第3节 人类对太空的不懈探索（分层作业）物理鲁科版必修第二册

3．人类对太空的不懈探索 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、不懈探索 1 二、伟大成就 5 【拓思维·重难突破】 9 【链高考·精准破局】 12 一、不懈探索 1.下列说法中正确的是（　　） A．古希腊天文学家托勒密提出日心说 B．卡文迪许利用扭秤实验测量出太阳的质量 C．开普勒测出了万有引力常量 D．月-地检验说明地球对地面物体的引力和地球对月球的引力是同一种性质的力 【答案】D 【详解】A．古希腊学者托勒密提出地心说，波兰哥白尼提出日心说，选项A错误； BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量，从而可以测出地球的质量，选项BC错误； D．牛顿通过“月-地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力，选项D正确； 故选D。 2.牛顿在开普勒、伽利略、笛卡尔等科学家研究成果的基础上创立了万有引力理论，下列关于万有引力理论及其成就的说法错误的是（　　） A．已知地球表面的重力加速度和地球半径，可以计算出地球的质量 B．胡克最先提出万有引力与距离的平方成反比 C．根据万有引力理论可以发现未知天体 D．根据万有引力理论可以预言哈雷彗星的回归 【答案】A 【详解】A．根据地球表面的物体万有引力等于重力得 已知地球表面的重力加速度和地球半径，但不知引力常量G，则不可以计算出地球的质量，A错误； B．胡克最先提出万有引力与距离的平方成反比，B正确； C．根据万有引力理论发现了海王星的存在，C正确； D．根据万有引力理论可以预言哈雷彗星的回归，D正确； 故选A。 3.下列描述符合物理学史的是（　　） A．第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆 B．开普勒提出日心说，总结出行星运动的三条规律 C．牛顿得出万有引力定律并通过扭秤实验测得了万有引力常量 D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，提出了万有引力定律 【答案】D 【详解】A．第谷通过长期的天文观测，积累了大量的天文资料，开普勒指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆，故A错误； B．哥白尼提出日心说，开普勒总结出行星运动的三条规律，故B错误； C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，故C错误； D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，提出了万有引力定律，故D正确。 故选D。 4.下列说法正确的是（　　） A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中 B．牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律 C．卡文迪什被称为“第一个称量地球质量的人” D．经典力学适用于微观高速运动的物体 【答案】BC 【详解】A．引力定律是牛顿发现的，但引力常量是卡文迪许测出来的，故A错误； B．为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律，牛顿做过著名的“月—地” 检验。基本想法是：如果重力和星体间的引力是同一性质的力，那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的，因为月心到地心的距离是地球半径的60倍，牛顿通过计算证明他的想法是正确的，故B正确； C．卡文迪什通过扭秤实验测出了万有引力常量，被称为“第一个称量地球质量的人”，故C正确； D．经典力学适用于宏观低速运动的物体，故D错误。 故选BC。 5.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　） A．物理学家牛顿用天平做实验测出引力常量 B．牛顿在研究自由落体运动时采用了理想实验法 C．哥白尼首先提出了“地心说” D．开普勒通过第谷多年的观测数据提出了行星运动定律 【答案】D 【详解】A．英国物理学家卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G，故A错误； B．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理相结合的科学思维方法，故B错误； C．哥白尼首先提出了“日心说”，故C错误； D．开普勒通过整理第谷多年的观测数据，经过多年的尝试性计算，提出了行星运动定律，故D正确。 故选D。 6.关于地心说和日心说，下列说法中正确的是（　　） A.地心说的参考系是太阳 B.日心说的参考系是太阳 C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 D.日心说是由开普勒提出来的 【答案】B 【详解】A.地心说是认为地球静止不动，参考系是地球，故A错误； B.日心说是认为太阳静止不动，参考系是太阳，故B正确； C.地心说和日心说参考系不同，但对于人类而言，由地心说到日心说，是一个巨大的进步，故C错误； D.日心说是由哥白尼提出来的，故D错误。 故选B。 7.下列关于宇宙速度的说法中正确的是（　　） A.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度 B.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，不再绕地球运行的人造卫星的最小发射速度 C.人造地球卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D.我国发射的火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度 【答案】B 【详解】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，为7.9 km/s，也是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故A错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球引力束缚，远离地球而去的最小发射速度，为11.2 km/s，故B正确；人造地球卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；我国发射的火星探测器，其发射速度应大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D错误。 8.国家航天局宣布，将我国行星探测任务命名为“天问”，首次火星探测任务命名为“天问一号”.已知引力常量G，忽略星球自转的影响，为计算火星的质量，需要测量的数据有（　　） A.火星表面的重力加速度g和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r B.火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r和火星的公转周期T C.某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期T和火星的半径R D.某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径r和卫星的公转周期T 【答案】D 【详解】若已知火星表面的重力加速度g，则有，解得，由于不知道火星的半径，故无法求解火星的质量，若已知火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r和火星的公转周期T，根据万有引力提供向心力可得，解得，可以求出太阳的质量，而火星的质量在计算过程中会被约去，故无法求解火星的质量，故A、B错误；若已知某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期T，根据万有引力提供向心力可得，解得，知道该卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径，就可以求解火星的质量，故D正确，C错误。 9.火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，把地球和火星看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转，则火星与地球的第一宇宙速度大小之比约为（　　） A．1∶ B．2∶5 C．3∶5 D．2∶3 【答案】A 【详解】根据万有引力提供向心力 可得 故选A。 二、伟大成就 10.北斗三号卫星导航系统由多种轨道卫星组成，如图所示，A为地球静止同步轨道卫星，B为中圆地球轨道卫星，A、B两卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，A卫星的轨道半径为kR，运行周期为T，B卫星的周期为。下列说法正确的是（　　） A．A卫星的线速度大小为 B．B卫星的向心加速度大小为 C．地球表面赤道处的重力加速度大小为 D．某时刻A、B两卫星相距最近，再经，两卫星间距离为 【答案】D 【详解】A．根据 解得，A错误； B．根据 解得 根据B卫星的周期可知 解得 所以B卫星的向心加速度，B错误； C．根据公式，C错误； D．因为A、B两卫星的周期差为，所以从相距最近到经过时相距最远，则距离为，D正确。 故选D。 11.据人民日报报道，“人造月亮”构想有望近期初步实现。届时首颗“人造月亮”将完成从发射、展开到照明的整体系统演示验证并发射。“人造月亮”将部署在距离地球500km以内的低轨道上，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”绕地球做圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运动时（　　） A．“人造月亮”的线速度大于第一宇宙速度 B．“人造月亮”的向心力大于月球受到向心力 C．“人造月亮”的公转周期小于月球绕地球运行的周期 D．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度 【答案】C 【详解】A．第一宇宙速度是近地轨道的线速度，由 可知，轨道半径越大，线速度越小。“人造月亮”轨道半径大于地球半径，故其线速度小于第一宇宙速度，A错误； B．向心力由决定。月球质量远大于“人造月亮”，虽然“人造月亮”轨道半径更小，但质量未知，无法比较向心力大小，B错误； C． 由开普勒第三定律可知，轨道半径越小，周期越小。“人造月亮”轨道半径远小于月球轨道，故其周期更短，C正确； D． 根据可知，地球表面重力加速度 而“人造月亮”的向心加速度 因，故，D错误。 故选C。 12.2024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 【答案】C 【详解】A．暴露实验时，月壤砖也在绕地飞行，需要提供向心力，合外力不为零，A项错误； B．若轨道高度提升，根据万有引力提供向心力 可知 即绕地速率减小，B项错误； C．与同步卫星对比，空间站轨道低，根据开普勒第三定律，则其绕地周期小于24小时，C项正确； D．分裂的微粒依然具备速度，也会绕地飞行，不会马上坠向地球，D项错误。 故选C。 13.（多选）科学家们设想的太空电梯是从距离地面3.6万公里的地球同步空间站向地面垂下一条缆绳至地面基站，并沿着这条缆绳修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船，往来运输物资。为了抵消缆绳重力和电梯飞船升降过程中对空间站的影响，在空间站外侧的轨道上设计配重，用缆绳将配重和同步空间站连接，让配重和同步空间站以相同的角速度绕地球做圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A．地面基站一定修建在赤道上 B．电梯型飞船垂直缆绳的速度大小与其距离地面的高度成正比 C．同步空间站内的航天员不受地球的引力作用，处于完全失重状态 D．若基站、同步空间站、配重之间的缆绳同时断裂开，同步空间站仍可以在地球同步轨道稳定运行 【答案】AD 【详解】A．地球同步轨道在赤道上空，所以从同步空间站垂下的地面基站要修建在赤道上，故A正确； B．由于轨道上各处的角速度大小相等，故电梯飞船在距离地面高度为h时，线速度大小为 R为地球半径，故垂直缆绳的线速度大小不与h成正比，故B错误； C．空间站内的航天员受到的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动的向心力，处于完全失重状态，故C错误； D．没有缆绳作用，万有引力刚好提供同步轨道上的同步空间站做圆周运动的向心力，故基站、同步空间站、配重之间的缆绳同时断裂开，空间站仍能稳定运行，故D正确。 故选AD。 14.天舟八号飞船将总重为6吨的物资“快递”到空间站，如图所示为天舟八号飞船与中国空间站对接的示意图，天舟八号飞船先在近地圆轨道Ⅰ飞行，变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，最后与在圆轨道Ⅲ飞行的空间站对接，下列说法正确的是（　　） A．空间站在圆轨道Ⅲ上飞行的线速度大于 B．天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ上由近地点向远地点运动的过程中，机械能减小 C．与空间站对接后，天舟八号飞船中的6吨物资失去重力 D．天舟八号飞船在轨道Ⅰ上运行的周期比空间站在轨道Ⅱ上运行的周期小 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，大小为，其他圆轨道的速度均小于这个速度，故A错误； B．天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ由近地点向远地点运动的过程中，机械能不变，故B错误； C．与空间站对接后，在轨道Ⅲ做圆周运动，万有引力提供向心力，物资处于完全失重状态，但仍会受到重力作用，故C错误； D．天舟八号飞船在轨道Ⅰ运行的半径r比空间站在轨道Ⅱ运行的半长轴a小，根据开普勒第三定律，可判断，故D正确。 故选D。 15.下列说法正确的是（　　） A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转动 B.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 C.地球是绕太阳运动的一颗行星 D.地球绕太阳运动，其轨迹是标准的圆。 【答案】C 【详解】A、太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。故A错误; B、太阳只是太阳系的中心，在太阳系，地球和其他行星都是围绕太阳公转，但太阳系是在银河系里运动的，所以，太阳绝对不是静止不动的，故B错误; C、地球是绕太阳运动的行星之一，故C正确; D、日心说已得到证实为正确的，而地心说是错误的，故D错误; 故选C。 16.我国近地小行星防御系统通过“监测—评估—干预”三位一体架构，力图避免小行星影响地球，展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示，近地圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ相切于点，椭圆轨道Ⅱ和同步轨道Ⅲ相切于点。现有防御卫星在轨道Ⅰ处做匀速圆周运动，经变轨后运行到同步轨道Ⅲ的点拦截小行星进行干预，已知地球自转的角速度为，防御卫星在轨道Ⅰ和Ⅲ上运行的角速度为和。下列说法正确的是（　　） A． B．卫星在轨道Ⅱ上b点的线速度小于在轨道Ⅲ上c点运行的线速度 C．卫星在轨道Ⅰ运行的周期约为24h D．卫星在轨道Ⅲ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能 【答案】D 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由 可得 可知同步轨道的角速度小于近地轨道的角速度，而地球自转的角速度和同步轨道的角速度相同，则有 故A错误； B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由 可得 可知卫星在轨道Ⅰ运行的线速度大于在轨道Ⅲ运行的线速度，由于卫星在轨道Ⅰ上b点需要点火加速进入轨道Ⅱ，所以卫星在轨道Ⅱ上b点的线速度大于在轨道Ⅲ上c点运行的线速度，故B错误； C．卫星绕地球做匀速圆周运动，由 可得 可知卫星在轨道Ⅰ运行的周期小于同步轨道Ⅲ的运行周期，即卫星在轨道Ⅰ运行的周期小于24h，故C错误； D．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要在b点点火加速，卫星的机械能增加；卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在c点点火加速，卫星的机械能增加；所以卫星在轨道Ⅲ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能，故D正确。 故选D。 17.随着太空垃圾问题日益严峻，天宫空间站面临来自太空碎片的威胁越来越严重，这些碎片速度极快，对空间站设施构成严重危害。神舟十九号任务中携带了特殊装甲，并为天宫空间站安装了新的防护罩。同时，地面控制中心通过大型雷达和光学望远镜等监测设备，密切监测太空碎片，精确计算其运行轨迹，提前发现潜在碰撞风险。一旦监测到有较大的太空垃圾靠近时，天宫空间站会在地面控制中心的指挥下，依靠自身推进系统主动改变轨道或姿态，避开危险。某次避险过程需要空间站从低轨道变轨至更高轨道运行，假设变轨前后空间站所在轨道均为圆轨道，下列关于变轨前后的说法正确的是（　　） A．变轨后空间站的线速度变大 B．变轨后空间站的角速度变大 C．变轨后空间站的运行周期变长 D．变轨时空间站发动机需沿运动方向喷气 【答案】C 【详解】A．由于变轨前后均做圆周运动，根据 可得 从低轨道变轨至更高轨道运行，变轨后空间站的线速度变小，故A错误； B．根据 可得 变轨后空间站的角速度变小，故B错误； C．根据 可得 变轨后空间站的运行周期变长，故C正确； D．变轨时需要加速做离心运动，所以空间站发动机需沿运动方向的反向喷气，故D错误。 故选C。 18.（2025·北京·高考真题）2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（　　） A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小 B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大 C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等 D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量 【答案】A 【详解】A．在轨道2上从A向B运动过程中，探测器远离月球，月球对探测器的引力做负功，根据动能定理，动能逐渐减小，A正确； B．探测器受到万有引力，由 解得 在轨道2上从A向B运动过程中，r增大，加速度逐渐变小，B错误； C．探测器在A点从轨道1变轨到轨道2，需要加速，机械能增加，所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能，C错误； D．探测器在轨道1上做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得 解得 利用引力常量G和轨道1的周期T，还需要知道轨道1的半径r，才能求出月球的质量，D错误。 故选A。 19.（2025·河北·高考真题）随着我国航天事业飞速发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀的球体，半径为，表面重力加速度为。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时，引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，则发射初速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】飞行器在轨道半径处的总机械能包括动能和势能。 引力势能为 根据万有引力提供向心力，在地球表面有，解得轨道速度满足，对应动能，总机械能 根据机械能守恒，初始动能，解得。 故选B。 20.（2023·新课标卷·高考真题）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球静止卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A．质量比静止在地面上时小 B．所受合力比静止在地面上时小 C．所受地球引力比静止在地面上时大 D．做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 【答案】D 【详解】A．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，故A错误； BC．设空间站离地面的高度为h，这批物资在地面上静止，跟地球一起自转，合力很小近似为零，在空间站所受合力为万有引力即 在地面受地球引力为 因此有，故BC错误； D．物体绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力 解得 这批物质在空间站内的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，因此这批物质的角速度大于静止卫星的角速度，静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物质的角速度大于地球自转的角速度，故D正确。 故选D。 21.（2023·福建·高考真题）（多选）人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日L2点附近，L2点的位置如图所示。在L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止。考虑到太阳系内其他天体的影响很小，太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点O（图中未标出）转动的双星系统。若太阳和地球的质量分别为M和m，航天器的质量远小于太阳、地球的质量，日心与地心的距离为R，万有引力常数为G，L2点到地心的距离记为r（r << R），在L2点的航天器绕O点转动的角速度大小记为ω。下列关系式正确的是（　　）[可能用到的近似] A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．设太阳和地球绕O点做圆周运动的半径分别为、，则有，，r1＋r2 = R，联立解得 故A错误、故B正确； CD．由题知，在L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止，则有 再根据选项AB分析可知Mr1 = mr2，r1＋r2 = R， 联立解得 故C错误、故D正确。 故选BD。 22.（2024·安徽·高考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（　　） A．周期约为144h B．近月点的速度大于远月点的速度 C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 【答案】B 【详解】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得 整理得 A错误； B．根据开普勒第二定律得，近月点的速度大于远月点的速度，B正确； C．近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误； D．两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3．人类对太空的不懈探索 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、不懈探索 1 二、伟大成就 3 【拓思维·重难突破】 5 【链高考·精准破局】 6 一、不懈探索 1.下列说法中正确的是（　　） A．古希腊天文学家托勒密提出日心说 B．卡文迪许利用扭秤实验测量出太阳的质量 C．开普勒测出了万有引力常量 D．月-地检验说明地球对地面物体的引力和地球对月球的引力是同一种性质的力 2.牛顿在开普勒、伽利略、笛卡尔等科学家研究成果的基础上创立了万有引力理论，下列关于万有引力理论及其成就的说法错误的是（　　） A．已知地球表面的重力加速度和地球半径，可以计算出地球的质量 B．胡克最先提出万有引力与距离的平方成反比 C．根据万有引力理论可以发现未知天体 D．根据万有引力理论可以预言哈雷彗星的回归 3.下列描述符合物理学史的是（　　） A．第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆 B．开普勒提出日心说，总结出行星运动的三条规律 C．牛顿得出万有引力定律并通过扭秤实验测得了万有引力常量 D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，提出了万有引力定律 4.下列说法正确的是（　　） A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中 B．牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律 C．卡文迪什被称为“第一个称量地球质量的人” D．经典力学适用于微观高速运动的物体 5.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　） A．物理学家牛顿用天平做实验测出引力常量 B．牛顿在研究自由落体运动时采用了理想实验法 C．哥白尼首先提出了“地心说” D．开普勒通过第谷多年的观测数据提出了行星运动定律 6.关于地心说和日心说，下列说法中正确的是（　　） A.地心说的参考系是太阳 B.日心说的参考系是太阳 C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 D.日心说是由开普勒提出来的 7.下列关于宇宙速度的说法中正确的是（　　） A.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度 B.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，不再绕地球运行的人造卫星的最小发射速度 C.人造地球卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D.我国发射的火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度 8.国家航天局宣布，将我国行星探测任务命名为“天问”，首次火星探测任务命名为“天问一号”.已知引力常量G，忽略星球自转的影响，为计算火星的质量，需要测量的数据有（　　） A.火星表面的重力加速度g和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r B.火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r和火星的公转周期T C.某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期T和火星的半径R D.某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径r和卫星的公转周期T 9.火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，把地球和火星看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转，则火星与地球的第一宇宙速度大小之比约为（　　） A．1∶ B．2∶5 C．3∶5 D．2∶3 二、伟大成就 10.北斗三号卫星导航系统由多种轨道卫星组成，如图所示，A为地球静止同步轨道卫星，B为中圆地球轨道卫星，A、B两卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，A卫星的轨道半径为kR，运行周期为T，B卫星的周期为。下列说法正确的是（　　） A．A卫星的线速度大小为 B．B卫星的向心加速度大小为 C．地球表面赤道处的重力加速度大小为 D．某时刻A、B两卫星相距最近，再经，两卫星间距离为 11.据人民日报报道，“人造月亮”构想有望近期初步实现。届时首颗“人造月亮”将完成从发射、展开到照明的整体系统演示验证并发射。“人造月亮”将部署在距离地球500km以内的低轨道上，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”绕地球做圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运动时（　　） A．“人造月亮”的线速度大于第一宇宙速度 B．“人造月亮”的向心力大于月球受到向心力 C．“人造月亮”的公转周期小于月球绕地球运行的周期 D．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度 12.2024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 13.（多选）科学家们设想的太空电梯是从距离地面3.6万公里的地球同步空间站向地面垂下一条缆绳至地面基站，并沿着这条缆绳修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船，往来运输物资。为了抵消缆绳重力和电梯飞船升降过程中对空间站的影响，在空间站外侧的轨道上设计配重，用缆绳将配重和同步空间站连接，让配重和同步空间站以相同的角速度绕地球做圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A．地面基站一定修建在赤道上 B．电梯型飞船垂直缆绳的速度大小与其距离地面的高度成正比 C．同步空间站内的航天员不受地球的引力作用，处于完全失重状态 D．若基站、同步空间站、配重之间的缆绳同时断裂开，同步空间站仍可以在地球同步轨道稳定运行 14.天舟八号飞船将总重为6吨的物资“快递”到空间站，如图所示为天舟八号飞船与中国空间站对接的示意图，天舟八号飞船先在近地圆轨道Ⅰ飞行，变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，最后与在圆轨道Ⅲ飞行的空间站对接，下列说法正确的是（　　） A．空间站在圆轨道Ⅲ上飞行的线速度大于 B．天舟八号飞船在椭圆轨道Ⅱ上由近地点向远地点运动的过程中，机械能减小 C．与空间站对接后，天舟八号飞船中的6吨物资失去重力 D．天舟八号飞船在轨道Ⅰ上运行的周期比空间站在轨道Ⅱ上运行的周期小 15.下列说法正确的是（　　） A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转动 B.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 C.地球是绕太阳运动的一颗行星 D.地球绕太阳运动，其轨迹是标准的圆。 16.我国近地小行星防御系统通过“监测—评估—干预”三位一体架构，力图避免小行星影响地球，展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示，近地圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ相切于点，椭圆轨道Ⅱ和同步轨道Ⅲ相切于点。现有防御卫星在轨道Ⅰ处做匀速圆周运动，经变轨后运行到同步轨道Ⅲ的点拦截小行星进行干预，已知地球自转的角速度为，防御卫星在轨道Ⅰ和Ⅲ上运行的角速度为和。下列说法正确的是（　　） A． B．卫星在轨道Ⅱ上b点的线速度小于在轨道Ⅲ上c点运行的线速度 C．卫星在轨道Ⅰ运行的周期约为24h D．卫星在轨道Ⅲ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能 17.随着太空垃圾问题日益严峻，天宫空间站面临来自太空碎片的威胁越来越严重，这些碎片速度极快，对空间站设施构成严重危害。神舟十九号任务中携带了特殊装甲，并为天宫空间站安装了新的防护罩。同时，地面控制中心通过大型雷达和光学望远镜等监测设备，密切监测太空碎片，精确计算其运行轨迹，提前发现潜在碰撞风险。一旦监测到有较大的太空垃圾靠近时，天宫空间站会在地面控制中心的指挥下，依靠自身推进系统主动改变轨道或姿态，避开危险。某次避险过程需要空间站从低轨道变轨至更高轨道运行，假设变轨前后空间站所在轨道均为圆轨道，下列关于变轨前后的说法正确的是（　　） A．变轨后空间站的线速度变大 B．变轨后空间站的角速度变大 C．变轨后空间站的运行周期变长 D．变轨时空间站发动机需沿运动方向喷气 18.（2025·北京·高考真题）2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（　　） A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小 B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大 C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等 D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量 19.（2025·河北·高考真题）随着我国航天事业飞速发展，人们畅想研制一种核聚变能源星际飞行器。从某星球表面发射的星际飞行器在飞行过程中只考虑该星球引力，不考虑自转，该星球可视为质量分布均匀的球体，半径为，表面重力加速度为。质量为m的飞行器与星球中心距离为r时，引力势能为。要使飞行器在距星球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，则发射初速度为（　　） A． B． C． D． 20.（2023·新课标卷·高考真题）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球静止卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A．质量比静止在地面上时小 B．所受合力比静止在地面上时小 C．所受地球引力比静止在地面上时大 D．做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 21.（2023·福建·高考真题）（多选）人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日L2点附近，L2点的位置如图所示。在L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止。考虑到太阳系内其他天体的影响很小，太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点O（图中未标出）转动的双星系统。若太阳和地球的质量分别为M和m，航天器的质量远小于太阳、地球的质量，日心与地心的距离为R，万有引力常数为G，L2点到地心的距离记为r（r << R），在L2点的航天器绕O点转动的角速度大小记为ω。下列关系式正确的是（　　）[可能用到的近似] A． B． C． D． 22.（2024·安徽·高考真题）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（　　） A．周期约为144h B．近月点的速度大于远月点的速度 C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度 D．近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $