微专题三 天体问题中的六大问题（专项训练）（全国通.用）（原卷版）2026版高考物理二轮微专题复习

PAGE1PAGE微专题三天体问题中的六大问题目录01课标达标练 1题型01卫星相关的超重与失重 1题型02卫星的追及与相遇 2题型03双星及多星问题 4题型04星球的瓦解与黑洞 602核心突破练 603真题溯源练 901卫星相关的超重与失重1．（2025·湖北武汉·模拟预测）2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为的匀速圆周运动，已经地球半径为R，引力常量为，下列说法正确的是（）A．由题中条件可求出地球密度为B．根据题给条件可求出主舱室的质量C．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态D．主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度大于02卫星的追及与相遇2．（2024·宁夏·模拟预测）2023年11月14日发生天王星冲日现象，天王星冲日是指天王星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与天王星之间。此时天王星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和天王星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似看作圆，地球一年绕太阳一周，天王星约84.3年绕太阳一周。则（）A．在相同时间内，天王星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等B．天王星的公转速度比地球的公转速度大C．天王星冲日现象时间间隔为五年D．2024年11月还会出现天王星冲日现象3．（2025·河北衡水·模拟预测）我国的北斗系统可提供全球导航服务，在轨工作卫星共33颗，包含5颗地球静止同步轨道卫星，7颗倾斜地球同步轨道卫星和21颗中圆地球轨道卫星。如图所示为北斗系统中的两颗卫星，分别是中圆地球轨道卫星A和地球静止同步轨道卫星B，卫星A环绕方向为顺时针，卫星B环绕方向为逆时针。已知地球自转周期为，地球的半径为，卫星A和卫星B到地球表面的距离分别为、，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为120°，下列说法正确的是（）A．卫星B的动能一定小于卫星A的动能B．地球的质量C．卫星A围绕地球做圆周运动的周期D．从图示时刻开始，经过时间两卫星第一次相距最远4．（2025·全国·模拟预测）如图，赤道平面上靠近地表的某轨道上有一颗遥感卫星，其轨道半径为。地球半径为，自转的周期为，遥感卫星绕地心转动的周期为，每隔时间经过赤道上同一点上方。已知遥感卫星转动方向与地球自转方向相同。则下列关系正确的是（）A． B．C． D．5．（2025·福建南平·模拟预测）2024年11月15日，天舟八号货运飞船A成功发射至预定圆轨道。如图所示，空间站天和核心舱B在更高圆轨道上运行，A、B均沿顺时针方向运行，某时刻A、B与地心O的连线夹角为。从图示位置开始计时，经过时间，O、A、B第一次共线。若A、B的运行周期分别为、，则（）A．A、B与地心O的连线在相等时间内扫过的面积相等B．C．A、B在时间内通过弧长之比为D．从初始位置经时间，A、B第一次相距最远03双星及多星问题6．（2025·辽宁朝阳·模拟预测）三颗质量均为M的恒星组成等边三角形，边长为L，绕共同中心做圆周运动。引力常量为G，每颗恒星的角速度为（）A． B． C． D．7．（2025·湖南长沙·模拟预测）（多选）航天局的科学家基于我国“天关”卫星获得的数据，在邻近星系内发现一组双星系统。这组双星系统由一颗质量较小的伴星A和一颗质较大的白矮星B组成，两颗星A、B环绕共同的圆心运行，若受外界某种因素影响，其伴星A从白矮星B那里不断缓慢拉扯物质，使得自身质量不断缓慢变大，而白矮星B不断失去物质而质量变小。设在变化过程中A、B两天体球心之间的距离保持不变。随着A、B质量的变化，下列说法正确的是（）A．A、B间相互作用力越来越大B．A、B间相互作用力先增大后减小C．A、B的环绕周期越来越大D．A、B的环绕周期不变8．（2025·湖北襄阳·三模）天体观测法是发现潜在黑洞的一种重要方法，我国研究人员通过对双星系统G3425中的红巨星进行天体观测，发现了一个恒星质量级别的低质量黑洞。假设一个双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，在双星系统外、与双星系统在同一平面上一点A观测双星的运动，得到a、b的中心到O、A连线的距离x与观测时间的关系图像如图所示，引力常量为G，求：(1)a、b的线速度之比；(2)a、b的质量分别为多大？

04星球的瓦解与黑洞9．（2025·海南三亚·模拟预测）宇宙中某固体星球的自转周期为T、半径为R，如若该星球的自转角速度变为原来的2倍时，会导致该星球刚好要瓦解，不考虑其它天体影响，已知万有引力常量为G。则（）A．该星球的质量为B．该星球的同步卫星轨道半径为C．星球赤道上质量为m的物体对水平地面的压力为D．环绕该星球做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为1．（2025·河北·模拟预测）2025年2月28日晚是观测“七星连珠”的最佳时间，发生“连珠”的七颗行星自西向东分别为土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星。已知地球与太阳间的距离为1天文单位，地球绕太阳公转周期为1年，金星、火星、木星与太阳间的距离分别约为0.7天文单位、1.5天文单位、5.2天文单位。某时刻火星、木星与太阳在同一直线上且火星和木星在太阳的同一侧，假设各大行星绕太阳运动均做匀速圆周运动，且轨道均在同一平面内。取、、。则下列说法正确的是（）A．金星、火星、木星绕太阳做圆周运动的线速度之比为B．金星、火星、木星绕太阳做圆周运动的周期之比为C．火星、木星到下一次与太阳出现在一条直线上经过的时间约为1年D．火星、木星到下一次与太阳出现在一条直线上经过的时间约为2.1年2．（2025·重庆·三模）（多选）如图甲，卫星和地心连线与地面的交点称为星下点，随着卫星绕地球运动以及地球自转，星下点会在地球表面不断移动，形成星下点轨迹。地球半径为，自转周期小时。卫星A、B绕行方向与地球自转方向一致（图中未画），其星下点部分轨迹分别如题图乙、丙。已知地球同步卫星的轨道半径，，卫星运动均视为匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．卫星A、B的周期之比B．卫星A、B运行的线速度之比为C．卫星B绕地球运行的轨道半径为D．某时刻卫星A、B相距最近，之后在A运动的20圈时间内，卫星A、B有5次相距最近3．（2025·吉林长春·模拟预测）（多选）2025年2月至3月间，天文爱好都在热议太阳系中的“七星连珠”，是指由于各行星绕太阳的周期不同，会每隔一段时间出现七颗行量在一直线上。如图所示，A、B、C三颗星体绕一中心天体O在同一平面内、半径不同的圆周轨道顺时针做匀速圆周运动，已知A、B、C运动的线速度之比为，A运动的周期为T，某时刻O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧，则从此时开始（

）A．A、B间距离相邻两次最短的时间小于B、C间距离相邻两次最短的时间B．A、B间距离相邻两次最短的时间大于B、C间距离相邻两次最短的时间C．再次出现O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧的最短时间为15TD．再次出现O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧的最短时间为7.5T4．（2025·天津·一模）近似计算地月系统时可以认为月球绕着地球做匀速圆周运动，如图甲所示，月球绕地球运动的周期为。为了更精准测量地月系统，认为地月系统是一个双星系统，如图乙所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为m地、m月，两球心相距为r，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．图甲中，地球的密度可表示为B．图甲中月球绕地球运动的周期等于图乙中月球绕O点运动的周期C．图乙中地月双星轨道中O点到地心距离为D．图乙中地月双星转动的角速度与地月质量之和成正比5．（2025·浙江温州·三模）“食双星”是特殊的双星系统，由两颗亮度不同的恒星组成，它们在相互引力作用下绕连线上某点做匀速圆周运动，且轨道平面与观测者视线方向几乎平行。由于两颗恒星相互遮挡，造成观测者观察到双星的亮度L发生周期性变化，如图所示。若较亮的恒星和较暗的恒星轨道半径分别为和（和远小于该双星系统到观测者的距离）。下列说法正确的是（）A．时刻，较亮的恒星遮挡住较暗的恒星B．较亮的恒星与较暗的恒星质量之比为C．两颗恒星做匀速圆周运动的周期均为D．较亮的恒星线速度与较暗的恒星线速度之比为1．（2024·浙江·高考真题）如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约的轨道。取地球质量，地球半径，引力常量。下列说法正确的是（）A．火箭的推力是空气施加的 B．卫星的向心加速度大小约C．卫星运行的周期约 D．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态2．（2023·广东·高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（

）

A．周期为 B．半径为C．角速度的大小为 D．加速度的大小为3．（2023·湖北·高考真题）2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，如图所示。根据以上信息可以得出（

）

A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为D．下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前4．（202