律得 解得“猎户座”飞船在A点和C点的线速度大小之比为。故D正确。 故选D。 6．（2025·广东广州·模拟预测）“天问二号”火星探测器计划于2025年5月前后发射。未来，“天问二号”发射后按计划进入火星引力范围，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。“天问二号”质量为m，如图所示，ac为椭圆的长轴，bd为短轴，a点为椭圆的近火点、到火星中心的距离为，经过a点时的速度大小为，所受引力大小为；c点为远火点、到火星中心的距离为，“天问二号”经过c点时的速度大小为，所受引力大小为。下列关于天问二号说法正确的是（     ） A． B． C．在b点和d点的加速度相同 D．沿bcd运动的时间和沿dab运动的时间不同 【答案】D 【详解】AB．是近火点，过后探测器远离火星做离心运动，说明万有引力（提供的合力）小于所需向心力，即 是远火点，过后探测器靠近火星做近心运动，说明万有引力大于所需向心力，即 ，故AB错误； C．加速度是矢量，由万有引力产生： 、到火星中心的距离相等，因此加速度大小相等，但万有引力方向始终指向火星中心：点加速度方向指向左下方，点加速度方向指向左上方，方向不同，因此加速度不同。故C错误； D．根据开普勒第二定律：探测器与火星中心的连线单位时间扫过面积相等。 沿运动时，探测器整体离火星更远，平均速度更小，对应扫过的面积更大，因此运动时间更长；沿运动时，探测器整体离火星更近，平均速度更大，对应扫过的面积更小，运动时间更短。因此两者运动时间不同，故D正确。 故选D。 7．（2026·安徽六安·模拟预测）美国spacex公司计划在2026年对其发射的星链卫星进行降轨操作，降轨后的星链卫星，对我国天宫号空间站的安全造成很大的威胁。如图所示，假设某颗星链卫星降轨后的轨道为椭圆，天宫空间站轨道为圆形，两轨道在同一平面内，A、B是两轨道的交点。已知它们的周期相同，下列说法正确的是（　　） A．星链卫星在近地点的速度一定大于空间站的速度 B．空间站卫星和星链卫星在A点处的向心加速度相同 C．星链卫星与空间站在A处的速度有可能相同 D．由于轨道有交点，经过一段时间后，它们一定会相遇 【答案】A 【详解】A．若以星链卫星的近地点为半径做圆周运动的轨道，利用万有引力公式 解得，可知在该轨道上运动的物体速度大于空间站的速度，而从近地点的圆周轨道变轨到星链卫星所在的椭圆轨道，需要在近地点点火加速，则星链卫星在近地点的速度一定大于近地点的圆周轨道速度，大于空间站的速度，故A正确； B．空间站的向心加速度指向地心，星链卫星的向心加速度沿椭圆A点的法向（不指向地心），方向不同，故B错误； C．速度是矢量，做曲线运动的物体速度沿轨迹切线方向，星链卫星与空间站在A处的速度方向不同，故C错误； D．因空间站与星链卫星的周期相同，椭圆长半径与圆轨道半径相等，由几何关系可得两交点连线即为椭圆轨道短轴，由于空间站与星链卫星仅运动周期相等，但是初始位置和相位可能不同，两者不一定相遇，例如两者均逆时针旋转，当空间站位于A点时，星链卫星处于近地点，星链卫星从近地点运动到B点所需时间由开普勒第二定律可知小于，此时空间站旋转角度小于，两者无相遇可能；星链卫星从远地点运动到A点所需时间由开普勒第二定律可知大于且小于，此时空间站由B点逆时针旋转角度大于，两者无相遇可能，综上两者可能存在不会相遇的情况，故D错误。 故选A。 8．（2026·安徽合肥·模拟预测）神舟二十二号飞船成功对接空间站天和核心舱后，飞船将转入组合体停靠段，后续将作为神舟二十一号航天员乘组的返回飞船。已知空间站轨道为距地面高度约为400千米的圆轨道，地球半径约为6400千米，同步卫星轨道为距地面高度约为36000千米的圆轨道。下列说法正确的是（     ） A．空间站的运行周期大于24h B．神舟二十二号先到达空间站所处轨道，再加速与空间站实现对接 C．神舟二十二号与空间站对接后，组合体质量增加，轨道半径变大 D．若某颗同步卫星和空间站在同一轨道平面内同向运动，则二者相邻两次相距最近的时间间隔小于24h 【答案】D 【详解】A．空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，其运行周期小于24h，故A错误； BC．对接后组合体质量m增加，绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力 解得， 可知组合体质量对其运行周期和轨道半径没有直接影响，故BC错误； D．设经时间，某颗同步卫星和空间站再次相距最近，同步卫星的周期，设空间站的周期为，则有 联立解得相邻两次相距最近的时间间隔为，故D正确。 故选D。 9．（2026·重庆江北·三模）（多选）我国计划在月球表面建立长期驻留的太空基地，在基地建设前对月球相关物理量进行探测。已知月球半径为R，近月卫星的周期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，忽略地球、月球自转影响。根据以上提供的物理量可得（     ） A．月球的质量为 B．质量为m的物体在月球表面受到的重力为 C．月球表面的重力加速度为 D．月球的密度为 【答案】CD 【详解】A．根据万有引力提供近月卫星绕月做圆周运动的向心力，得 可得月球质量，故A错误； B．月球表面重力加速度与地球表面的重力加速度不相等，则质量为m的物体在月球表面受到的重力不为mg，故B错误； C．月球表面的重力加速度 代入 可得月球表面的重力加速度，故C正确； D．结合密度公式 月球体积 代入算得，故D正确。 故选CD。 10．（2026·福建福州·模拟预测）（多选）2026年梦舟载人飞船首飞，将完成空间站对接与近地轨道往返。飞船与空间站对接前，先在低轨道做圆周运动，再点火加速变轨。低轨道半径近似为地球半径，地球表面重力加速度，引力常量。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨运行的线速度大小约为 B．飞船在高轨道稳定运行的周期比低轨道小 C．飞船从低轨道加速变轨到高轨道，其机械能增大 D．飞船在轨运行时，宇航员处于完全失重状态，不受地球引力作用 【答案】AC 【详解】A．飞船在近似地球半径的低轨道运行，重力提供向心力 推导得线速度 代入数据得，故A正确； B．根据万有引力提供向心力公式 推导得周期 轨道半径越大，周期越大，因此高轨道稳定运行周期大于低轨道，故B错误； C．飞船从低轨道变轨到高轨道，需要点火加速，发动机推力对飞船做正功，因此飞船机械能增大，故C正确； D．宇航员完全失重状态下，地球引力全部用来提供绕地做圆周运动的向心力，并非不受地球引力作用，故D错误。 故选AC。 11．（2026·湖北孝感·模拟预测）（多选）2024年6月2日上午6时23分，嫦娥六号成功着陆月球背面。设想嫦娥六号被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道Ⅱ距月球表面的距离为，椭圆轨道Ⅰ远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为。忽略其他天体对嫦娥六号的影响，则下列说法正确的是（　　） A． B．嫦娥六号在椭圆轨道上近月点与远月点速率之比为 C．月球第一宇宙速度小于轨道Ⅱ上的运行速度 D．嫦娥六号在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 【答案】BD 【详解】A．由于圆形轨道Ⅱ的半径小于椭圆轨道Ⅰ的半长轴，根据开普勒第三定律可知，，故A错误； B．根据开普勒第二定律可得 可得嫦娥六号在椭圆轨道上近月点与远月点速率之比为，故B正确； C．根据万有引力提供向心力得 解得 轨道半径越小，线速度越大，月球第一宇宙速度大于轨道Ⅱ上的运行速度，故C错误； D．嫦娥六号从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要在M点减速，所以嫦娥六号在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能，故D正确。 故选BD。 12．（2026·福建宁德·二模）（多选）我国探月工程四期任务中，“鹊桥二号”中继星与“嫦娥七号”轨道器协同工作。如图所示，“鹊桥二号”在环月大椭圆冻结轨道上运行，“嫦娥七号”轨道器在环月极地圆轨道上运行，两轨道相切于近月点。忽略月球自转及其他天体影响，关于“鹊桥二号”中继星，下列说法正确的是（　　） A．运行周期小于“嫦娥七号”轨道器的运行周期 B．在近月点的加速度等于“嫦娥七号”轨道器的加速度 C．在远月点的速度大于“嫦娥七号”轨道器的运行速度 D．在地球表面附近的发射速度大于 【答案】BD 【详解】A．根据开普勒第三定律，“鹊桥二号”椭圆轨道的半长轴大于“嫦娥七号”圆轨道的半径，因此“鹊桥二号”的运行周期大于“嫦娥七号”的运行周期，故A错误； B．卫星的加速度由万有引力产生，根据牛顿第二定律有，解得 在相切的近月点，两星到月球中心的距离相同，故两星在该点的加速度相等，故B正确； C．设“嫦娥七号”在近月点所在圆轨道上的运行速度为。假设有一颗卫星在经过远月点且与“鹊桥二号”轨道相切的圆轨道上运行，其速度为。根据，有 由于远月点的轨道半径大于近月点的轨道半径，可知。“鹊桥二号”在远月点要做近心运动，其速度必须小于该处圆轨道的运行速度，即。因此，“鹊桥二号”在远月点的速度小于“嫦娥七号”轨道器的运行速度，故C错误； D．“鹊桥二号”作为探月卫星，需要脱离地球的近地轨道前往月球，因此其在地球表面附近的发射速度必须大于第一宇宙速度（即），故D正确。 故选BD。 1 / 31 学科网（北京）股份有限公司 $null 增分热点3 深空探索（答案版） 热点引入·原创命题 ——热点情境AI命题，应用知识唤醒记忆 【答案】 ‌‌（1）线速度计算‌ 卫星轨道半径： r=R+h=6400km+36000km=42400km=4.24×107m 由万有引力提供向心力： 代入数据：v≈3060m/s ‌答案：‌ 3.1×103​m/s（保留两位有效数字） ‌（2）引力与重力关系‌ 航天员在空间站内所受地球引力大小为： 其中 rr 为航天员到地心的距离（约42400 km），与（1）中卫星轨道半径相同。 在地面时，重力为： 由于 r>R，故 F引​<G0​，即引力小于地面重力。 但“失重”并非因为引力消失，而是因为航天员与空间站一起做自由落体运动（向心加速度等于当地重力加速度），‌支持力为零‌，故表现为“漂浮”。 ‌答案：‌ 航天员所受地球引力小于其在地面时所受重力，但‌不为零‌；其“失重”是由于处于完全失重状态，支持力为零，而非引力消失。 ‌（3）实验球体的运动‌ 在微重力环境下，实验球体所受合外力近似为零（引力提供向心力，无空气阻力、无接触力）。 根据‌牛顿第一定律‌：物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态。 航天员推动球体后，球体获得初速度 v0​=0.5m/s，此后将‌以该速度沿直线匀速运动‌，直至与舱壁碰撞或受其他外力作用。 ‌答案：‌ 球体将以 0.5m/s 的速度做匀速直线运动，因为微重力环境下合外力为零，惯性使其保持原有运动状态。 ‌（4）超重状态下压力倍数‌ 火箭加速上升时，航天员受两个力：重力 mg 向下，座椅支持力 N 向上。 由牛顿第二定律：N−mg=ma⇒N=m(g+a) 代入g=9.8m/s2， a=8m/s2： N=60×(9.8+8)=60×17.8=1068N 地面重力： G0​=mg=60×9.8=588N 压力倍数：​=​≈1.82 ‌答案：‌ 航天员对座椅的压力约为其地面重力的1.8​ 倍（保留两位有效数字）。 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 深空探索 热点考向·破译 考向1 卫星发射 例1【答案】D ▶新情境◀【变式训练1】 【答案】D 考向2 空间站建设 例2 【答案】B 考向3 月球探索 例3 【答案】C 考向4 火星探索 例4【答案】B 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】B 2．【答案】C 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】A 6．【答案】C 7．【答案】D 8．【答案】B 9．【答案】D 10．【答案】D 11．【答案】AD 12．【答案】BC 13．【答案】CD 命题预测·模拟训练 ——命题预测模拟，专项突破热点 1．【答案】A 2．【答案】C 3．【答案】A 4．【答案】D 5．【答案】D 6．【答案】D 7．【答案】A 8．【答案】D 9．【答案】CD 10．【答案】AC 11．【答案】BD 12．【答案】BD 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $