《2026年高中必刷题高中物理必修第二册人教版》

1. [四川凉山州西昌 2025 高一下期中]2024 年 6 月 25 日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号采样返回地球，需要经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。下列说法正确的是(B)


A.发射嫦娥六号的速度大于第二宇宙速度
B.返回器在轨道 1 上运动的周期小于在轨道 3 上运动的周期
C.返回器在轨道 1 上经过 A 点时的速度大于在轨道 2 上经过 A 点时的速度
D.载有月壤样本的返回器在变轨进入地月转移轨道时需要点火减速

答案： 1.B 【解析】嫦娥六号没有脱离地球的引力范围，则发射嫦娥六号的速度小于第二宇宙速度，A错误；嫦娥六号在轨道1上运动的半径小于在轨道3上运动的半长轴，根据开普勒第三定律可知，嫦娥六号在轨道1上运动的周期小于在轨道3上运动的周期，B正确；嫦娥六号从轨道1进入轨道2要在A点加速，可知嫦娥六号在轨道1上经过A点时的速度小于在轨道2上经过A点时的速度，C错误；载有月壤样本的返回器在变轨进入地月转移轨道时需要点火加速做离心运动，D错误。
关键点：只要飞行器在地球引力范围之内，发射速度就小于第二宇宙速度；从低轨道进入高轨道需要加速

2. (多选)“天问一号”发射后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，如图所示。已知“天问一号”火星探测器的火星着陆准备轨道的半长轴为 $ a_{1} $、周期为 $ T_{1} $，我国北斗卫星导航系统的中圆地球轨道卫星的轨道半径为 $ r_{2} $、周期为 $ T_{2} $，引力常量为 $ G $。下列说法正确的是(BD)


A.$ \dfrac{a_{1}^{3}}{T_{1}^{2}}=\dfrac{r_{2}^{3}}{T_{2}^{2}} $
B.“天问一号”在 A 点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要开启发动机向前喷气
C.“天问一号”在环火星圆轨道上 A 点的加速度大于在着陆准备轨道上 A 点的加速度
D.由题目已知数据可以估算出火星的质量

答案： 2.BD 【解析】由于我国北斗卫星导航系统的中圆地球轨道卫星绕地球运动，而“天问一号”火星探测器在着陆准备轨道上绕火星运动，中心天体不一样，因此开普勒第三定律不适用，A错误；“天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要减速，所以需要开启发动机向前喷气，B正确；“天问一号”从环火星圆轨道进入着陆准备轨道是做近心运动，需要减速。“天问一号”在环火星圆轨道上A点受到的万有引力和在着陆准备轨道上A点受到的万有引力相同，根据牛顿第二定律有$\frac{GMm}{R^{2}}=ma$，可知加速度相同，C错误；“天问一号”在半径等于火星着陆准备轨道半长轴的圆轨道上运行时，根据牛顿第二定律有$\frac{GMm}{a_{1}^{2}}=m(\frac{2\pi}{T_{1}})^{2}a_{1}$，可得火星质量为$M=\frac{4\pi^{2}a_{1}^{3}}{GT_{1}^{2}}$，D正确。

3. 某卫星变轨过程简化示意图如图所示，近地轨道 1 位于赤道上空，半径为 $ r_{1} $，周期为 $ T_{1} $，地球静止轨道 3 半径为 $ r_{2} $，地球自转周期为 $ T_{0} $，不计空气阻力及卫星质量变化，下列说法正确的是(C)


A.卫星在椭圆轨道 2 上运动的周期为 $ \sqrt{\dfrac{(r_{1}+r_{2})^{3}}{r_{2}^{3}}}T_{0} $
B.卫星在轨道 1 上经过 A 点的速度和在轨道 2 上经过 A 点的速度相同
C.若某天文爱好者在赤道上观察到该卫星沿轨道 1 掠过其正上方后的 1 天内又恰好观察到 16 次卫星从其正上方掠过，则 $ T_{1}=\dfrac{1}{17}T_{0} $
D.要使卫星从轨道 2 变轨至轨道 3，在卫星到达 B 点时需减速

答案：
3.C 【解析】根据开普勒第三定律得$\frac{(\frac{r_{1}+r_{2}}{2})^{3}}{T_{2}^{2}}=\frac{r_{2}^{3}}{T_{0}^{2}}$，解得卫星在椭圆轨道2上运动的周期为$T_{2}=T_{0}\sqrt{(\frac{r_{1}+r_{2}}{2r_{2}})^{3}}$，A错误；卫星在轨道1上运动到A点时，需要加速才能沿轨道2运动，则卫星在轨道2上经过A点的速度大于在轨道1上经过A点的速度，B错误；由题意知某天文爱好者在赤道上1天内观察到17次该卫星沿轨道1掠过其正上方，说明在$t=T_{0}$的时间内卫星比地球自转多转过的角度为$\Delta\theta=16×2\pi$，又$\Delta\theta=(\frac{2\pi}{T_{1}}-\frac{2\pi}{T_{0}})× T_{0}$，解得$T_{1}=\frac{1}{17}T_{0}$，C正确；要使卫星从轨道2变轨至轨道3，在卫星到达B点时，需点火加速，D错误。
关键点拨 变轨过程中几个特殊位置速率关系
设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为$v_{1}$、$v_{3}$，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为$v_{A}$、$v_{B}$，则$v_{3}＞v_{B}$，$v_{1}＞v_{3}$，$v_{A}＞v_{1}$，故有$v_{A}＞v_{1}＞v_{3}＞v_{B}$。

4. [河北石家庄部分学校 2025 高一下联考]中国计划在 2030 年前实现中国人首次登陆月球。如图所示，探测器从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入月球表面附近的工作轨道，开始对月球进行探测。下列说法正确的是(B)


A.探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过 P 点时的加速度不相等
B.探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的小
C.探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大
D.探测器在轨道Ⅰ上经过 P 点时的速度比在轨道Ⅱ上经过 P 点时的速度小

答案： 4.B 【解析】设月球质量为$M$，探测器质量为$m$，根据$\frac{GMm}{r^{2}}=ma$，解得加速度$a=\frac{GM}{r^{2}}$，故探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过P点时的加速度相等，故A错误；根据开普勒第三定律有$\frac{a^{3}}{T^{2}}=k$，由于轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴，所以探测器在轨道Ⅲ上的运行周期比在轨道Ⅰ上的小，故B正确；根据$\frac{GMm}{r^{2}}=m\frac{v^{2}}{r}$，解得$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$，月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，探测器在轨道Ⅲ上的轨道半径大于月球半径，可知探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度小，故C错误；探测器在轨道Ⅱ上的P点需加速做离心运动才可以进入轨道Ⅰ，所以探测器在轨道Ⅱ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的速度小，故D错误。
关键点：从低轨道进入高轨道需要加速