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热点03 宇宙“淘金热”：谁是下一个太空巨头？
关键词：火箭可回收技术、低轨星座竞赛、太空光伏、月球基地建设、星舰、深空探测、嫦娥七号、阿尔
忒弥斯2 号、天问二号
内容导航
..................................................................................................................................................................................... 2
一、火箭可回收技术：千亿航天ADHL 方案与SpaceX 垂直回收的对比.......................................................2
二、低轨星座竞赛：GW 与千帆星座的部署挑战...........................................................................................2
三、太空光伏：砷化镓与异质结电池的技术博弈..........................................................................................3
四、月球基地建设：资源开发与生存保障的物理挑战..................................................................................3
五、深空探测：天问二号与嫦娥七号的科学目标..........................................................................................4
..................................................................................................................................................................................... 5
【考向分析】.............................................................................................................................................. 5
核心能力要求............................................................................................................................................. 5
【设问预测】.............................................................................................................................................. 6
角度一：火箭可回收技术：动量守恒与能量转化的工程实践..............................................................6
角度二：低轨星座竞赛：轨道力学与电磁波传播的系统工程..............................................................6
角度三：太空光伏：光电效应与真空热管理的前沿应用......................................................................7
角度四：嫦娥七号与月球基地建设：重力、热学与材料物理的极端环境挑战..................................7
角度五：深空探索：引力弹弓效应的“宇宙加速器”..........................................................................7
角度六：天问二号：小行星采样与深空导航的“边飞边探”策略......................................................8
..................................................................................................................................................................................... 8
考向01 火箭可回收技术...................................................................................................................................8
考向02 低轨星座竞赛.....................................................................................................................................12
考向03 太空光伏.............................................................................................................................................13
考向04 嫦娥七号与月球基地建设.................................................................................................................15
考向05 深空探索.............................................................................................................................................17
考向06 天问二号.............................................................................................................................................22
当前，全球正迎来新一轮太空探索热潮，中国在商业航天、深空探测等领域取得突破性进展。火箭可
回收技术、低轨星座部署、太空光伏应用、月球基地规划、星舰研发、深空探测任务（如嫦娥七号、天问
二号）以及国际载人登月计划（如阿耳忒弥斯2 号）成为核心焦点。这些领域不仅推动科技前沿发展，更
与高中物理的力学、能量守恒、电磁学、热学等知识点深度关联，为高考命题提供了丰富的现实素材。
一、
火箭可回收技术：千亿航天
ADHL
方案与
SpaceX
垂直回收的对比
中国千亿航天公司研发的“气动减速-水平着陆（ADHL）”技术，通过可调节翼面设计实现火箭一级
滑翔回收，与SpaceX 的垂直回收（VTVL）形成技术路线竞争。ADHL 方案通过大攻角飞行利用大气阻力
减速，减少发动机点火次数，降低燃料消耗，提升运载效率。
二、
低轨星座竞赛：
GW
与千帆星座的部署挑战
中国计划发射2.8 万颗低轨卫星（GW 星座1.3 万颗、千帆星座1.5 万颗），构建全球卫星互联网。卫
星需在5 年内完成部署，年均发射量达数百次，对火箭运力与成本控制提出极高要求。
三、太空光伏：砷化镓与异质结电池的技术博弈
太空光伏需求随卫星数量激增而爆发，砷化镓（GaAs）电池因高转换效率（30%以上）成为主流，但
成本高昂（20 万-30 万元/平方米）。异质结（HJT）电池凭借抗辐射性与轻量化优势，逐步渗透中短期市
场。
四、月球基地建设：资源开发与生存保障的物理挑战
中国计划在月球南极建立科研站，利用水冰资源制氧与燃料，通过月壤种植实现食物自给。月球环境
极端（昼夜温差300℃、无大气、低重力），对材料耐温性、密封性与能源供应提出严苛要求。
五、深空探测：天问二号与嫦娥七号的科学目标
天问二号是中国行星探测工程的重要任务，计划对近地小行星2016 HO3 进行探测并采样返回，之后
飞往主带彗星311P。天问二号任务将突破地月系探测技术，实现行星际探测，为中国深空探测积累宝贵
经验。
嫦娥七号是中国探月工程的重要任务，计划于2026 年前后发射，前往月球南极寻找水冰等物质，为
月球基地建设打下基础。嫦娥七号将携带多种科学载荷，包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器，对月球
南极的环境与资源进行综合探测。
【考向分析】
近期的高考物理卷已经开始明显地将“航天”作为背景主题，2023-2024 高考物理多次出现关于“宇
宙飞船回收”、“火箭发射原理”的考查。这些题目不再满足于“测量”和“计算”，更强调在新情境下
迁移物理规律（如使用火箭发动机的反作用力进行回收）
核心知识点
1. 力学（火箭原理、卫星变轨）
核心考点：牛顿第三定律（火箭发动机喷气）、动量定理、动量守恒、变轨原理（Hohmann 转移轨
道）、法拉第电磁感应定律、能量守恒、反冲原理、万有引力定律、圆周运动、抛体运动
命题趋势：可能不再是单纯的“发射”问题，而是强调“变轨”和“减速回收”的过程。
2. 热学（再入大气层、太空光伏）
核心考点：黑体辐射、热平衡。
命题趋势：涉及“极端温差”，如太空舱白天吸收太阳辐射、夜间散发热量，或火箭再入时的高温防护。
3. 电磁场（星际通信、光伏发电）
核心考点：电磁波的发射与接收、电磁波传播速度、多普勒效应、光伏效应（光电效应、光伏电池原
理）、普朗克公式。
命题趋势：可能考查“电磁波在太空中的传播”以及“光伏发电的效率”。
4. 近代物理（深空探测、核聚变）
核心考点：核能与核聚变、放射性衰变。
命题趋势：涉及“深空探测”的能源问题，如核动力推进。
核心能力要求
1. 模型建构能力：将实际问题转化为物理模型（如机车启动、能量流动），能将“单踏板模式”“能量回
收”等复杂系统抽象为力学-电磁学耦合模型。
2. 数据分析：从电池参数、行驶数据中提取有效信息计算效率或性能。
3. 跨学科整合能力：综合力学、电学、光学分析单一技术（如智能驾驶系统）。
4. 批判思维：理解技术标准（如制动灯强制点亮）背后的物理安全逻辑，评价技术优劣（如燃料电池效率
高但成本高）并提出改进方案 。
【设问预测】
命题者会结合当前的社会热点（如“低轨星座竞赛”、“嫦娥七号月球基地”），未来命题可能重点关
注以下方向：低轨星座竞赛、月球基地、太空光伏、深空探测、星舰、卫星姿态控制，下基于2025–2026
年最新航天任务进展（如嫦娥七号2026 年发射、阿尔忒弥斯2 号2026 年2 月执行、天问二号2025 年发射
等），结合高中物理核心知识体系（牛顿力学、万有引力、动量守恒、能量转化、电磁感应、光电效应、
热学），以下是几种典型的设问方式：
角度一：火箭可回收技术：动量守恒与能量转化的工程实践
1. 设问情境：2025 年，长征系列火箭成功实现一级助推器海上垂直回收。回收过程中，火箭通过反推发
动机点火减速，最终以极低速度触碰回收平台。为提升缓冲安全性，部分型号采用电磁感应缓冲装置：回
收舱底部装有闭合线圈，下方轨道产生强磁场，通过电磁感应产生涡流阻力实现软着陆。
朱雀三号火箭通过垂直起降实现回收，其一级火箭设计复用次数不少于20 次，液氧甲烷发动机具备多次
点火能力。在回收过程中，火箭需经历姿态调整、发动机二次点火减速、反推着陆等阶段。
2. 典型设问：
火箭在反推减速阶段，其动能减少量是否等于重力势能增加量？请说明理由。
与降落伞减速相比，电磁缓冲为何能更精确控制着陆速度？从能量转化角度分析其优势。
若火箭质量为m，着陆前速度为v0，经时间t 速度减为零，忽略重力影响，求平均制动力大小。
火箭从高空返回地面时，发动机二次点火的主要作用是什么？若火箭质量为m，初速度为v 0，发动机
反推力为F，减速距离为s，根据动能定理推导火箭最终速度的表达式。
朱雀三号火箭使用液氧甲烷燃料，其燃烧产物为二氧化碳和水。从热力学角度分析，甲烷燃烧的清洁性
如何影响发动机多次点火的可靠性？
火箭着陆时，着陆腿需承受冲击力。若火箭着陆瞬间速度为v，缓冲距离为d，根据动量定理计算着陆
腿受到的平均冲击力，并说明为何需采用高强度材料。
角度二：低轨星座竞赛：轨道力学与电磁波传播的系统工程
1. 设问情境：2024 年，我国“千帆星座”首批卫星入轨，轨道高度约1200 km，与地球同步卫星
（36000 km）共同构成天地一体化通信网络。低轨卫星因轨道半径小，具有低时延、高带宽优势，但需
数百颗组网实现全球覆盖。
2. 典型设问：
比较“千帆星座”卫星与地球同步卫星的线速度、角速度、周期大小关系，并用万有引力提供向心力公
式推导。
若某低轨卫星轨道周期为90 分钟，求其轨道半径（已知地球质量M、引力常量G）。
通信信号从卫星到地面接收站的传播时间约为多少？（光速c=3×108 m/s）
为何低轨星座需采用相控阵天线？从电磁波传播方向性角度解释其必要性。
角度三：太空光伏：光电效应与真空热管理的前沿应用
1. 设问情境：“逐日工程”计划在距地3.6 万千米的地球同步轨道部署太空太阳能电站，利用大面积光伏
面板将太阳光直接转化为电能，并通过微波或激光传输至地面接收站。太空环境无大气散射、无昼夜交替，
发电效率远超地面。太空光伏系统通过三结砷化镓、钙钛矿叠层电池等将太阳能转化为电能，为卫星或空
间站供电。早期三结砷化镓电池效率达30%，但成本高昂。
2. 典型设问：
为何太空光伏的光电转换效率高于地面？请从光子能量吸收角度分析。
太阳能电池的光电转换效率受哪些因素影响？若电池面积为A，太阳辐射强度为I，效率为η，计算电池
输出的最大电功率。
已知太阳光子能量E=hν，若某光伏材料逸出功为W，求产生光电子的最大初动能表达式。
角度四：嫦娥七号与月球基地建设：重力、热学与材料物理的极端环境挑战
1. 设问情境：嫦娥七号计划于2026 年着陆月球南极沙克尔顿坑，该区域存在永久阴影区，温度低至
40K，昼夜温差超330°C。月壤中可能蕴藏水冰，但月尘因静电作用可悬浮至10 公里高空，对设备造成黏
附与磨损。嫦娥七号搭载“飞跃探测器”，可飞入月球南极永久阴影区（PSR）探测水冰。该区域太阳高
度角低于5°，光照时间年均不足5 小时，但存在“弱光照过渡带”。探测器需在阳照区充电后，飞入阴影
区采样。
2. 典型设问：
已知月球质量约为地球的1/81，半径约为地球的1/3.7 ，求月球表面重力加速度g 月与地球g 地的比值。
若探测器在月面以速度v 水平抛出一物体，其水平射程与地球相比如何？（忽略空气阻力）
月尘在电场作用下迁移，其受力包括重力、静电力与空气阻力。在真空中，为何静电力主导迁移？
角度五：深空探索：引力弹弓效应的“宇宙加速器”
1. 设问情境：天问二号在飞往小行星2016HO3 途中，计划利用金星或地球的引力弹弓效应加速，节省燃
料。以太阳为参考系，探测器接近行星时速度为v0 ，行星公转速度为u，在行星引力作用下，探测器速度
变为v1 。
2. 典型设问：
以行星为参考系，探测器靠近与远离时速度大小是否相等？为什么？
若探测器从行星运动方向“迎面”飞来，其相对太阳的最终速度v 1 与v0 、u 的关系如何？（提示：
类比弹性碰撞）
引力弹弓效应是否违反机械能守恒？请从“探测器-行星”系统角度分析。
为何探测器不能直接从地球发射至木星，而需借助多次引力弹弓？从能量与轨道周期角度解释。
角度六：天问二号：小行星采样与深空导航的“边飞边探”策略
1. 设问情境：天问二号于2025 年发射，目标为小行星2016HO3（直径约40–100 米，引力极弱）采样，
再飞往主带彗星311P。由于小行星形状不规则、表面未知，探测器需在抵达后“边飞边探边决策”，动态
选择采样点。
2. 典型设问：
在微重力环境下，采样器如何实现“接触-吸附-采集”？请设计一种基于静电吸附或机械抓取的物理模
型。
（建议用时：90 分钟）
考向
01
火箭可回收技术
1．（2025·山东淄博·一模）2024 年9 月11 日，朱雀三号火箭可重复使用垂直起降回收试验圆满完成。试
验中朱雀三号经历了“加速上升→关闭发动机无动力滑行→发动机空中二次起动→软着陆”的过程，其
图像如图所示（取竖直向上为正方向），下列说法正确的是（ ）
A．
时间内，朱雀三号加速上升且加速度逐渐增大
B．
时间内，朱雀三号减速下降
C．
时间内，朱雀三号减速下降且加速度逐渐减小
D．
时间内，朱雀三号处于超重状态
2． 2024 年9 月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发
射成本奠定了坚实基础。有关火箭的运动，下列说法正确的是（ ）
A．火箭向上飞行则处于超重状态
B．火箭向下飞行则处于失重状态
C．火箭在加速向上时处于失重状态
D．火箭在减速下降时处于超重状态
3． 2024 年9 月11 日18 时，我国自主研发的“朱雀三号”可重复使用垂直回收试验箭，完成了10 公里级
垂直起降飞行试验。火箭点火后上升过程基础数据如下：火箭点火后加速上升，经113s 关闭发动机，此时
火箭速度为
，距地面高度为
，此后火箭减速上升到达距地面10002m 的最高点。设火
箭整个运动过程中所受的推力、重力、空气阻力大小始终保持不变，
，求：（结果保留三位有
效数字或用分数形式表示）
(1)火箭关闭发动机后减速上升的加速度大小a；
(2)火箭加速上升过程中发动机推力与重力比值。
4．火箭回收技术可实现箭体安全返回与重复使用，大幅降低发射成本。我国某型可回收火箭一子级着陆
前瞬间（距地面极近）的质量为
，竖直向下的速度大小为
，着陆过程通过4 条着陆腿的
液压缓冲器完成减速，最终静止在回收平台上。假设缓冲过程中，火箭所受重力与着陆腿的平均冲力为恒
力，缓冲行程（火箭竖直向下移动的距离）为
，重力加速度
取
，忽略空气阻力与水平方向
的运动。求：
(1)缓冲过程中，该火箭一子级的加速度大小与方向；
(2)缓冲过程中，着陆腿对火箭的总平均冲力大小。
5． 2023 年5 月17 日，首枚池州造“智神星一号”液体运载火箭在安徽星河动力装备科技有限公司顺利
总装下线，至此，成功实现中国火箭池州造。为了研究火箭可回收技术，某次从地面发射质量为1000kg 的
小型实验火箭，火箭上的喷气发动机可产生恒定的推力，且可通过改变喷气发动机尾喷管的喷气质量和方
向改变发动机推力的大小和方向。火箭起飞时发动机推力大小为
，与水平方向成
＝60°，火箭沿斜向
右上方与水平方向成
＝30°做匀加速直线运动。经过t＝30s，立即遥控火箭上的发动机，使推力的方向逆
时针旋转60°，大小变为
，火箭依然可以沿原方向做匀减速直线运动。（不计遥控器通信时间、空气阻
力和喷气过程中火箭质量的变化，g 取
）求：
（1）推力
的大小；
（2）火箭上升的最大位移大小；
（3）火箭在上升的过程中推力最大功率。
考向
02
低轨星座竞赛
6．（2026·四川德阳·二模）低轨互联网卫星在寿命末期需要采取主动离轨方式，自主转移至相对较低的轨
道，该轨道可保证卫星在大气衰减作用下25 年内自然坠毁。已知转移后的低轨道半径为r，地球半径为
R，地球表面重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．转移轨道后，该卫星动能变小
B．转移轨道后，该卫星势能变大
C．转移轨道后，该卫星绕地周期为
D．转移轨道后，该卫星相对地心的向心加速度大小为
7．（2025·山东·模拟预测）2025 年8 月26 日3 时8 分，我国在海南商业航天发射场使用长征八号甲运载
火箭，成功将卫星互联网低轨10 颗卫星发射升空。其中卫星A 和卫星B 在预定轨道上绕地球公转的半径分
别为
和
，角速度分别为
和
，若只考虑地球对卫星的作用力，卫星视为做匀速圆周运动。下列关系
图像正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2025·浙江·一模）2025 年8 月4 日，中国在海南商业航天发射场，成功将卫星互联网低轨07 组（搭
载9 颗功能不同的卫星）发射升空。此次卫星的运动高度为900 公里左右，轨道平面倾角为50°左右。以下
说法正确的是（ ）
A．07 组在发射升空过程中，重力加速度随高度而减小
B．07 组在轨稳定运行时，线速度的大小约为8.0×103m/s
C．9 颗卫星若运行的高度相同，则线速度也相同
D．9 颗卫星若运行的高度相同，则机械能一定相同
9．（2026·天津河东·一模）（多选）2025 年7 月30 日15 时49 分，我国利用运载火箭长征八号成功发射
互联网低轨06 组卫星，卫星发射成功后关闭动力系统，由于空气阻力的影响，导致卫星轨道逐渐变化，
下列说法正确的是（ ）
A．卫星的轨道高度逐渐增大
B．卫星的加速度逐渐增大
C．卫星的周期逐渐增大
D．卫星的机械能逐渐减小
10．（2025·广东广州·模拟预测）（多选）北京时间2025 年2 月11 日17 时30 分，我国在文昌航天发射场
使用长征八号改运载火箭，成功将卫星互联网低轨02 组卫星发射升空，发射任务获得圆满成功。互联网
低轨02 组卫星在离地球表面高度为h 的轨道上做周期为T 的匀速圆周运动，地球半径为R，引力常量为
G，忽略地球的自转，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道上运行的周期大于24h
B．卫星在轨道上运行的线速度
C．卫星在轨道受地球的万有引力大于在发射基地受到地球的万有引力
D．地球表面的重力加速度大小
考向
03
太空光伏
11．（2025·山东济宁·模拟预测）我国深空探测器采用钚-238（
）核电池作为长效能源。其衰变方程
为
。利用衰变释放的波长为λ 的γ 射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸
出功为
）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（ ）
A．衰变方程中的X 为正电子
B．探测器在宇宙空间航行时钚-238 的半衰期将会变长
C．
的比结合能比
的比结合能小
D．γ 射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能
12．图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U 与电流I 的关系，图中定值电阻
，设相同
光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。
（1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R 的阻值，通过测量得到该电池
的U﹣I 曲线a（如图丁）。由此可知，该电源内阻是否为常数___________（填“是”或“否”），某时
刻电压表示数如图丙所示，读数为___________V，由图像可知，此时电源内阻为___________Ω（保留三位
有效数字）
实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I 曲线b（如图丁）。
（2）在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，
滑动变阻器消耗的电功率为___________W（计算结果保留两位有效数字）。
考向
04
嫦娥七号与月球基地建设
13．（2026·贵州黔东南·模拟预测）嫦娥七号计划于2026 年8 月发射，前往月球南极开展环境与资源勘查。
如图，嫦娥七号探测器沿地月转移轨道从P 到A 点后，变轨进入绕月圆轨道Ⅰ，再在B 点变轨进入环月椭
圆轨道Ⅱ，最后沿椭圆轨道Ⅱ到近月点C 减速着陆。已知探测器在圆轨道Ⅰ的运动周期为T，月球半径为
R，A 点到月球表面的距离为2R，仅考虑月球的引力，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥七号在地面的发射速度大于11.2km/s
B．嫦娥七号从B 点向C 点运动的过程中处于超重状态
C．嫦娥七号从B 点运动至C 点的时间为
D．月球的平均密度为
14．（2025·山西·模拟预测）我国计划于2026 年发射嫦娥七号，主要任务是前往月球南极寻找水冰存在的
证据．未来，嫦娥七号发射后到达月球引力范围，先进入环月圆轨道1，在该轨道上运行的线速度大小为
、周期为
；变轨后进入环月圆轨道2，在该轨道上运行的线速度大小为
、周期为
，则下列关系正
确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
15．（2025·河北·模拟预测）“嫦娥七号”探测器计划于2026 年前后发射，准备在月球南极登陆，登陆月
球前假设探测器在离月球表面高度等于月球半径的轨道上绕月球做周期为T 的匀速圆周运动。已知引力常
数为G，地球和月球质量之比约为
，半径之比约为
。下列说法正确的是（ ）
A．根据题中所给的信息可求出月球的质量
B．探测器在地球上的发射速度要大于11.2km/s
C．探测器在月球表面运动周期为
D．月球表面与地球表面的重力加速度之比为
16．（2025·陕西渭南·二模）2024 年10 月29 日，神舟十九号载人航天飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发
射中心召开，发言人介绍我国锚定在2030 年前实现中国人登陆月球的目标，工程全线正在全面推进研制
建设工作。在简化处理地球和月球的关系时，认为地球和月球构成双星系统，两者绕着连线上的一点做匀
速圆周运动。在建造月球基地过程中，要将地球上的一部分物资转移到月球上（该过程中地球和月球的总
质量不变，地球和月球均可视为质点），若地、月中心间距固定不变，地球的质量始终大于月球的质量，
则建造过程中（ ）
A．系统的周期变大
B．地球的轨道半径不变
C．地球的线速度变大
D．地球的角速度变大
17．（2025·江西·模拟预测）2024 年11 月15 日，天舟八号货运飞船与轨道高度约为400 公里（低于地球
同步轨道高度）的中国空间站成功对接，首次将用于未来月球基地建设的“月壤砖”送至空间站进行科学
实验。月壤砖将被放在空间站外部的固定支架上进行长期暴露，深入了解其在宇宙射线、高真空、极端温
度变化等条件下的性能变化规律，下列说法正确的是（ ）
A．进行暴露实验时，月壤砖受到合外力为零
B．若空间站轨道高度经调整后略微增加，月壤砖绕地速率也会增加
C．月壤砖随空间站运动的周期小于24 小时
D．若实验过程月壤砖因环境影响分裂出微粒，这些微粒将马上坠向地球
18．（2025·四川达州·模拟预测）（多选）嫦娥七号计划2026 年发射，将前往月球南极寻找水冰存在的证
据。若嫦娥七号探测器由地面发射后，经地月转移轨道，在A 点变轨后进入绕月圆形轨道Ⅰ，在B 点变轨
后进入环月椭圆轨道Ⅱ，轨道Ⅱ可视为与月面相切于C 点。轨道I 的半径是月球半径的
倍，仅考虑月球
的引力，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥七号在A 点变轨时加速，在
点变轨时减速
B．嫦娥七号在A 点变轨时减速，在
点变轨时加速
C．嫦娥七号从
点向
点运动过程中，速度和加速度均越来越大
D．嫦娥七号在轨道I 上的向心加速度是月球表面重力加速度的
19．（2025·河南新乡·模拟预测）（多选）嫦娥七号计划于2026 年发射，由于月球上没有空气，某同学提
议在旗帜上固定导线，通过电磁场的相互作用使旗帜飘扬起来。现在给光滑水平面上的旗帜等间距地固定
、
、三根相同长直导线、并通入大小相等、方向如图所示的电流，则旗帜能够保持平展的是
（ ）
A．
B．
C．
D．
20．（2025·江西·模拟预测）（多选）嫦娥七号计划2026 年发射，将前往月球南极寻找水冰存在的证据。
若嫦娥七号探测器由地面发射后，经地月转移轨道，在A 点变轨后进入绕月圆形轨道Ⅰ，在B 点变轨后进
入环月椭圆轨道Ⅱ，轨道Ⅱ可视为与月面相切于C 点。轨道Ⅰ的半径是月球半径的
倍，仅考虑月球的引
力，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥七号在A 点变轨时加速
B．嫦娥七号在B 点变轨时减速
C．嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
D．嫦娥七号在轨道Ⅰ上的向心加速度是月球表面重力加速度的
考向
05
深空探索
21．（2025·江苏徐州·模拟预测）核技术发展将影响人类深空探索的能力，其中某一核反应方程为
，则（ ）
A．
为正电子
B．
为
粒子
C．该反应为核裂变
D．Pu 核的比结合能大于
核的比结合能
22．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）深空探测是全球航天科技竞争的制高点，我国深空探测正在走向更远、
更深的新阶段，探索太空生存技术，拓展人类生存空间。若未来航天员登陆某类地行星后在距该行星表面
处以一初速度水平抛出一小球，小球落地时的速度方向与水平方向的夹角为
，在地球表面附近将该小
球与一长为的细绳连接，细绳另一端固定，在最低点给小球一相同的初速度，小球恰好在竖直面内做完
整圆周运动。已知地球半径为该行星半径的
，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．地球与该行星表面的重力加速度大小之比为
B．地球与该行星的质量之比为
C．地球与该行星的密度之比为
D．地球与该行星的第一宇宙速度之比为
23．科幻电影《流浪地球》中，地球需借助木星的“引力弹弓”效应加速才能成功逃离太阳系。然而由于
行星发动机发生故障使得地球一度逼近木星的“洛希极限”，险象环生。“洛希极限”是一个距离，可粗
略认为当地球与木星的球心间距等于该值时，木星对地球上物体的引力约等于其在地球上的重力，地球将
会倾向碎散。已知木星的“洛希极限”
，其中
为木星的半径，约为地球半径
的11 倍。则根
据上述条件可估算出（ ）
A．木星的第一宇宙速度约为
B．木星的第一宇宙速度约为
C．木星的质量约为地球质量的
倍
D．木星的密度约为地球密度的
倍
24．（2025·天津北辰·三模）（多选）国家深空探测实验室预计在2030 年前后实现载人登月并建设月球基
地，为此成功发射了天都一号环月卫星负责通信和导航。如图所示，天都一号在地月转移轨道
点实施
“刹车”制动，成功进入环月圆形轨道。已知环月轨道离月面高度为，月球质量为
，月球半径为
，
引力常量为
。则（ ）
A．卫星在环月轨道运行时向心加速度小于月球表面的重力加速度
B．环月圆形轨道上卫星的线速度大小为
C．环月圆形轨道上卫星的运行周期为
D．进入环月圆形轨道前卫星在
处的速度大小等于
25．（2025·北京石景山·一模）神秘宇宙散发着无尽魅力，吸引着人们不断追寻和探索。
(1)某深空探测器在远离星球的宇宙深处航行时，由于宇宙中的星体对飞船的万有引力作用很微弱，可忽略
不计，此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。当探测器驶入一片分布均匀、静止的宇宙尘埃区域时，
为了保持原有的速率v，必须开启发动机。若该区域单位体积内有质量为m0的尘埃，尘埃碰到探测器后立
即吸附在上面，探测器可视为半径为R 的球体。求发动机的推力大小F；
(2)科学家用天文望远镜在宇宙中发现许多双星系统。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远
小于两星体之间的距离。某双星系统中每个星体的质量都是M，相距2L。它们围绕两者连线的中点做相同
周期的圆周运动。已知引力常量为G。
a.求该双星系统的运动周期T1；
b.若实际观测到该双星系统的运动周期为T2，且T2∶T1=1∶
（N>1）。为了解释T2与T1的差异，科学
家预言双星系统之间存在一种望远镜观测不到的特殊物质，称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引力相
互作用，并遵循万有引力定律。可以建立一种简化模型，假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布
着暗物质，球体内的暗物质对双星系统有引力相互作用，不考虑其它暗物质对双星系统的影响。请根据这
一模型和观测结果推测双星系统间暗物质的密度。
26．动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本规律，请结合相关知识完成下列问题：
(1)如图所示质量为m 和M 的两个物块放置在光滑水平地面上，M 的左侧连着一个轻弹簧，给m 初始速度
使其撞向M，在相互作用的过程中弹簧始终处于弹性限度内。若m 的初速度大小为V0，求在m 通过弹簧和
M 相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；、
(2)近期热播电影“流浪地球”引起了影迷对天文知识的关注，其中一个名词“引力弹弓”更是成为人们谈
论的热点，其实“引力弹弓”是指我们发射的深空探测器在探索太阳系或太阳系以外的宇宙空间过程中可
以借助星球的引力实现助推加速，从而达到节省燃料，延长探测器有效工作时间的目的。例如1977 年美
国宇航局发射的旅行者一号空间探测器现已成为第一个飞出太阳系进入星际介质的探测器，它在运行的过
程中就借助了木星和土星的引力助推作用从而具有了飞出太阳系的动能。
如图所示为一个最简单的“引力弹弓”模型，假设太阳系内一探测器以大小为V 的速度向右飞行，同时某
一行星向左以大小为U 的速度运动（V 与U 均以太阳为参考系），探测器在靠近行星的过程中被行星引力
吸引改变运动方向并最终与行星同向运动并脱离行星。请你运用所学知识证明此时探测器获得的速度大小
为2U+V（证明时可认为探测器质量远远小于行星质量，不考虑其它星体万有引力的影响）。
考向
06
天问二号
27．（2026·湖北黄冈·二模）我国天问二号探测器计划于今年7 月抵达小行星2016HO3。在飞行过程中，
天问二号首先要脱离地球引力，进入与小行星相同的绕日轨道。此时，天问二号和小行星都可以看作是在
太阳引力作用下，绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．天问二号的线速度大小与小行星的相同
B．天问二号的发射速度必须大于
C．天问二号受到的万有引力与小行星相同
D．天问二号只要点火加速，就能追上小行星
28．（2026·新疆·模拟预测）2025 年5 月29 日，我国发射天问二号探测器对某小行星进行探测。已知该小
行星绕日公转椭圆轨道的近日点到太阳的距离为0.9AU，远日点到太阳的距离为1.1AU（1AU 是地球公转圆
轨道的半径）。下列关于该小行星绕太阳公转过程中的说法正确的是（ ）
A．小行星的公转周期大于地球的公转周期
B．小行星在近日点的速度小于在远日点的速度
C．小行星在近日点的加速度大于在远日点的加速度
D．小行星在近日点的机械能小于在远日点的机械能
29．（2025·陕西渭南·一模）2025 年5 月29 日凌晨1 时31 分，长征三号乙运载火箭点火起飞，飞行约18
分钟后，将天问二号探测器送入地球至小行星2016H03 转移轨道。在探测器“奔向”小行星2016H03 的过
程中，用表示探测器与地球表面的距离，
表示它所受的地球引力，能够描述
随变化关系的图像是
（ ）
A．
B．
C．
D．
30．（2025·甘肃武威·模拟预测）2025 年5 月29 日天问二号发射成功，如图所示为天问二号的工作示意图，
先对小行星2016HO3 进行伴飞探测、取样，之后返回过程中，在地球较近处，返回舱与主探测器分离并返
回地球，主探测器继续飞向彗星311P 并对其进行探测，下列说法正确的是（ ）
A．主探测器与返回舱分离后瞬间返回舱的速度比主探测器的速度大
B．主探测器与返回舱分离后瞬间，返回舱的速度可能为7.9km/s
C．主探测器与返回舱分离后瞬间，两者具有相同的加速度
D．从发射到与2016HO3 交会的过程中，天问二号的机械能守恒
31．（2025·福建福州·模拟预测）（多选）我国计划2025 年前后发射天问二号，开展小行星探测任务：
2030 年前后发射天问三号和天问四号，分别开展火星采样返回任务和木星系探测任务。若将探测器送入地
火转移轨道，逐渐远离地球，并成为一颗人造行星，简化轨迹如图。定义地球和太阳平均距离为1 个天文
单位(Au)，火星和太阳平均距离为1.5 个天文单位，则（ ）
A．从P 点转移到Q 点的时间小于6 个月
B．探测器在地火转移轨道经过Q 点时的机械能要小于在火星轨道上经过Q 点时的机械能
C．探测器在地火转移轨道上P 点的加速度等于Q 点的加速度
D．地球、火星绕太阳运动的速度之比为
32．（2025·广东深圳·一模）（多选）我国发射的“天问二号”探测器将首次实现从小行星2016HO3 采样
返回地球。该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径。若将小行星看作质量分布均匀的球
体，半径为R，密度与地球相同。已知探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期为T0，地球半径为
R0，引力常量为G。正确的说法是（ ）
A．地球的质量
B．小行星的第一宇宙速度
C．小行星绕太阳运行周期大于地球公转周期
D．探测器在小行星表面附近做匀速圆周运动的周期等T0
