热点02 建设航天强国-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（天津专用）

热点02 建设航天强国 近日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。多家外媒报道称，这是“一项非凡的任务”，是“人类探索太空的重要一步”。 据埃菲社近日报道，中国嫦娥六号探测器于北京时间5月8日进入环月轨道飞行，向完成月球背面采集样本任务又迈进一步。该社报道称，5月3日升空的嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利被月球引力捕获。进入环月轨道后，嫦娥六号探测器将调整环月轨道高度和倾角，为下一步任务作准备，包括在月球背面南极—艾特肯盆地软着陆，预计将采集约两公斤样本。嫦娥六号探测器从发射至采样返回全过程约53天。 谈及嫦娥六号任务，多家外媒用“里程碑”来形容其重要意义。路透社认为，这是“中国月球和太空探索计划的又一个里程碑”。美国有线电视新闻网称，作为“中国迄今为止最复杂的探月任务之一”，嫦娥六号任务是对中国航天能力的一次关键考验，标志着中国努力建设航天强国进程中的一个重要里程碑。 （建议用时：60分钟） 力与运动（功率、速度变化量、加速度） 1．（2025·山西晋中·阶段测）2024年11月12日举办的珠海航展展现了我国强大的航天制造实力，其中由海格通信旗下成员企业西安驰达承制的“九天”重型无人机首次公开露面。“九天”无人机是一款灵活配置重型无人机，是下一代的大型无人空中通用平台，在业内有“无人航空母机”之称。若一无人机只受到重力和向上推力，该无人机竖直上升时在速度区间内推力F和v的关系如图所示，则在该速度区间，无人机的功率P与v关系的图像可能是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图像可知，F与v的关系式为其中 根据可知，P与v的关系式为其中 由数学知识可知，P与v关系的图像为开口方向向下的抛物线。 故选D。 2．（2025·吉林·联考）2024年9月11日12时，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心圆满完成10km级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。下列说法正确的是（　　） A．“12时”指的是时间间隔 B．研究试验箭飞行轨迹时，可以把其看作质点 C．研究试验箭降落的姿态时，可以把其看作质点 D．试验箭刚起飞时，加速度大小为零 【答案】B 【详解】A．“12时”指的是时刻，选项A错误； B．研究试验箭飞行轨迹时，火箭的大小可忽略不计，可以把其看作质点，选项B正确； C．研究试验箭降落的姿态时，火箭的大小不可忽略不计，不可以把其看作质点，选项C错误； D．试验箭刚起飞时，速度为零，但是加速度大小不为零，选项D错误。 故选B。 3．（2025·浙江·调研）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。如图，嫦娥六号探测器静止在月球的平坦地面上。已知探测器质量为m ，四条着陆腿与竖直方向的夹角均为θ ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 。每条着陆腿对月球表面压力的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由平衡可知可得 由牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力的大小为。 故选B。 4．（2025·山东枣庄·阶段测）一位航天员飘浮在太空深处一个航天器旁边，他用个人力量推这个庞大航天器；在地面上，一个小孩用力推一张桌子。以下说法正确的是（　　） A．航天员一定能够“推动”航天器使航天器产生加速度 B．因航天器质量太大，航天员不能推动航天器 C．小孩一定能推动桌子 D．小孩推不动桌子，是因为小孩对桌子的作用力小于地面对桌子的摩擦力 【答案】A 【详解】AB．根据牛顿第二定律 可知航天员给飘浮在太空深处的航天器一个外力作用，则这个力即可产生加速度，从而推动航天器，故A正确，B错误； C．小孩要想推动在地球表面上的桌子，他对桌子的作用一定要大于地面给桌子的最大静摩擦力，故小孩不一定能推动桌子，故C错误； D．小孩推不动桌子，是因为他对桌子的作用力小于地面给桌子的最大静摩擦力，此时桌子处于静止状态，故他对桌子的作用力等于地面对桌子的摩擦力，故D错误。 故选A。 5．（2025·山西晋中·调研）北京时间2023年1月9日06时00分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将实践二十三号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。实践二十三号卫星主要用于开展科学试验、技术验证等领域。若该卫星的轨道半径为R，卫星绕地球运行一周的时间为T，则下列说法正确的是（　　） A．该卫星绕地球运行一周的位移为2πR B．研究实践二十三号卫星运动的轨迹时，可将该卫星看成质点 C．北京时间2023年1月9日06时00分指的是时间间隔 D．在调整实践二十三号卫星的姿态时，可将该卫星看成质点 【答案】B 【详解】A．卫星绕地球运行一周的位移为零，故A错误； BD．当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可将物体看成质点，所以研究实践二十三号卫星运动的轨迹时，可将该卫星看成质点，在调整实践二十三号卫星的姿态时，不能该将卫星看成质点，故B正确，D错误； C．北京时间2023年1月9日06时00分指的是时刻，故C错误。 故选B。 6．（2025·湖北孝感·开学考试）下列有关质点、参考系、时间的说法中，正确的是（    ） A．研究神舟十七号返回舱进入大气层之后的着陆轨迹时，不能将它视为一个质点 B．5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。这里的“5月3日17时27分”指的是时刻 C．研究运动的物体时，选择不同物体作参考系，对运动的描述都是一样的 D．蜂鸟的体积很小，所以研究蜂鸟扇动翅膀的动作时，可以将它视为一个质点 【答案】B 【详解】A．研究神舟十七号返回舱进入大气层之后的着陆轨迹时，神舟十七号的形状大小可以忽略不计，能将它视为一个质点，故A错误； B．5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。这里的“5月3日17时27分”指的是时刻，故B正确； C．研究运动的物体时，选择不同物体作参考系，对运动的描述可以一样，也可能不一样，故C错误； D．蜂鸟的体积很小，但研究蜂鸟扇动翅膀的动作时，蜂鸟的形状大小不可以忽略不计，不可以将它视为一个质点，故D错误。 故选B。 卫星各个物理量的计算、近地卫星、黄金代换 7．（2024·全国·模拟预测）如图甲所示为一套基于动力学的航天发射系统它能以数倍音速的速度旋转抛射卫星进入太空，用于将小型航天器送入太空。某次实验该系统将一颗卫星沿地球半径方向向太空发射，如图乙所示，其轨道可近似认为一个“退化”了的椭圆的一部分。椭圆的短轴长度趋近于零，椭圆中心位于地表的发射点，椭圆中心到地心的距离近似等于长半轴，轨道离地表高度最高为为地球半径，地表的重力加速度大小为，忽略空气阻力和地球自转。关于卫星的运动，下列说法正确的是（　　）    A．卫星从发射到落回地面的时间将小于 B．卫星从发射到落回地面的时间将大于 C．卫星到达轨道最高点时，若要进入轨道高度为的圆轨道，需要使卫星获得一个垂直于卫星与地心连线大小为的速度 D．卫星到达轨道最高点时，若要进入轨道高度为的圆轨道，需要使卫星获得一个垂直于卫星与地心连线大小为的速度 【答案】BD 【分析】本题以航天发射新情境为背景，考查开普勒运动定律与万有引力定律的应用。意在考查学生模型建构能力。 【详解】AB．根据题意，椭圆轨道长半轴等于地球半径，所以椭圆轨道运动周期与绕地球表面做圆周运动的卫星的周期相同，根据万有引力提供向心力 可得地球表面物体所受万有引力等于重力 可得 联立可得 而卫星只运动了半个周期，但此过程卫星处于远离地心的半个椭圆上运动，平均速度小于另一半椭圆上运动的平均速度，因此 A错误，B正确。 CD．若卫星到达轨道最高点时若要进入轨道高度为的圆轨道，则根据万有引力提供向心力 忽略地球自转，地球表面物体所受万有引力等于重力联立可得故C错误，D正确。 故选BD。 8．（2025·河北衡水·开学考试）“登月计划”是近两年我国航天工作的重点，前期工作中查找数据有以下信息：月球的半径约是地球半径的，质量约是地球质量的，已知地球表面的重力加速度是，地球的半径为，若宇航员在地面上能向上竖直跳起的最大高度是，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　） A．月球的密度为 B．月球表面的重力加速度是 C．月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D．宇航员以与在地球上相同的初速度在月球上起跳后，能达到的最大高度是 【答案】AC 【详解】AB．在星球表面上，根据万有引力等于重力得 可得该星球表面重力加速度为 则月球表面与地球表面重力加速度之比为 则月球表面的重力加速度为 在月球表面，根据万有引力等于重力得月球的密度为结合 解得故A正确，B错误； C．根据得第一宇宙速度为 则月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为故C正确； D．物体做竖直上抛运动时，上升的最大高度为 相同，则宇航员以相同的初速度在月球上起跳后和地球上起跳后上升的最大高度之比为则在月球上上升的最大高度为 故D错误。 故选AC。 9．（2025·贵州·调研）人类一直以来对月球充满了好奇和向往，各国也加快了对月球的探索。2024年5月3日“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场发射，“嫦娥六号”探测器在月球着陆，并在月球表面采样成功。假设“嫦娥六号”探测器在月球表面做了一个单摆实验，测得单摆的摆长为，周期为。某学校高二（1）班观看了这个场景，想根据单摆实验测出地球表面的重力加速度，某同学在实验室做了一个单摆实验，用刻度尺测得单摆的摆长为，周期为，不考虑地球和月球的自转。已知月球半径为，引力常量为。求： (1)月球表面重力加速度和地球表面的重力加速度大小之比； (2)月球的平均密度。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）由单摆周期公式有解得 月球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比 （2）在月球表面的物体受到的重力等于万有引力月球的体积 由公式解得 10．（2025·江西宜春·联考）2023年12月15日21时41分，我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若目前使用至少三颗位于同一轨道的遥感卫星对赤道进行实时的扫描，为满足精度还需尽量靠近地表。已知地球同步卫星的轨道半径大约为地球半径的6.6倍，则下列说法正确的是（    ） A．这种遥感卫星的轨道高度约等于地球半径 B．若其他两颗卫星故障，另一颗至少约4 h才能对赤道处地面完成一次扫描 C．这种遥感卫星的运行速度在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D．这种遥感卫星完成此处任务后沿椭圆轨道变轨到同步卫星轨道上需要约6.3 h 【答案】AD 【详解】A．设地球半径为，卫星的轨道半径为，由题意可知，卫星的位置如图所示 由几何关系可知所以，这种遥感卫星的轨道高度为故A正确； B．设卫星在预定轨道的周期为，地球同步卫星的周期为，半径为，根据开普勒第三定律解得 所以，若其他两颗卫星故障，另一颗对赤道处地面完成一次扫描所需时间约为 故B错误； C．第一宇宙速度为卫星的最大环绕速度，所以这种遥感卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．设遥感卫星沿椭圆轨道运行的周期为，根据开普勒第三定律可得解得 所以，这种遥感卫星完成此处任务后沿椭圆轨道变轨到同步卫星轨道上需要约 故D正确。 故选AD。 11．（2025·福建厦门·调研）北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第一宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C．在轨道1的运行周期小于轨道2的运行周期 D．经过Q点时的加速度大于经过P点时的加速度 【答案】AD 【详解】A．第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，故在地球上的发射速度一定大于第一宇宙速度，故A正确； B．卫星在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于所需的向心力做近心运动，才能进入轨道2，故B错误； C．根据开普勒第三定律 轨道1的半径大于轨道2的半长轴，可知在轨道1的运行周期大于轨道2的运行周期，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得Q点离月球较近，故经过Q点时的加速度大于经过P点时的加速度，故D正确。 故选AD。 12．（2025·黑龙江哈尔滨·联考）北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（    ） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在轨道1与轨道2上经过P点时，速度相同 C．在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 【答案】D 【详解】A．嫦娥六号没有脱离地球的引力范围，则在地球上的发射速度小于第二宇宙速度，选项A错误； BC．嫦娥六号从轨道1到轨道2经过P点时，要减速做向心运动，机械能减小，选项BC错误； D．根据开普勒第二定律可知，在轨道2上运行时经过远点P点时的速度小于经过近点Q点时的速度，选项D正确。 故选D。 开普勒定律、发射速度及环绕速度 13．（2025·河南·开学考试）北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要加速 C．在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 【答案】D 【详解】A．嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥六号的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s。故A错误； BC．嫦娥六号在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，嫦娥六号的机械能减小，则在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能不相等。故BC错误； D．由开普勒第二定律可知，在轨道2上运行经过P点时的速度小于经过Q点时的速度。故D正确。 故选D。 14．（2025·黑龙江大庆·开学考试）2024年5月3日，嫦娥六号探测器在文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道，5月8日，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，6月2日登陆月球背面进行月壤采集。若不考虑整个过程中嫦娥六号质量的变化，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号在不同轨道上经过P 点时所受月球对其万有引力相同 B．嫦娥六号接近环月轨道时，需要加速才能进入环月轨道 C．在地月转移轨道上无动力奔月时，嫦娥六号速率不变 D．嫦娥六号在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能大 【答案】A 【详解】A．由可知，嫦娥六号在不同轨道上经过P 点时所受月球对其万有引力相同，故A正确； B．嫦娥六号接近环月轨道时，需要轨道半径变小做向心运动，则减速进入环月轨道，故B错误； C．在地月转移轨道上无动力奔月时，只受万有引力做正功，嫦娥六号速率逐渐变大，故C错误； D．嫦娥六号从大椭圆轨道变轨到环月轨道上运动需要减速，机械能减小，则嫦娥六号在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能小，故D错误。 故选A。 15．（2024·广西来宾·调研）2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火節在中国文昌航天发射场成功发射，自此开启世界首次月球背面采样返回之旅。如图是长征五号做椭圆运动的轨道示意图，其中、是椭圆的两个焦点，是椭圆的中心。若长征五号经过点的速率大于经过点的速率，则可判断月球位于（    ） A．点 B．点 C．点 D．点 【答案】A 【详解】由开普勒面积定律，相同时间内嫦娥六号围绕月球转过的面积相同，因为P点速率大，是近月点，所以月球应该位于F1点，故A正确。 故选A。 16．（2024·福建宁德·联考）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，此次任务的核心使命是从月球背面采集约2公斤样本并带回地球。若嫦娥六号在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对嫦娥六号环绕运动的影响。求： （1）嫦娥六号绕月球运行的线速度大小v； （2）月球的质量M； （3）月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）嫦娥六号绕月球运行的线速度大小为 （2）嫦娥六号绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得 解得月球的质量为 （3）在月球表面轨道，由万有引力提供向心力得 解得月球的第一宇宙速度为 17．（2024·江西抚州·调研）2020年7月23日我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为，引力常量为G。则下列说法正确的是（  ） A．探测器在靠近火星过程中万有引力逐渐增大 B．火星的平均密度为 C．在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为mg D．火星的自转周期为 【答案】ABD 【详解】A．探测器在靠近火星过程中距离越来越小，万有引力逐渐增大，故A正确； B．根据得火星的平均密度为 故B正确； C．火星赤道表面重力加速度大小为ng（n<1），则在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为nmg，故C错误； D．根据，得火星的自转周期为故D正确。 故选ABD。 18．（2024·河南·模拟预测）2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功，实现了我国深空探测的重大突破。如图为嫦娥六号探测器在月球着陆前部分轨道的简化示意图，嫦娥六号探测器经地月转移轨道在近月点第一次“刹车”进入椭圆轨道，运行一段时间后，又在近月点第二次“刹车”进入圆形轨道。则嫦娥六号探测器（　　） A．在椭圆轨道运行的周期大于在圆形轨道运行的周期 B．在圆形轨道运行时加速度保持不变 C．在圆形轨道上的动能比在椭圆轨道近月点的动能大 D．在椭圆轨道与圆形轨道运行时，与月心的连线在相同时间内扫过的面积相等 【答案】A 【详解】A．根据开普勒第三定律，由于椭圆轨道的半长轴大于圆形轨道的半径，所以嫦娥六号探测器在椭圆轨道运行的周期大于在圆形轨道运行的周期，故A正确； B．嫦娥六号探测器在圆形轨道运行时，加速度大小不变，方向时刻发生变化，故B错误； C．嫦娥六号探测器从椭圆轨道变轨到圆形轨道，需要在变轨处点火减速，所以嫦娥六号探测器在圆形轨道上的动能比在椭圆轨道近月点的动能小，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，同一轨道上，探测器与月心的连线在相同时间内扫过的面积相等，但探测器在椭圆轨道与圆形轨道运行时，与月心的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误； 故选A。 失重现象及星球表面重力加速度 19．（2024·河北石家庄·调研）2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为的圆形轨道上，已知地球同步卫星距赤道的高度约为，则下列说法正确的是（　　） A．组合体运行周期小于 B．组合体中宇航员可以使用托盘天平测量物体质量 C．组合体绕行速度小于同步卫星的速度 D．若组合体运行周期为T，引力常量为G，则地球的平均密度为 【答案】A 【详解】AC．根据万有引力提供向心力可得 可得， 由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以组合体运行周期小于，组合体绕行速度大于同步卫星的速度，故A正确，C错误； B．由于组合体处于完全失重状态，所以组合体中宇航员不可以使用托盘天平测量物体质量，故B错误； D．设地球半径为，组合体轨道半径为，若组合体运行周期为T，引力常量为G，则有 又联立可得地球的平均密度为 故D错误。 故选A。 20．（2024·浙江·联考）据中国载人航天工程办公室消息，“神舟十八号”载人飞船入轨后，于北京时间2024年4月26日3时32分，成功对接于空间站“天和”核心舱。关于核心舱和飞船的运动以下说法正确的是（　　） A．假设对接前，核心舱上脱落一个部件，则此部件将在原轨道上继续绕地球飞行 B．对接前，飞船必须在核心舱的轨道上加速才能追上 C．对接后，飞船中的航天员处于完全失重状态，不受重力 D．对接后，空间站由于受到地球万有引力变大，空间站会降低轨道高度绕地球飞行 【答案】A 【详解】A．假设对接前，核心舱及上面的部件都是由各自受到的万有引力提供向心力，若对接前脱落一个部件，则此部件依然受到万有引力提供向心力围绕地球在原轨道上继续绕地球飞行，故A正确。 B．对接前，飞船需要在低于核心舱的轨道上加速才能追上核心舱，故B错误； C．对接后，飞船中的航天员处于完全失重状态，但是仍然受到重力作用，只是重力全部提供向心力，使宇航员围绕地球做圆周运动，故C错误； D．对接后，空间站由于质量变大，所以受到地球的万有引力变大，但是空间站的运行轨道高度不会变化，故D错误。 故选A。 21．（2024·湖南·联考）2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量 M，月球半径 R，引力常量 G，忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度。 （2）查阅资料知，地表加速度约为月表加速度的6倍，若地面上某位同学以一定初速度竖直起跳，能上升的最大高度是 h，这位同学如果在月球表面以同样的初速度竖直起跳，他能跳多高? 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）月球表面物体受重力等于万有引力得 （2）人在地面上，有人在月球表面上，有 又联立得到 22．（2025·湖北·开学考试）2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务，有望创造新的纪录。我国在某发射场成功将卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知该卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动。将地球视为半径为R的球体，地球自转周期为。某物体在地球北极表面时的重力加速度为g。求： (1)该卫星绕地球做圆周运动的向心加速度； (2)若考虑地球自转的影响，在地球赤道处的重力加速度为多少。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）根据题意，由牛顿第二定律有 根据万有引力与重力的关系联立解得 （2）若考虑地球自转的影响，在地球赤道处的物体，根据牛顿第二定律有 联立求得，地球赤道处的重力加速度为 23．（2024·山东潍坊·模拟预测）2020年7-8月是火星探测的重要“窗口期”（火星距离地球最近）。7月23日，“天问一号”火星探测器在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。“天问一号”于2021年2月到达火星，实施火星捕获。2021年5月实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。已知地球的第一宇宙速度约为7.9，火星的半径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．下一次窗口期大约在2021年7-8月 B．地球表面重力加速度约为火星表面重力加速度的 C．以相同速度竖直上抛小球，在火星上上升的最大高度约为地球上的2.5倍 D．在火星上发射卫星的最小速度约为地球上发射卫星的最小速度的5倍 【答案】C 【详解】A．从2020年7-8月到2021年7-8月，即一年后，地球回到同一位置，由于火星绕太阳公转半径大于地球，故由开普勒第三定律知火星公转周期大于地球，也就是火星公转周期大于1年，故1年后，火星不在同一位置，火星距离地球不是最近，故A错误； BC．忽略星球自转，星球表面的重力等于万有引力，由 得 可得 以相同的速度竖直上抛小球，上升最大高度为 在火星上上升的最大高度与地球上上升的最大高度之比故B错误，C正确； D．设星球的第一宇宙速度为v，则得 那么火星的第一宇宙速度和地球的第一宇宙速度之比为 可得在火星上发射卫星的最小速度约为地球上发射卫星的最小速度的倍，故D错误。 故选C。 24．（2024·全国·预测）我国已完成了载人航天飞行，以后我国的航天飞机的载员人数及航天员在太空中停留的时间都要增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材最适合航天员在轨道舱中锻炼时使用的是（　　） A．哑铃 B．弹簧拉力器 C．单杠 D．徒手跑步机 【答案】B 【详解】A．用哑铃锻炼身体主要就是利用哑铃的重力，在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用，故A错误； B．弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，故可以起到锻炼作用，故B正确； C．利用单杠锻炼身体需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降，在完全失重状态下不可用，故C错误； D．在轨道舱中人处于失重状态，就算人站在跑步机上，但是脚对跑步机一点压力也没有。根据压力与摩擦力成正比，那么这时脚与跑步机之间没有一点摩擦力，没有摩擦力人将寸步难行，故D错误。 故选B。 分子动理论、热力学定律及气液固 25．（2024·福建厦门·联考）自2013年宇航员王亚平首次太空开讲，10年来中国航天员已开展了5次精彩绝伦的太空授课，中国载人航天科技发展成就惠及全世界青少年。其中“水”相关实验占太空授课中实验总数的一半以上，下列说法正确的是（    ） A．太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力 B．水球表面层分子间的作用力表现为分子斥力 C．太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象 D．如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，也能观察到水面在笔芯内上升的现象 【答案】AC 【详解】A．太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力，故A正确； B．水球表面层分子间的作用力表现为分子引力，故B错误； C．太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象，故C正确； D．如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，不能观察到水面在笔芯内上升的现象，故D错误。 故选AC。 26．（2024·湖南岳阳·三模）2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为p0（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求： （1）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，缓慢抽气过程中，抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小； （2）每次抽气的体积还是，抽气几次后气闸舱内压强小于。 【答案】（1）；（2）4次 【详解】（1）第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为p1，由玻意耳定律有 解得 第1次对核心舱充气后，核心舱气压变为p2，则有解得 所以两舱气体对内闸门A的压力差为 （2）根据题意，第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为 第2次对气闸舱抽气，有所以 第n次对气闸舱抽气，有解得 由此可知，抽气4次后气闸舱内压强小于0.7p0。 27．（2024·山东潍坊·一模）2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求： （1）当气闸舱的压强降至时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比； （2）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，设抽出气体的体积为，抽出气体前后，由玻意耳定律有 从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比联立解得 （2）第一次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为，由玻意耳定律有 解得 第一次对核心舱充气后，核心舱气压变为，则有解得 两舱气体对内闸门A的压力差 28．（2024·广东茂名·一模）空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（　　） A．空间站内的航天员处于平衡状态 B．空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量 C．空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小 D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的 【答案】D 【详解】A．空间站内的航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误； B．拉力器的工作原理是弹簧的形变，与重力无关，所以依然能用拉力器锻炼肌肉力量，故B错误； C．因为空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据 可知，空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度大，故C错误； D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的，故D正确。 故选D。 29．（2024·湖南·联考）2022年中国空间站全面建造已完成，取得了举世瞩目的航天成就。从2022年5月开始发射天舟四号货运飞船，6月发射神舟载人飞船，7月发射空间站“问天”实验舱，10月发射“梦天”实验舱，并相继与核心舱对接，形成“T”字基本构型，正式完成中国空间站的建设。下列说法正确的是（　　） A．空间站建成后，“问天”实验舱与“梦天”实验舱的向心力大小一定相等 B．若在实验舱内挤出一滴小水滴，处于完全失重环境下的水滴在分子表面张力作用下将呈现出球形 C．要实现“梦天”实验舱从低轨道与高轨道的“天和”核心舱对接，需使“梦天”实验舱加速 D．由于各舱段质量大，因此在轨运行过程中各舱段间作用力也很大 【答案】BC 【详解】A．实验舱的质量不一定相同，故向心力不一定相同，故A错误； B．处于完全失重环境下的水滴在分子表面张力作用下将呈现出球形，故B正确； C．由卫星对接的原理可知，飞船要和在轨的“核心枪”对接，通常是将飞船先发射到较低的轨道，然后在适当位置加速做离心运动，实现与核心枪对接，故C正确； D．各个实验舱也处于完全失重状态，之间相互作用力为0，故D错误。 故选BC。 30．（2024·河南周口·开学考试）热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。如图所示为某热气球正从地面以加速度a加速上升，已知热气球气囊、吊篮及人的总质量为M，气囊内热空气的体积为V（忽略气囊自身的体积和空气阻力且气囊容积不变），气囊外大气密度为、温度为，求： （1）囊内气体的密度； （2）囊内气体的温度。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）热气球受到的浮力 对热气球气囊、球内气体和吊篮及人整体，由牛顿第二定律 即 解得囊内气体的密度 （2）设囊内气体的温度,当气囊内气体温度为升到时，原来球内气体的体积变为，气体压强不变，由盖-吕萨克定律得 根据质量相等，上式同除以原来气球内的气体的质量，得 得囊内气体的温度 电磁波、光子能量、电路及电磁感应 31．（2024·浙江金华·模拟预测）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 【答案】D 【详解】A．激光焊接利用了激光的能量高的特点，故A错误； B．激光的频率故B错误； C．激光光子的动量故C错误； D．根据和可知，单个光子的能量，则每个激光脉冲的能量为，故D正确。 故选D。 32．（2024·全国·专题练习）随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成了各国都在重点突破的技术。为了回收时减缓对地碰撞，设计师在返回火箭的底盘上安装了电磁缓冲装置。该装置可简化为：由高强绝缘材料制成的闭合单匝正方形线圈abcd组成缓冲滑块，绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出）组成火箭主体，超导线圈能产生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v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计。ab边长为L，火箭主体的质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力均不计，下列判断正确的是（　　） A．缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差为BLv0 B．缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小为g- C．火箭主体的速度从v0减到零下降的高度为 D．火箭主体的速度从v0减到零过程中产生的电能为 【答案】C 【详解】A．ab边切割磁感线产生的感应电动势E=BLv0，根据串联电路特点可知ab边两端的电势差，A错误； B．线圈受到的安培力电流 火箭做减速运动，设加速度大小为a，对火箭主体应用牛顿第二定律有 解得B错误； C．设下落时间t内火箭下落的高度为h，对火箭主体由动量定理有 又解得C正确； D．根据能量守恒定律可知，产生的电能D错误。 故选C。 33．（2024·山西运城·联考）航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求： （1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小； （2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为 根据欧姆定律，线圈中的电流为线圈受到的安培力为 根据牛顿第二定律可得 （2）对滑块，设滑块受到的支持力为，由力的平衡 线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为 根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为 可得 34．（2024·贵州黔西·调研）2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联在武汉举办的第九届中国（国际）商业航天高峰论坛上披露，我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设有一航天员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（　　） A．将电流表与线圈连成闭合回路放于月球表面，根据电流表有无示数来判断磁场的有无 B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场 C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场 D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场 【答案】B 【详解】A．将电流表与线圈连成闭合回路放于月球表面，不管是否存在磁场，由于回路的磁通量不变，电流表一定没有示数，所以不能根据电流表有无示数来判断磁场的有无，故A错误； B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，说明回路的磁通量发生变化，则可以判断月球表面有磁场，故B正确； C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，因为有可能运动的方向与磁场方向平行，回路的磁通量不变，故C错误； D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，因为有可能线圈沿各个方向运动过程，线圈平面一直与磁场方向垂直，回路的磁通量不变，故D错误。 故选B。 35．（2024·浙江宁波·调研）下图是中国载人航天工程办公室官方发布的神舟十四号乘组航天员在轨拍摄的摄影作品之一，这些作品是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波说法正确的（　　）    A．长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输 B．除可见光外，我们看不到其他电磁波，所以电磁波不具有能量 C．空间站离地面高约，图片从空间站传回地面最少需要 D．麦克斯韦预言并通过实验验证了电磁波，为无线电技术发展开拓了道路 【答案】A 【详解】A．长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输，故A正确； B．除可见光外，我们看不到其他电磁波，但所有电磁波均具有能量，故B错误； C．空间站离地面高约，图片从空间站传回地面最少需要的时间为 故C错误； D．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，故D错误。 故选A。 36．（2025·河南许昌·调研）如图所示，为航天飞缆系统的简化模型示意图，航天飞缆是用柔性金属缆索将两个飞行器连接起来，在太空飞行的系统。两个飞行器P、Q在近地轨道绕地球做圆周运动，二者之间的柔性金属缆索长为L，运动过程中缆索总保持指向地心。已知飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面水平向外，缆索各处的速度大小均近似等于v。则关于缆索P、Q的电势高低及二者之间的电势差，下列说法正确的是（　　）    A．P和Q的电势相同 B．P比Q的电势高，二者之间的电势差近似等于BLv C．P比Q的电势低，二者之间的电势差近似等于BLv D．P比Q的电势高，二者之间的电势差近似等于BLv 【答案】B 【详解】根据右手定则，磁感线穿过手心，大拇指指向运动方向，四指指向电势较高的P，所以P比Q的电势高，根据法拉第电磁感应定律，二者之间的电势差近似等于BLv。 故选B。 1．（2024·北京顺义·调研）“探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”中国航天事业取得了让国人骄傲的成绩。变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂，为方便研究我们将航天器的变轨过程简化为如图1所示的模型：①将航天器发射到近地圆轨道1上；②在A点点火加速使航天器沿椭圆轨道2运行，轨道1和轨道2相切于A点，A、B分别为轨道2的近地点与远地点，地球的中心位于椭圆的一个焦点上；③在远地点B再次点火加速，航天器沿圆轨道3运行，轨道2和轨道3相切于B点。已知引力常量为G，地球的质量为M，轨道1半径为R，轨道3半径为3R，质量为m的质点在地球的引力范围内具有的引力势能（r为物体到地心的距离，取无穷远处引力势能为零）。 （1）求航天器在圆轨道1上运行时的角速度大小ω； （2）开普勒第二定律表明：航天器在椭圆轨道2上运行时，它与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等。请根据开普勒第二定律和能量守恒定律，求航天器在椭圆轨道2远地点B的速度大小； （3）在航天器达到预定高度后，通常使用离子推进器作为动力装置再进行姿态和轨道的微小修正。如图2所示，推进剂从P处注入，在A处电离出带电量为q质量为的正离子，进入B时的速度忽略不计，B、C之间存在加速电场，经加速形成电流为I的离子束从喷射口D喷出。已知喷射口D的横截面积为S，从喷射口D喷出的离子束单位体积内含有离子的个数为n，为研究方便，假定离子推进器在太空飞行时不受其他外力，忽略推进器运动的速度。求： a．B、C之间加速电压大小U； b．推进器获得的推力的大小F。 【答案】（1）；（2）；（3）a．；b． 【详解】（1）根据万有引力提供向心力 解得 （2）由开普勒第二定律 由能量守恒解得 （3）a.根据电流的微观式解得 根据动能定理解得 b.设时间内，碰口向外喷出的离子的质量为m，由动量定理得 即 解得 2．（2024·河北张家口·二模）在半导体集成电路制造过程中需要生产出纯度很高的，可精确控制的一价硼离子束。具体流程如图甲所示，离子源腔室可产生包含有、、、和的等离子体，这些离子从一条狭缝进入吸极并把带正电的离子选出来，正离子通过吸极后垂直于磁场方向进入分析磁体控制的空间，被分析磁体选出的离子束引人到加速管调速，最终获得满足需要的离子束进入工艺腔内。吸极结构示意图如图乙所示，吸极由两个带缝隙的平行金属板（即抑制电极和引出电极）构成，引出电极接地，离子源腔体和引出电极之间的吸极电压为，抑制电极和引出电极之间的抑制电压为。分析磁体提供截面半径为R的圆柱型匀强磁场区域，磁感应强度可调。已知等离子体中的多数离子动能很接近，设为，电子的动能比较大，忽略离子所受重力，元电荷为e。 （1）求从引出电极飞出的离子的动能，以及恰好不能通过抑制电极的电子在离子源中的动能 （2）硼有两种同位素和，若离子质量为10m，在磁场中恰好偏转了90°角，求分析磁体提供的磁感应强度B的最小值。 （3）航天用集成电路要求生产芯片用的硼必须是。离子束进入磁场时并不严格平行而是有个很小的散开角θ，如图丙所示，如果θ较大将导致离开磁场时两种B+离子没有分离，请在（1），（2）问的基础上分析，为了使两种离子分离求这个散开角θ的范围。（提示：请考虑使用散开角度很小，离子轨道半径接近时的近似条件（结果可用根式表示）    【答案】（1），；（2）；（3） 【详解】（1）吸极电压对离子做正功解得 离子源和抑制电极间的电场对电子做负功，对电子有 解得 （2）离子在磁场中做半径为的匀速圆周运动，当最大时，磁感应强度最小，如图所示    由几何知识可知，的最大值为 在磁场中运动时，由牛顿第二定律可得，解得 （3）离子在磁场中运动的轨迹半径为 离子在磁场中运动时由牛顿第二定律可得 又 可得离子在磁场中运动的轨速半径为 可知两离子半径相差很小，若和离子入射无偏转角时，近似认为两离子经过磁场的过程均偏转了90°，射出磁场时两离子间的距离为轨迹半径之差，如图所示。即 当入射方向向轨迹圆外侧（向左）偏θ角时，根据几何关系可知离开磁场时偏转的距离为 同理当入射方向向轨迹圆内侧（向右）偏θ角时，离开磁场时偏转的距离为 若恰好不能单独析取时，则满足 解得 所以若能单独析取，应满足 3．（2024·北京门头沟·二模）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），不计电容器放电电流引起的磁场影响。 （1）首先开关S接1，电源对电容器充电。画出充电过程中电容器两极板间的电压u随所带电荷量q变化的图像；并借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0； （2）充电结束后将S接至2开始放电，MN开始向右加速运动。求MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。 a．已知自由电子的电荷量为e，请你分析推导当导体棒获得最大速度之后，导体棒中某一自由电子所受的电场力与导体棒最大速度之间的关系式； b．求MN离开导轨后的最大速度vm。 【答案】（1），；（2）；（3）F=eBvm， 【详解】（1）电压u随所带电荷量q变化的图像如图所示 电容器充电完毕时其电压等于电动势E。 有：电容器所带的电荷量Q=CE 图线与横轴所围面积即为电容器储存的能量。有： （2）电容器完全充电后，两极板电压为E，当开关接2时，电容器放电，设刚放电时流经MN的电流为I，有 MN所受安培力F=BIL据牛顿第二定律F=ma则有 （3）a．金属导体棒获得最大速度vm时，放电电流为零，此时电容器的电压U与导体棒的感应电动势E棒相等，即U=E棒=BLvm 导体棒中恒定电场的场强为 导体棒中电子所受的电场力为F=eE场=eBvm b．设此过程中的平均电流为，时间为t，根据动量定理有 其中，ΔQ=Q0-Q=CE-CU=CE-CBLvm有 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点02 建设航天强国 近日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅。多家外媒报道称，这是“一项非凡的任务”，是“人类探索太空的重要一步”。 据埃菲社近日报道，中国嫦娥六号探测器于北京时间5月8日进入环月轨道飞行，向完成月球背面采集样本任务又迈进一步。该社报道称，5月3日升空的嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利被月球引力捕获。进入环月轨道后，嫦娥六号探测器将调整环月轨道高度和倾角，为下一步任务作准备，包括在月球背面南极—艾特肯盆地软着陆，预计将采集约两公斤样本。嫦娥六号探测器从发射至采样返回全过程约53天。 谈及嫦娥六号任务，多家外媒用“里程碑”来形容其重要意义。路透社认为，这是“中国月球和太空探索计划的又一个里程碑”。美国有线电视新闻网称，作为“中国迄今为止最复杂的探月任务之一”，嫦娥六号任务是对中国航天能力的一次关键考验，标志着中国努力建设航天强国进程中的一个重要里程碑。 （建议用时：60分钟） 力与运动（功率、速度变化量、加速度） 1．（2025·山西晋中·阶段测）2024年11月12日举办的珠海航展展现了我国强大的航天制造实力，其中由海格通信旗下成员企业西安驰达承制的“九天”重型无人机首次公开露面。“九天”无人机是一款灵活配置重型无人机，是下一代的大型无人空中通用平台，在业内有“无人航空母机”之称。若一无人机只受到重力和向上推力，该无人机竖直上升时在速度区间内推力F和v的关系如图所示，则在该速度区间，无人机的功率P与v关系的图像可能是（   ） A． B． C． D． 2．（2025·吉林·联考）2024年9月11日12时，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心圆满完成10km级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。下列说法正确的是（　　） A．“12时”指的是时间间隔 B．研究试验箭飞行轨迹时，可以把其看作质点 C．研究试验箭降落的姿态时，可以把其看作质点 D．试验箭刚起飞时，加速度大小为零 3．（2025·浙江·调研）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。如图，嫦娥六号探测器静止在月球的平坦地面上。已知探测器质量为m ，四条着陆腿与竖直方向的夹角均为θ ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 。每条着陆腿对月球表面压力的大小为（　　） A． B． C． D． 4．（2025·山东枣庄·阶段测）一位航天员飘浮在太空深处一个航天器旁边，他用个人力量推这个庞大航天器；在地面上，一个小孩用力推一张桌子。以下说法正确的是（　　） A．航天员一定能够“推动”航天器使航天器产生加速度 B．因航天器质量太大，航天员不能推动航天器 C．小孩一定能推动桌子 D．小孩推不动桌子，是因为小孩对桌子的作用力小于地面对桌子的摩擦力 5．（2025·山西晋中·调研）北京时间2023年1月9日06时00分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将实践二十三号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。实践二十三号卫星主要用于开展科学试验、技术验证等领域。若该卫星的轨道半径为R，卫星绕地球运行一周的时间为T，则下列说法正确的是（　　） A．该卫星绕地球运行一周的位移为2πR B．研究实践二十三号卫星运动的轨迹时，可将该卫星看成质点 C．北京时间2023年1月9日06时00分指的是时间间隔 D．在调整实践二十三号卫星的姿态时，可将该卫星看成质点 6．（2025·湖北孝感·开学考试）下列有关质点、参考系、时间的说法中，正确的是（    ） A．研究神舟十七号返回舱进入大气层之后的着陆轨迹时，不能将它视为一个质点 B．5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。这里的“5月3日17时27分”指的是时刻 C．研究运动的物体时，选择不同物体作参考系，对运动的描述都是一样的 D．蜂鸟的体积很小，所以研究蜂鸟扇动翅膀的动作时，可以将它视为一个质点 卫星各个物理量的计算、近地卫星、黄金代换 7．（2024·全国·模拟预测）如图甲所示为一套基于动力学的航天发射系统它能以数倍音速的速度旋转抛射卫星进入太空，用于将小型航天器送入太空。某次实验该系统将一颗卫星沿地球半径方向向太空发射，如图乙所示，其轨道可近似认为一个“退化”了的椭圆的一部分。椭圆的短轴长度趋近于零，椭圆中心位于地表的发射点，椭圆中心到地心的距离近似等于长半轴，轨道离地表高度最高为为地球半径，地表的重力加速度大小为，忽略空气阻力和地球自转。关于卫星的运动，下列说法正确的是（　　）    A．卫星从发射到落回地面的时间将小于 B．卫星从发射到落回地面的时间将大于 C．卫星到达轨道最高点时，若要进入轨道高度为的圆轨道，需要使卫星获得一个垂直于卫星与地心连线大小为的速度 D．卫星到达轨道最高点时，若要进入轨道高度为的圆轨道，需要使卫星获得一个垂直于卫星与地心连线大小为的速度 8．（2025·河北衡水·开学考试）“登月计划”是近两年我国航天工作的重点，前期工作中查找数据有以下信息：月球的半径约是地球半径的，质量约是地球质量的，已知地球表面的重力加速度是，地球的半径为，若宇航员在地面上能向上竖直跳起的最大高度是，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　） A．月球的密度为 B．月球表面的重力加速度是 C．月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D．宇航员以与在地球上相同的初速度在月球上起跳后，能达到的最大高度是 9．（2025·贵州·调研）人类一直以来对月球充满了好奇和向往，各国也加快了对月球的探索。2024年5月3日“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场发射，“嫦娥六号”探测器在月球着陆，并在月球表面采样成功。假设“嫦娥六号”探测器在月球表面做了一个单摆实验，测得单摆的摆长为，周期为。某学校高二（1）班观看了这个场景，想根据单摆实验测出地球表面的重力加速度，某同学在实验室做了一个单摆实验，用刻度尺测得单摆的摆长为，周期为，不考虑地球和月球的自转。已知月球半径为，引力常量为。求： (1)月球表面重力加速度和地球表面的重力加速度大小之比； (2)月球的平均密度。 10．（2025·江西宜春·联考）2023年12月15日21时41分，我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若目前使用至少三颗位于同一轨道的遥感卫星对赤道进行实时的扫描，为满足精度还需尽量靠近地表。已知地球同步卫星的轨道半径大约为地球半径的6.6倍，则下列说法正确的是（    ） A．这种遥感卫星的轨道高度约等于地球半径 B．若其他两颗卫星故障，另一颗至少约4 h才能对赤道处地面完成一次扫描 C．这种遥感卫星的运行速度在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D．这种遥感卫星完成此处任务后沿椭圆轨道变轨到同步卫星轨道上需要约6.3 h 11．（2025·福建厦门·调研）北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第一宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C．在轨道1的运行周期小于轨道2的运行周期 D．经过Q点时的加速度大于经过P点时的加速度 12．（2025·黑龙江哈尔滨·联考）北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（    ） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在轨道1与轨道2上经过P点时，速度相同 C．在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 开普勒定律、发射速度及环绕速度 13．（2025·河南·开学考试）北京时间2024年5月3日17时27分，长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空，嫦娥六号顺利发射。如图所示，嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面，下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是（　　） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在P点由轨道1进入轨道2需要加速 C．在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能相同 D．在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度 14．（2025·黑龙江大庆·开学考试）2024年5月3日，嫦娥六号探测器在文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道，5月8日，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，6月2日登陆月球背面进行月壤采集。若不考虑整个过程中嫦娥六号质量的变化，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号在不同轨道上经过P 点时所受月球对其万有引力相同 B．嫦娥六号接近环月轨道时，需要加速才能进入环月轨道 C．在地月转移轨道上无动力奔月时，嫦娥六号速率不变 D．嫦娥六号在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能大 15．（2024·广西来宾·调研）2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火節在中国文昌航天发射场成功发射，自此开启世界首次月球背面采样返回之旅。如图是长征五号做椭圆运动的轨道示意图，其中、是椭圆的两个焦点，是椭圆的中心。若长征五号经过点的速率大于经过点的速率，则可判断月球位于（    ） A．点 B．点 C．点 D．点 16．（2024·福建宁德·联考）2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，此次任务的核心使命是从月球背面采集约2公斤样本并带回地球。若嫦娥六号在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对嫦娥六号环绕运动的影响。求： （1）嫦娥六号绕月球运行的线速度大小v； （2）月球的质量M； （3）月球的第一宇宙速度。 17．（2024·江西抚州·调研）2020年7月23日我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为，引力常量为G。则下列说法正确的是（  ） A．探测器在靠近火星过程中万有引力逐渐增大 B．火星的平均密度为 C．在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为mg D．火星的自转周期为 18．（2024·河南·模拟预测）2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功，实现了我国深空探测的重大突破。如图为嫦娥六号探测器在月球着陆前部分轨道的简化示意图，嫦娥六号探测器经地月转移轨道在近月点第一次“刹车”进入椭圆轨道，运行一段时间后，又在近月点第二次“刹车”进入圆形轨道。则嫦娥六号探测器（　　） A．在椭圆轨道运行的周期大于在圆形轨道运行的周期 B．在圆形轨道运行时加速度保持不变 C．在圆形轨道上的动能比在椭圆轨道近月点的动能大 D．在椭圆轨道与圆形轨道运行时，与月心的连线在相同时间内扫过的面积相等 失重现象及星球表面重力加速度 19．（2024·河北石家庄·调研）2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为的圆形轨道上，已知地球同步卫星距赤道的高度约为，则下列说法正确的是（　　） A．组合体运行周期小于 B．组合体中宇航员可以使用托盘天平测量物体质量 C．组合体绕行速度小于同步卫星的速度 D．若组合体运行周期为T，引力常量为G，则地球的平均密度为 20．（2024·浙江·联考）据中国载人航天工程办公室消息，“神舟十八号”载人飞船入轨后，于北京时间2024年4月26日3时32分，成功对接于空间站“天和”核心舱。关于核心舱和飞船的运动以下说法正确的是（　　） A．假设对接前，核心舱上脱落一个部件，则此部件将在原轨道上继续绕地球飞行 B．对接前，飞船必须在核心舱的轨道上加速才能追上 C．对接后，飞船中的航天员处于完全失重状态，不受重力 D．对接后，空间站由于受到地球万有引力变大，空间站会降低轨道高度绕地球飞行 21．（2024·湖南·联考）2024年3月20日上午8时31分，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。已知月球质量 M，月球半径 R，引力常量 G，忽略月球自转影响。 （1）求月球表面的重力加速度。 （2）查阅资料知，地表加速度约为月表加速度的6倍，若地面上某位同学以一定初速度竖直起跳，能上升的最大高度是 h，这位同学如果在月球表面以同样的初速度竖直起跳，他能跳多高? 22．（2025·湖北·开学考试）2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务，有望创造新的纪录。我国在某发射场成功将卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知该卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动。将地球视为半径为R的球体，地球自转周期为。某物体在地球北极表面时的重力加速度为g。求： (1)该卫星绕地球做圆周运动的向心加速度； (2)若考虑地球自转的影响，在地球赤道处的重力加速度为多少。 联立求得，地球赤道处的重力加速度为 23．（2024·山东潍坊·模拟预测）2020年7-8月是火星探测的重要“窗口期”（火星距离地球最近）。7月23日，“天问一号”火星探测器在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。“天问一号”于2021年2月到达火星，实施火星捕获。2021年5月实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。已知地球的第一宇宙速度约为7.9，火星的半径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A．下一次窗口期大约在2021年7-8月 B．地球表面重力加速度约为火星表面重力加速度的 C．以相同速度竖直上抛小球，在火星上上升的最大高度约为地球上的2.5倍 D．在火星上发射卫星的最小速度约为地球上发射卫星的最小速度的5倍 24．（2024·全国·预测）我国已完成了载人航天飞行，以后我国的航天飞机的载员人数及航天员在太空中停留的时间都要增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材最适合航天员在轨道舱中锻炼时使用的是（　　） A．哑铃 B．弹簧拉力器 C．单杠 D．徒手跑步机 分子动理论、热力学定律及气液固 25．（2024·福建厦门·联考）自2013年宇航员王亚平首次太空开讲，10年来中国航天员已开展了5次精彩绝伦的太空授课，中国载人航天科技发展成就惠及全世界青少年。其中“水”相关实验占太空授课中实验总数的一半以上，下列说法正确的是（    ） A．太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力 B．水球表面层分子间的作用力表现为分子斥力 C．太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象 D．如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，也能观察到水面在笔芯内上升的现象 26．（2024·湖南岳阳·三模）2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为p0（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求： （1）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，缓慢抽气过程中，抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差ΔF大小； （2）每次抽气的体积还是，抽气几次后气闸舱内压强小于。 27．（2024·山东潍坊·一模）2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求： （1）当气闸舱的压强降至时，从气闸舱抽出的气体与原来气体的质量之比； （2）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，抽气后抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强相等，第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小。 28．（2024·广东茂名·一模）空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供航天员工作和生活的载人航天器，其运行轨道可以近似为圆。如图甲为我国三名航天员站立在空间站内地板上的情景，图乙是航天员王亚平在空间站做的实验，下列说法正确的是（　　） A．空间站内的航天员处于平衡状态 B．空间站内的航天员不能用拉力器锻炼肌肉力量 C．空间站的加速度比地球同步卫星向心加速度小 D．空间站内漂浮的水滴呈球形是因为水完全失重和水的表面张力共同造成的 29．（2024·湖南·联考）2022年中国空间站全面建造已完成，取得了举世瞩目的航天成就。从2022年5月开始发射天舟四号货运飞船，6月发射神舟载人飞船，7月发射空间站“问天”实验舱，10月发射“梦天”实验舱，并相继与核心舱对接，形成“T”字基本构型，正式完成中国空间站的建设。下列说法正确的是（　　） A．空间站建成后，“问天”实验舱与“梦天”实验舱的向心力大小一定相等 B．若在实验舱内挤出一滴小水滴，处于完全失重环境下的水滴在分子表面张力作用下将呈现出球形 C．要实现“梦天”实验舱从低轨道与高轨道的“天和”核心舱对接，需使“梦天”实验舱加速 D．由于各舱段质量大，因此在轨运行过程中各舱段间作用力也很大 30．（2024·河南周口·开学考试）热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。如图所示为某热气球正从地面以加速度a加速上升，已知热气球气囊、吊篮及人的总质量为M，气囊内热空气的体积为V（忽略气囊自身的体积和空气阻力且气囊容积不变），气囊外大气密度为、温度为，求： （1）囊内气体的密度； （2）囊内气体的温度。 电磁波、光子能量、电路及电磁感应 31．（2024·浙江金华·模拟预测）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 32．（2024·全国·专题练习）随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成了各国都在重点突破的技术。为了回收时减缓对地碰撞，设计师在返回火箭的底盘上安装了电磁缓冲装置。该装置可简化为：由高强绝缘材料制成的闭合单匝正方形线圈abcd组成缓冲滑块，绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出）组成火箭主体，超导线圈能产生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v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计。ab边长为L，火箭主体的质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力均不计，下列判断正确的是（　　） A．缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差为BLv0 B．缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小为g- C．火箭主体的速度从v0减到零下降的高度为 D．火箭主体的速度从v0减到零过程中产生的电能为 33．（2024·山西运城·联考）航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求： （1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小； （2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。 34．（2024·贵州黔西·调研）2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联在武汉举办的第九届中国（国际）商业航天高峰论坛上披露，我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设有一航天员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（　　） A．将电流表与线圈连成闭合回路放于月球表面，根据电流表有无示数来判断磁场的有无 B．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表有示数，则可以判断月球表面有磁场 C．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场 D．将电流表与线圈连成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若电流表无示数，则可以判断月球表面无磁场 35．（2024·浙江宁波·调研）下图是中国载人航天工程办公室官方发布的神舟十四号乘组航天员在轨拍摄的摄影作品之一，这些作品是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波说法正确的（　　）    A．长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输 B．除可见光外，我们看不到其他电磁波，所以电磁波不具有能量 C．空间站离地面高约，图片从空间站传回地面最少需要 D．麦克斯韦预言并通过实验验证了电磁波，为无线电技术发展开拓了道路 36．（2025·河南许昌·调研）如图所示，为航天飞缆系统的简化模型示意图，航天飞缆是用柔性金属缆索将两个飞行器连接起来，在太空飞行的系统。两个飞行器P、Q在近地轨道绕地球做圆周运动，二者之间的柔性金属缆索长为L，运动过程中缆索总保持指向地心。已知飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面水平向外，缆索各处的速度大小均近似等于v。则关于缆索P、Q的电势高低及二者之间的电势差，下列说法正确的是（　　）    A．P和Q的电势相同 B．P比Q的电势高，二者之间的电势差近似等于BLv C．P比Q的电势低，二者之间的电势差近似等于BLv D．P比Q的电势高，二者之间的电势差近似等于BLv 1．（2024·北京顺义·调研）“探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”中国航天事业取得了让国人骄傲的成绩。变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂，为方便研究我们将航天器的变轨过程简化为如图1所示的模型：①将航天器发射到近地圆轨道1上；②在A点点火加速使航天器沿椭圆轨道2运行，轨道1和轨道2相切于A点，A、B分别为轨道2的近地点与远地点，地球的中心位于椭圆的一个焦点上；③在远地点B再次点火加速，航天器沿圆轨道3运行，轨道2和轨道3相切于B点。已知引力常量为G，地球的质量为M，轨道1半径为R，轨道3半径为3R，质量为m的质点在地球的引力范围内具有的引力势能（r为物体到地心的距离，取无穷远处引力势能为零）。 （1）求航天器在圆轨道1上运行时的角速度大小ω； （2）开普勒第二定律表明：航天器在椭圆轨道2上运行时，它与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等。请根据开普勒第二定律和能量守恒定律，求航天器在椭圆轨道2远地点B的速度大小； （3）在航天器达到预定高度后，通常使用离子推进器作为动力装置再进行姿态和轨道的微小修正。如图2所示，推进剂从P处注入，在A处电离出带电量为q质量为的正离子，进入B时的速度忽略不计，B、C之间存在加速电场，经加速形成电流为I的离子束从喷射口D喷出。已知喷射口D的横截面积为S，从喷射口D喷出的离子束单位体积内含有离子的个数为n，为研究方便，假定离子推进器在太空飞行时不受其他外力，忽略推进器运动的速度。求： a．B、C之间加速电压大小U； b．推进器获得的推力的大小F。 2．（2024·河北张家口·二模）在半导体集成电路制造过程中需要生产出纯度很高的，可精确控制的一价硼离子束。具体流程如图甲所示，离子源腔室可产生包含有、、、和的等离子体，这些离子从一条狭缝进入吸极并把带正电的离子选出来，正离子通过吸极后垂直于磁场方向进入分析磁体控制的空间，被分析磁体选出的离子束引人到加速管调速，最终获得满足需要的离子束进入工艺腔内。吸极结构示意图如图乙所示，吸极由两个带缝隙的平行金属板（即抑制电极和引出电极）构成，引出电极接地，离子源腔体和引出电极之间的吸极电压为，抑制电极和引出电极之间的抑制电压为。分析磁体提供截面半径为R的圆柱型匀强磁场区域，磁感应强度可调。已知等离子体中的多数离子动能很接近，设为，电子的动能比较大，忽略离子所受重力，元电荷为e。 （1）求从引出电极飞出的离子的动能，以及恰好不能通过抑制电极的电子在离子源中的动能 （2）硼有两种同位素和，若离子质量为10m，在磁场中恰好偏转了90°角，求分析磁体提供的磁感应强度B的最小值。 （3）航天用集成电路要求生产芯片用的硼必须是。离子束进入磁场时并不严格平行而是有个很小的散开角θ，如图丙所示，如果θ较大将导致离开磁场时两种B+离子没有分离，请在（1），（2）问的基础上分析，为了使两种离子分离求这个散开角θ的范围。（提示：请考虑使用散开角度很小，离子轨道半径接近时的近似条件（结果可用根式表示）    3．（2024·北京门头沟·二模）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），不计电容器放电电流引起的磁场影响。 （1）首先开关S接1，电源对电容器充电。画出充电过程中电容器两极板间的电压u随所带电荷量q变化的图像；并借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0； （2）充电结束后将S接至2开始放电，MN开始向右加速运动。求MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。 a．已知自由电子的电荷量为e，请你分析推导当导体棒获得最大速度之后，导体棒中某一自由电子所受的电场力与导体棒最大速度之间的关系式； b．求MN离开导轨后的最大速度vm。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$