2027届新高考物理热点精准复习+卫星的变轨、追及问题　双星模型

题型二天体的追及问题题型一卫星的变轨和对接问题课时作业内容索引2027届新高考物理热点精准复习卫星的变轨、追及问题双星模型【学习目标】1.会处理人造卫星的变轨和对接问题。 2.会分析天体的“追及”问题。 3.会解决双星、多星系统相关问题。 4.会应用万有引力定律解决星球“瓦解”和黑洞问题。题型三双星或多星模型题型四星球的瓦解问题黑洞问题题型一卫星的变轨和对接问题

=2.变轨过程中各物理量的变化分析(1)速度设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在椭圆轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB，四个速度关系为vA＞v1＞v3＞vB。(2)加速度在A点，轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的加速度关系aⅠA_______aⅡA，在B点，轨道Ⅱ上和轨道Ⅲ上的加速度关系aⅡB________aⅢB，在A、B两点的加速度关系aA_______aB。(均填“＞”“=”或“＜”)

=＞守恒(3)周期卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上的运行周期T1、T2、T3的关系为T1＜T2＜T3。(4)机械能在一个确定的圆(椭圆)轨道上运动过程中机械能____________。若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ都需要点火加速，则机械能关系为__________________。

E1＜E2＜E3

例1考向一卫星变轨问题(2025·北京卷)2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法中正确的是(

)A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等D.利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量A

例2考向二卫星对接问题北京时间2025年7月15日5时34分，搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射，飞船顺利进入预定轨道。约3小时后，天舟九号货运飞船与空间站组合体完成交会对接。下列说法中，正确的是(

)A.天舟九号从低轨向高轨完成对接，需要加速B.天舟九号的发射速度必须大于第二宇宙速度C.天舟九号在不同的绕地轨道运行时，其与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等D.天舟九号与空间站组合体对接后(空间站组合体所在轨道不变)，空间站组合体的向心加速

度变大A例3

C考向三椭圆轨道问题

例4

BC

技能点拨题型二天体的追及问题

例5(2023·浙江1月选考)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：

则相邻两次“冲日”时间间隔约为(

)A.火星365天

B.火星800天C.天王星365天

D.天王星800天行星名称地球火星木星土星天王星海王星轨道半径R/AU1.01.55.29.51930B

题型三双星或多星模型2.常见的多星模型及其规律：常见的三星模型

常见的四星模型

例6

B

题型四星球的瓦解问题黑洞问题C

例7

考向一星球的瓦解问题

例8

考向二黑洞问题D课时作业答案速对第五单元专题三卫星的变轨、追及问题双星模型题号123456答案BDBCDAD题号789101112答案BBCBCD1.(多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断中，正确的有(

)A.卫星的动能逐渐减小B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小C.由于稀薄气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D.卫星克服稀薄气体阻力做的功小于引力势能的减小量BD2.天问一号火星探测器被火星捕获，经过一系列变轨后从调相轨道进入停泊轨道，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在调相轨道和停泊轨道上绕火星运行时与火星球心的连线在相等时间内扫过的面积S1和S2，则下列说法中，正确的是(

)A.图中两阴影部分的面积S1和S2相等B.探测器在P点的加速度大于在Q点的加速度C.探测器从调相轨道进入停泊轨道后周期变大D.探测器从调相轨道进入停泊轨道过程中机械能守恒B3.(2024·嘉兴期末)卫星回收技术是航天技术中的重要组成部分。如图所示，卫星沿半径为19200km的圆轨道a绕地球运行，启动点火装置在极短时间内让卫星变速进入椭圆轨道b，该轨道近地点靠近地球表面。已知地球半径为6400km，若卫星全程仅受地球引力作用，则卫星(

)A.沿椭圆轨道靠近地球的过程中机械能不断增大B.在圆轨道上运行时需加速才能进入椭圆轨道靠近地球C.到达椭圆轨道的近地点位置时，速度大于地球的第一宇宙速度D.变速后运动至近地点的最短时间等于地球近地卫星的环绕周期C

D

A

D7.2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，如图所示。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为400km的圆形轨道上，下列说法中，正确的是(

)A.组合体的角速度小于地球自转的角速度B.组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度C.组合体的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度D.“天舟七号”携带的一未开封货物，在发射前与对接后的重力相等B

B9.(2025·湖州三模)“四星一线”是指太阳、地球、月球和火星依次排成一条直线。当天，先出现“火星冲日”(太阳、地球和火星三者依次且几乎排成一条直线)的天文现象，随后月球也出现在同一条直线上，上演了罕见的“四星一线”天文现象。已知火星绕太阳运动的轨道半径约为地球的1.5倍，则(

)A.1年后将再次出现“四星一线”的天文现象B.1.5年后将再次出现“火星冲日”的天文现象C.地球绕太阳运动的向心加速度约为火星的2.25倍D.地球和火星分别与太阳的连线，在相同的时间内扫过的面积相等C

10.“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所示，“嫦娥五号”发射后先在轨道Ⅰ上运行，当回到近地点A(A点到地心的距离可以认为等于地球的半径)时使其加速进入轨道Ⅱ，再次回到近地点A时，第二次加速进入轨道Ⅲ，B点为轨道Ⅲ的远地点。关于”嫦娥五号”的发射和变轨过程，下列说法中正确的是(

)

A.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上经过A点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度B.发射后进入轨道Ⅰ时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度C.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度小于在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度D.“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅲ上运行的周期B

11.某卫星发射的过程图简化如下，位于椭圆轨道1的卫星变速后进入圆形同步轨道2，然后在M点再次改变方向进入同步静止轨道3上，Q点为椭圆轨道1的近地点，P点为椭圆轨道1