第24讲 宇宙航行（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦宇宙航行核心考点，通过基础-重难-真题三级演练，系统覆盖宇宙速度、卫星运动、双星多星等知识，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|11题|单选+多选，基础概念与计算|从宇宙速度到卫星参数，构建万有引力定律应用逻辑链| |重难·创新演练|2题|结合图像与实际情境（如太空电梯）|深化变轨问题与非匀速圆周运动分析，培养模型建构能力| |真题·实战演练|10题|高考真题，高频考点综合|覆盖卫星周期、加速度、双星系统等核心考法，强化科学推理与论证|

第24讲 宇宙航行（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 重难·创新演练 10 真题·实战演练 12 模拟·基础演练 考查重点：宇宙速度；卫星参数对比、计算、变轨；双星多星等 一、单选题 1．（25-26高一下·内蒙古·开学考试）《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的行星轨道，然后达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。通过停止自转，然后加大地球的反推力来逐步改变地球绕太阳公转轨道。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（　　） A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则 B．地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为、、，则 C．地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度 D．地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道 【答案】D 【详解】A．地球在1、2、3运行轨道的半长轴依次增大，根据开普勒第三定律，知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为；故A错误。 BD．地球从轨道1上的P点进入轨道2，要做离心运动，需点火加速，可知；同理，地球从轨道2上的P点进入轨道3，也需点火加速，可知，所以有，故B错误，D正确； C．地球在3轨道上运行经过P点和在2轨道上运行经过P点所受万有引力相等，加速度相等，故C错误。 故选D。 2．（25-26高一下·吉林·课后作业）宇宙中两颗相距较近的天体称为双星，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力作用吸引到一起。设两者相距为L，质量分别为m1和，且r1<r2，下列说法正确的是（　　） A．m1一定小于m2 B．轨道半径为r1的星球线速度更大 C．若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D．只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 【答案】C 【详解】A．根据万有引力提供向心力＝m1ω2r1＝m2ω2r2；可得m1r1＝m2r2 因r1<r2；则有m1>m2；故A错误； B．根据v＝ωr；可知轨道半径为r1的星球线速度更小，故B错误； C．根据万有引力提供向心力解得 可知若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大，故C正确； D．由；可知，只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出两星的质量之和，不能计算出某一颗星的质量，故D错误。 故选C。 3．（2025·辽宁·模拟预测）一部科幻小说中在地球飞向某一新的恒星的过程中，科学家分别测出距该恒星表面高为h、的引力加速度大小为a和4a。若最后地球以距离该恒星表面高H处近似做圆周运动，求地球新的一“年”为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设恒星半径r，根据题意 地球绕该恒星做圆周运动周期T，有； 联立得 故选C。 4．（25-26高二上·黑龙江·阶段检测）2025年9月9日，我国以一箭11星方式，成功将吉利星座05组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知该组卫星绕地球做圆周运动的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．该组卫星的发射速度可能大于第二宇宙速度 B．该组卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度 C．该组卫星发射升空的过程中受到地球的万有引力不变 D．该组卫星的运行周期小于地球自转周期 【答案】D 【详解】A．第二宇宙速度（11.2km/s）是脱离地球引力的最小速度。若发射速度超过第二宇宙速度，卫星将脱离地球引力束缚，无法绕地球运行。该组卫星仍绕地球运动，说明发射速度介于第一宇宙速度（7.9km/s）和第二宇宙速度之间，但不可能超过第二宇宙速度，故A错误; B．第一宇宙速度是近地轨道的最大环绕速度，该组卫星绕地球运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误； C．万有引力公式为 卫星发射升空时，轨道半径逐渐增大，引力逐渐减小，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 解得 由于该组卫星绕地球做圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则周期小于地球同步卫星的周期，即该组卫星的运行周期小于地球自转周期，故D正确。 故选D。 5．（25-26高一下·吉林·期中）我国“北斗导航系统”中有多颗地球静止卫星，下列关于它们的说法中正确的是（　　） A．它们的质量一定相同 B．它们的速率可能不同 C．它们一定在赤道的正上方 D．它们的向心加速度大小可能不同 【答案】C 【详解】A．同步卫星的轨道参数与卫星自身质量无关，不同卫星的质量可以不相同，故A错误； B．由推导得，同步卫星轨道半径为固定值，因此所有同步卫星的速率一定相同，故B错误； C．同步卫星要保持相对地面静止，轨道必须处于赤道平面内，因此一定在赤道正上方，故C正确； D．由推导得，同步卫星轨道半径为固定值，因此所有同步卫星的向心加速度大小一定相同，故D错误。 故选C。 6．（25-26高一下·辽宁·期中）到目前为止，我们已经有大量证据证明暗物质的存在，我国在2015年12月17日成功发射了一颗名为“悟空”的暗物质探测卫星。“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中不正确的是（    ） A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度 B．“悟空”要返回地球需要先在原轨道上减速 C．“悟空”的环绕周期为 D．“悟空”的质量为 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度为近地轨道线速度，根据 解得，轨道半径越大线速度越小，故“悟空”的线速度小于第一宇宙速度，故A正确； B．“悟空”要返回地球需要降轨做近心运动，故先在原轨道上减速，故B正确； C．“悟空”的环绕角速度为 周期为 D．根据已知的信息无法推知“悟空”的质量，只能计算中心天体的质量，故D错误。 选不正确的，故选D 。 7．（25-26高三上·内蒙古·阶段检测）北斗卫星导航系统空间段由若干地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）和轨道更低的中圆地球轨道卫星（MEO）等组成。假设现在有四颗卫星：近地卫星、未发射的北斗导航卫星、地球静止轨道卫星（GEO）和中圆地球轨道卫星（MEO），它们均做匀速圆周运动，且运动方向与地球自转方向相同，下列有关说法正确的是（　　） A．卫星MEO的速度一定比未发射的北斗导航卫星速度大 B．在相同时间内卫星GEO转过的弧长最长 C．未发射的北斗导航卫星的向心加速度近似等于重力加速度g D．卫星GEO的角速度比卫星MEO的角速度大 【答案】A 【详解】A．未发射的北斗导航卫星的角速度等于地球静止轨道卫星（GEO）的角速度，根据可知，未发射的北斗导航卫星的速度小于地球静止轨道卫星（GEO）的速度；根据万有引力提供向心力可得；解得 可知卫星MEO的速度大于卫星GEO的速度，则卫星MEO的速度一定比未发射的北斗导航卫星速度大，故A正确； B．根据可知，近地卫星的线速度最大，则在相同时间内近地卫星转过的弧长最长，故B错误； C．未发射的北斗导航卫星静止在地面，此时地球对它的引力和地面支持力的合力提供向心力，则未发射的北斗导航卫星的向心加速度并非等于重力加速度g，故C错误； D．根据；可得；可知轨道半径越大，角速度越小；故卫星GEO的角速度比卫星MEO的角速度小，故D错误。 故选A。 8．（25-26高一下·黑龙江·期中）最新出炉的黑洞照片上了热搜，科学家们对宇宙的探索脚步从未停止。科学家们发现在宇宙中质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。最近科学家们在银河系中观测一颗白矮星和一颗中子星，白矮星和中子星形成双星系统。现假设中子星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，则下列说法正确的是（　　） A．白矮星的线速度减小 B．两星间的万有引力变小 C．中子星的轨道半径减小 D．中子星的运动周期变小 【答案】A 【详解】D．设白矮星的质量为，轨道半径为；中子星的质量为，轨道半径为；白矮星与中子星的距离为，则， 由万有引力提供向心力得，；解得；两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，所以中子星的运动周期不变，故D错误； C．由，，得中子星所释放的物质被白矮星全部吸收，可知m增大，M减小，所以减小，增大，故C错误； A．由可知白矮星的线速度减小，故A正确； B．两星间的万有引力；由于中子星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，m变大，M变小，Mm乘积变大，所以两星间的万有引力增大，故B错误。 故选A。 二、多选题 9．（25-26高一下·全国·课后作业）土星外层有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以通过测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（     ） A．若，则该层是土星的一部分 B．若，则该层是土星的卫星群 C．若，则该层是土星的一部分 D．若，则该层是土星的卫星群 【答案】AD 【详解】A．若环是土星的一部分，则各层与土星绕同一轴转动，角速度相同，根据线速度与角速度的关系有 因此，故A正确； B．若该层是土星的卫星群，设土星质量为，卫星质量为，由万有引力提供向心力有；解得；因此，并非，故B错误； C．若环是土星的一部分，由可得；因此，并非，故C错误； D．若该层是土星的卫星群，根据万有引力提供向心力有；解得 因此，故D正确。 故选AD。 10．（25-26高一下·黑龙江·阶段检测）在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A．恒星B的周期为 B．A、B两颗恒星质量之比为1：2 C．恒星B的线速度是恒星A的2倍 D．A、B两颗恒星质量之和为 【答案】BD 【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均为T。故A错误； B．根据可知 又 联立，解得A、B两颗恒星质量之比为；故B正确； C．根据；联立，解得；故C错误； D．根据B选项，可知；故D正确。 故选BD。 11．（25-26高一下·辽宁·期末）科学研究发现冥王星与其附近的星体卡戎是彼此“潮汐锁定”的双星系统，即它们绕连线上某点O做匀速圆周运动的同时又彼此自转，该过程中它们始终保持同一面朝向对方。已知冥王星半径约为卡戎的2倍，它们的密度相同，下列说法正确的是（　　） A．冥王星与卡戎自转角速度相等 B．卡戎的向心力大小约为冥王星的 C．卡戎的线速度大小约为冥王星的 D．卡戎的轨道半径约为冥王星的8倍 【答案】AD 【详解】A．冥王星与卡戎始终保持同一面朝向对方，表明其自转周期与公转周期相等，由于在连线上相等时间内转过的角度相等，可知，冥王星与卡戎公转角速度相等，则冥王星与卡戎自转角速度相等，故A正确； B．双星系统绕连线上某点O做匀速圆周运动，由彼此之间的万有引力提供向心力，可知，卡戎的向心力等于冥王星的向心力，故B错误； D．冥王星半径约为卡戎的2倍，它们的密度相同，则有 其中；解得 根据，；解得；即卡戎的轨道半径约为冥王星的8倍，故D正确； C．根据角速度与线速度的关系有，；解得 即卡戎的线速度大小约为冥王星的8倍，故C错误。 故选AD。 重难·创新演练 设题创新:结合生活实际;当下热点；新角度、新情境进行考查 1．▶新考法◀（与图像的结合）（2026·辽宁·模拟预测）2025年7月15日，天舟九号货运飞船搭载长征七号遥+运载火箭发射升空，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。图1为天舟九号在变轨过程中的两个不同的椭圆轨道P、Q，图2为天舟九号在两个轨道上所受引力大小随时间的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．P轨道与Q轨道的半长轴之比为 B．天舟九号在P轨道与Q轨道运行的周期之比为 C．天舟九号在P轨道的最大速度与最小速度之比为 D．天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时，在切点处速度大小相等 【答案】B 【详解】A．由题图2可知，P轨道受到的最小引力与最大引力之比为，Q轨道的最小引力与最大引力之比为。由万有引力定律有 所以P轨道近地点与球心的距离和远地点与球心的距离之比为，同理Q轨道近地点与球心的距离和远地点与球心的距离之比为。设P轨道近地点与球心的距离为a，则P轨道的长轴为4a，Q轨道的长轴为8a，所以半长轴之比为，故A错误； B．根据开普勒第三定律有 结合之前的分析可知，，故B正确； C．天舟九号在P轨道上最近点与最远点时，在极短的相等时间间隔内，根据开普勒第二定律有 解得，故C错误； D．天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时，在切点处点火加速才可以从P轨道进入Q轨道，因此在该切点处速度大小不相等，故D错误。 故选B。 2．（25-26高二下·吉林·期末）太空电梯是一种设想中的交通工具，其示意图如图所示，超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，使它们随地球同步旋转，电梯轿厢可以沿着超级缆绳往返于空间站和基地之间。已知配重空间站的轨道比同步卫星的轨道更高。此时电梯轿厢正停在P处。下列说法正确的是（　　） A．停在P处的电梯轿厢中的货物处于平衡状态 B．与静止在地球赤道表面的物体相比，同步空间站绕地球运动的线速度更小 C．超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离成正比 D．若从配重空间站脱落一个小物块，该物块脱落后做离心运动 【答案】CD 【详解】A．轿厢停在P处，则轿厢相对于地球表面是静止的，即轿厢及其中的货物随地球同步旋转，则轿厢中的货物所受合力提供货物做圆周运动的向心力，轿厢中的货物不是平衡状态，故A错误； B．同步空间站位于地球同步轨道上，地球赤道表面的物体与同步空间站具有共同的角速度，根据线速度公式v=ωr，由于同步空间站的轨道半径更大，则其线速度也更大，故B错误； C．根据向心加速度公式a=ω2r，则加速度与轨道半径成正比，即超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离成正比，故C正确； D．配重空间站的轨道比同步卫星的轨道更高，则其轨道绕转速度小于地球同步轨道的绕转速度，而此时配重空间站随地球同步旋转，其速度大于其所在轨道的绕转速度，即实际向心力大于万有引力，如果物块从配重空间站脱落，万有引力不足以提供向心力，因此会做离心运动，故D正确。 真题·实战演练 高频考点：宇宙速度；卫星参数对比、计算、变轨；双星多星等 1．（2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（     ） A．1∶4 B．1∶16 C．1∶32 D．1∶64 【答案】C 【详解】根据可得 又因为两卫星绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为8：1，可得 根据“引力差值”公式，其中M和k相同，所以 故选C。 2．（2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题意可知，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力公式有可知，近地点到焦点的距离为，远地点到焦点的距离为，则卫星椭圆轨道的半长轴为 设卫星在轨道半径为的圆周上做圆周运动的周期为，在椭圆轨道上的运动周期为，由开普勒第三定律有 由万有引力提供向心力有 联立解得 故选B。 3．（2026·浙江·高考真题）月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（     ） A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D．宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 【答案】A 【详解】A． 钩码在月球表面的重力等于月球对它的万有引力，即 整理可得月球质量 ，故A正确； B． 月球的第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，满足 代入可得，故B错误； C．弹簧的劲度系数是弹簧本身的固有属性，由弹簧的材料、匝数、粗细等自身因素决定，和所处的星球环境无关，在地球和月球上劲度系数完全相同，故C错误； D． 根据狭义相对论的光速不变原理，任何惯性参考系中测得的真空中光速都为，不会因为月球的运动发生叠加，故D错误。 故选A 。 4．（2026·北京·高考真题）2026年2月，我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为。地球的半径为，下列说法正确的是（     ） A．若已知引力常量，可计算地球的质量 B．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C．该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度 D．越大，卫星运行的周期越小 【答案】A 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 约去卫星质量可得地球质量 已知即可计算地球质量，故A正确； B．根据，可得卫星环绕速度公式为 为轨道半径，第一宇宙速度是近地卫星（）的环绕速度，是所有地球卫星的最大环绕速度，该卫星轨道半径，故运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．根据；卫星的加速度；地球表面重力加速度 由于，故，C错误； D．由开普勒第三定律（为常量），轨道半径越大，周期越大，故越大越大，D错误。 故选A。 5．（2026·重庆·高考真题）（多选）中国空间站已成为我国规模最大、功能最全的综合性近地空间研究平台。若空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（     ） A．地球的质量为 B．空间站绕地球运行的向心加速度大小大于g C．空间站绕地球运行的周期为 D．空间站绕地球运行的线速度大小为 【答案】CD 【详解】A．忽略地球自转的影响，地球表面的物体的重力等于万有引力有 解得地球的质量为，故A错误； B．由万有引力提供向心力有解得 代入地球质量可得；由于，则有，故B错误； C．由万有引力提供向心力有；解得 代入地球质量可得，故C正确； D．由万有引力提供向心力有；解得 代入地球质量可得，故D正确； 故选CD。 6．（2026·全国卷·高考真题）（多选）2026年4月，神舟二十一号乘组的航天员在中国空间站进行了出舱活动，可认为航天员出舱后与空间站一同绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（     ） A．出舱的航天员处于失重状态 B．出舱的航天员不处于失重状态 C．在舱内的航天员处于失重状态 D．在舱内的航天员不处于失重状态 【答案】AC 【详解】AB．出舱的航天员，绕地球做匀速圆周运动，受到地球的万有引力提供所需的向心力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A正确，B错误； CD．在舱内的航天员万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，故C正确，D错误。 故选AC。 7．（2026·广西·高考真题）（多选）地球有两个卫星轨道：半径分别为和的低轨道1和高轨道2，中间有一个椭圆变轨轨道，变轨卫星在轨道1上点加速变轨到椭圆轨道，同时高轨卫星在点运行，则两卫星同时到达点，地球质量为，引力常量为，下列说法正确的是（     ） A．卫星在高轨道2的速度 B．椭圆轨道的周期 C． D．1和2两轨道上卫星分别从、开始运行，第一次距离最近的时间 【答案】AC 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得，故A正确； B．由几何关系可知，椭圆轨道的半长轴为 由开普勒第三定律有 由万有引力提供向心力有 联立解得，故B错误； C．变轨卫星从P到K经过半个椭圆，则运动时间 卫星在高轨道2的角速度为 则高轨卫星从Q到K转过的角度 则有，故C正确； D．由上述分析同理可得，卫星在轨道1的角速度为 由于，则有 由几何关系可知，第一次相距最近时，相对转过的角度等于初始位置角度差，即 解得，故D错误。 故选AC。 8．（2024·重庆·高考真题）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，相距为2r，其连线的中点为O，另一天体（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 【答案】A 【详解】D．a、b、c三个天体角速度相同，由于m << M，则对a天体有 解得；故D错误； A．设c与a、b的连线与a、b连线中垂线的夹角为α，对c天体有 解得α = 30°；则c的轨道半径为；由v = ωr，可知c的线速度大小为a的倍，故A正确； B．由a = ω2r，可知c的向心加速度大小是b的倍，故B错误； C．c在一个周期内运动的路程为；故C错误。 故选A。 9．（2024·天津·高考真题）（多选）卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A．角速度之比为 B．线速度之比为 C．向心加速度之比为 D．受到地球的万有引力之比为 【答案】AC 【详解】A．卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，角速度与地球自转角速度相等，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，角速度与地球自转角速度相等，则卫星未发射时和在轨道上运行时角速度之比为，故A正确； B．根据题意，由公式可知，卫星未发射时和在轨道上运行时，由于角速度相等，则线速度之比为轨道半径之比，故B错误； C．根据题意，由公式可知，卫星未发射时和在轨道上运行时，由于角速度相等，则向心加速度之比为轨道半径之比，故C正确； D．根据题意，由公式可知，卫星未发射时和在轨道上运行时，受到地球的万有引力之比与轨道半径的平方成反比，即，故D错误。 故选AC。 10．（2024·河北·高考真题）（多选）2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（   ） A．鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C．鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D．鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 【答案】BD 【详解】A．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，故A错误； B．鹊桥二号在A点根据牛顿第二定律有 同理在B点有 带入题中数据联立解得aA：aB = 81：1；故B正确； C．由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，故C错误； D．由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故D正确。 故选BD。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第24讲 宇宙航行（专项训练） 模拟·基础演练 一、单选题 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】C 6.【答案】D 7.【答案】A 8.【答案】A 二、多选题 9.【答案】AD 10.【答案】BD 11.【答案】AD 重难·创新演练 1.【答案】B 2.【答案】CD 真题实战演练 1.(2026广东·高考真题)【答案】C 2.(2026湖北高考真题) 【答案】B 3.(2026·浙江高考真题)【答案】A 4.(2026北京高考真题)【答案】A 112 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 5.(2026重庆高考真题)（多选）【答案】CD 6.(2026全国卷·高考真题)（多选）【答案】AC 7.(2026广西高考真题)（多选）【答案】AC 8.(2024重庆·高考真题)【答案】A 9.(2024天津·高考真题)（多选）【答案】AC 10.(2024河北高考真题)（多选）【答案】BD 2/2 第24讲 宇宙航行（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 重难·创新演练 6 真题·实战演练 7 模拟·基础演练 考查重点：宇宙速度；卫星参数对比、计算、变轨；双星多星等 一、单选题 1．（25-26高一下·内蒙古·开学考试）《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的行星轨道，然后达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。通过停止自转，然后加大地球的反推力来逐步改变地球绕太阳公转轨道。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（　　） A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则 B．地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为、、，则 C．地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度 D．地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道 2．（25-26高一下·吉林·课后作业）宇宙中两颗相距较近的天体称为双星，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力作用吸引到一起。设两者相距为L，质量分别为m1和，且r1<r2，下列说法正确的是（　　） A．m1一定小于m2 B．轨道半径为r1的星球线速度更大 C．若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D．只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 3．（2025·辽宁·模拟预测）一部科幻小说中在地球飞向某一新的恒星的过程中，科学家分别测出距该恒星表面高为h、的引力加速度大小为a和4a。若最后地球以距离该恒星表面高H处近似做圆周运动，求地球新的一“年”为（　　） A． B． C． D． 4．（25-26高二上·黑龙江·阶段检测）2025年9月9日，我国以一箭11星方式，成功将吉利星座05组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知该组卫星绕地球做圆周运动的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．该组卫星的发射速度可能大于第二宇宙速度 B．该组卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度 C．该组卫星发射升空的过程中受到地球的万有引力不变 D．该组卫星的运行周期小于地球自转周期 5．（25-26高一下·吉林·期中）我国“北斗导航系统”中有多颗地球静止卫星，下列关于它们的说法中正确的是（　　） A．它们的质量一定相同 B．它们的速率可能不同 C．它们一定在赤道的正上方 D．它们的向心加速度大小可能不同 6．（25-26高一下·辽宁·期中）到目前为止，我们已经有大量证据证明暗物质的存在，我国在2015年12月17日成功发射了一颗名为“悟空”的暗物质探测卫星。“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中不正确的是（    ） A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度 B．“悟空”要返回地球需要先在原轨道上减速 C．“悟空”的环绕周期为 D．“悟空”的质量为 7．（25-26高三上·内蒙古·阶段检测）北斗卫星导航系统空间段由若干地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）和轨道更低的中圆地球轨道卫星（MEO）等组成。假设现在有四颗卫星：近地卫星、未发射的北斗导航卫星、地球静止轨道卫星（GEO）和中圆地球轨道卫星（MEO），它们均做匀速圆周运动，且运动方向与地球自转方向相同，下列有关说法正确的是（　　） A．卫星MEO的速度一定比未发射的北斗导航卫星速度大 B．在相同时间内卫星GEO转过的弧长最长 C．未发射的北斗导航卫星的向心加速度近似等于重力加速度g D．卫星GEO的角速度比卫星MEO的角速度大 8．（25-26高一下·黑龙江·期中）最新出炉的黑洞照片上了热搜，科学家们对宇宙的探索脚步从未停止。科学家们发现在宇宙中质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。最近科学家们在银河系中观测一颗白矮星和一颗中子星，白矮星和中子星形成双星系统。现假设中子星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，则下列说法正确的是（　　） A．白矮星的线速度减小 B．两星间的万有引力变小 C．中子星的轨道半径减小 D．中子星的运动周期变小 二、多选题 9．（25-26高一下·全国·课后作业）土星外层有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以通过测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（     ） A．若，则该层是土星的一部分 B．若，则该层是土星的卫星群 C．若，则该层是土星的一部分 D．若，则该层是土星的卫星群 10．（25-26高一下·黑龙江·阶段检测）在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A．恒星B的周期为 B．A、B两颗恒星质量之比为1：2 C．恒星B的线速度是恒星A的2倍 D．A、B两颗恒星质量之和为 11．（25-26高一下·辽宁·期末）科学研究发现冥王星与其附近的星体卡戎是彼此“潮汐锁定”的双星系统，即它们绕连线上某点O做匀速圆周运动的同时又彼此自转，该过程中它们始终保持同一面朝向对方。已知冥王星半径约为卡戎的2倍，它们的密度相同，下列说法正确的是（　　） A．冥王星与卡戎自转角速度相等 B．卡戎的向心力大小约为冥王星的 C．卡戎的线速度大小约为冥王星的 D．卡戎的轨道半径约为冥王星的8倍 重难·创新演练 设题创新:结合生活实际;当下热点；新角度、新情境进行考查 1．▶新考法◀（与图像的结合）（2026·辽宁·模拟预测）2025年7月15日，天舟九号货运飞船搭载长征七号遥+运载火箭发射升空，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。图1为天舟九号在变轨过程中的两个不同的椭圆轨道P、Q，图2为天舟九号在两个轨道上所受引力大小随时间的变化情况。下列说法正确的是（　　） A．P轨道与Q轨道的半长轴之比为 B．天舟九号在P轨道与Q轨道运行的周期之比为 C．天舟九号在P轨道的最大速度与最小速度之比为 D．天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时，在切点处速度大小相等 2．（25-26高二下·吉林·期末）太空电梯是一种设想中的交通工具，其示意图如图所示，超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，使它们随地球同步旋转，电梯轿厢可以沿着超级缆绳往返于空间站和基地之间。已知配重空间站的轨道比同步卫星的轨道更高。此时电梯轿厢正停在P处。下列说法正确的是（　　） A．停在P处的电梯轿厢中的货物处于平衡状态 B．与静止在地球赤道表面的物体相比，同步空间站绕地球运动的线速度更小 C．超级缆绳上各点的加速度与该点到地球球心的距离成正比 D．若从配重空间站脱落一个小物块，该物块脱落后做离心运动 真题·实战演练 高频考点：宇宙速度；卫星参数对比、计算、变轨；双星多星等 1．（2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（     ） A．1∶4 B．1∶16 C．1∶32 D．1∶64 2．（2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（     ） A． B． C． D． 3．（2026·浙江·高考真题）月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（     ） A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D．宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 4．（2026·北京·高考真题）2026年2月，我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为。地球的半径为，下列说法正确的是（     ） A．若已知引力常量，可计算地球的质量 B．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C．该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度 D．越大，卫星运行的周期越小 5．（2026·重庆·高考真题）（多选）中国空间站已成为我国规模最大、功能最全的综合性近地空间研究平台。若空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（     ） A．地球的质量为 B．空间站绕地球运行的向心加速度大小大于g C．空间站绕地球运行的周期为 D．空间站绕地球运行的线速度大小为 6．（2026·全国卷·高考真题）（多选）2026年4月，神舟二十一号乘组的航天员在中国空间站进行了出舱活动，可认为航天员出舱后与空间站一同绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（     ） A．出舱的航天员处于失重状态 B．出舱的航天员不处于失重状态 C．在舱内的航天员处于失重状态 D．在舱内的航天员不处于失重状态 7．（2026·广西·高考真题）（多选）地球有两个卫星轨道：半径分别为和的低轨道1和高轨道2，中间有一个椭圆变轨轨道，变轨卫星在轨道1上点加速变轨到椭圆轨道，同时高轨卫星在点运行，则两卫星同时到达点，地球质量为，引力常量为，下列说法正确的是（     ） A．卫星在高轨道2的速度 B．椭圆轨道的周期 C． D．1和2两轨道上卫星分别从、开始运行，第一次距离最近的时间 8．（2024·重庆·高考真题）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，相距为2r，其连线的中点为O，另一天体（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 9．（2024·天津·高考真题）（多选）卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A．角速度之比为 B．线速度之比为 C．向心加速度之比为 D．受到地球的万有引力之比为 10．（2024·河北·高考真题）（多选）2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（   ） A．鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C．鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D．鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $