模型22 天體的追及相遇問(wèn)題（原卷版）-2025版高考物理熱點(diǎn)模型精-品講義

模型22天體的追及相遇問(wèn)題01模型概述 01模型概述1.相距最近與最遠(yuǎn)情況兩同心轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星(rA<rB)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于同一直徑上且在圓心的同側(cè)時(shí)，相距最近。位于同一直徑上且在圓心的兩側(cè)時(shí)，相距最遠(yuǎn)。2．由相距最近到相距最近兩同心轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星(rA<rB)同向轉(zhuǎn)動(dòng)角度關(guān)系：角速度關(guān)系：周期關(guān)系：兩同心轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星(rA<rB)反向轉(zhuǎn)動(dòng)角度關(guān)系：角速度關(guān)系：周期關(guān)系：2．由相距最近到相距最遠(yuǎn)兩同心轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星(rA<rB)同向轉(zhuǎn)動(dòng)角度關(guān)系：角速度關(guān)系：周期關(guān)系：兩同心轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星(rA<rB)反向轉(zhuǎn)動(dòng)角度關(guān)系：角速度關(guān)系：周期關(guān)系：02典題攻破02典題攻破1.天體追及【典型題1】（23-24高一下·甘肅白銀·期末）（多選）火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道近似在同一個(gè)平面內(nèi)，且二者繞行方向相同。如圖所示，某時(shí)刻二者與太陽(yáng)剛好在一條直線上且相距最近，這個(gè)現(xiàn)象叫“火星沖日”。已知火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的1.5倍，忽略地球和火星的自轉(zhuǎn)，約為，約為0.54，下列說(shuō)法正確的是（）A．火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為0.54年B．火星、地球分別與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等C．相鄰兩次“火星沖日”的時(shí)間間隔約為2.2年D．地球和火星出現(xiàn)相對(duì)速度最大的最短時(shí)間間隔約為1.1年03針對(duì)訓(xùn)練03針對(duì)訓(xùn)練1．（23-24高一下·山西長(zhǎng)治·期末）如圖所示，土衛(wèi)一（M）和土衛(wèi)二（E）是土星（S）的兩個(gè)衛(wèi)星，土衛(wèi)二繞土星的公轉(zhuǎn)半徑約為土衛(wèi)一公轉(zhuǎn)半徑的2倍，某一時(shí)刻兩衛(wèi)星呈如圖所示位置，且公轉(zhuǎn)方向均為逆時(shí)針?lè)较颉t在土衛(wèi)一公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于兩衛(wèi)星的位置關(guān)系，下列圖像大致正確的是（）A． B．C． D．2．（23-24高一下·江蘇南京·階段練習(xí)）“日心說(shuō)”以太陽(yáng)為參考系，金星和地球運(yùn)動(dòng)的軌跡可以視為共面的同心圓；“地心說(shuō)”以地球?yàn)閰⒖枷?，金星的運(yùn)動(dòng)軌跡（實(shí)線）和太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡（虛線）如圖所示。觀測(cè)得每隔1.6年金星離地球最近一次，則（）A．金星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度小于地球繞太陽(yáng)的線速度B．在16年內(nèi)太陽(yáng)、地球、金星有20次在一條直線上C．地球和金星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期之比為8：13D．地球和金星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的半徑之比為3．（23-24高一下·福建福州·期末）2022年12月8日，地球恰好運(yùn)行到火星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”?；鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯?nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3∶2，如圖所示。（已知）根據(jù)以上信息可以得出（）A．火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27∶8 B．當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩者的相對(duì)速度最小C．過(guò)1.80年再次出現(xiàn)“火星沖日” D．過(guò)2.25年再次出現(xiàn)“火星沖日”4．（23-24高一下·湖北·期末）太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”；當(dāng)某行星恰好運(yùn)行到地球和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星凌日”。已知地球及各行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示。行星水星金星地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU0.390.721.01.55.29.51930根據(jù)題中信息，下列說(shuō)法正確的是（）A．會(huì)發(fā)生金星沖日現(xiàn)象B．火星公轉(zhuǎn)的運(yùn)行速率大于地球的運(yùn)行速率C．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最長(zhǎng)D．木星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔約為1.1年5．（23-24高一下·江西九江·期末）“行星連珠”是指太陽(yáng)系的多顆行星位于地球與太陽(yáng)連線上且在太陽(yáng)的同一側(cè)，最壯觀的“九星連珠”極其罕見(jiàn)，但“兩星連珠”較為常見(jiàn)，設(shè)某行星的軌道半徑為地球軌道半徑的倍，該行星每過(guò)多少年與地球與發(fā)生一次兩星連珠？（）A． B． C． D．6．（22-23高三上·山東濱州·階段練習(xí)）2022年6月23日10時(shí)22分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，采取一箭三星方式，成功將遙感三十五號(hào)02組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。該衛(wèi)星主要用于科學(xué)試驗(yàn)、國(guó)土資源普查、農(nóng)產(chǎn)品估產(chǎn)及防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。假設(shè)三顆星某時(shí)刻的位置關(guān)系如圖所示，其中甲、丙星和地球在同一直線上，甲星和乙星在同一軌道上，三星轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，丙星的軌道半徑是甲星的4倍，甲星的運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，則（）A．乙星在該軌道上加速可能追上甲星B．乙星在該軌道上加速不可能追上丙星C．丙星的周期是甲或乙周期的4倍D．至少經(jīng)過(guò)時(shí)間，甲、丙星和地球再次在同一直線上7．（2024高二·全國(guó)·專題練習(xí)）（多選）P、Q兩衛(wèi)星圍繞地球在相同的軌道平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，地球的半徑為R，P、Q兩衛(wèi)星的軌道高度分別為R和3R，某時(shí)刻兩顆衛(wèi)星距離最近，下列說(shuō)法正確的是（）A．P、Q兩衛(wèi)星的線速度之比為B．P、Q兩衛(wèi)星的周期之比為C．P衛(wèi)星可能再運(yùn)動(dòng)圈兩衛(wèi)星距離最遠(yuǎn)D．Q衛(wèi)星可能再運(yùn)動(dòng)圈兩衛(wèi)星距離最遠(yuǎn)8．（23-24高一下·天津河?xùn)|·期末）（多選）2023年10月26日17時(shí)46分，我國(guó)發(fā)射的神舟十七號(hào)載人飛船與已在軌的空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接，它們?cè)诘厍蛏峡盏膶?duì)接過(guò)程如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．神舟十七號(hào)的發(fā)射速度應(yīng)大于第一宇宙速度B．神舟十七號(hào)從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ后周期變長(zhǎng)C．“M衛(wèi)星”若要與空間站對(duì)接，可以在軌道Ⅲ上點(diǎn)火加速追上空間站D．神舟十七號(hào)在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)c點(diǎn)的加速度大于其在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)c點(diǎn)的加速度9．（23-24高一下·安徽滁州·期末）（多選）太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，稱為“行星沖日”，2023年11月3日觀測(cè)到木星沖日現(xiàn)象。已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表：行星名稱地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU1.01.55.29.51930則由上述信息可知（）A．木星的公轉(zhuǎn)周期比火星的公轉(zhuǎn)周期大B．海王星沖日時(shí)間間隔最長(zhǎng)C．行星沖日時(shí)間間隔可能小于一年D．2024年木星沖日大約在12月7日10．（23-24高一下·重慶·期中）如圖所示，兩顆衛(wèi)星繞某行星在同一平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知衛(wèi)星一運(yùn)行的周期為，行星的半徑為R，衛(wèi)星一和衛(wèi)星二到行星中心的距離分別為，，引力常量為G。某時(shí)刻兩衛(wèi)星與行星中心連線之間的夾角為。求：（題干中、R、G已知）（1）行星的質(zhì)量M；（2）行星的第一宇宙速度；（3）從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)？11．（21-22高一下·江蘇蘇州·階段練習(xí)）如圖所示，A是地球的一顆同步衛(wèi)星，O為地球中心，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)0。另一衛(wèi)星B的圓形軌道也位于赤道平面內(nèi)，且距地面的高度h=R，地球表面的重力加速度大小為g。（1）求衛(wèi)星B所在處的重力加速度；（2）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期T1；（3）若衛(wèi)星B運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近，求從A、B兩衛(wèi)星相距最近時(shí)刻到緊鄰的相距最遠(yuǎn)時(shí)刻的時(shí)間間隔。（用T0和T1表示）

12．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如圖所示，A、B是地球的兩顆衛(wèi)星，其中衛(wèi)星A是地