专题34卫星的变轨和飞船与空间站对接（解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第六章万有引力与航天

专题 34 卫星的变轨和飞船与空间站对接

第一部分知识点精讲

1、飞行器变轨

两类变轨离心运动近心运动

变轨起因飞行器速度突然增大飞行器速度突然减小

受力分析 G＜m G＞m

变轨结果

变为椭圆轨道运动或在较大半径圆轨

道上运动

变为椭圆轨道运动或在较小半径圆轨

道上运动

2.飞船与空间站对接

飞船与空间站对接的方式：按照对接方法有自动与手动两种模式。当代的自动控制精

度足够高且稳定，但人控仍然作为一种冗余手段保留了下来。手动、也就是人控交会模式

的一大优势是控制精度好，这源自人眼精准的立体视觉和人脑-手指精细的操控能力——航

天员经过训练后，可以达到极高的观测和控制精度。按照空间站对接部位分为：同一轨道

面内的前、后、径三个方向是空间站接纳来访飞行器的常用端口，也是目前我国空间站的

三个对接部位。

第二部分最新高考题精选

1. （2022 年1月浙江选考）“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的 P点沿地火转移

轨道到 Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（　　）

A. 发射速度介于 7.9km/s 与11.2km/s 之间

B. 从 P点转移到 Q点的时间小于 6个月

C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

【参考答案】C

【名师解析】因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即

发射速度介于 11.2km/s 与16.7km/s 之间，故 A错误；因 P点转移到 Q点的转移轨道的半长

轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共 12 个月），则从 P点转移

到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于 6个月，故 B错误；因在环绕火星的停泊轨道

的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的

周期比在调相轨道上小，故 C正确；卫星从 P点变轨时，要加速增大速度，此后做离心运

动速度减小，则在地火转移轨道运动时的速度 P点速度大于地球绕太阳的速度，故 D错误；

故选 C。

2．（2022 年6月浙江选考）神州十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返

回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则

A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大

B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力

C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行

D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒

【参考答案】C

【命题意图】本题考查万有引力定律、失重状态、卫星轨道、功能关系。

【解题思路】由 G =m ，可得v= ，可知天和核心舱所处的圆轨

道距地面高度 h越高，环绕速度越小，A错误；返回舱中的宇航员处于失重状态，仍受地

球的引力，B错误；质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行，C正确；返回

舱穿越大气层返回地面过程中，需要克服空气阻力做功，机械能减小，D错误。

3．（2021 新高考天津卷）2021 年5月15 日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了

我国星际探测征程的重要一步，在火属上首次留下中国人的印迹．天问一号探测器成功发

射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星．经过轨道调整，探测器先沿椭圆

轨道Ⅰ运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅱ运行，如图所示，两轨道相切于近

火点 P，则天问一号探测器（）

A．在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态

B．在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短

C．从轨道Ⅰ进入Ⅱ在P处要加速

D．沿轨道Ⅰ向P飞近时速度增大

【参考答案】D

【解题思路】天问一号探测器在轨道Ⅱ上运行，曲线运动，一定有加速度，不是处于受力

平衡状态，选项A错误；由开普勒第三定律可知在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时长，选项B错

误；从轨道Ⅰ进入Ⅱ在P处要减速，选项C错误；天问一号探测器在轨道 I上运行，动能

与引力势能之和保持不变，所以沿轨道Ⅰ向P飞近时引力势能减小，动能最大，速度增大，

选项D错误。

4. （2021 年6月浙江选考物理）空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，

轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站

在2020.02-2020.08 期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站（　　）

A. 绕地运行速度约为

B. 绕地运行速度约为

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