压轴01 航天探索与宇宙科学（情景题压轴专练）（上海专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

压轴01 航天探索与宇宙科学 【答案】1．D 2．C 3．D 4． 5．1.8 【答案】6． 6 0.15 7． C A C 8． A （4m，-0.1m） 9．66 【答案】10．D 11．C 12．B 13．ACD 14． 【答案】15．C 16． ABC C 17． 电磁 光 18． A 19．D 【答案】(1)D (2)ACD (3)AD (4) 不变 (5) 外 0.05r/s (6) 【答案】21．D 22．C 23．D 24．1.8 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴01 航天探索与宇宙科学 命题预测 在2025年高考中，航天探索与宇宙科学相关内容或将成为物理及综合学科命题的热点方向，是检验学生将基础物理知识与前沿科技应用相结合、解决复杂实际问题的关键考点。此类命题可能以航天器轨道分析、宇宙粒子探测、深空环境模拟等真实情境为背景，融合万有引力定律、圆周运动、能量守恒、电磁感应等多模块知识，要求考生分析航天器在引力场与电磁场叠加环境中的运动规律，或计算宇宙射线粒子在探测器中的能量衰减、轨迹偏转等核心问题。命题形式可能涵盖综合性计算题与实验设计题，侧重考查学生建立物理模型、推导运动方程、处理多场叠加问题的能力，并可能涉及航天器变轨、霍尔效应探测、星际磁场分布等具体场景。 复习备考时，考生需系统梳理天体运动、电磁学、能量转化等核心知识网络，重点掌握万有引力与向心力关系、洛伦兹力与圆周运动的结合、多场叠加下的受力分析方法。同时，需关注我国航天工程最新进展（如探月工程、火星探测、空间站建设）及宇宙科学基础理论（如暗物质探测、引力波研究），理解其背后的物理原理。建议通过专题训练强化对复杂情境的建模能力，例如模拟航天器轨道调整的参数计算、分析宇宙粒子在磁场中的偏转轨迹等，并注重跨学科思维的培养，将物理知识与数学工具、工程实践相结合，提升解决实际问题的综合素养。 情境·知识·思维 考向01 航天器轨道力学与能量优化 命题情境：以火星探测、月球基地建设或深空探测任务为背景，考查航天器在引力场中的轨道转移、变轨能量计算或霍曼转移轨道设计。 核心考点：万有引力定律与圆周运动结合、轨道能量守恒与动量守恒、多级火箭推进的能量分配问题 考向02 宇宙射线与电磁场相互作用 命题情境：以宇宙射线探测卫星（如“悟空”暗物质粒子探测卫星）或星际航行中的辐射防护为背景，考查带电粒子在电磁场中的运动规律。 核心考点：洛伦兹力与圆周运动的结合、多场叠加（引力场、电磁场）下的受力分析、粒子能量衰减与探测器灵敏度计算 考向03 星际航行中的导航与通信技术 命题情境：以无人探测器飞越太阳系边界或载人火星任务为背景，考查脉冲星导航、量子通信或深空网络时延问题。 核心考点：相对论效应对时间同步的影响、量子纠缠在远距离通信中的潜在应用、多体系统（如日-地-探测器）的轨道动力学 航天事业 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。 1．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 2．“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 3．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 4．如图，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。从图示位置开始，太阳、地球和月球再次依次在同一直线上所经过的最短时间为_______。 5．2024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，求月球的第一宇宙速度为多少km/s（结果保留两位有效数字）。 二、航空探测 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，地球表面加速度g=10m/s2. 6．某星球表面不存在大气层，在该星球将一质点以初速度竖直向上抛出。从抛出时开始计时，s﹣t图像如图所示，根据图像___________m/s，假设该星球的半径与地球近似相等，则该星球密度是地球的___________倍。 7．“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从 a 点滑入大气层，然后经 b 点从 c 点“跳出”，经 d 点后再从 e 点“跃入”。d 点为轨迹最高点，距离地面高度为 h，已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R。 （1）下列选项正确的是( ) A．                B．              C． （2）下列关于返回舱在 b、d 两点的状态判断正确的是( ) A．超重 失重            B．失重 超重            C．失重 失重 （3）返回舱在 d 点时的线速度___________。（选填：A．大于    B．等于     C．小于） 8．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，实线为时刻绳子的波形，虚线为时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为___________m/s。在时刻，质点 P所处位置的坐标为___________。 9．在一次用单摆测量月球表面重力加速度的实验，用传感器测出细线拉力F随时间t的变化图像如下图，月球重力加速度为g=1.63， 则摆长约___________cm。      近年来，我们航天事业发展迅速，扶摇直上。神舟二十号载人飞船已成功发射。这是中国载人航天工程的第35次飞行任务，也是第15次载人飞行任务。 10．2025年4月24日17时17分28秒，神舟二十号载人飞船点火发射，神舟二十号载人飞船入轨后，采用自主快速交会对接模式，6.5小时后对接于天宫一号“天和”核心舱径向端口，形成三船三舱组合体。4月30日，神舟十九号飞船成功着陆。一去一回，这次交班顺利完成。对上面材料，下列说法中错误的是（　　） A．天宫一号运行一周的位移为零 B．24日17时17分28秒表示时间 C．研究神舟二十号载人飞船的运行姿态时不能把它看成质点 D．天宫一号运行一周的平均速率不为零 11．若航天服胸前有两条呈Y字型的拉链，打开拉链，把腿伸进去，便可循序把宇航服穿在身上。图（a）为拉链拉头劈开链齿的实例，此过程可简化成图（b）的模型。已知拉头对链齿施加一个竖直向下的力F，楔形物顶端夹角为，则楔形物两侧对链齿产生的侧向力为（　　） A． B． C． D． 12．“神舟二十号”载人飞船发射成功，将航天员送入空间站，他们执行任务时通过同步卫星与地面实时联系。已知空间站运行周期为90min，它与同步卫星的运行轨道均视作圆周轨道，则（　　） A．空间站相对地面静止 B．空间站的速度大于同步卫星速度 C．空间站的速度大于第一宇宙速度 D．空间站的加速度小于同步卫星加速度 13．如图为人造卫星变轨示意图，轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，则（　　） A．卫星在轨道上由向运动的过程中速率越来越小 B．卫星在点引力势能大于在点引力势能 C．卫星在轨道上经过时的向心加速度等于在轨道上经过点时的向心加速度 D．卫星在点由轨道变为轨道需要点火加速 14．天宫空间站总质量为m，在距地面为h的圆形轨道上运行，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。则空间站绕地球转动的周期为________，空间站的机械能为________（上述两空均用“m、h、R、g”表示） 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。 15．“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． 16．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 17．“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。 18．“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_______。 19．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． 20．人类已经在研究天体运动和航天领域取得了举世瞩目的成就，近年来我国天文成绩斐然。 (1)如图所示，a为地球的同步卫星，随地球自转做匀速圆周运动。b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径可认为等于地球半径），c为放在赤道上相对地球静止的物体，以下关于a、b、c的说法正确的是（　　） A．卫星b转动的线速度大于7.9km/s B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D．若卫星a和b质量相等，则a和b比较，b的动能较大 (2)已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H。已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计。则根据这些条件，可以求出的物理量是（　　） A．该行星的密度 B．该行星的自转周期 C．该星球的第一宇宙速度 D．该行星附近运行的卫星的最小周期 (3)如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A．离心机旋转的角速度为 B．离心机旋转的角速度为 C．座椅对航天员的作用力约为5600N D．座椅对航天员的作用力约为5644N (4)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可测量记录的物理量有以下内容，请用其中真正需要测量的物理量写出待测物体质量的表达式：_________。 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 ②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”）。 (5)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：宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。太空舱的转速为__________。（保留3位有效数字） (6)设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。求：地球的密度（写出计算过程） 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。 21．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 22．“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 23．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 24．2024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，求月球的第一宇宙速度为多少km/s （结果保留两位有效数字）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴01 航天探索与宇宙科学 命题预测 在2025年高考中，航天探索与宇宙科学相关内容或将成为物理及综合学科命题的热点方向，是检验学生将基础物理知识与前沿科技应用相结合、解决复杂实际问题的关键考点。此类命题可能以航天器轨道分析、宇宙粒子探测、深空环境模拟等真实情境为背景，融合万有引力定律、圆周运动、能量守恒、电磁感应等多模块知识，要求考生分析航天器在引力场与电磁场叠加环境中的运动规律，或计算宇宙射线粒子在探测器中的能量衰减、轨迹偏转等核心问题。命题形式可能涵盖综合性计算题与实验设计题，侧重考查学生建立物理模型、推导运动方程、处理多场叠加问题的能力，并可能涉及航天器变轨、霍尔效应探测、星际磁场分布等具体场景。 复习备考时，考生需系统梳理天体运动、电磁学、能量转化等核心知识网络，重点掌握万有引力与向心力关系、洛伦兹力与圆周运动的结合、多场叠加下的受力分析方法。同时，需关注我国航天工程最新进展（如探月工程、火星探测、空间站建设）及宇宙科学基础理论（如暗物质探测、引力波研究），理解其背后的物理原理。建议通过专题训练强化对复杂情境的建模能力，例如模拟航天器轨道调整的参数计算、分析宇宙粒子在磁场中的偏转轨迹等，并注重跨学科思维的培养，将物理知识与数学工具、工程实践相结合，提升解决实际问题的综合素养。 情境·知识·思维 考向01 航天器轨道力学与能量优化 命题情境：以火星探测、月球基地建设或深空探测任务为背景，考查航天器在引力场中的轨道转移、变轨能量计算或霍曼转移轨道设计。 核心考点：万有引力定律与圆周运动结合、轨道能量守恒与动量守恒、多级火箭推进的能量分配问题 考向02 宇宙射线与电磁场相互作用 命题情境：以宇宙射线探测卫星（如“悟空”暗物质粒子探测卫星）或星际航行中的辐射防护为背景，考查带电粒子在电磁场中的运动规律。 核心考点：洛伦兹力与圆周运动的结合、多场叠加（引力场、电磁场）下的受力分析、粒子能量衰减与探测器灵敏度计算 考向03 星际航行中的导航与通信技术 命题情境：以无人探测器飞越太阳系边界或载人火星任务为背景，考查脉冲星导航、量子通信或深空网络时延问题。 核心考点：相对论效应对时间同步的影响、量子纠缠在远距离通信中的潜在应用、多体系统（如日-地-探测器）的轨道动力学 航天事业 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。 1．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 2．“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 3．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 4．如图，月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道近似在同一平面内，转动方向相同。已知月球绕地球公转周期为，地球绕太阳公转周期为。某时刻太阳、地球和月球依次在同一直线上。从图示位置开始，太阳、地球和月球再次依次在同一直线上所经过的最短时间为_______。 5．2024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，求月球的第一宇宙速度为多少km/s（结果保留两位有效数字）。 【答案】1．D 2．C 3．D 4． 5．1.8 【解析】1．A．同步卫星运行速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误； BD．根据 解得， 可知同步轨道半径与卫星的周期有关，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； C．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，故C错误。 故选D。 2．A．根据 解得，故A正确，与题意不符； B．空间站的加速度，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。 故选C。 3．A．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，故B环月运行时向心加速度比A大，故A错误； B．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，故B环月运行的速度比A大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，由于两卫星的质量未知，所以无法比较两卫星的向心力，故C错误； D．由万有引力提供向心力 可得 因为，所以，即B环月运行的角速度比A大，故D正确。 故选D。 4．设两次的时间间隔为t，则有 解得 5．地球的第一宇宙速度设为，则有 同理 联立解得 二、航空探测 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，地球表面加速度g=10m/s2. 6．某星球表面不存在大气层，在该星球将一质点以初速度竖直向上抛出。从抛出时开始计时，s﹣t图像如图所示，根据图像___________m/s，假设该星球的半径与地球近似相等，则该星球密度是地球的___________倍。 7．“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从 a 点滑入大气层，然后经 b 点从 c 点“跳出”，经 d 点后再从 e 点“跃入”。d 点为轨迹最高点，距离地面高度为 h，已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R。 （1）下列选项正确的是( ) A．                B．              C． （2）下列关于返回舱在 b、d 两点的状态判断正确的是( ) A．超重 失重            B．失重 超重            C．失重 失重 （3）返回舱在 d 点时的线速度___________。（选填：A．大于    B．等于     C．小于） 8．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，实线为时刻绳子的波形，虚线为时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为___________m/s。在时刻，质点 P所处位置的坐标为___________。 9．在一次用单摆测量月球表面重力加速度的实验，用传感器测出细线拉力F随时间t的变化图像如下图，月球重力加速度为g=1.63， 则摆长约___________cm。      【答案】6． 6 0.15 7． C A C 8． A （4m，-0.1m） 9．66 【解析】6．[1]质点做竖直上抛运动，然后做自由落体运动，由图像可知，上升的最大高度和上升到最高点所用时间分别为，，由 得 [2]该星球表面重力加速度为 在星球表面，万有引力等于重力 星球质量为 密度表达式为 该星球的半径与地球近似相等，则密度与星球表面重力加速度成正比，即 7．（1）返回舱从a点滑入大气层到c点的过程，受到空气阳力，机械能会减小，而a、c两处的引力势能相等，故c处的动能小于a处的，可得 从c点经d点到e点的过程，在大气层外侧，机械能守恒，而c、e两处的引力势能相等，故c处的动能等于e处的，可得 综合选项内容，故选C。 （2）根据物体做曲线运动所受合力指向轨迹的凹侧，可返回舱在b点时所受合力方向大致向上，处于超重状态，在d点时所受合力方向大致向下，处于失重状态，综合选项内容，故选A。 （3）在d点做向心运动，万有引力大于向心力 在地球表面处有 解得 所以选填小于。 8．（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]以时刻为计时起点，质点P的位移随时间变化关系为 在时刻，质点P的位移 可得   所以质点 P所处位置的坐标为（4m，-0.1m）。 9．由图像可知小球运动的周期为 由单摆周期公式知 可得 近年来，我们航天事业发展迅速，扶摇直上。神舟二十号载人飞船已成功发射。这是中国载人航天工程的第35次飞行任务，也是第15次载人飞行任务。 10．2025年4月24日17时17分28秒，神舟二十号载人飞船点火发射，神舟二十号载人飞船入轨后，采用自主快速交会对接模式，6.5小时后对接于天宫一号“天和”核心舱径向端口，形成三船三舱组合体。4月30日，神舟十九号飞船成功着陆。一去一回，这次交班顺利完成。对上面材料，下列说法中错误的是（　　） A．天宫一号运行一周的位移为零 B．24日17时17分28秒表示时间 C．研究神舟二十号载人飞船的运行姿态时不能把它看成质点 D．天宫一号运行一周的平均速率不为零 11．若航天服胸前有两条呈Y字型的拉链，打开拉链，把腿伸进去，便可循序把宇航服穿在身上。图（a）为拉链拉头劈开链齿的实例，此过程可简化成图（b）的模型。已知拉头对链齿施加一个竖直向下的力F，楔形物顶端夹角为，则楔形物两侧对链齿产生的侧向力为（　　） A． B． C． D． 12．“神舟二十号”载人飞船发射成功，将航天员送入空间站，他们执行任务时通过同步卫星与地面实时联系。已知空间站运行周期为90min，它与同步卫星的运行轨道均视作圆周轨道，则（　　） A．空间站相对地面静止 B．空间站的速度大于同步卫星速度 C．空间站的速度大于第一宇宙速度 D．空间站的加速度小于同步卫星加速度 13．如图为人造卫星变轨示意图，轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，则（　　） A．卫星在轨道上由向运动的过程中速率越来越小 B．卫星在点引力势能大于在点引力势能 C．卫星在轨道上经过时的向心加速度等于在轨道上经过点时的向心加速度 D．卫星在点由轨道变为轨道需要点火加速 14．天宫空间站总质量为m，在距地面为h的圆形轨道上运行，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。则空间站绕地球转动的周期为________，空间站的机械能为________（上述两空均用“m、h、R、g”表示） 【答案】10．D 11．C 12．B 13．ACD 14． 【解析】10．A．位移是由初位置指向末位置的有向线段，天宫一号运行一周回到初始点，位移为零。故A正确； B．24日17时17分28秒是一时间点，表示时刻。故B错误； C．研究神舟二十号载人飞船的运行姿态时，大小不能忽略，不能把它看成质点。故C正确； D．天宫一号运行一周的平均速率等于路程与时间的比值，路程不为零，则平均速率不为零。故D正确。 本题选错误的，故选B。 11．由力的分解得楔形物两侧对链齿产生的侧向力为 故选C。 12．A．空间站绕地球转动，相对地面运动。故A错误； B．同步卫星的周期24h，根据可知，空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径。由万有引力提供向心力 解得 可知，空间站的速度大于同步卫星速度。故B正确； C．第一宇宙速度是最大环绕速度，空间站的速度小于等于第一宇宙速度。故C错误； D．根据可知，空间站的加速度大于同步卫星加速度。故D错误。 故选B。 13．A．卫星在轨道上由向运动的过程中，引力方向与速度方向夹角大于90°，速率越来越小。故A正确； B．高度越高，势能越大，则卫星在点引力势能小于在点引力势能。故B错误； C．根据可知，卫星在轨道上经过时的向心加速度等于在轨道上经过点时的向心加速度。故C正确； D．卫星在B轨道经过Q点后做近心运动，所以卫星在点由轨道变为轨道需要点火加速。故D正确。 故选ACD。 14．[1]由万有引力提供向心力 又 联立解得 [2]空间站的动能 又 联立解得 以无穷远为零势能点，则势能 空间站的机械能 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。 15．“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． 16．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 17．“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。 18．“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_______。 19．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】15．C 16． ABC C 17． 电磁 光 18． A 19．D 【解析】15．根据开普勒第二定律可知 故选C。 16．（1）[1]“东方红二号”绕地心转动时始终相对于地球表面静止，为地球的静止卫星，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。 17．[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。 18．（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 19．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。 20．人类已经在研究天体运动和航天领域取得了举世瞩目的成就，近年来我国天文成绩斐然。 (1)如图所示，a为地球的同步卫星，随地球自转做匀速圆周运动。b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径可认为等于地球半径），c为放在赤道上相对地球静止的物体，以下关于a、b、c的说法正确的是（　　） A．卫星b转动的线速度大于7.9km/s B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D．若卫星a和b质量相等，则a和b比较，b的动能较大 (2)已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H。已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计。则根据这些条件，可以求出的物理量是（　　） A．该行星的密度 B．该行星的自转周期 C．该星球的第一宇宙速度 D．该行星附近运行的卫星的最小周期 (3)如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A．离心机旋转的角速度为 B．离心机旋转的角速度为 C．座椅对航天员的作用力约为5600N D．座椅对航天员的作用力约为5644N (4)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可测量记录的物理量有以下内容，请用其中真正需要测量的物理量写出待测物体质量的表达式：_________。 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 ②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”）。 (5)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：宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。太空舱的转速为__________。（保留3位有效数字） (6)设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。求：地球的密度（写出计算过程） 【答案】(1)D (2)ACD (3)AD (4) 不变 (5) 外 0.05r/s (6) 【详解】（1）A．第一宇宙速度是卫星最大的运行速度，即近地卫星的运行速度，故卫星b转动的线速度等于7.9km/s，故A错误； C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以，卫星a为同步卫星，所以，故C错误； B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以，根据知，a的向心加速度大于c的向心加速度，根据 可得 得b的向心加速度大于a的向心加速度，即，故B错误。 D．若卫星a和b质量相等，根据 解得 可知，则a和b比较，b的速度大，动能较大，故D正确。 故选D。 （2）A．在该星球表面以初速度竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为H，由 根据 知，该行星的质量M，由于V= 则行星的密度为 从而计算密度，故A正确； B．行星的自转周期与行星的本身有关，根据题意无法求出，故B错误； C．根据 得该星球的第一宇宙速度为 故C正确。 D．根据 解得 知行星附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，故D正确。 故选ACD。 （3）AB．根据向心加速度公式 得rad/s 故A正确，B错误； CD．由向心力公式得 所以座椅对航天员的作用力为 代入数据解得=5644N 故C错误，D正确。 故选AD。 （4）①[1] 根据 解得 ②[2] 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。 （5）[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]根据 解得r/s （6）质量为m的物体，在两极 在赤道上 地球的密度为 解得 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。 21．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 22．“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 23．假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B向心加速度比A小 B．B线速度比A小 C．B向心力比A小 D．B角速度比A大 24．2024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，求月球的第一宇宙速度为多少km/s （结果保留两位有效数字）。 【答案】21．D 22．C 23．D 24．1.8 【解析】21．A．同步卫星运行速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s。故A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； C．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，故C错误； 故选D。 22．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。 故选C。 23．A．由万有引力提供向心力   可得   因为    所以    故B环月运行时向心加速度比A大，故A错误； B．由万有引力提供向心力   可得   因为    所以    故B环月运行的速度比A大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，由于两卫星的质量未知，所以无法比较两卫星的向心力，C错误； D．由万有引力提供向心力    可得   因为    所以    即B环月运行的角速度比A大，故D正确。 故选D。 24．地球的第一宇宙速度设为，则有     同理 联立解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $