備考2024屆高考物理一輪復習強化訓練第五章萬有引力與宇宙航行第2講宇宙航行熱點5宇宙航行+航天科技成果-試卷下載-教習網(wǎng)

1.[太空授課]2023年9月21日15時45分“天宮課堂”第四課開講，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮面向全國青少年進行太空科普授課.已知朱楊柱的質(zhì)量為m，地球半徑為R，空間站的軌道半徑為r，地球表面的重力加速度為g，若將空間站繞地球的運動近似看成勻速圓周運動，則朱楊柱（ B ）
A.處于完全失重狀態(tài)，不再受到地球的引力
B.受到地球的引力大小為mgR2r2
C.繞地球運動的線速度大于地球的第一宇宙速度
D.可以圓滿完成小球在水中所受浮力大小的測定實驗
解析朱楊柱在空間站內(nèi)雖然處于完全失重狀態(tài)，但依然受到地球的引力，A錯誤；朱楊柱在地球表面附近時，有GMmR2＝mg，朱楊柱在空間站內(nèi)時，有F引＝GMmr2，聯(lián)立解得F引＝mgR2r2，B正確；由于沒有脫離地球引力束縛，所以繞地球運動的線速度小于地球的第一宇宙速度，C錯誤；由于空間站內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)，所以浮力消失，無法完成浮力大小的測定實驗，D錯誤.
2.[天和核心艙/2021湖南/多選]2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準確進入預定軌道.根據(jù)任務安排，后續(xù)將發(fā)射問天實驗艙和夢天實驗艙，計劃2022年完成空間站在軌建造.核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的116，下列說法正確的是（ AC ）
A.核心艙進入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的（1617）2倍
B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/s
C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h
D.后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小
解析核心艙在地面處到地心的距離r1＝R，在軌道處到地心的距離r2＝R＋116R＝1716R，根據(jù)萬有引力定律有F＝GMmr2，則在軌道處受到的萬有引力大小與在地面時受到的萬有引力大小之比為F2F1＝r12r22＝(1617)2，A正確；由GMmr2＝mv2r得v＝GMr，核心艙做圓周運動的軌道半徑大于地球半徑，因此其在軌道上飛行的速度小于地球的第一宇宙速度，即小于7.9 km/s，B錯誤；由于GMmr2＝m4π2T2r，可得T＝2πr3GM，核心艙做圓周運動的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星做圓周運動的軌道半徑，故其在軌道上飛行的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，故C正確；由GMmr2＝mv2r得r＝GMv2，核心艙加掛實驗艙后，雖然空間站質(zhì)量變大，但其運行速度大小未變，故軌道半徑不變，D錯誤.
3.[太陽探測衛(wèi)星/2023北京]2022年10月9日，我國綜合性太陽探測衛(wèi)星“夸父一號”成功發(fā)射，實現(xiàn)了對太陽探測的跨越式突破.“夸父一號”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，距地面高度約為720km，運行一圈所用時間約為100分鐘.如圖所示，為了隨時跟蹤和觀測太陽的活動，“夸父一號”在隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取向，使太陽光能照射到“夸父一號”.下列說法正確的是（ A ）
A.“夸父一號”的運行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動的角度約為1°
B.“夸父一號”繞地球做圓周運動的速度大于7.9km/s
C.“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D.由題干信息，根據(jù)開普勒第三定律，可求出日地間平均距離
解析 “夸父一號”的運行軌道平面始終與太陽保持固定的取向，由幾何關系可知，其轉(zhuǎn)動的角度與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的角度一致，地球繞行太陽一周轉(zhuǎn)動360°，運行周期約為365天，則“夸父一號”的運行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動角度約為1°，A對；“夸父一號”繞地球做圓周運動時，萬有引力提供向心力，即GMmr2＝mv2r，可知v＝GMr，地球的第一宇宙速度為衛(wèi)星軌道半徑等于地球半徑R時的速度，而“夸父一號”的運行軌道半徑r大于R，則其運行速度小于7.9km/s，B錯；地球表面的重力加速度滿足GMmR2＝mg，解得g＝GMR2，“夸父一號”繞地球做圓周運動的向心加速度滿足GMmr2＝ma，解得a＝GMr2，又“夸父一號”的運行軌道半徑r大于R，則其向心加速度小于地球表面的重力加速度，C錯；“夸父一號”繞行的中心天體為地球，地球繞行的中心天體為太陽，中心天體不同，開普勒第三定律不適用，D錯.
4.[嫦娥探月工程]嫦娥五號返回器從月球歸來初入大氣層時的速度可以接近第二宇宙速度，為避免高速帶來的高溫過載風險，采用了“半彈道跳躍式返回”減速技術.如圖所示，返回器從a點第一次進入大氣層，調(diào)整返回器姿態(tài)，使其經(jīng)b點升高，再從c點“跳”出大氣層，在太空中瀟灑地打個“水漂”，升高到距地面高度為h的d點后，再次從e點進入大氣層返回地球.假設返回器從c點到e點的過程為無動力飛行.已知地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，引力常量為G.結(jié)合以上信息，下列說法正確的是（ C ）
A.從a點到c點的過程中，返回器機械能守恒
B.在d點，返回器的速度大于第一宇宙速度
C.在d點，返回器的加速度大小為gR2（R＋h）2
D.在e點返回器處于超重狀態(tài)
解析嫦娥五號返回器從a點到c點的過程中，空氣阻力做功，機械能不守恒，A錯誤；嫦娥五號返回器經(jīng)過d點后做近心運動，有GMm(R＋h)2＞mv2(R＋h)，即v＜GMR＋h，又因為第一宇宙速度為v1＝GMR，故v＜v1，B錯誤；在d點，由牛頓第二定律有GMm(R＋h)2＝ma，又GM＝gR2，聯(lián)立可得a＝gR2(R＋h)2，C正確；在e點返回器加速度有向下的分量，故返回器處于失重狀態(tài)，D錯誤.