热点02 航天科技-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（上海专用）

热点02 航天科技 航空航天技术是人类探索宇宙、突破地球限制的伟大壮举。从最初的飞行梦想，到如今卫星导航、载人航天、深空探测的辉煌成就，航空航天不仅推动了科技进步，更深刻改变了人类的生活方式。它让我们得以从太空视角审视地球，促进了全球通信与定位系统的建立。同时，航空航天领域的创新也为材料科学、生命科学等领域带来了革命性突破。未来，随着技术的不断演进，人类对太空的探索将更加深入，航空航天将继续引领人类走向更加广阔的星辰大海。 力学 （23-24高一下·上海·期末）宇宙 宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、星际尘埃等物质。 1． 把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力，卡文迪什利用 实验测出了引力常量，其值为G=6.67x10-11 。 2．长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，轨道半径为r，已知地球半径为 R，万有引力常量为G，则地球的第一宇宙速度为 ；地球的质量为 。 （23-24高一下·上海闵行·期中）神舟飞船 神舟飞船是中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载人飞船。神舟飞船与国际第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，已知万有引力常量G为。 3．若用运载神舟飞船的火箭将一辆小米SU7跑车发射到太空。假设其轨道示意图如下图中椭圆Ⅱ所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是( ) A．跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率 B．跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率 C．跑车经过B点时的加速度大于火星经过B点时的加速度 D．跑车由A到C的过程中动能减小，机械能也减小 4．若飞船轨道上运行可近似看成沿圆轨道做匀速圆周运动，离地球表面的平均高度。已知地球半径，地球质量。飞船在轨道上运行的过程中，下列物理量中保持不变的有 （填选项）； A．速度 B．合力 C．加速度 D．角速度 5．2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登月。若宇航员在月球表面的h高处由静止释放一个小球，经过时间t小球落到月球表面，将月球视为质量均匀的球体，已知月球的半径为R，若在月球表面发射绕月球飞行的卫星，则最小的发射速度要达到多少？ （23-24高一下·上海·阶段练习）宇宙探索 人类从诞生开始，无数科学家前赴后继揭开了宇宙演化的部分神秘面纱，而如暗物质、暗能量等这些未解之谜有待人们进一步的探索。 6．关于科学家对宇宙探索做出贡献的叙述中正确的是（　　） A．牛顿提出了“日心说”，并且发现了万有引力定律 B．第谷观测了行星的轨道数据，提出了行星运动三大定律 C．伽利略利用扭秤装置和微小放大法，较准确地测出引力常量G D．哈勃观测到遥远恒星的光谱红移现象，提出宇宙正在膨胀 7．宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球的过程中，在考虑相对论效应的情况下，宇航员发现（　　） A．.星际飞船的长度变短 B．星际飞船上的物体的质量变大 C．地球上的时钟变慢 D．地球上有些建筑物的高度不变 8．（简答）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择 发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，请分析选择哪个发射场较好？ 9．如图是“哈雷彗星”绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，观测发现“哈雷彗星”经过P点的速率小于经过Q点的速率。已知太阳的质量为m，引力常量为G，则： ①太阳应位于 （选填：A．“F1点”；B．“F2点”；C． “O点”）； ②测得“哈雷彗星”在距离太阳r1处的运行速度大小为v1，则在距离太阳r2处的运行速度大小v2＝ 。 ③根据广义相对论可知，“哈雷彗星”在 由空间弯曲产生较明显的进动，其“携带”的时钟在 走得较慢。（均选填：A．“P点”；B．“Q点”）。 （23-24高一下·上海闵行·期末）阅读材料，回答下列问题。 材料三：近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理知识的支持。 10．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　） A． B． C． D． 11．东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是（　　） A．它的运行速度为 7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 12．“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为 G，利用以上数据不能求出的是（　　） A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 13．2024年5月3日，嫦娥六号探测器搭载火箭成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。已知月球的质量约为地球的月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度取7.9km/s，则月球的第一宇宙速度为 km/s （结果保留两位有效数字）。 （23-24高三下·上海·开学考试）中国载人航天工程 2023 年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26 日17时46 分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。 14．若某天体的质量约为地球的，半径约为地球的3倍，则天体和地球的重力加速度之比为 ，若在该天体上，和地球从同样高度以同样速度平抛同一物体，水平位移之比为 。 15．空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道Ⅱ为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为 R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A．轨道I上的线速度大小为 B．神舟十七号载人飞船在轨道Ⅰ上P点的加速度小于在轨道Ⅱ上P点的加速度 C．神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ D．轨道Ⅰ上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 （2024高二下·上海·学业考试）逐梦航天 1970年，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射。2024年，“嫦娥六号”探测器在月球背面扬起五星红旗。探索浩瀚宇宙是人类不懈追求的航天梦。 16．“东方红一号”沿椭圆轨道绕地球运行，若分别用、表示其在近地点a、远地点b的速度大小，则_______。 A． B． C． 17．继“东方红一号”后，我国又发射了“东方红二号”，它在绕地心转动时始终相对于地球表面静止。 （1）“东方红二号” 。（多选） A．离地高度不变               B．运行轨道与地球赤道平面共面 C．运行周期和地球自转的周期相同       D．运行轨道平面过地球的南、北极 （2）根据广义相对论，静置于地面的钟与绕地运行的“东方红二号”里的钟相比 。 A．两者一样快       B．静置于地面的钟快       C．“东方号二号”里的钟快 18．“东方红一号”曾直接向地球发送《东方红》乐曲信号，而“嫦娥六号”在月球背面时无法直接与地球通信，需要中继通信卫星“鹊桥二号”利用 波转发信号，“鹊桥二号”帆板上的光伏电池将 能转换为电能。 19．“嫦娥六号”环绕月球做轨道半径为r、周期为T的匀速圆周运动。 （1）“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为 。 A．        B．        C．        D． （2）已知引力常量为G，则月球的质量为 。 20．月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n，则“嫦娥六号”携带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为______________。 A． B． C． D． （23-24高一下·上海·阶段练习）万有引力与中国空间站 2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，二十年前杨利伟代表13亿中国人踏上了逐梦太空的征途。从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。 21．在火箭加速升空过程中，不计空气阻力 （1）杨利伟处于 状态（选填“超重”或“失重”）。 （2）关于火箭的受力，下列叙述正确的是 A． 喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出的气体的推力是一对平衡力 B． 喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力和反作用力 C． 喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 D． 喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力 22．许多科学家对天文学的发展都做出了巨大贡献 （1）关于万有引力，下列说法正确的是 A． 伽利略发现了万有引力定律 B． 卡文迪什用扭秤测定了引力常量 C． 牛顿发现万有引力定律，并测定了引力常量 D． 爱因斯坦发现牛顿力学在强引力场下依然精确 （2）如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为和：阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用和表示，则 、 。（均填“>”“=”或“<”） 23．天宫空间站绕地球运行轨道近似可以看作匀速圆周运动，天宫二号是中国首个具备补加功能的载人航天科学实验空间实验室，在预设的离地处在轨运行，重8.6吨。 （1）在天宫空间站运行的过程中，下列哪个物理量保持不变 A．速度     B．角速度     C．加速度     D．合外力 （2）已知地球的质量为、半径约为，万有引力常量，则天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小为 。（保留2位有效数字） 24．太空舱绕地球做匀速圆周运动，为了测量太空舱中物体的质量，宇航员设置了如图所示装置：将待测物体（可视为质点）与细线（质量可忽略不计）一端相连，把物体放在桌面上，细线的另一端通过桌面上的光滑小孔与弹簧秤的挂钩相连，弹簧秤再用细线与飞船壁相连。给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，利用太空舱中基本测量工具就可以间接地测量计算物体的质量了。 （1）（多选）可测量记录的物理量有以下内容，实验时真正需要测量的物理量有_______ A． 圆周运动半径 B． 待测物体与弹簧秤钩间细线长度 C． 圆周运动周期 D． 桌面与某面太空舱壁夹角 E． 弹簧秤度数 F． 太空舱内温度 （2）（计算）待测物体质量的表达式。 （3）改用不同材质桌面减小摩擦后，对同一物体实验测量，所得质量数值_______（填“增大”、“不变”或“减小”）。撤去弹簧秤，改用悬挂已知质量的钩码，以钩码重力提供物体圆周运动的向心力，此测量实验_______（填“可以”或“不可以”）在太空舱内完成。 25．随着技术进步，为使宇航员更加适应长期的外太空生活，可以考虑将太空舱建成一个半径足够大的环形结构，绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力。假定太空舱到中心轴半径为，为模拟地球的重力加速度，此时： （1）宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。 （2）（计算）太空舱的转速多大？（保留3位有效数字） 电磁学 （2024·上海闵行·二模）电磁发射 26．2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！ (1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生 方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI0 （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为 的安培力，从而推动炮弹加速。 (2)如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。 ①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是 A．线圈abcd此时恰垂直于中性面 B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大 C．线圈abcd产生交流电的周期为 ②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为 A． B． C． ③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到 。（忽略回路自感效应） (3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 ①若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 。 ②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的 A． B． C． ③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v—t 图 。 （24-25高三上·上海长宁·阶段练习）航空航天 航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过百余年的快速发展，航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域之一，该领域取得的重大成就标志着人类文明的最新发展，也表征着一个国家科学技术的先进水平。 27．人类在不久的将来会从火星上采集一些“土壤”，带回地球进行研究，下列关于“土壤”研究结论的说法中正确的是（    ） A．含有的金属材料都是单晶体 B．具有一定形状的属于多晶体 C．具有固定熔点的一定是晶体 D．显示各向同性都属于非晶体 28．大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法中正确的是（    ） A．激光焊接利用了激光的相干性 B．激光的频率为 C．激光光子的动量为 D．每个激光脉冲的能量为 29．王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验。在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球，其简化模型如图所示，气泡与水球同心。航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡内表面发生了 现象。若这种现象是在P点恰好发生的，，则水的折射率为 。（，） 30．一航天飞机在完成某次维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道II，如图所示，A点为轨道II上的远地点，B点为轨道I上的近地点。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ） A．该航天飞机在轨道II上经过A点的速度小于经过B点的速度 B．该航天飞机在轨道I上经过A点时的加速度大于它在轨道II上经过A点时的加速度 C．在轨道II上从A点运动到B点的过程中，航天飞机的加速度一直变大 D．要从轨道I进入轨道II，该航天飞机需在A点进行减速制动 31．随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。为了减缓对地的碰撞，设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为，经过时间t火箭着陆，此时火箭速度为；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求： （1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差； （2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小； （3）火箭主体的速度从减到的过程中系统产生的电能。 （23-24高二下·上海·期中）月球探测工程 我国已先后成功实施四次月球探测任务，计划在2030年前实现首次登陆月球。已知，月球表面重力加速度为g月。 32．嫦娥号登陆月球时，沿图中虚线方向做匀减速直线运动靠近月球表面，则发动机的喷气方向可能为（ ） A． B． C． D． 33．嫦娥号在竖直下降登月过程中，在距月球表面高度为h处以相对月球的速度 v 开始做匀减速直线运动，加速度大小为 a，下降至距月球表面高度为 处相对月球速度为零。质量为 M的嫦娥号在保持悬停的过程中，发动机不断竖直向下喷出相对其速度为 u的气体。在一次短促的喷射过程中（嫦娥号质量不变），单位时间内需消耗燃料的质量为 。 34．未来，嫦娥号可以搭载三维成像微波高度计，利用天线1和2同时向月球表面发射微波，然后通过接收回波和信号处理，从而确定月球表面的高度值，如图（a）。图（b）为高度计所获得微波的 条纹图样，两列天线发射的微波需满足的条件是 、 、 。 35．未来，航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图（a）所示，弹簧振子沿轴线AB自由振动，一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连，沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴。 （1）弹簧振子振动后，某时刻记为 t=0 时刻，振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，则 t=T时的波形图为( ) A．      B．C．    D． （2）如图（b）所示，实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为 m/s。在t0+1.0s时刻，质点 P所处位置的坐标为 36．在月球上进行的机械波实验中，两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播，波源M（0m，0cm）产生的波沿x轴正方向传播， 波源N（9m，0cm）产生的波沿x轴负方向传播。t=0时刻某一波源先开始振动，t=0.2s时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于x=2m和x=8m的两个质点都处于波峰位置。下列说法正确的是( ) A．波源M先振动且起振方向向下 B．沿x轴负方向传播的N波波速为10m/s C．再经过0.2s， x=6m的质点纵坐标为5cm D．两列波可以发生稳定的干涉现象 （23-24高二下·上海·期中）阅读材料“中国探月”，回答下列问题。 如图所示是中国探月的标识，它以中国书法为笔触，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。圆弧的起笔处自然形成龙头，象征中国航天如巨龙腾空而起，落笔的飞自由一群和平鸽构成，表达了我国和平利用空间的美好愿望。整体图形由一弧两点巧妙地形成“月”字，写意的笔触旨在传达一种探索的信念。我国对月亮的向往自古有之，并留下了很多和月球有关的神话故事、千古名句，如今我们更是随着科技的发展，真正开始了中国人的“奔月之旅”。阅读材料，回答下列问题。 37．月球作为地球唯一一个天然卫星，是在椭圆轨道上绕地球运行的，所以当月球在近地点附近并且近地点恰好出现满月现象时，就有了“超级月亮”。如图所示，月球在近地点和远地点受到的万有引力分别为、两者的关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 38．通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（　　） A． B． C． D． 39．2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器。“嫦娥五号”探测器经过约38万公里，一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅，于12月1日23时11分成功着陆，正式开始月面工作，采集月球样品。下列说法中正确的是（ ） A．在观测“嫦娥五号”探测器环月飞行时可以将其看成质点 B．“23时11分”和“约2天”都是指时间间隔 C．“嫦娥五号”探测器经过约38万公里指的是位移 D．“嫦娥五号”探测器环月飞行时，是以地球为参考系来描述的 40．我国自主研发制造的月球车“玉兔号”圆满并且超额完成了探月任务，当“玉兔号”在地面和月球以相同的速率行驶时，下列判断正确的是（　　） A．在地球运动时的惯性较大 B．在月球运动时的惯性较大 C．在地球和在月球运动时的惯性一样大 D．在地球运动时的质量较大 41．“嫦娥五号”探测器最后的落月过程可以简化如下：先是探测器悬停在距月面某高度处，接着关闭发动机使探测器自由下落5s（月球表面附近重力加速度g取），然后开启反冲发动机小推力模式使探测器匀速下降，匀速下降时再开启发动机大推力模式使探测器以大小为的加速度减速，最后恰好以速度减小到零完美着陆。若探测器可看成质点，求： （1）探测器匀速下降时的速度； （2）探测器悬停处距月球表面的高度。 （24-25高三上·上海闵行·期中）逐梦航天 我国航天事业的发展奠定了航天强国的地位，为我们了解航天事业和学习航天知识提供了丰富素材。 42．在地球上发射卫星时，为了充分利用地球的自转速度，应 （填“自西向东”、“自东向西”、“自南向北”或“自北向南”）发射，发射点建在靠近 （填“赤道”或“两极”）较好。 43．2024年5月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G。“嫦娥六号”（　　） A．在轨道上运动时，运行周期TⅢ＜TⅡ＜TⅠ B．若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C．在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同 D．在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小 44．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课中进行了动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（　　） A．两个钢球的直径 B．两个钢球的碰撞时间 C．手对小钢球B推力的冲量 D．两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间 45．航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，包括质量的测量在内的一系列实验（图甲）。 （1）质量测量的一种方法可通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成，由牛顿第二定律F=ma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。如图乙，假如航天员在开始时悬浮不动的A、B两物块中间夹一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B物块一个恒力F，此时压力传感器示数为N1。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为N2。求A、B两物块的质量之比。 （2）在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图丙所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动。用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r。这种方法求得小球的质量m是多少？若测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大、偏小还是不变？ 46．一名连同装备总质量为M的航天员，脱离空间站后，在离空间站x处与空间站处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v（以空间站为参考系）喷出气体从而使航天员相对于空间站运动。如果航天员一次性向远离空间站方向喷出质量为m的气体，使航天员在时间t内匀速返回空间站。则（　） A．喷出气体的质量m等于 B．若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于t C．若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于t D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒 （23-24高三上·上海杨浦·期末）天舟五号 天舟五号货运飞船于2022年11月12日在文昌航天发射场发射入轨，装载了神舟十五号3名航天员。质量的天舟五号货运飞船与质量的空间站组合体的后向对接口顺利对接。天舟五号对接停靠前关闭发动机，以停靠速度v（）从后方与目标相撞，两个航天器在离地面约的高空，以约的速度精准对接。 47．天舟五号货运飞船内的货物在发射阶段，火箭静止点火开始加速，在加速阶段航天员处于（　　） A．平衡状态 B．超重状态 C．失重状态 D．完全失重状态 48．假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，总质量，当它以对地速度喷出质量的高温气体后，火箭的速度为（喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略，取的方向为正方向）（　　） A． B． C． D． 49．宇航员在空间站内做物理实验验证物理规律与在地球上做的实验得到的物理规律是否相同？ （填相同或不同），理由是： 。 50．对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（　　） A．对接前，“天宫空间站”的线速度大于“天舟五号”的线速度 B．对接前，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度 C．为实现对接，“天舟五号”需要太空刹车，减速与“天宫空间站”对接 D．“天舟五号”的动量大于“天宫空间站”的动量 51．天舟五号货运飞船与在轨运行的空间站组合体顺利完成自主快速交会对接。已知地球半径为R，地面重力加速度大小为g。若空间站组合体绕地球飞行的速度大小为v，则对接时天舟五号货运飞船离地高度为 ，空间站组合体的加速度大小为 。 （2024·上海长宁·二模）航天科技 我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。 52．总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为 ，火箭上升的最大高度为 。 53．（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（　　） A．空间站离地越高，运行速度越小 B．空间站离地越高，运行速度越大 C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 54．天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（　　） A．频率更高 B．更容易发生衍射现象 C．真空中传播速度更快 D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄 55．航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变 ；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得 。 56．如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（　　） A．大小为零 B．大小不为零，方向指向空间站 C．大小不为零，方向背离空间站 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点02 航天科技 航空航天技术是人类探索宇宙、突破地球限制的伟大壮举。从最初的飞行梦想，到如今卫星导航、载人航天、深空探测的辉煌成就，航空航天不仅推动了科技进步，更深刻改变了人类的生活方式。它让我们得以从太空视角审视地球，促进了全球通信与定位系统的建立。同时，航空航天领域的创新也为材料科学、生命科学等领域带来了革命性突破。未来，随着技术的不断演进，人类对太空的探索将更加深入，航空航天将继续引领人类走向更加广阔的星辰大海。 力学 （23-24高一下·上海·期末）宇宙 宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、星际尘埃等物质。 1． 把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力，卡文迪什利用 实验测出了引力常量，其值为G=6.67x10-11 。 2．长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，轨道半径为r，已知地球半径为 R，万有引力常量为G，则地球的第一宇宙速度为 ；地球的质量为 。 【答案】1．牛顿 扭秤 2． 【解析】1．[1]牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力。 [2][3]卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量，其值为G=6.67×10-11。 2．[1][2]根据 解得 又 解得 （23-24高一下·上海闵行·期中）神舟飞船 神舟飞船是中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载人飞船。神舟飞船与国际第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，已知万有引力常量G为。 3．若用运载神舟飞船的火箭将一辆小米SU7跑车发射到太空。假设其轨道示意图如下图中椭圆Ⅱ所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是( ) A．跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率 B．跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率 C．跑车经过B点时的加速度大于火星经过B点时的加速度 D．跑车由A到C的过程中动能减小，机械能也减小 4．若飞船轨道上运行可近似看成沿圆轨道做匀速圆周运动，离地球表面的平均高度。已知地球半径，地球质量。飞船在轨道上运行的过程中，下列物理量中保持不变的有 （填选项）； A．速度 B．合力 C．加速度 D．角速度 5．2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登月。若宇航员在月球表面的h高处由静止释放一个小球，经过时间t小球落到月球表面，将月球视为质量均匀的球体，已知月球的半径为R，若在月球表面发射绕月球飞行的卫星，则最小的发射速度要达到多少？ 【答案】3．A 4．D 5． 【解析】3．A．跑车经过A点时做离心运动，速率大于地球的速率，由地球和火星运行过程中由万有引力提供向心力 解得 可知火星绕日的速率小于地球绕日的速率，故跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率，故A正确； C．由牛顿第二定律得 解得 跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度，故C错误； B．跑车在C点的速率小于其过C点绕太阳做匀速圆周运动的速率，则跑车在C点的速率小于火星绕日的速率，故B错误； D．跑车由A到C的过程中动能减小，机械能不变，故D错误。 故选A。 4．飞船在轨道上运行的过程中，速度、合力、加速度的大小不变，但方向时刻改变，而角速度不变。 故选D。 5．根据题意可得 根据 可得卫星发射的最小速度为 （23-24高一下·上海·阶段练习）宇宙探索 人类从诞生开始，无数科学家前赴后继揭开了宇宙演化的部分神秘面纱，而如暗物质、暗能量等这些未解之谜有待人们进一步的探索。 6．关于科学家对宇宙探索做出贡献的叙述中正确的是（　　） A．牛顿提出了“日心说”，并且发现了万有引力定律 B．第谷观测了行星的轨道数据，提出了行星运动三大定律 C．伽利略利用扭秤装置和微小放大法，较准确地测出引力常量G D．哈勃观测到遥远恒星的光谱红移现象，提出宇宙正在膨胀 7．宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球的过程中，在考虑相对论效应的情况下，宇航员发现（　　） A．.星际飞船的长度变短 B．星际飞船上的物体的质量变大 C．地球上的时钟变慢 D．地球上有些建筑物的高度不变 8．（简答）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择 发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，请分析选择哪个发射场较好？ 9．如图是“哈雷彗星”绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，观测发现“哈雷彗星”经过P点的速率小于经过Q点的速率。已知太阳的质量为m，引力常量为G，则： ①太阳应位于 （选填：A．“F1点”；B．“F2点”；C． “O点”）； ②测得“哈雷彗星”在距离太阳r1处的运行速度大小为v1，则在距离太阳r2处的运行速度大小v2＝ 。 ③根据广义相对论可知，“哈雷彗星”在 由空间弯曲产生较明显的进动，其“携带”的时钟在 走得较慢。（均选填：A．“P点”；B．“Q点”）。 【答案】6．D 7．C 8．向东 文昌 9． F2 Q点 P点 【解析】6．A．哥白尼提出了日心说，牛顿发现了万有引力定律，故A错误； B．第谷观测出了行星的轨道数据，伽利略总结出了行星运动三大定律，故B错误； C．卡文迪许利用扭秤装置和微小形变放大思想，比较准确地测出了引力常量，故C错误； D．哈勃观测到遥远恒星的光谱的红移现象，提出宇宙正在膨胀，故D正确； 故选D。 7．根据狭义相对论可知，地面上某一事件所对应的时间流逝变慢了，地面上某一物体的长度变小，飞船的长度和质量不变。 故选C。 8．[1]地球的自转方向是自西向东，利用惯性，飞船可以向东发射； [2]为了最大限度地利用地球的自转速度，在赤道或赤道附近，地球的线速度越大，则选择文昌发射基地较好。 9．① “哈雷彗星”经过P点的速率小于经过Q点的速率，则太阳位于F2点； ②根据开普勒第二定律可知 则 ③[1][2]太阳位于F2点，根据广义相对论可知，“哈雷彗星”在Q点由空间弯曲产生较明显的进动，“哈雷彗星”在P点的速率较小，则“携带”的时钟走得较慢。 （23-24高一下·上海闵行·期末）阅读材料，回答下列问题。 材料三：近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理知识的支持。 10．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　） A． B． C． D． 11．东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是（　　） A．它的运行速度为 7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 12．“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为 G，利用以上数据不能求出的是（　　） A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 13．2024年5月3日，嫦娥六号探测器搭载火箭成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。已知月球的质量约为地球的月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度取7.9km/s，则月球的第一宇宙速度为 km/s （结果保留两位有效数字）。 【答案】10．D 11．D 12．C 13．1.8 【解析】10．根据 可得G的单位是，由牛顿第二定律 可得 所以G的单位是。 故选D。 11．AC．东方红二号卫星是地球同步通信卫星，它的轨道在赤道面，不会绕过北京的正上方。运行速度小于第一宇宙速度7.9km/s。故AC错误； BD．根据 解得 ， 可知同步轨道半径与卫星的周期有关，为定值。不会随卫星质量的改变而改变，我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等。故B错误；D正确。 故选D。 12．A．根据 解得 故A正确，与题意不符； B．根据 故B正确，与题意不符； C．根据 可知空间站质量未知，所以无法确定其向心力。故C错误，与题意相符； D．根据 故D正确，与题意不符。 本题选不正确的故选C。 13．地球的第一宇宙速度设为，则有 同理 联立，解得 （23-24高三下·上海·开学考试）中国载人航天工程 2023 年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26 日17时46 分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。 14．若某天体的质量约为地球的，半径约为地球的3倍，则天体和地球的重力加速度之比为 ，若在该天体上，和地球从同样高度以同样速度平抛同一物体，水平位移之比为 。 15．空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道Ⅱ为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为 R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A．轨道I上的线速度大小为 B．神舟十七号载人飞船在轨道Ⅰ上P点的加速度小于在轨道Ⅱ上P点的加速度 C．神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ D．轨道Ⅰ上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 【答案】14． 15．C 【解析】14．[1]根据 可知天体和地球的重力加速度之比为 [2]若在该天体上，和地球从同样高度以同样速度平抛同一物体， 竖直方向根据 可得 水平方向有 可知水平位移之比为 15．A．根据 可得 根据万有引力提供向心力可得 解得 则轨道I上的线速度大小满足 故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得 可知神舟十七号载人飞船在轨道Ⅰ上P点的加速度等于在轨道Ⅱ上P点的加速度，故B错误； C．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，则神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ，故C正确； D．轨道Ⅰ上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，如果沿运动方向加速，神舟十七号载人飞船将做离心运动，不可能与前方的空间站完成对接，故D错误。 故选C。 （2024高二下·上海·学业考试）逐梦航天 1970年，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射。2024年，“嫦娥六号”探测器在月球背面扬起五星红旗。探索浩瀚宇宙是人类不懈追求的航天梦。 16．“东方红一号”沿椭圆轨道绕地球运行，若分别用、表示其在近地点a、远地点b的速度大小，则_______。 A． B． C． 17．继“东方红一号”后，我国又发射了“东方红二号”，它在绕地心转动时始终相对于地球表面静止。 （1）“东方红二号” 。（多选） A．离地高度不变               B．运行轨道与地球赤道平面共面 C．运行周期和地球自转的周期相同       D．运行轨道平面过地球的南、北极 （2）根据广义相对论，静置于地面的钟与绕地运行的“东方红二号”里的钟相比 。 A．两者一样快       B．静置于地面的钟快       C．“东方号二号”里的钟快 18．“东方红一号”曾直接向地球发送《东方红》乐曲信号，而“嫦娥六号”在月球背面时无法直接与地球通信，需要中继通信卫星“鹊桥二号”利用 波转发信号，“鹊桥二号”帆板上的光伏电池将 能转换为电能。 19．“嫦娥六号”环绕月球做轨道半径为r、周期为T的匀速圆周运动。 （1）“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为 。 A．        B．        C．        D． （2）已知引力常量为G，则月球的质量为 。 20．月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n，则“嫦娥六号”携带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为______________。 A． B． C． D． 【答案】16．C 17．ABC C 18．电磁 光 19．A 20．D 【解析】16．根据开普勒第二定律可知 故选C。 17．（1）[1]“东方红二号”绕地心转动时始终相对于地球表面静止，为地球的同步卫星，离地高度不变，运行轨道与地球赤道平面共面，运行周期和地球自转的周期相同。故选ABC。 （2）[2]根据广义相对论，静置于地面的钟与绕地运行的“东方红二号”里的钟相比“东方号二号”里的钟快。 故选C。 18．[1][2]“东方红一号”曾直接向地球发送《东方红》乐曲信号，而“嫦娥六号”在月球背面时无法直接与地球通信，需要中继通信卫星“鹊桥二号”利用电磁波转发信号，“鹊桥二号”帆板上的光伏电池将光能转换为电能。 19．（1）[1]“嫦娥六号”绕月球运动的向心加速度大小为 故选A。 [2]已知引力常量为G，则 解得 20．根据黄金代换，可得 则“嫦娥六号”携带的五星红旗在月球表面与在地球表面所受重力大小的比值近似为 故选D。 （23-24高一下·上海·阶段练习）万有引力与中国空间站 2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，二十年前杨利伟代表13亿中国人踏上了逐梦太空的征途。从此，中国人开启了从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。 21．在火箭加速升空过程中，不计空气阻力 （1）杨利伟处于 状态（选填“超重”或“失重”）。 （2）关于火箭的受力，下列叙述正确的是 A． 喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出的气体的推力是一对平衡力 B． 喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力和反作用力 C． 喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 D． 喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力 22．许多科学家对天文学的发展都做出了巨大贡献 （1）关于万有引力，下列说法正确的是 A． 伽利略发现了万有引力定律 B． 卡文迪什用扭秤测定了引力常量 C． 牛顿发现万有引力定律，并测定了引力常量 D． 爱因斯坦发现牛顿力学在强引力场下依然精确 （2）如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为和：阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用和表示，则 、 。（均填“>”“=”或“<”） 23．天宫空间站绕地球运行轨道近似可以看作匀速圆周运动，天宫二号是中国首个具备补加功能的载人航天科学实验空间实验室，在预设的离地处在轨运行，重8.6吨。 （1）在天宫空间站运行的过程中，下列哪个物理量保持不变 A．速度     B．角速度     C．加速度     D．合外力 （2）已知地球的质量为、半径约为，万有引力常量，则天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小为 。（保留2位有效数字） 24．太空舱绕地球做匀速圆周运动，为了测量太空舱中物体的质量，宇航员设置了如图所示装置：将待测物体（可视为质点）与细线（质量可忽略不计）一端相连，把物体放在桌面上，细线的另一端通过桌面上的光滑小孔与弹簧秤的挂钩相连，弹簧秤再用细线与飞船壁相连。给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，利用太空舱中基本测量工具就可以间接地测量计算物体的质量了。 （1）（多选）可测量记录的物理量有以下内容，实验时真正需要测量的物理量有_______ A． 圆周运动半径 B． 待测物体与弹簧秤钩间细线长度 C． 圆周运动周期 D． 桌面与某面太空舱壁夹角 E． 弹簧秤度数 F． 太空舱内温度 （2）（计算）待测物体质量的表达式。 （3）改用不同材质桌面减小摩擦后，对同一物体实验测量，所得质量数值_______（填“增大”、“不变”或“减小”）。撤去弹簧秤，改用悬挂已知质量的钩码，以钩码重力提供物体圆周运动的向心力，此测量实验_______（填“可以”或“不可以”）在太空舱内完成。 25．随着技术进步，为使宇航员更加适应长期的外太空生活，可以考虑将太空舱建成一个半径足够大的环形结构，绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力。假定太空舱到中心轴半径为，为模拟地球的重力加速度，此时： （1）宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。 （2）（计算）太空舱的转速多大？（保留3位有效数字） 【答案】21．超重 D 22．B = > 23．B 24．（1）ACE；（2）；（3）不变，不可以 25．（1）外；（2） 【解析】21．（1）[1]加速升空过程中，杨利伟具有向上的加速度，处于超重状态。 （2）[2]AC．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出的气体的推力是一对作用力和反作用力，大小相等、方向相反，AC错误； B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力作用在同一物体上，不是一对作用力和反作用力，B错误； D．火箭加速升空，喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力，D正确。 故选D。 22．（1）[1]ABC．牛顿发现万有引力定律，卡文迪什用扭秤测定了引力常量，AC错误，B正确； D．牛顿力学适用于低速、宏观、弱引力场，故D错误。 故选B。 （2）[2][3]根据开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，即 近日点的速度大于远日点的速度，即 23．（1）[1]在天宫空间站运行的过程中，速度、加速度、合外力的方向时刻改变，保持不变的物理量是角速度。故选B。 （2）[2]天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小 24．（1）根据题意可知，太空舱绕地球做匀速圆周运动，太空舱内物体对桌面的压力为0，则物体与桌面间没有摩擦力，则有 解得 可知，需要测量圆周运动半径R、圆周运动周期T、弹簧秤度数F。 故选ACE。 （2）由前面分析可知，待测物体质量的表达式为 （3）由于物体与桌面间没有压力，没有摩擦力，则改用不同材质桌面后，对同一物体实验测量，所得质量数值不变； 由于在太空舱内钩码处于完全失重状态，则以钩码重力提供物体圆周运动的向心力，此测量实验不可以在太空舱内完成。 25．（1）宇航员绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力，此时由外舱壁对宇航员的弹力提供圆周运动的向心力，即宇航员的脚应站在外舱壁上； （2）宇航员绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力，则有 解得 电磁学 （2024·上海闵行·二模）电磁发射 26．2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！ (1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I0 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生 方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI0 （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为 的安培力，从而推动炮弹加速。 (2)如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。 ①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是 A．线圈abcd此时恰垂直于中性面 B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大 C．线圈abcd产生交流电的周期为 ②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为 A． B． C． ③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n1和 n2，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I0，交流电源的电流最大值需要调节到 。（忽略回路自感效应） (3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。 ①若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 。 ②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的 A． B． C． ③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v—t 图 。 【答案】(1) 垂直于导轨平面向下 (2) A B (3) A 【详解】（1）[1]根据左手定则可知电磁炮处的磁感应强度方向应垂直于导轨平面向下 [2]根据安培力公式，可得 （2）[1]A．线圈abcd此时磁通量最大，恰好位于中性面，故A错误； B．线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大，故B正确； C．线圈abcd产生交流电的周期为 故C正确。 本题选不正确的，故选A。 [2]根据左手定则和安培力大小公式 当电流反向时，磁场方向也反向，故安培力方向不变，可得电磁炮安培力随时间变化的规律图如图所示 故选B。 [3]交流的峰值为 根据变压器电流与匝数的关系有 解得 （3）[1]若装置的安全限制电流为 I0 ，则电容器至多储存电量为 [2]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0，当电容器的电压时，放电完毕，而电压表测的是路端电压，所以电压表示数逐渐增大，直到稳定。 故选A。 [3]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，安培力减小，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0，速度达到最大，炮弹速率随时间变化的 v—t 图如图所示 （24-25高三上·上海长宁·阶段练习）航空航天 航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过百余年的快速发展，航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域之一，该领域取得的重大成就标志着人类文明的最新发展，也表征着一个国家科学技术的先进水平。 27．人类在不久的将来会从火星上采集一些“土壤”，带回地球进行研究，下列关于“土壤”研究结论的说法中正确的是（    ） A．含有的金属材料都是单晶体 B．具有一定形状的属于多晶体 C．具有固定熔点的一定是晶体 D．显示各向同性都属于非晶体 28．大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法中正确的是（    ） A．激光焊接利用了激光的相干性 B．激光的频率为 C．激光光子的动量为 D．每个激光脉冲的能量为 29．王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验。在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球，其简化模型如图所示，气泡与水球同心。航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡内表面发生了 现象。若这种现象是在P点恰好发生的，，则水的折射率为 。（，） 30．一航天飞机在完成某次维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道II，如图所示，A点为轨道II上的远地点，B点为轨道I上的近地点。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ） A．该航天飞机在轨道II上经过A点的速度小于经过B点的速度 B．该航天飞机在轨道I上经过A点时的加速度大于它在轨道II上经过A点时的加速度 C．在轨道II上从A点运动到B点的过程中，航天飞机的加速度一直变大 D．要从轨道I进入轨道II，该航天飞机需在A点进行减速制动 31．随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。为了减缓对地的碰撞，设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为，经过时间t火箭着陆，此时火箭速度为；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求： （1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差； （2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小； （3）火箭主体的速度从减到的过程中系统产生的电能。 【答案】27．C 28．D 29．全反射 1.25 30．ACD 31．（1）；（2）；（3） 【解析】27．A．常见的金属材料大都是多晶体，故A错误； B．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故B错误； C．晶体有确定的熔点，因此具有固定熔点的一定是晶体，故C正确； D．多晶体和非晶体均显示各向同性，因此显示各向同性的不都属于非晶体，故D错误。 故选C。 28．A．激光焊接利用了激光的高能量，不是相干性，故A错误； B．激光的周期为 频率是周期的倒数 故B错误； C．激光光子的动量是 故C错误； D．每个光子的能量为 每个激光脉冲的能量为 故D正确。 故选D。 29．[1]水球中的气泡看起来特别明亮是因为光从水射向气泡时，光在界面上发生了全反射现象； [2]由全反射临界角公式，得水的折射率为 30．A．由开普勒行星运动定律可知，卫星在椭圆轨道运动时，在远地点的速度小于在近地点的速度，即该航天飞机在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于经过B点的速度。故A正确； B．由，可得航天飞机在轨道上的加速度为 该航天飞机在轨道Ⅰ上经过A点时到地心的距离等于它在轨道Ⅱ上经过A点时到地心的距离，所以该航天飞机在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度等于它在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度。故B错误； C．在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的过程中到地心的距离越来越小，又航天飞机在轨道上的加速度为 所以加速度越来越大。故C正确； D．该航天飞机在轨道I上做匀速圆周运动；航天飞机在A点从轨道I进入轨道II，做近心运动，所以要从轨道I进入轨道II，该航天飞机需在A点进行减速制动，故D正确。 故选ACD。 31．（1）ab边产生电动势 线圈ab边两端的电势差Uab为路端电压，根据楞次定律可知a端电势高，则有 （2）ab边受到的安培力大小为 对火箭主体受力分析可得 解得 （3）设下落t时间内火箭下落的高度为h，对火箭主体由动量定理 即 解得 根据能量守恒定律，产生的电能为 代入数据可得 （23-24高二下·上海·期中）月球探测工程 我国已先后成功实施四次月球探测任务，计划在2030年前实现首次登陆月球。已知，月球表面重力加速度为g月。 32．嫦娥号登陆月球时，沿图中虚线方向做匀减速直线运动靠近月球表面，则发动机的喷气方向可能为（ ） A． B． C． D． 33．嫦娥号在竖直下降登月过程中，在距月球表面高度为h处以相对月球的速度 v 开始做匀减速直线运动，加速度大小为 a，下降至距月球表面高度为 处相对月球速度为零。质量为 M的嫦娥号在保持悬停的过程中，发动机不断竖直向下喷出相对其速度为 u的气体。在一次短促的喷射过程中（嫦娥号质量不变），单位时间内需消耗燃料的质量为 。 34．未来，嫦娥号可以搭载三维成像微波高度计，利用天线1和2同时向月球表面发射微波，然后通过接收回波和信号处理，从而确定月球表面的高度值，如图（a）。图（b）为高度计所获得微波的 条纹图样，两列天线发射的微波需满足的条件是 、 、 。 35．未来，航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图（a）所示，弹簧振子沿轴线AB自由振动，一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连，沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴。 （1）弹簧振子振动后，某时刻记为 t=0 时刻，振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，则 t=T时的波形图为( ) A．      B．C．    D． （2）如图（b）所示，实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为 m/s。在t0+1.0s时刻，质点 P所处位置的坐标为 36．在月球上进行的机械波实验中，两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播，波源M（0m，0cm）产生的波沿x轴正方向传播， 波源N（9m，0cm）产生的波沿x轴负方向传播。t=0时刻某一波源先开始振动，t=0.2s时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于x=2m和x=8m的两个质点都处于波峰位置。下列说法正确的是( ) A．波源M先振动且起振方向向下 B．沿x轴负方向传播的N波波速为10m/s C．再经过0.2s， x=6m的质点纵坐标为5cm D．两列波可以发生稳定的干涉现象 【答案】32．D 33． 34．干涉 振动频率相同 振动方向相同 相位差恒定 35．A （4m，-0.1m） 36．C 【解析】32．嫦娥号沿图中虚线做匀减速直线运动靠近月球表面，则合力沿虚线向上，四幅图中只有D图的喷气方向才有可能产生沿虚线向上的合力。 故选D； 33．[1]相对月球速度为零时，根据逆向思维可得嫦娥号下落高度 此时到月球表面的高度为 [2]在一次短促的喷射过程中，喷出的气体质量为m，喷射时间为t，喷出的气体受到的力为F，取向下为正方向，则有 联立可得 则单位时间内需要消耗的燃料质量为 34．[1]根据图样可知，图样是微波的干涉条纹； [2][3][4]产生稳定的干涉条纹的条件是两列波是相干波，既振动频率相同、振动方向相同、相位差恒定； 35．（1）由 可知时的位移为-A，可知原点处的质点起始振动方向沿y轴负方向，所以t=T时，波形图如图A所示。 故选A； （2）[1]由图可知 可得 则波速为 [2]以t0时刻为计时起点，质点P的位移随时间变化关系为 在t0+1.0s时刻，质点P的位移 　 可得 质点 P所处位置的坐标为（4m，-0.1m）。 36．A．波速由介质决定，两列波波速相同，M传播的距离远，所以M先振动，根据同侧法可知，M的起振方向向上，故A错误； B．沿x轴负方向传播的N波波速为 故B错误； C．在经0.2s，两列波各向前传播 故x=6m处的质点恰好是M波的波峰和N的波谷相遇，纵坐标为 故C正确； D．由图可知，M波的波长是N波的2倍，由 所以频率是N的一半，不会发生稳定的干涉现象，故D错误。 故选C。 （23-24高二下·上海·期中）阅读材料“中国探月”，回答下列问题。 如图所示是中国探月的标识，它以中国书法为笔触，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。圆弧的起笔处自然形成龙头，象征中国航天如巨龙腾空而起，落笔的飞自由一群和平鸽构成，表达了我国和平利用空间的美好愿望。整体图形由一弧两点巧妙地形成“月”字，写意的笔触旨在传达一种探索的信念。我国对月亮的向往自古有之，并留下了很多和月球有关的神话故事、千古名句，如今我们更是随着科技的发展，真正开始了中国人的“奔月之旅”。阅读材料，回答下列问题。 37．月球作为地球唯一一个天然卫星，是在椭圆轨道上绕地球运行的，所以当月球在近地点附近并且近地点恰好出现满月现象时，就有了“超级月亮”。如图所示，月球在近地点和远地点受到的万有引力分别为、两者的关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 38．通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（　　） A． B． C． D． 39．2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器。“嫦娥五号”探测器经过约38万公里，一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅，于12月1日23时11分成功着陆，正式开始月面工作，采集月球样品。下列说法中正确的是（ ） A．在观测“嫦娥五号”探测器环月飞行时可以将其看成质点 B．“23时11分”和“约2天”都是指时间间隔 C．“嫦娥五号”探测器经过约38万公里指的是位移 D．“嫦娥五号”探测器环月飞行时，是以地球为参考系来描述的 40．我国自主研发制造的月球车“玉兔号”圆满并且超额完成了探月任务，当“玉兔号”在地面和月球以相同的速率行驶时，下列判断正确的是（　　） A．在地球运动时的惯性较大 B．在月球运动时的惯性较大 C．在地球和在月球运动时的惯性一样大 D．在地球运动时的质量较大 41．“嫦娥五号”探测器最后的落月过程可以简化如下：先是探测器悬停在距月面某高度处，接着关闭发动机使探测器自由下落5s（月球表面附近重力加速度g取），然后开启反冲发动机小推力模式使探测器匀速下降，匀速下降时再开启发动机大推力模式使探测器以大小为的加速度减速，最后恰好以速度减小到零完美着陆。若探测器可看成质点，求： （1）探测器匀速下降时的速度； （2）探测器悬停处距月球表面的高度。 【答案】37．B 38．D 39．A 40．C 41．（1）8m/s；（2）100m 【解析】37．由万有引力，月球在近地点比远地点距地心近，则 所以 故选B。 38．在星球表面，万有引力等于重力，则 则 则 故选D。 39．A．在观测“嫦娥五号”探测器环月飞行时，探测器的大小和形状可以忽略，可以将其看成质点，故A正确； B． “23时11分”是指时刻“约2天”是指时间间隔，故B错误； C．“嫦娥五号”探测器经过约38万公里指的是路程，故C错误； D．“嫦娥五号”探测器环月飞行时，是以月球为参考系来描述的，故D错误。 故选A。 40．D．物体的质量与运动状态无关，与地理位置无关，“玉兔号”在月球与地球上的质量一样大，故D错误； ABC．质量是惯性大小的唯一量度，“玉兔号”在地球和在月球运动时的惯性一样大，故AB错误，C正确。 故选C。 41．（1）探测器匀速下降时的速度等于自由下落的末速度 （2）探测器自由下落的高度 探测器匀速下落的高度 探测器减速下落的高度 探测器悬停处距月球表面的高度 （24-25高三上·上海闵行·期中）逐梦航天 我国航天事业的发展奠定了航天强国的地位，为我们了解航天事业和学习航天知识提供了丰富素材。 42．在地球上发射卫星时，为了充分利用地球的自转速度，应 （填“自西向东”、“自东向西”、“自南向北”或“自北向南”）发射，发射点建在靠近 （填“赤道”或“两极”）较好。 43．2024年5月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G。“嫦娥六号”（　　） A．在轨道上运动时，运行周期TⅢ＜TⅡ＜TⅠ B．若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C．在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同 D．在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小 44．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课中进行了动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（　　） A．两个钢球的直径 B．两个钢球的碰撞时间 C．手对小钢球B推力的冲量 D．两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间 45．航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，包括质量的测量在内的一系列实验（图甲）。 （1）质量测量的一种方法可通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成，由牛顿第二定律F=ma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。如图乙，假如航天员在开始时悬浮不动的A、B两物块中间夹一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B物块一个恒力F，此时压力传感器示数为N1。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为N2。求A、B两物块的质量之比。 （2）在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图丙所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动。用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r。这种方法求得小球的质量m是多少？若测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大、偏小还是不变？ 46．一名连同装备总质量为M的航天员，脱离空间站后，在离空间站x处与空间站处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v（以空间站为参考系）喷出气体从而使航天员相对于空间站运动。如果航天员一次性向远离空间站方向喷出质量为m的气体，使航天员在时间t内匀速返回空间站。则（　） A．喷出气体的质量m等于 B．若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于t C．若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于t D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒 【答案】42．自西向东 赤道 43．B 44．D 45．（1）；（2），偏大。 46．C 【解析】42．[1][2]由于地球自西向东自转，为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发射；因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。 43．A．根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，周期越长，故“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，贴近月球表面运动时 根据密度和质量的关系 联立解得 故B正确； C．根据 可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P点时加速度大小相等，故C错误； D．“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，故D错误。 故选B。 44．根据动量守恒定律可知 为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是速度，可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度。 故选D。 45．（1）让舱壁支架给B物块一个恒力，此时压力传感器示数为，由牛顿第二定律 将A、B对换位置，给A施加相同的恒力，压力传感器示数为，由牛顿第二定律 即A、B两物块的质量之比为 （2）小球做圆周运动的周期为 由绳的拉力提供向心力可知 联立可得，小球的质量为 由表达式可知，测量r时未计入小球半径，则r偏小，则所得质量偏大。 46．A．由题意知，航天员的速度为 喷气过程系统动量守恒，以宇航员的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得 解得 故A错误； B．根据动量守恒有 解得 若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则宇航员速度变大，故返回时间小于t，故B错误； C．由 若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，可知减小，由 得减小，则返回时间大于t，故C正确； D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量守恒，整个系统的动能增加，故系统机械能不守恒，故D错误。 故选C。 （23-24高三上·上海杨浦·期末）天舟五号 天舟五号货运飞船于2022年11月12日在文昌航天发射场发射入轨，装载了神舟十五号3名航天员。质量的天舟五号货运飞船与质量的空间站组合体的后向对接口顺利对接。天舟五号对接停靠前关闭发动机，以停靠速度v（）从后方与目标相撞，两个航天器在离地面约的高空，以约的速度精准对接。 47．天舟五号货运飞船内的货物在发射阶段，火箭静止点火开始加速，在加速阶段航天员处于（　　） A．平衡状态 B．超重状态 C．失重状态 D．完全失重状态 48．假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，总质量，当它以对地速度喷出质量的高温气体后，火箭的速度为（喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略，取的方向为正方向）（　　） A． B． C． D． 49．宇航员在空间站内做物理实验验证物理规律与在地球上做的实验得到的物理规律是否相同？ （填相同或不同），理由是： 。 50．对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（　　） A．对接前，“天宫空间站”的线速度大于“天舟五号”的线速度 B．对接前，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度 C．为实现对接，“天舟五号”需要太空刹车，减速与“天宫空间站”对接 D．“天舟五号”的动量大于“天宫空间站”的动量 51．天舟五号货运飞船与在轨运行的空间站组合体顺利完成自主快速交会对接。已知地球半径为R，地面重力加速度大小为g。若空间站组合体绕地球飞行的速度大小为v，则对接时天舟五号货运飞船离地高度为 ，空间站组合体的加速度大小为 。 【答案】47．B 48．D 49．相同 见解析 50．B 51． 【解析】47．火箭静止点火开始加速，加速度方向竖直向上，故航天员处于超重状态。 故选B。 48．取火箭及气体为系统，设火箭的速度为v，则系统向外喷出过程中满足动量守恒定律， 取方向为正方向，由动量守恒定律可得 解得 故选D。 49．[1][2]根据相对论知识可知，在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；可知宇航员在空间站内做物理实验验证物理规律与在地球上做的实验得到的物理规律相同，准确度更高，可观察到理想状态下的实验结论。。 50．A．“天舟五号”与“天宫空间站”对接前绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力， 即 解得 “天舟五号”的轨道半径小于“天宫空间站”的轨道半径，则“天宫空间站”的线速度小于“天舟五号”的线速度，故A错误； B．由 可得 “天舟五号”的轨道半径小于“天宫空间站”的轨道半径，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度，故B正确； C．“天舟五号”需要经过点火加速才能从低轨道变轨进入高轨道，实现对接，故C错误； D．在各自轨道运动的卫星动量为 由于 ， 即“天舟五号”的动量和“天宫空间站”的动量大小无法比较，故D错误。 故选B。 51．[1]根据 在地面上的物体 解得 [2]空间站组合体的加速度大小为 （2024·上海长宁·二模）航天科技 我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。 52．总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为 ，火箭上升的最大高度为 。 53．（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（　　） A．空间站离地越高，运行速度越小 B．空间站离地越高，运行速度越大 C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 54．天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（　　） A．频率更高 B．更容易发生衍射现象 C．真空中传播速度更快 D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄 55．航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变 ；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得 。 56．如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（　　） A．大小为零 B．大小不为零，方向指向空间站 C．大小不为零，方向背离空间站 【答案】52． 53．AC 54．B 55．慢 快 56．B 【解析】52．[1]在燃气喷出后的瞬间，根据动量守恒可得 解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 [2]火箭上升的最大高度为 53．假定地球质量为M、引力常量为G，绕地球圆周运动空间站的质量为m、轨道半径为r， 根据万有引力提供向心力可知 则有 由题意可知，空间站离地越高，运行速度越小；由于天宫空间站的轨道半径大于地球半径，而第一宇宙速度的轨道半径为地球半径，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，更小于第二宇宙速度。 故选AC。 54．A．红外线波长更大，则频率更低，A错误； B．因红外线的波长更大，则更容易发生衍射现象，B正确； C．电磁波在空气中传播速度都相同，C错误。 D．根据 可知，相同条件下，因红外线的波长更大，则双缝干涉图样中相邻明纹中心间距更宽，D错误。 故选B。 55．[1][2]航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变慢；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得快。 56．设机械臂的长度为d，微型卫星与空间站一起做角速度为ω的匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，空间站质量为，空间站轨道半径为r，由万有引力提供向心力，对空间站有 微型卫星 其中 联立解得 所以连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力大小不为零，方向指向空间站。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$