专题03 万有引力与航天（期末真题汇编，上海专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦“万有引力与航天”专题，汇编上海多所中学期末试题，以神舟飞船、天宫空间站等科技情境为载体，融合开普勒定律、卫星变轨等核心知识。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|9题|万有引力定律应用（题2）、相对论初步（题3）|结合恒星演化（题1）、黑洞系统（题22）设计情境| |多选题|1题|椭圆轨道机械能（题10）|考查开普勒面积定律与功的综合分析| |填空题|2题|双星系统（题11）、嫦娥三号变轨（题12）|设置质量转移动态问题，关联地月引力计算| |综合题|20余题|卫星对接（题23）、空间站运动参量（题30）|以神舟十七号、北斗组网为背景，梯度设计从基础计算到变轨综合应用|

专题03 万有引力与航天 一、单选题 1．(24-25高一下·上海中学东校·期末)有关恒星，下列说法中正确的是（　　） A．一颗恒星的寿命取决于它的形状 B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D．巨星和超巨星可能爆炸成为超大巨星 2．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一、已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（　　） A．R B．2R C．3R D．4R 3．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)如图所示，甲同学乘速度为9.9c（0为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙同学，乙同学的飞行速度为0.5c，甲同学向乙同学发出一束光进行联络，则甲同学观测到该光束的传播速度为 （　　） A．c B．0.4c C．0.9c 4．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。下列不属于广义相对论的是（       ） A．引力场中的谱线红移 B．水星公转轨道的近日点进动 C．引力场中的时钟变慢 D．物体的运动速度越大，运动质量越大 5．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)地球与火星质量的比值约为 9：1、半径的比值约为 2：1。在火星表面的天问一号内，质量 1kg 的仪器受火星引力的大小约为 （　　） A．0.2N B．2N C．4N D．48N 6．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约 1000km 处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与 a 相等；c是地球同步卫星（即周期与地球自转周期相同的卫星），则（　　） A．a的周期比c大 B．a、b的向心力一定相等 C．a、b 的速度大小相等 D．a、b 的向心加速度比c小 7．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期 C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径 8．(24-25高一下·上海中学东校·期末)A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝相反方向飞行的飞行器中，且，地面上观察者认为走得最快和最慢的时钟分别是（　　） A．B和C B．A和C C．B和A D．C和A 9．(24-25高一下·上海中学东校·期末)下列物体的运动，不能在牛顿力学框架下得到解释的是（　　） A．中子星 B．人造卫星 C．飞行的鸟 D．射出的子弹 二、多选题 10．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（　　）    A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 三、填空题 11．(24-25高一下·上海复旦大学附属中学·期末)某国际研究小组借助天文望远镜观测到了一组A、B双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的A星体能“吸食”体积较大的B星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离逐渐减小，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中A、B两星体的动量的大小关系为______（填“>”、“<”或“=”），A、B两星体的速率之和______（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”）。 12．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)“嫦娥三号”是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。其飞行轨道示意图如图，她由地月转移轨道①顺利进入环月圆轨道②，在该轨道上运行了约4天后，变轨进入椭圆轨道③，最后实现月球软着陆。 (1)当“嫦娥三号”由轨道②变轨，进入轨道③的过程中，需要________（选择：A．加速    B．减速）；“嫦娥三号”在轨道③由远月点运行至近月点的过程中动能________（选择：A．增加    B．不变    C．减少）。 (2)“嫦娥三号”在反推火箭作用下慢慢下降，在距离月球表面h=4.0m的高度处再次悬停，最后关掉发动机，自由下落到月球表面，实现软着陆。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.6倍，试计算“嫦娥三号”着陆时的速度大小v？_______（结果取二位有效数字） 四、综合题 2022年11月12日，我国空间站基本建成。如图所示，空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为r。已知空间站的总质量为m，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。 13．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)空间站绕地球做匀速圆周运动时受到地球的万有引力大小为（　　） A． B． C． D． 14．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道越高，下列说法中正确的是（　　） A．周期越大 B．角速度越大 C．线速度越大 D．向心加速度越大 15．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)假如空间站受到宇宙尘埃的阻力影响，速度减小，空间站的运动情况（　　） A．匀速圆周运动 B．离心运动 C．近心运动 D．减速圆周运动 16．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)已知某星球表面附近的重力加速度与地球表面重力加速度之比，，该星球的半径与地球半径之比为，该星球的质量与地球质量之比__________。 17．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)飞船从预定轨道I的A点第一次变轨进入椭圆轨道II，到达椭圆轨道的远地点B时，再次变轨进入空间站的运行轨道III，与空间站实现对接。下列说法中正确的是（　　） A．飞船在椭圆轨道II经过A点时的加速度比飞船在圆轨道I经过A点时的加速度大 B．飞船在椭圆轨道II经过A点时的速度一定大于11.2km/s C．飞船沿轨道II运行的周期小于沿轨道III运行的周期 D．在轨道I和轨道III上飞船与地心连线在相等的时间内扫过的面积相等 1859年出版的《谈天》由数学家李善兰与伟烈亚力合著，其中提到万有引力定律：“天空皆有质物，各点俱互相摄引，其力与质之多少有正比例，而与相距之平方有反比例。” 18．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)如图，、、为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积。 （1）由开普勒行星运动定律可知( ) A．    B．  C．    D． （2）从近日点到远日点的运动过程中，太阳对火星的引力( ) A．做正功    B．做负功    C．不做功    D．无法确定 19．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径大小关系为，则它们的加速度大小关系为____，线速度大小关系为____，运动周期大小关系为____。 20．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)已知引力常量，地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半径，则地球质量的数量级为（　　） A． B． C． D． 21．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)2025年我国已经完成了1500颗卫星的组网，北斗系统升级完成，性能实现了质的飞跃。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　） A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C．发射速度大于第二宇宙速度 D．发射速度小于第二宇宙速度 22．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)河外星系中两黑洞A、B以两者连线上的某一点O为圆心做匀速圆周运动。为研究方便，简化为如下示意图，黑洞A、B均可看成球体，OA>OB。若两黑洞间的距离一定，把黑洞B上的部分物质移到黑洞A上，下列说法正确的是（　　） A．它们之间的引力不变 B．它们之间的引力一定变大 C．它们运行的周期不变 D．它们运行的周期可能变小 卫星变轨问题 2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。飞船入轨后，于当天下午18：00成功对接于空间站天和核心舱径向端口。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程： 23．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（1）其中轨道1和轨道3为圆轨道，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法正确的是( ) A．飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度 B．飞船在轨道3上经过Q点的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 C．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中机械能减小 D．飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能大于Q点引力势能 （2）飞船在轨道3上的周期___________在轨道2上的周期。 A．大于         B．小于         C．等于 （3）飞船在轨道3上的向心力___________在轨道1上的向心力。 A．大于         B．小于         C．等于 24．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)探月卫星的发射过程可简化如图：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入转移轨道，在到达月球附近的Q点时，再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在距月球表面高度为h的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动）周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，卫星绕月飞行时忽略月球以外天体的影响。 （1）卫星在Q点变轨时速度( ) A．加速             B．减速             C．不变 （2）月球的质量为___________。 25．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)图示虚线为某卫星绕太阳运行的椭圆形轨道，a、c为椭圆轨道长轴端点，b、d为椭圆轨道短轴端点。卫星沿图中箭头方向运行。该卫星某时刻位于a点，经过四分之一周期该卫星位于轨道的（　　） A．ab之间 B．b点 C．bc之间 D．c点 神舟飞船 北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，接替神舟十三号飞行乘组；17时42分，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。 26．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　） A．所受地球引力的大小近似为零 B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 27．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)神舟飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，判断各个阶段返回舱的机械能守恒的过程有（　　） A．飞船发射升空。 B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行。 C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层。 D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3m/s的速度下降预备着陆。 28．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)神舟十四号与天宫空间站进行对接的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，则下列判断正确的是（　　） A．载人飞船从Q点到P点的运动过程中万有引力做正功 B．在轨道1从P点到Q点运行过程中线速度逐渐增大 C．从轨道1进入轨道2需要在P点减速 D．经过轨道1的P点的加速度比经过轨道2的P点的加速度大 29．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)若已知地球质量为M，神舟十四号的质量为m，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，若取无穷远处引力势能为零，质量为m物体与地心距离为r时引力势能为。 （1）神舟十四号在轨道上做圆周运动时的动能为多大？在轨道上做圆周运动时的引力势能为多大？ （2）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道，从轨道上变轨到轨道上的过程中克服引力做了多少功？ （3）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道，发动机至少要做多少功？ 天宫空间站是我国的国家级太空实验室，空间站离地高度为400公里左右，设计寿命为10年，长期驻留3人，最大可扩展为180吨级六舱组合体，可以进行较大规模的空间应用和实验。 30．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天宫空间站，在预设的轨道半径为6700km处的轨道上绕地球运行近似可以看作匀速圆周运动，重8000kg。 （1）在天宫二号运行的过程中，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6×1024kg，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______N（保留2位有效数字）。万有引力常量是___________（选填“A：牛顿”或B：“卡文迪什”）通过扭秤实验测定的。 31．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)有同学设想在天宫二号空间站利用下列装置进行高中物理实验，你认为不可行的是（　　） A．探究两个互称角度的力的合成规律 B．用力传感器研究作用力和反作用力的关系 C．研究平抛运动的规律 D．研究向心力的实验 32．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，机械能守恒的阶段是（　　） A．飞船发射升空 B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行 C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层 D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3~4m/s的速度下降预备着陆 33．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)飞船从圆轨道I，通过变轨后，沿椭圆轨道II由A处运动到B处，与沿圆轨道运行的核心舱对接，对接后的组合体继续在圆轨道III上运行。在上述过程中，飞船（　　） A．由轨道II变轨到轨道III，需在B处减速 B．在B处与核心舱对接前后的加速度相等 C．在轨道I上A处的速度小于在轨道III上B处的速度 D．在轨道II上由A到B的时间大于在轨道III上运行周期 34．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天宫空间站上的一个螺丝掉落，则这颗小螺丝将做（　　） A．自由落体运动 B．平抛运动 C．远离地球飞向太空 D．继续和卫星一起沿轨道运动 35．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天舟二号采用自主快速交会对接模式，成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为p1、p2；总动能分别为E1、E2，则（　　） A．p1=p2，E1>E2 B．p1>p2，E1>E2 C．p1=p2，E1=E2 D．p1=p2，E1<E2 36．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)一物体在空中匀速下降时，不断变小的能量是（    ） A．动能 B．动能、重力势能 C．重力势能、机械能 D．动能、重力势能、机械能 37．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图，一小球A从某高处由静止开始自由下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中小球具有的能量及其变化情况如下表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。 所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能 下落到地面时的机械能 下落到地面时的重力势能 下落过程中重力势能变化量 下落到地面时的动能 四楼地面 （1）______J （3）______J （4）______J 6J 一楼地面 7J （2）______J 0 38．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)物体（在赤道上）落地之后随地球自转的向心加速度为a，要使此物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的（    ） A． B． C． D． 39．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．小球3落地瞬间的重力的功率最小 B．3个小球落地瞬间的速度大小相等 C．该过程中，小球3的重力做功最多 D．该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 40．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变。则： （1）重力的功率______． A．一直增大    B．一直减小     C．先增大后减小    D．先减小后增大 （2）阻力做功大小为______． 41．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)一小球以速度竖直向上抛，设抛出位置为零势能面，则 （1）忽略空气阻力，当小球距离抛出位置距离为______时，小球的动能是其重力势能的一半。 （2）考虑空气阻力且阻力恒定，上升的最大高度为H（此时未知），在上升到离地面高度为h时，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h时，小球的势能是动能的2倍，则h等于( ) A．    B．    C．    D． 42．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过的匀减速运动，到达平台的速度刚好为零，则： （1）重物匀速上升时速度为多大？ （2）若要用最短时间提升重物，定性画出物体运动的图像． （3）提升重物的最短时间为多少？ 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道Ⅰ，再进入椭圆轨道Ⅱ，最终进入目标圆轨道Ⅲ与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 43．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)飞船的运行情况是（    ） A．在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速 B．在b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要减速 C．在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 D．在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率小于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 44．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”飞船在加速升空过程中处于______状态（选涂“A、超重”、“B、失重”） 45．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”要想发射成功，其发射速度可能为（    ） A．4.5km/s B．6.0km/s C．7.5km/s D．9.0km/s 46．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时（    ） A．处于平衡状态 B．做匀速运动 C．受到地球引力和向心力两个力的作用 D．做变加速运动 47．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)（1）已知万有引力常量为G，地球质量为M，天宫空间站总质量为m。则天宫空间站绕地球运行的周期为______。 （2）若在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。已知小球a、b的质量关系为，且小球碰撞为弹性碰撞，则测得的t1、t2比值t1:t2为：____ 行星在椭圆轨道绕日运行，卫星也可以在椭圆轨道绕地运动。 48．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)若将太阳系行星轨道近似视作圆，轨道平均半径为R和绕日公转周期为T，下列关于常用对lgR与lgT的关系图像正确的是（   ） A． B． C． D． 49．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)卫星绕地球运行的椭圆轨道如图，a、b、c、d、e为轨道上5个点，a、d是长轴端点，b、e是短轴端点，c在b、d的中间位置。则卫星在a的速度（1）________在d的速度，（2）________第一宇宙速度，从b运动到c的时间（3）________从c运动到d的时间，b点的引力势能（4）________d点的引力势能。已知卫星在各点速度满足，则卫星从a运动到d受到的引力做功（5）________从b运动到e的引力做功，从a运动到d受到的引力冲量（6）________从b运动到e的引力冲量。（以上均选填A．“大于”，B．“小于”，C．“等于”） 50．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)北斗卫星绕地球做高速椭圆轨道运动，只考虑地球引力场的广义相对论效应，星载原子钟比地面接收钟走时更________。（选填“A．快”或“B．慢”） 我国发射的“天问一号”火星探测器实现了中国在深空探测领域的技术跨越而进入世界先进行列。“天问一号”的名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%。 51．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)从地球上发射火星探测器，发射速度需大于地球的（　　） A．第一宇宙速度 B．第二宇宙速度 C．第三宇宙速度 52．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)“祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为（　　） A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.5 53．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)已知火星半径为R，探测器环绕火星表面飞行的速率为v，引力常量为G，火星自转的周期为T，则火星的质量为_____，火星表面的重力加速度为_____，火星同步卫星轨道的半径为_____。 空间站和天和核心舱 北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱前向端口（图1），整个对接过程历时约6.5小时。核心舱绕地球的飞行轨迹可视为半径为R的圆周。 54．(24-25高一下·上海西中学·期末)下列关于质点的说法正确的是：（　　） A．飞船很大，所以一定不可以看作质点 B．调整飞船的飞行姿态时，可以把飞船看作质点 C．研究飞船上各点的运动时，不可以把飞船看作质点 D．研究飞船在和核心舱对接时，可以把飞船看作质点 55．(24-25高一下·上海西中学·期末)载人飞船在太空中成功对接后稳定运行在预定的轨道上，其内部平台上的一台实验仪器处于完全失重状态，这时（　　） A．仪器保持平衡状态 B．平台对仪器的弹力为零 C．受到的重力可能为零 D．受到的重力一定为零 56．(24-25高一下·上海西中学·期末)航天员在竖直起飞阶段的飞船内和在绕地飞行核心舱内时的状态分别是（　　） A．超重、失重 B．超重、超重 C．失重、超重 D．失重、失重 57．(24-25高一下·上海西中学·期末)在运载火箭竖直起飞阶段，若某时刻火箭的加速度大小为5g，火箭（包含飞船和宇航员）总质量为M，某宇航员的质量为m，则此时火箭受到的推力大小为______，飞船对宇航员的作用力大小为______。 58．(24-25高一下·上海西中学·期末)若地球表面重力加速度为g=9.8m/s2，地球半径为6400km，空间站轨道离地高度为400km，则地球的质量为______kg。经过半个周期后，质量200kg的核心舱正好完成了半圈的绕行，此过程中核心舱所受地球引力的平均功率为______W。（万有引力常数为G=6.67×10−11N⋅m2/kg2） 59．(24-25高一下·上海西中学·期末)长期完全失重会使身体出现问题。某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。如图2所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为______（地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”的方向______（指向，远离）转动中心。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 万有引力与航天 一、单选题 1．(24-25高一下·上海中学东校·期末)有关恒星，下列说法中正确的是（　　） A．一颗恒星的寿命取决于它的形状 B．质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 C．当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D．巨星和超巨星可能爆炸成为超大巨星 【答案】C 【来源】上海市上海中学东校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】A．恒星的寿命取决于质量而非形状，质量越大寿命越短，故A错误； B．质量大的恒星核反应剧烈，燃料消耗更快，寿命更短，故B错误； C．老年恒星核心收缩、外层膨胀形成红巨星或超巨星，符合恒星演化规律，故C正确； D．巨星和超巨星爆炸形成的是超新星，而非“超大巨星”，故D错误。 故选C。 2．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一、已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（　　） A．R B．2R C．3R D．4R 3．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)如图所示，甲同学乘速度为9.9c（0为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙同学，乙同学的飞行速度为0.5c，甲同学向乙同学发出一束光进行联络，则甲同学观测到该光束的传播速度为 （　　） A．c B．0.4c C．0.9c 4．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。下列不属于广义相对论的是（       ） A．引力场中的谱线红移 B．水星公转轨道的近日点进动 C．引力场中的时钟变慢 D．物体的运动速度越大，运动质量越大 5．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)地球与火星质量的比值约为 9：1、半径的比值约为 2：1。在火星表面的天问一号内，质量 1kg 的仪器受火星引力的大小约为 （　　） A．0.2N B．2N C．4N D．48N 6．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约 1000km 处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与 a 相等；c是地球同步卫星（即周期与地球自转周期相同的卫星），则（　　） A．a的周期比c大 B．a、b的向心力一定相等 C．a、b 的速度大小相等 D．a、b 的向心加速度比c小 7．(24-25高一下·上海田家炳中学·期末)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期 C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径 【答案】2．B 3．A 4．D 5．C 6．C 7．D 【来源】上海市田家炳中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】2．结合题意，在地球表面有 在卫星轨道处有 因为 联立解得 故选B。 3．根据光速不变原理，真空中的光速在任何惯性参考系中都是c，所以甲同学观测到该光束的传播速度为c。 故选A。 4．A．引力场中的谱线红移是广义相对论的预言之一，它反映了引力对光的频率的影响，属于广义相对论，故A错误； B．水星公转轨道的近日点进动问题，牛顿引力理论无法很好地解释，而广义相对论能够对其进行准确的解释，属于广义相对论，故B错误； C．引力场中的时钟变慢是广义相对论的结论，体现了引力对时间的影响，属于广义相对论，故C错误； D．物体的运动速度越大，运动质量越大，这是狭义相对论中关于质量 - 速度关系的内容，不属于广义相对论，故D正确。 故选D。 5．设地球质量为M，地球半径R，则火星质量为，火星半径，在地球表面有 在火星表面有 解得 则质量 1kg 的仪器受火星引力的大小约为 故选C。 6．A．对卫星，万有引力提供向心力有 解得 轨道半径越大，周期越大，根据题意可知a、b的周期比c小，故A错误； B．由于不知道卫星a、b的质量，故无法判断a、b的向心力大小，故B错误； C．对卫星，万有引力提供向心力有 解得 a、b的轨道半径相同，所以速度大小相同，故C正确； D．对卫星，万有引力提供向心力有 解得 a、b的轨道半径相同，c的轨道半径最大，可知a、b 的向心加速度比c大，故D错误。 故选C。 7．ABC．设地球质量为M，核心舱的质量为m，对核心舱，有 解得 可知核心舱的质量m被约掉了，故知道核心舱的质量和绕地半径、核心舱的质量和绕地周期、核心舱的绕地角速度和绕地周期均无法算出地球质量，故ABC错误； D．对核心舱，有 解得 可知核心舱的绕地线速度和绕地半径可算出地球质量，故D正确。 故选D。 8．(24-25高一下·上海中学东校·期末)A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝相反方向飞行的飞行器中，且，地面上观察者认为走得最快和最慢的时钟分别是（　　） A．B和C B．A和C C．B和A D．C和A 【答案】B 【来源】上海市上海中学东校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】根据狭义相对论的时间膨胀公式得，A钟静止于地面（速度），其时间进程最快，因为分母为1，；B钟和C钟的速度分别为和，且。速度越大，分母越小，越大，表明时间进程越慢。因此，C钟速度最大，走得最慢。 故选B。 9．(24-25高一下·上海中学东校·期末)下列物体的运动，不能在牛顿力学框架下得到解释的是（　　） A．中子星 B．人造卫星 C．飞行的鸟 D．射出的子弹 【答案】A 【来源】上海市上海中学东校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】牛顿力学适用于宏观、低速运动的物体，对微观、高速运动的粒子与中子星等大质量、高密度天体周边的物理现象不适应，可知，即中子星不能在牛顿力学框架下得到解释。 故选A。 二、多选题 10．(24-25高一下·上海同济大学一第一附属中学·期末)如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（　　）    A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 【答案】CD 【来源】上海市同济大学一第一附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】A．根据对称性可知，海王星从P到Q用时，由于PM段的速度大于MQ段的速度，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误； B．从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误； C．海王星从P到Q阶段，万有引力对它做负功，速率逐渐减小，故C正确； D．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M经Q到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。 故选CD。 三、填空题 11．(24-25高一下·上海复旦大学附属中学·期末)某国际研究小组借助天文望远镜观测到了一组A、B双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的A星体能“吸食”体积较大的B星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离逐渐减小，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中A、B两星体的动量的大小关系为______（填“>”、“<”或“=”），A、B两星体的速率之和______（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”）。 【答案】 = 逐渐增大 【来源】上海市复旦大学附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷（A卷） 【详解】[1]设A、B两球心之间的距离为，双星具有相同的角速度，根据万有引力定律有 可得 又 可得 化简得 又动量 故 [2]根据万有引力定律有 又 联立解得 则两星体的速率之和为 可得 由题知，在演变过程中双星平均密度可视为相同，故双星的总质量保持不变；而A、B两球心之间的距离不断减小，故A、B两星体的速率之和逐渐增大。 12．(24-25高一下·上海青浦高级中学·期末)“嫦娥三号”是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。其飞行轨道示意图如图，她由地月转移轨道①顺利进入环月圆轨道②，在该轨道上运行了约4天后，变轨进入椭圆轨道③，最后实现月球软着陆。 (1)当“嫦娥三号”由轨道②变轨，进入轨道③的过程中，需要________（选择：A．加速    B．减速）；“嫦娥三号”在轨道③由远月点运行至近月点的过程中动能________（选择：A．增加    B．不变    C．减少）。 (2)“嫦娥三号”在反推火箭作用下慢慢下降，在距离月球表面h=4.0m的高度处再次悬停，最后关掉发动机，自由下落到月球表面，实现软着陆。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.6倍，试计算“嫦娥三号”着陆时的速度大小v？_______（结果取二位有效数字） 【答案】(1) B A (2)3.5m/s 【来源】上海市青浦高级中学2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题 【详解】（1）[1]当“嫦娥三号”由轨道②变轨，进入轨道③的过程中，做近心运动，需要减速。 故选B。 [2]根据开普勒第二定律可得，“嫦娥三号”在轨道③由远月点运行至近月点的过程中速度增大，动能增加。 故选A。 （2）对于地球表面的重力加速度g，有 对于月球表面的重力加速度g月，有 所以 对于“嫦娥三号”自由下落过程，有 所以 四、综合题 2022年11月12日，我国空间站基本建成。如图所示，空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为r。已知空间站的总质量为m，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。 13．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)空间站绕地球做匀速圆周运动时受到地球的万有引力大小为（　　） A． B． C． D． 14．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道越高，下列说法中正确的是（　　） A．周期越大 B．角速度越大 C．线速度越大 D．向心加速度越大 15．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)假如空间站受到宇宙尘埃的阻力影响，速度减小，空间站的运动情况（　　） A．匀速圆周运动 B．离心运动 C．近心运动 D．减速圆周运动 16．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)已知某星球表面附近的重力加速度与地球表面重力加速度之比，，该星球的半径与地球半径之比为，该星球的质量与地球质量之比__________。 17．(24-25高一下·上海上上海外国语大学附属大境中学·期末)飞船从预定轨道I的A点第一次变轨进入椭圆轨道II，到达椭圆轨道的远地点B时，再次变轨进入空间站的运行轨道III，与空间站实现对接。下列说法中正确的是（　　） A．飞船在椭圆轨道II经过A点时的加速度比飞船在圆轨道I经过A点时的加速度大 B．飞船在椭圆轨道II经过A点时的速度一定大于11.2km/s C．飞船沿轨道II运行的周期小于沿轨道III运行的周期 D．在轨道I和轨道III上飞船与地心连线在相等的时间内扫过的面积相等 【答案】13．B 14．A 15．C 16．1:80 17．C 【来源】上海市上上海外国语大学附属大境中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】13．根据万有引力定律可知，空间站受到地球的万有引力大小为，故选B。 14．根据 可得，，， 则做匀速圆周运动的人造地球卫星轨道越高，轨道半径越大，周期越大，角速度越小，线速度越小，向心加速度越小。 故选A。 15．假如空间站受到宇宙尘埃的阻力影响，速度减小，万有引力将大于空间站所需的向心力，则空间站将做近心运动，逐渐靠近地球。故选C。 16．根据 可得 可得 17．A．根据可知，飞船在椭圆轨道II经过A点时的加速度等于飞船在圆轨道I经过A点时的加速度，A错误； B．飞船没有脱离地球引力作用，则在椭圆轨道II经过A点时的速度小于11.2km/s，B错误； C．根据开普勒第三定律，飞船沿轨道II运行的轨道半长轴小于沿轨道III运行的轨道半径，则飞船沿轨道II运行的周期小于沿轨道III运行的周期，C正确； D．根据开普勒第二定律，在不同轨道上运行时飞船与地心连线在相等的时间内扫过的面积不相等，D错误。 故选C。 1859年出版的《谈天》由数学家李善兰与伟烈亚力合著，其中提到万有引力定律：“天空皆有质物，各点俱互相摄引，其力与质之多少有正比例，而与相距之平方有反比例。” 18．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)如图，、、为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积。 （1）由开普勒行星运动定律可知( ) A．    B．  C．    D． （2）从近日点到远日点的运动过程中，太阳对火星的引力( ) A．做正功    B．做负功    C．不做功    D．无法确定 19．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径大小关系为，则它们的加速度大小关系为____，线速度大小关系为____，运动周期大小关系为____。 20．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)已知引力常量，地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半径，则地球质量的数量级为（　　） A． B． C． D． 21．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)2025年我国已经完成了1500颗卫星的组网，北斗系统升级完成，性能实现了质的飞跃。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　） A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C．发射速度大于第二宇宙速度 D．发射速度小于第二宇宙速度 22．(24-25高一下·上海华东政法大学附属松江高级中学·期末)河外星系中两黑洞A、B以两者连线上的某一点O为圆心做匀速圆周运动。为研究方便，简化为如下示意图，黑洞A、B均可看成球体，OA>OB。若两黑洞间的距离一定，把黑洞B上的部分物质移到黑洞A上，下列说法正确的是（　　） A．它们之间的引力不变 B．它们之间的引力一定变大 C．它们运行的周期不变 D．它们运行的周期可能变小 【答案】18． B B 19． 小于 小于 大于 20．C 21．D 22．BC 【来源】上海市华东政法大学附属松江高级中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】18．（1）[1]根据开普勒第二定律可知，火星绕太阳转动时火星与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积相等，即，故选B； （2）[2]从近日点到远日点的运动过程中，太阳对火星的引力做负功，故选B； 19．[1][2][3]根据 可知，， 由于，则，， 20．根据万有引力近似等于重力有 将R=6400km代入解得地球的质量为M=6.0×1024kg，故选C。 21．A．入轨后只能定点在赤道上空，不可以位于北京正上方，选项A错误； B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，可知入轨后的速度小于第一宇宙速度，选项B错误； CD．卫星没有脱离地球的引力范围，则发射速度小于第二宇宙速度，选项C错误，D正确。 故选D。 22．AB．根据两黑洞同时绕O点转动，则角速度相等，根据 因则 根据两黑洞间的引力为 若两黑洞间的距离一定，把黑洞B上的部分物质移到黑洞A上，由数学知识可知乘积变大，则它们之间的引力变大，选项A错误，B正确； CD．由 且 可得周期 则它们运行的周期不变，选项C正确，D错误。 故选BC。 卫星变轨问题 2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。飞船入轨后，于当天下午18：00成功对接于空间站天和核心舱径向端口。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程： 23．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)（1）其中轨道1和轨道3为圆轨道，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法正确的是( ) A．飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度 B．飞船在轨道3上经过Q点的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 C．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中机械能减小 D．飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能大于Q点引力势能 （2）飞船在轨道3上的周期___________在轨道2上的周期。 A．大于         B．小于         C．等于 （3）飞船在轨道3上的向心力___________在轨道1上的向心力。 A．大于         B．小于         C．等于 24．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)探月卫星的发射过程可简化如图：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入转移轨道，在到达月球附近的Q点时，再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在距月球表面高度为h的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动）周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，卫星绕月飞行时忽略月球以外天体的影响。 （1）卫星在Q点变轨时速度( ) A．加速             B．减速             C．不变 （2）月球的质量为___________。 25．(24-25高一下·上海海事大学附属北蔡高级中学·期末)图示虚线为某卫星绕太阳运行的椭圆形轨道，a、c为椭圆轨道长轴端点，b、d为椭圆轨道短轴端点。卫星沿图中箭头方向运行。该卫星某时刻位于a点，经过四分之一周期该卫星位于轨道的（　　） A．ab之间 B．b点 C．bc之间 D．c点 【答案】23． A A B 24． B 25．C 【来源】上海市海事大学附属北蔡高级中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题 【解析】23．（1）[1] A．卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度，故A正确； B．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞船在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，故B错误； C．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中，只有万有引力做功，机械能不变，故C错误； D．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中，万有引力做负功，引力势能增加，则飞船经过P点引力势能小于Q点引力势能，故D错误。 故选A。 （2）[2]根据开普勒第三定律，由于轨道3的半径大于轨道2的半长轴，所以飞船在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期。 故选A。 （3）由万有引力提供向心力得 由于轨道3的半径大于轨道1的半径，则飞船在轨道3上的向心力小于在轨道1上的向心力。 故选B。 24．（1）[1]卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以卫星在Q点变轨时速度减速。 故选B。 （2）[2]环月卫星最终在距月球表面高度为h的工作轨道上绕月飞行周期为T，由万有引力提供向心力得 解得月球的质量为 25．根据开普勒第二定律可知，卫星在近日点a的速度最大，在远日点c的速度最小，即卫星从a点到c点速度逐渐减小，根据对称性可知，卫星从a点到b点时间小于四分之一周期，从a点到c点时间等于二分之一周期，则该卫星某时刻位于a点，经过四分之一周期该卫星位于轨道的bc之间。 故选C。 神舟飞船 北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，接替神舟十三号飞行乘组；17时42分，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。 26．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　） A．所受地球引力的大小近似为零 B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 27．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)神舟飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，判断各个阶段返回舱的机械能守恒的过程有（　　） A．飞船发射升空。 B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行。 C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层。 D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3m/s的速度下降预备着陆。 28．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)神舟十四号与天宫空间站进行对接的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，则下列判断正确的是（　　） A．载人飞船从Q点到P点的运动过程中万有引力做正功 B．在轨道1从P点到Q点运行过程中线速度逐渐增大 C．从轨道1进入轨道2需要在P点减速 D．经过轨道1的P点的加速度比经过轨道2的P点的加速度大 29．(24-25高一下·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)若已知地球质量为M，神舟十四号的质量为m，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，若取无穷远处引力势能为零，质量为m物体与地心距离为r时引力势能为。 （1）神舟十四号在轨道上做圆周运动时的动能为多大？在轨道上做圆周运动时的引力势能为多大？ （2）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道，从轨道上变轨到轨道上的过程中克服引力做了多少功？ （3）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道，发动机至少要做多少功？ 【答案】26．C 27．B 28．B 29．（1）；（2）；（3） 【来源】上海市华东师范大学松江实验高级中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】26．ABC．航天员在空间站中所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等，人处于完全失重状态，所以可以自由地漂浮，故C正确，AB错误； D．由于飞船的转动半径大于地球的半径，所以根据向心力公式可知，在地球表面上所受引力的大小大于在轨时受到的地球表面的引力，即大于其随飞船运动所需向心力的大小，故D错误。 故选C； 27．A．飞船升空的阶段，推力做正功，机械能增加，故A错误； B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受地球引力作用，重力势能和动能之和保持不变，机械能守恒，故B正确； C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层时，发动机对飞船做负功，机械能不守恒，故C错误； D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3m/s的速度下降预备着陆过程中，克服空气阻力做功，故机械能减小，故D错误； 故选B。 28．A．载人飞船从Q点向P点运动过程中，万有引力的方向与运动方向夹角为钝角，故对飞船做负功，故A错误； B．轨道1上从P到Q的过程为椭圆运动，由开普勒第二定律可知，在由远地点到近地点的过程中，速度越来越大，故B正确； C．从轨道1到轨道2时是从低轨道到高轨道，故应增大线速度，即需要加速，故C错误； D．两轨道上经过P点时受到的万有引力相等，故加速度相等，故D错误。 故选B。 29．（1）神舟十四号在轨道r1上做圆周运动时，由牛顿第二定律可得 解得神舟十四的动能 由题意可知，轨道r1上做圆周运动时的引力势能 （2）根据功能关系可知，神舟十四号升轨克服引力做功等于引力势能的增量，由题意可知，轨道r2上做圆周运动时的引力势能 故从轨道r1上变轨到轨道r2上的过程中克服引力功W1=EP2-EP1= （3）神舟十四号在轨道r1上做圆周运动时的机械能 同理可知，神舟十四号在轨道r2上做圆周运动时的机械能 由功能关系可知，从轨道r1上变轨到轨道r2上的过程中发动机做的功等于机械能的改变量，即W2=E2-E1= 天宫空间站是我国的国家级太空实验室，空间站离地高度为400公里左右，设计寿命为10年，长期驻留3人，最大可扩展为180吨级六舱组合体，可以进行较大规模的空间应用和实验。 30．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天宫空间站，在预设的轨道半径为6700km处的轨道上绕地球运行近似可以看作匀速圆周运动，重8000kg。 （1）在天宫二号运行的过程中，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6×1024kg，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______N（保留2位有效数字）。万有引力常量是___________（选填“A：牛顿”或B：“卡文迪什”）通过扭秤实验测定的。 31．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)有同学设想在天宫二号空间站利用下列装置进行高中物理实验，你认为不可行的是（　　） A．探究两个互称角度的力的合成规律 B．用力传感器研究作用力和反作用力的关系 C．研究平抛运动的规律 D．研究向心力的实验 32．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，机械能守恒的阶段是（　　） A．飞船发射升空 B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行 C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层 D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3~4m/s的速度下降预备着陆 33．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)飞船从圆轨道I，通过变轨后，沿椭圆轨道II由A处运动到B处，与沿圆轨道运行的核心舱对接，对接后的组合体继续在圆轨道III上运行。在上述过程中，飞船（　　） A．由轨道II变轨到轨道III，需在B处减速 B．在B处与核心舱对接前后的加速度相等 C．在轨道I上A处的速度小于在轨道III上B处的速度 D．在轨道II上由A到B的时间大于在轨道III上运行周期 34．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天宫空间站上的一个螺丝掉落，则这颗小螺丝将做（　　） A．自由落体运动 B．平抛运动 C．远离地球飞向太空 D．继续和卫星一起沿轨道运动 35．(24-25高一下·上海师范大学附属外国语中学·期末)天舟二号采用自主快速交会对接模式，成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为p1、p2；总动能分别为E1、E2，则（　　） A．p1=p2，E1>E2 B．p1>p2，E1>E2 C．p1=p2，E1=E2 D．p1=p2，E1<E2 【答案】30． B 卡文迪什 31．C 32．B 33．B 34．D 35．A 【来源】上海市上海师范大学附属外国语中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【详解】30．（1）[1]天宫二号在绕地球做匀速圆周运动的过程中，其速度、加速度、合外力方向时刻变化，角速度不变。 故选B。 （2）[2]根据万有引力定律可知天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小为 [3]万有引力常量是卡文迪什通过扭秤实验测定的。 31．空间站里面的物体处于完全失重状态，凡是与重力相关的实验都不能正常进行，研究平抛运动的规律与重力相关则不能正常进行，而探究两个互称角度的力的合成规律、用力传感器研究作用力和反作用力的关系、研究向心力的实验不用涉及重力相关情况，都可以正常进行。 故选C。 32．A．飞船发射升空，动能和重力势能均增加，则机械能增加，故A错误； B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行，只有地球的引力对飞船做功，则机械能守恒，故B正确； C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层，则飞船要克服大气的阻力做功，机械能减小，故C错误； D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3~4m/s的速度下降预备着陆，则飞船的要克服大气的阻力做功，则机械能减小，故D错误。 故选B。 33．A．需在B处加速，做离心运动，才能由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，A错误； B．根据牛顿第二定律，在B处与核心舱对接前后的加速度相等，加速度大小为 ，B正确； C．根据万有引力提供向心力 解得，轨道半径越小，速度越大，所以在轨道Ⅰ上A处的速度大于在轨道Ⅲ上B处的速度，C错误； D．根据开普勒第三定律，在轨道Ⅱ上运行周期小于在轨道Ⅲ上运行周期，所以在轨道Ⅱ上由A到B的时间小于在轨道Ⅲ上运行周期的，D错误。 故选B。 34．天宫空间站上的一个螺丝掉落，则这颗小螺丝的速度不变，则根据万有引力提供向心力 与之前相比，所受万有引力与所需向心力均没有变化，继续和卫星一起沿轨道运动。 故选D。 35．根据动量守恒定律，二者对接前后系统动量守恒，由于对接类似于完全非弹性碰撞，存在动能损失。故p1=p2，E1>E2 故选A。 36．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)一物体在空中匀速下降时，不断变小的能量是（    ） A．动能 B．动能、重力势能 C．重力势能、机械能 D．动能、重力势能、机械能 37．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图，一小球A从某高处由静止开始自由下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中小球具有的能量及其变化情况如下表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。 所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能 下落到地面时的机械能 下落到地面时的重力势能 下落过程中重力势能变化量 下落到地面时的动能 四楼地面 （1）______J （3）______J （4）______J 6J 一楼地面 7J （2）______J 0 38．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)物体（在赤道上）落地之后随地球自转的向心加速度为a，要使此物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的（    ） A． B． C． D． 39．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．小球3落地瞬间的重力的功率最小 B．3个小球落地瞬间的速度大小相等 C．该过程中，小球3的重力做功最多 D．该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 40．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变。则： （1）重力的功率______． A．一直增大    B．一直减小     C．先增大后减小    D．先减小后增大 （2）阻力做功大小为______． 41．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)一小球以速度竖直向上抛，设抛出位置为零势能面，则 （1）忽略空气阻力，当小球距离抛出位置距离为______时，小球的动能是其重力势能的一半。 （2）考虑空气阻力且阻力恒定，上升的最大高度为H（此时未知），在上升到离地面高度为h时，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h时，小球的势能是动能的2倍，则h等于( ) A．    B．    C．    D． 42．(24-25高一下·上海华东师范大学第二附属中学·期末)小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过的匀减速运动，到达平台的速度刚好为零，则： （1）重物匀速上升时速度为多大？ （2）若要用最短时间提升重物，定性画出物体运动的图像． （3）提升重物的最短时间为多少？ 【答案】36．C 37． 38．B 39．A 40． C 41． D 42．（1） （2） （3） 【来源】上海市华东师范大学第二附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【分析】36．一物体在空中匀速下降时，动能不变、重力势能减小，根据机械能的概念可知机械能减小，故选C。 37．[1]如果选取一楼地面为零势能面，小球下落到地面时的动能为，则机械能损失。 如果选取四楼地面为零势能面，则有 [2]下落到地面时的动能，则根据机械能的定义可得下落到地面时的重力势能为 [3]重力势能变化量与零势能面的选取无关，则重力势能变化量为 [4]如果选取一楼地面为零势能面，小球下落到地面时的动能为，则机械能损失，下落到地面时的机械能为 38．物体在赤道上随地球自转时，有 物体随地球自转时，赤道上物体受万有引力和支持力，支持力等于重力，即 物体“飘”起来时只受万有引力，故 故 即当物体“飘”起来时，物体的加速度为 则有 解得 故选B。 39．A．对小球1，根据动能定理可得 解得 对小球2，根据动能定理可得 解得 对小球3，根据动能定理可得 解得 落地瞬间重力的功率为 则对小球1有 对小球2有 对小球3有 所以落地瞬间重力的功率大小关系为 故A正确； B．由A可知落地瞬间速度大小关系为 故B错误； C．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功 故C错误； D．全程重力做功的平均功率为 三个小球下落的时间关系为 所以全程重力做功的平均功率大小关系为 故D错误； 故选A。 40．[1]最初，小球的速度为0，重力做功的功率为0；在摆动过程中，重力与小球的速度成锐角，功率不为0；在最低点，小球的速度与重力垂直，则重力做功的功率为0,。所以，重力做功的功率先增大后减小，故选C。 [2]空气阻力的大小不变，空气阻力的方向始终与速度方向相反，所以空气阻力对小球做功为 41．[1]忽略空气阻力，小球的机械能守恒，有 解得 [2]设小球受到的阻力大小恒为，小球上升至最高点过程，由动能定理得 小球上升至离地高度处时速度设为，由动能定理得 又由题有 小球上升至最高点后又下降至离地高度处时速度设为，此过程由动能定理得 又由题有 以上各式联立解得 故选D。 42．（1）当功率达到额定功率时，保持功率不变直到重物达到最大速度，然后做匀速运动，此时拉力 提升装置功率 联立解得 （2）重物受最大拉力开始加速时，根据牛顿第二定律得 解得 开始以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为零，画出重物运动的图像如图所示 （3）重物在第一阶段做匀加速上升过程，当功率达到额定功率时，设重物的速度为，则有 解得 此过程中所用的时间和上升的高度分别为， 解得 重物以最大速度匀速时，速度为 重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升的高度分别为， 解得 设重物从匀加速结束到开始做匀减速运动所用的时间为t2，对该过程根据动能定理得 又 联立解得 故总时间为 【点睛】 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号飞船发射升空后，先进入近地圆轨道Ⅰ，再进入椭圆轨道Ⅱ，最终进入目标圆轨道Ⅲ与天宫空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为地球球心，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的长轴端点，到O点的距离分别为r1、r2。 43．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)飞船的运行情况是（    ） A．在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速 B．在b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要减速 C．在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 D．在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率小于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率 44．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”飞船在加速升空过程中处于______状态（选涂“A、超重”、“B、失重”） 45．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”要想发射成功，其发射速度可能为（    ） A．4.5km/s B．6.0km/s C．7.5km/s D．9.0km/s 46．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时（    ） A．处于平衡状态 B．做匀速运动 C．受到地球引力和向心力两个力的作用 D．做变加速运动 47．(24-25高一下·上海浦东新区洋泾中学·期末)（1）已知万有引力常量为G，地球质量为M，天宫空间站总质量为m。则天宫空间站绕地球运行的周期为______。 （2）若在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球a、b静止放在同一直线PQ上，光电门垂直于PQ放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度v0，使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间t1、t2。已知小球a、b的质量关系为，且小球碰撞为弹性碰撞，则测得的t1、t2比值t1:t2为：____ 【答案】43．AC 44．A 45．D 46．D 47． 【来源】上海市浦东新区洋泾中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷 【详解】43．A．在a点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时要加速，A正确； B．在b点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ时要加速，B错误； CD．根据牛顿第二定律得 解得 在轨道Ⅰ上匀速圆周运动的运行速率大于在轨道Ⅲ上匀速圆周运动的运行速率，C正确，D错误。 故选AC。 44．“神舟十九号”飞船在加速升空过程中，加速度方向向上，飞船处于超重状态。 故选A。 45．“神舟十九号”要想发射成功，其发射速度可能为9.0km/s，因为发射速度小于7.9km/s，卫星将落回地面。ABC错误，D正确。 故选D。 46．A．“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，合力不等于0，处于非平衡状态，A错误； B．“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，速度方向变化，不是匀速运动，B错误； C．“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，受到地球引力一个力作用，不受向心力的作用，C错误； D．“神舟十九号”处于轨道I上做匀速圆周运动时，加速度方向变化，做变加速运动，D正确。 故选D。 47．（1）根据牛顿第二定律得 解得 （2）根据动量守恒定律得 根据机械能守恒定律得 解得 行星在椭圆轨道绕日运行，卫星也可以在椭圆轨道绕地运动。 48．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)若将太阳系行星轨道近似视作圆，轨道平均半径为R和绕日公转周期为T，下列关于常用对lgR与lgT的关系图像正确的是（   ） A． B． C． D． 49．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)卫星绕地球运行的椭圆轨道如图，a、b、c、d、e为轨道上5个点，a、d是长轴端点，b、e是短轴端点，c在b、d的中间位置。则卫星在a的速度（1）________在d的速度，（2）________第一宇宙速度，从b运动到c的时间（3）________从c运动到d的时间，b点的引力势能（4）________d点的引力势能。已知卫星在各点速度满足，则卫星从a运动到d受到的引力做功（5）________从b运动到e的引力做功，从a运动到d受到的引力冲量（6）________从b运动到e的引力冲量。（以上均选填A．“大于”，B．“小于”，C．“等于”） 50．(24-25高一下·上海交通大学附属中学·期末)北斗卫星绕地球做高速椭圆轨道运动，只考虑地球引力场的广义相对论效应，星载原子钟比地面接收钟走时更________。（选填“A．快”或“B．慢”） 【答案】48．B 49． B B A A A A 50．B 【来源】上海市上海交通大学附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷 【解析】48．根据 ，解得 ，故选B。 49．[1]根据开普勒第二定律，则卫星在a的速度小于在d的速度，故选B。 [2]卫星在a点的速度，小于过a点的圆轨道的速度。因为从a点加速做离心运动，才能进入过a点的圆轨道。 根据，解得 过a点的圆轨道的速度小于第一宇宙速度。所以卫星的a点的速度，小于第一宇宙速度。故选B。 [3]近地点速度最快，远地点速度最慢。从b运动到c的时间大于从c运动到d的时间，故选A。 [4]从b点到d点，引力力做正功，引力势能减小。b点的引力势能大于d点的引力势能，故选A [5] 从a运动到d受到的引力做正功。卫星在b点和e点引力势能相等，从b运动到e的引力做功等于0。所以则卫星从a运动到d受到的引力做功大于从b运动到e的引力做功，故选A。 [6]根据动量定理得 ， 设椭圆长轴为a，短轴为b，根据角动量守恒可知 由于 可知， ，所以 ，所以，故选A。 50．北斗卫星绕地球做高速椭圆轨道运动，只考虑地球引力场的广义相对论效应，即时钟延缓效应，星载原子钟比地面接收钟走时更慢。故选B。 我国发射的“天问一号”火星探测器实现了中国在深空探测领域的技术跨越而进入世界先进行列。“天问一号”的名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%。 51．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)从地球上发射火星探测器，发射速度需大于地球的（　　） A．第一宇宙速度 B．第二宇宙速度 C．第三宇宙速度 52．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)“祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为（　　） A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.5 53．(24-25高一下·上海曹杨第二中学·期末)已知火星半径为R，探测器环绕火星表面飞行的速率为v，引力常量为G，火星自转的周期为T，则火星的质量为_____，火星表面的重力加速度为_____，火星同步卫星轨道的半径为_____。 【答案】51．B 52．D 53． 【来源】上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷 【解析】51．从地球上发射火星探测器，探测器脱离地球引力束缚但未脱离太阳引力束缚，发射速度须大于地球的第二宇宙速度而小于第三宇宙速度。 故选B。 52．“祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值 故选D。 53．[1]对于探测器，根据万有引力提供向心力有 得 [2]火星表面的重力加速度即探测器绕火星表面飞行的向心加速度，故 [3]对于环绕火星表面飞行的探测器和火星同步卫星，根据开普勒第三定律有 其中 解得火星同步卫星轨道的半径为 空间站和天和核心舱 北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱前向端口（图1），整个对接过程历时约6.5小时。核心舱绕地球的飞行轨迹可视为半径为R的圆周。 54．(24-25高一下·上海西中学·期末)下列关于质点的说法正确的是：（　　） A．飞船很大，所以一定不可以看作质点 B．调整飞船的飞行姿态时，可以把飞船看作质点 C．研究飞船上各点的运动时，不可以把飞船看作质点 D．研究飞船在和核心舱对接时，可以把飞船看作质点 55．(24-25高一下·上海西中学·期末)载人飞船在太空中成功对接后稳定运行在预定的轨道上，其内部平台上的一台实验仪器处于完全失重状态，这时（　　） A．仪器保持平衡状态 B．平台对仪器的弹力为零 C．受到的重力可能为零 D．受到的重力一定为零 56．(24-25高一下·上海西中学·期末)航天员在竖直起飞阶段的飞船内和在绕地飞行核心舱内时的状态分别是（　　） A．超重、失重 B．超重、超重 C．失重、超重 D．失重、失重 57．(24-25高一下·上海西中学·期末)在运载火箭竖直起飞阶段，若某时刻火箭的加速度大小为5g，火箭（包含飞船和宇航员）总质量为M，某宇航员的质量为m，则此时火箭受到的推力大小为______，飞船对宇航员的作用力大小为______。 58．(24-25高一下·上海西中学·期末)若地球表面重力加速度为g=9.8m/s2，地球半径为6400km，空间站轨道离地高度为400km，则地球的质量为______kg。经过半个周期后，质量200kg的核心舱正好完成了半圈的绕行，此过程中核心舱所受地球引力的平均功率为______W。（万有引力常数为G=6.67×10−11N⋅m2/kg2） 59．(24-25高一下·上海西中学·期末)长期完全失重会使身体出现问题。某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。如图2所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为______（地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”的方向______（指向，远离）转动中心。 【答案】54．C 55．B 56．A 57． 6Mg 6mg 58． 6.0×1024 0 59． 远离 【来源】上海市西中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题 【解析】54．A．飞船虽然很大，但在所研究问题中可以忽略飞船的大小与形状时，就可以将其看作质点，故A错误； BD．在调整飞船的飞行姿态时，或研究飞船在和核心舱对接时，不能忽略飞船的大小与形状，不可以将飞船看作质点，故BD错误； C．在研究飞船上各点的运动时，不能忽略飞船的大小与形状，不可以把飞船看作质点，故C正确。 故选C。 55．实验仪器处于完全失重状态，是由于仪器所受重力提供其做圆周运动的向心力，仪器不是处于平衡状态，受到的重力不为零，平台对仪器的弹力为零。 故选B。 56．航天员在竖直起飞阶段的飞船内做向上的加速运动，其加速度向上，处于超重状态。在绕地飞行核心舱内时，重力要提供向心力，处于失重状态。 故选A。 57．[1]设此时火箭受到的推力大小为F1，对火箭（包含飞船和宇航员），根据牛顿第二定律可得 解得 [2]设飞船对宇航员的作用力大小为F2，对宇航员，根据牛顿第二定律可得 解得 58．[1]忽略地球自转，可认为地球表面的物体的重力等于万有引力，则有 解得地球的质量为 [2]核心舱正好完成了半圈的绕行，引力做功为0，故平均功率也为0。 59．[1]设空间站的转速为n，则其角速度为 由题意可知航天员受到外侧壁对其支持力等于，根据牛顿第二定律得 解得 [2]人感受到的“重力”的方向是与所受的支持力的方向相反的，即远离转动中心。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $