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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型22 卫星相距最近最远模型
最新高考题
1. （2023高考湖北卷）2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎
排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕
太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为 ，如图所示。根据以上信息可
以得出（ ）
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D. 下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
最新模拟题
1. （2024辽宁十校联合体） 为简化“天问一号”探测器在火星软着陆的问题，可以认为
地球和火星在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动，如图 1所示。火星探测器在火星附近的
A点减速后，被火星捕获进入了1号椭圆轨道，紧接着在B点进行了一次“侧手翻”，即
从与火星赤道平行的1号轨道，调整为经过火星两极的2号轨道，将探测器绕火星飞行的
路线从“横着绕”变成“竖着绕”，从而实现对火星表面的全面扫描，如图 2所示。以火
星为参考系，质量为 的探测器沿1号轨道到达B点时速度为 ，为了实现“侧手翻”，此时启动发动机，在极短的时间内喷出部分气体，假设气体为一次性喷出，喷气后探测器
质量变为 、速度变为与 垂直的 。已知地球的公转周期为 ，火星的公转周期为 ，
地球公转轨道半径为 ，以下说法正确的是（ ）
A. 火星公转轨道半径 为
B. 喷出气体速度u的大小为
C. 假设实现“侧手翻”的能量全部来源于化学能，化学能向动能转化比例为k（ ），
此次“侧手翻”消耗的化学能
D. 考虑到飞行时间和节省燃料，地球和火星处于图1中相对位置时是在地球上发射火星探
测器的最佳时机，则在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔 为
2.(2023天津模拟)．太阳系行星在众多恒星背景下沿一定方向移动，但也会出现反常，即
改变了移动方向出现“逆行”现象。行星的逆行在天空（天球背景）看起来好像倒退一样，
其中水星的逆行现象每年都会发生3次，若以地球为参考系观察到水星的运动轨迹如图。
已知每当地球与水星相距最近时就发生一次逆行，水星比地球更靠近太阳，假设水星和地球绕太阳公转方向相同且轨道共面。下列说法正确的是
A．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1:2
B．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1:4
C．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1:2
D．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1:
3. (2023年7月湖南长沙长郡中学高一期末)中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现了
两颗小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预
估直径约为45m。若两颗小行星在同一平面内绕太阳的运动可以视为匀速圆周运动（仅考
虑两颗小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离△r随时间变化的关系如图所
示。已知小行星20220S1到太阳的距离大于小行星20220N1到太阳的距离。则关于小行星
20220S1和20220N1的说法正确的是
A. 轨道半径之比为31׃
B. 20220N1运动的周期为（1- ）T
C. 角速度之比为12׃
D. 线速度之比为1׃
4. （2023江苏名校质检）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”，若某行星的轨道半径是地球轨道半径的 k 倍，则该行星相邻两次“冲日”的时间
间隔为 （ ）
A. 年 B. 年
C. 年 D. 年
5. （2023陕西师大附中期初检测）屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属?列星安陈?”
的旷世之问，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。“天问一号”探测
器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球与火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的
位置领先于地球特定角度的时候出发。火星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近
似做匀速圆周运动。如图所示，不考虑火星与地球的自转，且假设火星和地球的轨道平面
在同一个平面上，相关数据见下表，则根据提供的数据可知（ ）
质量 半径 绕太阳做圆周运动的周期
地球 M R 1年
火星 约0.1M 约0.5R 约1.9年
A. 在火星表面附近发射飞行器的速度至少为7.9km/s
B. 地球与火星从第1次会合到第2次会合的时间约为2.1年
C. 火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.9倍
D. 火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为3：5
6. （2023湖南名校期中）如图所示，三个质点 、 、 的质量分别为 、 、 （
远大于 及 ），在万有引力作用下（忽略 、 之间的万有引力）， 、 在同一平面内绕 沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知 、 运动的周期之比为 ，下
列说法中正确的有（ ）
A. 、 轨道半径之比为
B. 、 轨道半径之比为
C.从图示位置开始，在 转动一周的过程中， 、 、 共线 次
D.从图示位置开始，在 转动一周的过程中， 、 、 共线 次
7．（2023湖北新高考联盟期末联考） 2021 年 5 月，天问一号探测器软着陆火星取得成
功，迈出了我国星际探测征程的重要 一步。火星与地球公转轨道近似为圆，两轨道平面近
似重合，且火星与地球公转方向相 同。火星公转周期约 24 个月，地球公转周期为 12 个
月。由以上条件可以近似得（ ）
A．地球与火星的动量之比
B．地球与火星自转的周期之比
C．地球与火星相邻两次最近所用的时间
D．地球与火星表面重力向心加速度大小之比
8. （2023重庆沙家坝重点中学质检）木星冲日就是指木星、地球和太阳依次排列大致形成
一条直线时的天象。已知木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，
木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，则下列说法正确的是（ ）A. 木星绕日运行速度比地球绕日运行速度大
B. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
.
C 木星第一宇宙速度比地球第一宇宙速度小
D. 每两次“木星冲日”的时间间隔约为400天
9．（2024河南开封名校联考）2018年10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心成
功发射两颗中轨道卫星，它们是我国“北斗三号”系统第十五、十六颗组网卫星．已知它
们的周期为8小时，若这两颗卫星的运动都可以近似的看成是匀速圆周运动，则下列判断
正确的是
A．中轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径
B．中轨道卫星的线速度大于地球同步卫星的线速度
C．中轨道卫星做圆周运动所需向心力大于地球同步卫星所需的向心力
D．若中轨道卫星与地球同步卫星在同一轨道平面内沿同一方向做圆周运动，则二者
两次相距最近所需的最短时间间隔为9小时
10. （2024安徽皖江名校联考）2019年9月12日,我国在太原卫星发射中心“一箭三星”
发射成功。 现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动,其中a、b转动
方向与地球自转方向相同,c转动方向与地球自转方向相反,a、b、c三颗星的周期分别为T
a
=6h、T =24h、T=12h,下列说法正确的是
b c
A.a、b每经过6h相遇一次
B.a、b每经过8h相遇一次
C.b、c每经过8h相遇一次
D.b、c每经过6h相遇一次
11. (2023浙江稽阳联谊学校联考)国产科幻片《流浪地球》的成功，掀起了天体热。小明
同学课外查阅太阳系行星的一些资料。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，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木
星冲日；4月9日火星冲日：5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王
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所示，则下列判断中正确
的是（ ）
地球 火星 木星
轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2
土星 天王星 海王星
轨道半径（AU） 9.5 19 30
A．各地外行星每年都会出现冲日现象
B．在2015年内一定会出现木星冲日
C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长
11．经长期观测发现，A行星运行轨道的半径近似为R ，周期为T ，其实际运行的轨
0 0
道与圆轨道存在一些偏离，且周期性地每隔t(t>T)发生一次最大的偏离，如图所示，天文
0 0 0
学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，已知行星B与
行星A同向转动，则行星B的运行轨道(可认为是圆轨道)半径近似为( )
A．R＝R
0
B．R＝R
0
C．R＝R
0
D．R＝R
0
12．2018年5月9日，夜空上演了“木星冲日”的精彩天象．火星、木星、土星等地
外行星绕日公转过程中与地球、太阳在一条直线上且太阳和地外行星位于地球两侧称为行
星“冲日”，如果行星与太阳位于地球同侧称为行星“合日”．现将木星和地球近似看成在同一平面内沿相同方向绕太阳做匀速圆周运动，已知木星的轨道半径 r ＝7.8×1011 m，
1
地球的轨道半径r ＝1.5×1011 m，根据你所掌握的知识，估算出木星从本次“冲日”到下
2
一次“合日”的时间大约为( )
A．3个月 B．6个月
C．1.1年 D．2.1年
13．太阳系中某行星运行的轨道半径为R ，周期为T ，但天文学家在长期观测中发现，其
0 0
实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔 t 时间发生一次最大的偏离(行星仍然
0
近似做匀速圆周运动)。天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗
未知行星。假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行
轨道的半径R和周期T是(认为未知行星近似做匀速圆周运动)( )
A．T＝
B．T＝T
0
C．R＝R
0
D．R＝R
0
