《2025年5年高考3年模拟高中物理必修第二册人教版江苏专版》

1. (2024 江苏盐城、南京调研) 2023 年 10 月26 日,神舟十七号在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员汤洪波、唐胜杰、江新林送入太空。发射入轨后,神舟十七号成功对接于空间站天和核心舱前向端口,对接后的组合体仍在空间站原轨道上运行。对接前,空间站与神舟十七号的轨道如图所示。已知空间站距地球表面约 400 km。则神舟十七号 (A)


A.需要加速变轨才能实现对接
B.需要减速变轨才能实现对接
C.对接后,绕地球运行的周期大于 24 h
D.对接前,绕地球做圆周运动的线速度比空间站的小

答案：
1.A
根据口诀对接前$T_{ 同步卫星}＞T_{ 空间站}＞T_{ 神舟十七号}$，选项C错误;
“高轨低速大周期”$v_{ 同步卫星}＜v_{ 空间站}＜v_{ 神舟十七号}$，选项D错误;
神舟十七号由低轨道运动到高轨道与空间站对接，需要在低轨道加速，做离心运动到达高轨道，选项A正确，B错误。

2.(2025 河北衡水武强中学期末) 2024 年 11 月4日凌晨,神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆,返回过程简化如图所示。神舟十八号载人飞船与空间站分离后沿椭圆轨道 1 运行,圆形轨道 2 为空间站运行轨道, $P$为两轨道切点, $Q$为轨道 1 近地点, $Q$点离地球表面高度不计。已知轨道 2 的半径为 $r$,地球表面重力加速度为 $g$,地球半径为 $R$,飞船在轨道 1 运行的周期为 $T$,引力常量为 $G$,下列分析或结论正确的是
　　(C)

A.飞船在轨道 1 上经过 $P$ 点时的速度为 $\sqrt{\frac{gR^2}{r}}$
B.飞船在轨道 1 上经过 $P$ 点时的速度大于 $\sqrt{\frac{gR^2}{r}}$
C.空间站在轨道 2 运行的速率为 $\sqrt{\frac{gR^2}{r}}$
D.地球质量为 $\frac{4\pi^2 r^3}{GT^2}$

答案： 2.C 对于在地球表面的物体，其所受的万有引力等于重力，即有$G\frac{Mm_0}{R^2}=m_0g$，可得$GM = gR^2$(点拨：黄金代换式)；空间站在轨道2上运行时，有$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{v_2^2}{r}$，解得$v_2 = \sqrt{\frac{gR^2}{r}}$，故C正确。飞船从轨道2上的$P$点减速才能进入轨道1(点拨：离心加速，近心减速)，可知飞船在轨道1上经过$P$点时的速度小于$\sqrt{\frac{gR^2}{r}}$，A、B错误；飞船在轨道2上运行时，有$G\frac{Mm_1}{r^2}=m_1\frac{4\pi^2}{T_2^2}r$，可得地球质量$M=\frac{4\pi^2r^3}{GT_2^2}\neq\frac{4\pi^2r^3}{GT^2}$，D错误。
方法技巧
卫星变轨时：
(1)内轨道$\to$外轨道，在两轨道交点处加速；
(2)外轨道$\to$内轨道，在两轨道交点处减速；
(3)变轨前后，卫星在两轨道交点处的加速度相同，$a = \frac{F_{ 万}}{m}$，与轨道无关。

3.(2024 江苏泰州联盟校调研) 2023 年 10 月26 日,我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满完成发射,与天和核心舱成功对接。飞船变轨前稳定运行在半径为 $r_1$ 的圆形轨道Ⅰ上,椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道,空间站沿逆时针方向运行在半径为 $r_2$ 的圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于 $A、B$点，飞船在 $A$ 点变轨,与天和核心舱刚好在 $B$ 点进行对接,下列说法正确的是
　　(B)


A.神舟十七号在轨道Ⅱ上由 $A$ 向 $B$ 运动时,速度和加速度均变大
B.神舟十七号在轨道Ⅱ上的 $A$ 点和 $B$ 点的速度的大小之比为 $r_2:r_1$
C.神舟十七号在轨道Ⅱ的 $B$ 点应启动火箭发动机向前喷气才能进入轨道Ⅲ
D.神舟十七号先到轨道Ⅲ,然后再加速,才能与天和核心舱完成对接

答案： 3.B 神舟十七号在轨道Ⅱ上由$A$向$B$运动时，所受的万有引力减小，则加速度减小；由开普勒第二定律可知速度也减小，A错误。神舟十七号在转移轨道上的$A$点和$B$点附近时，与地心的连线在极短相等时间内扫过的面积相等，即有$\frac{1}{2}v_A\Delta t· r_1=\frac{1}{2}v_B\Delta t· r_2$，可得线速度的大小之比为$v_A:v_B = r_2:r_1$，B正确。神舟十七号从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，即从低轨道变轨到高轨道，应在轨道Ⅱ的$B$点启动火箭发动机向后喷气(加速)才能进入轨道Ⅲ，C错误。神舟十七号先进入比轨道Ⅲ稍低的轨道，然后再加速变轨到轨道Ⅲ才能与天和核心舱完成对接，D错误。
易错分析
本题在分析神舟十七号在转移轨道Ⅱ上的$A$点和$B$点的速度时，易误将$A$点和$B$点放在圆形轨道Ⅰ和Ⅲ上分析，即根据牛顿第二定律得$\frac{GMm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}$，可得$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$，则得出飞船在$A$点和$B$点的速度之比为$v_A:v_B=\sqrt{r_2}:\sqrt{r_1}$，从而不能得出正确答案。实际上飞船由圆形轨道Ⅰ上的$A$点变轨到椭圆轨道Ⅱ、由椭圆轨道Ⅱ上的$B$点变轨到圆形轨道Ⅲ均需加速。