2027届高三物理一轮复习课件：第五章　第二十五课时　卫星变轨问题　双星模型　天体的“追及”共线问题_含解析

这是一份2027届高三物理一轮复习课件：第五章　第二十五课时　卫星变轨问题　双星模型　天体的“追及”共线问题_含解析，共64页。PPT课件主要包含了第25课时，课时精练，卫星的变轨和对接问题，考点一，离心运动，万有引力，考点二，双星或多星模型，多星问题的分析思路，考点三等内容，欢迎下载使用。
卫星变轨问题　双星模型　天体的“追及”共线问题
1.会处理人造卫星的变轨和对接问题。2.掌握双星、多星系统，会解决相关问题。3.会分析天体的“追及”共线问题。
考点一　卫星的变轨和对接问题
考点二　双星或多星模型
考点三　天体的“追及”共线问题
若使在轨道Ⅲ运行的宇宙飞船返回地面，应如何操作？
答案　使飞船先减速进入椭圆轨道Ⅱ，到达近地点时，使飞船再减速进入近地圆轨道Ⅰ，之后再减速做近心运动着陆。
2.变轨过程中几个物理量的大小比较(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，则v1 v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点速率分别为vA、vB，在A点加速，则vA v1，在B点加速，则v3 vB，故有vA>v1>v3>vB。(2)加速度：因为在A点，卫星只受到 作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都 。同理，经过B点加速度也 。
3.飞船对接问题宇宙飞船与空间站的“对接”实际上就是两个做匀速圆周运动的物体的追赶问题，本质仍然是卫星的变轨问题，要使宇宙飞船与空间站成功“对接”，需让宇宙飞船在稍低轨道上加速，通过“速度v增大→所需向心力增大→做离心运动→轨道半径r增大→升高轨道”的系列变速，从而使宇宙飞船与空间站成功对接。
　　　(2026·河北秦皇岛市调研)我国成功发射的长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号探测器被月球俘获并顺利进入环月轨道飞行。如图所示，探测器在前往月球的过程中，首先进入“停泊轨道”绕地球做匀速圆周运动，在P点变速进入“椭圆轨道”并通过椭圆上的远地点Q点，然后进入“转移轨道”，接近月球时，被月球引力“俘获”，再通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。下列说法正确的是A.探测器在Q点受到地球的万有引力大于在停泊轨 道上受到地球的万有引力B.探测器在椭圆轨道上P点的加速度大小等于在停 泊轨道上P点的加速度大小C.探测器在P点由停泊轨道进入椭圆轨道必须减速D.探测器在椭圆轨道上运行时经过P点的速度比经过Q点的速度小
北京时间2025年11月25日神舟二十二号飞船满载货物成功发射，飞船入轨后，按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接，这是中国载人航天工程第一次应急发射任务。为实现飞船与空间站顺利对接，飞船安装有几十台微动力发动机，负责精确地控制它的各种转动和平动。对接前飞船要先到达和空间站很近的相对静止的某个停泊位置。为到达这个位置，飞船由惯性飞行状态转入发动机调控状态，下列说法正确的是A.飞船先到空间站同一圆周轨道上同方向运动，在合适位置减速靠近即可B.飞船先到与空间站圆周轨道垂直的同半径轨道上运动，在合适位置减速靠近即可C.飞船先到空间站轨道下方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可D.飞船先到空间站轨道上方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可
(1)若两星运行的线速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为a1、a2，质量分别为m1、m2，则v、a分别与轨道半径r、两星质量有什么关系？
(2)两星之间的距离L、周期T与总质量(m1+m2)有什么关系？
[变式2]　(多选)(2025·湖南长沙市模拟)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和一颗质量较大的白矮星B组成，两颗星A、B环绕共同的中心运行，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
2.多星模型所研究星体所受万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体的角速度或周期相同。常见的多星模型及其规律：
天体的“追及”共线问题
A.火星相邻两次冲日的时间间隔大于两年B.某些地外行星一年中可能会出现两次冲日现象C.天王星相邻两次冲日的时间间隔约为土星的一半D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长
(2025·北京市西城区三模)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表所示。根据表中信息，可以判断
精练高频考点提升关键能力
1.2024年1月18日，天舟七号与空间站天和核心舱成功对接。在交会对接的最后阶段，天舟七号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使天舟七号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟七号喷射燃气的方向可能正确的是
2.(2026·黑龙江大庆市检测)神舟二十号载人飞船入轨后，于北京时间2025年4月24日23时49分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程，飞船变轨前稳定运行在圆轨道1，空间站运行在圆轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。不计飞船质量的变化，关于神舟二十号载人飞船，下列说法正确的是A.飞船的发射速度小于7.9 km/sB.飞船在轨道2上Q点的加速度小于在轨道3上Q点的加速度C.飞船在轨道2上运动的周期小于在轨道1上运动的周期D.飞船从P点沿椭圆轨道运动到Q点，飞船的动能一直在减小
3.(2025·四川南充市诊断)2025年2月20日，实践25号卫星与超期服役的北斗3号G7星在3.6万公里高空对接，为G7星注入肼类推进剂，实现了人类首次地球静止轨道卫星的在轨燃料补给。下列说法正确的是A.北斗G7星不受地球的万有引力B.北斗G7星可能出现在北极的正上空C.北斗G7星绕地球的公转周期约为24小时D.实践25号卫星向正后方喷气就可以追上同轨道的北斗G7星
4.(2024·湖北卷·4)太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
5.(2025·江苏扬州市模拟)如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中正确的是A.A的质量一定大于B的质量B.A的线速度一定小于B的线速度C.L一定，M越小，T越小D.M一定，L越小，T越小
6.(2026·湖南湘潭市模拟)2025年5月29日，我国“天问二号”探测器成功发射。“天问二号”探测器计划对小行星2016HO3进行探测取样并返回地球，之后对主带彗星311P开展科学探测。如图所示，某时刻发生“火星冲日”，即火星、地球、太阳三者处于同一直线。火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，已知火星绕太阳的公转周期约为地球公转周期的1.9倍，则下一次“火星冲日”将发生在约A.1.1年后B.2.1年后C.3.1年后D.4.1年后
10.(2026·安徽淮南市检测)如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做匀速圆周运动，已知地球半径为R，轨道A半径是2R，将飞船转移到另一个半径为4R的圆轨道B上去，已知地球质量为M，飞船质量为m，引力常量为G。(1)求飞船在轨道A上的环绕速度vA、飞船在轨道B上的环绕加速度aB；