2022届高考物理热点问题专练 专题02航天科技

高考热点百题精练

热点02  航天科技

1.（2022·湖南师大附中等八校T8联考，多选|“羲和号”）2021年10月14日，我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭，成功发射首颗太阳探测科学试验卫星“羲和号”，该星将实现国际首次太阳波段光谱成像的空间探测，实现我国太阳探测零的突破.“羲和号”绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，地球同步轨道卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，下列说法正确的是

A.要能全天候观测到太阳，“羲和号”绕行轨道应在赤道平面内

B.“羲和号”绕行速率约为地球同步卫星轨道卫星运行速率的倍

C.“羲和号”的运行周期约为地球同步轨道卫星运行周期的倍

D.已知Hα比Hβ波长更长，若Hβ能使某一金属发生光电效应，则Hα一定能

2. （2022·辽宁沈阳一模|太空“漫步”）2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置，用来提供适合人体生存的气压．王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。

（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，温度变为，这时航天服内气体压强为多少？

（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到．假设释放气体过程中温度不变，体积变为，那么航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为多少？

3.（2022·安徽合肥一模|天和核心舱）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员送入太空.航天员进驻天和核心舱，开启了为期半年的在轨驻留，将开展机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工作，进一步验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术.天和核心舱距离地面的高度约400 km，绕地球的运动可近似为圆周运动，运动一周约1.5 h.已知引力常量6.67×10-11 N·m2/kg2，地球半径约6 400 km.根据以上信息可估算出

A. 地球的质量 B. 核心舱的运行速度

C. 核心舱所受地球的引力 D. 核心舱所处位置的重力加速度

4.（2022·华中师大一附中等八校T8联考，多选|空间站组合体）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，10月16日6时56分，载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接.空间站组合体在离地400 km左右的椭圆轨道上运行，如图所示，不计一切阻力，以下说法正确的是

A．空间站组合体运动到远地点时的速度最大

B．空间站组合体运动到近地点时的加速度最小

C．空间站组合体的椭圆轨道半长轴小于地球同步通讯卫星的轨道半径

D．空间站组合体沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能不守恒

5。（2022·河北邯郸期末|神舟十三号载人飞船）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，对接过程简化如图所示.神舟十三号载人飞船先到达天和核心舱轨道正下方d1=200米的第一停泊点并保持相对静止，完成各种测控后，开始沿地心与天和核心舱连线（径向）向天和核心舱靠近，到距离天和核心舱d2=19

米的第二停泊点短暂驻留，完成各种测控后，继续径向靠近，以很小的相对速度完成精准的端口对接.对接技术非常复杂，故做如下简化.假设地球是半径为R0的标准球体，地表重力加速度为g，忽略自转；核心舱轨道是半径为R的正圆；神舟十三号质量为m1，对接前组合体的总质量为m2；忽略对接前后神舟十三号质量的变化.

（1）神舟十三号载人飞船安装有几十台微动力火箭发动机，用以控制其各种平动和转动，维持在第一停泊点时，需要开启某些发动机，求发动机所提供推力F的大小和方向；

（2）虽然对接时两者相对速度很小，但如果不及时控制也会造成组合体偏离正确轨道，假设不考虑转动，设对接靠近速度为v，求控制组合体轨道复位的火箭要对组合体做的功W.

6．（2022河北普通高中第一次联考）2021年4月29日11时22分，中国空间站“天和号”核心舱发射成功，2021年5月30日5时1分，“天舟二号”货运飞船与“天和号”核心舱完成自主快速交会对接。设建成后的“中国空间站”和同步卫星均绕地球做圆周运动，同步卫星的轨道半径约为“中国空间站”轨道半径的6.6倍，则

A．“中国空间站”的周期小于同步卫星的周期

B．“中国空间站”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度

C．“中国空间站”的线速度小于同步卫星的线速度

D．“中国空间站”的“天和号”核心舱的发射速度应小于第一宇宙速度

7.（2022广东茂名五校联考）2021年9月17日下午1点35分，神舟十二号载人飞船返回舱安全降落东风着陆场。在神舟十二号飞船和空间站分离之后，一般需要经过15圈左右的飞行来调整降落高度，距离长达近70万公里，这一过程倍叫做制动离轨阶段，高度会由400公里下降到100多公里，飞船会通过调姿、制动、减速等操作从原来飞行轨道进入返回轨道。假设神舟十二号在离地面高度为h的圆轨道上运行周期为T，并由此圆轨道经过调整进入近地面高度为0.6h的椭圆轨道，则神舟十二号在此椭圆轨道的周期为（  ）（地球半径为9h，参考数据：9.83=941.192；=0.97）

A．0.97T        B．0.94T        C．0.95T        D．0.96T      

8.（2022湖南永州一模） 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船（　　）

A. 在轨道I和轨道Ⅱ运动经过A点时速度大小相同

B. 沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大

C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为

D. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期

9．（2022安徽阜阳重点高中质检联考）空间站中完全失重状态下的有趣现象有时也会给航天员带来麻烦。在一些科幻作品中将空间站设计成如图所示的环形连接体，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压。下列关于这个环形空间站的说法正确的是

A．“人造重力”的方向指向环的中心

B．空间站的环半径越大，要制造与地表一样的重力转动的角速度越大

C．环形空间站转动越快，相邻舱体间的拉力越大

D．空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小

10. （2022福建福州3月质检1）2021年2月15日17时，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施“远火点平面轨道调整”。如图为该过程的示意图，图中虚线轨道所在平面，与实线轨道所在平面垂直。探测器由远处经A点进入轨道1，经B点进入轨道2，经C点进入轨道3，再经C点进入轨道4，上述过程仅在点A、B、C启动发动机点火，A、B、C、D、E各点均为各自所在轨道的近火点或远火点，各点间的轨道均为椭圆。以下说法正确的是（　　）

A. 探测器在轨道3的运动周期大于在轨道4的运动周期

B. 探测器从轨道3经过C点的向心加速度小于轨道4经过C点的向心加速度

C. 探测器在B点变轨后机械能增加

D. 探测器在B点变轨前的速度大于变轨后的速度

11. （2022重庆高三2月质检）年月日，“天问一号”着陆器成功着陆火星表面。该着陆器将在火星上完成一系列实验。若其中有个实验是比较火星土层与地球土层的粗糙程度，使同一物块分别在火星表面和地球表面表面都水平以相同大小的水平初速度开始运动，测得物块在地球上运动的最大距离为，在火星上运动的最大距离为；分别在火星与地球的同一高度自由释放一小铁块，测得小铁块在空中运动的时间之比约为：，火星的半径约为地球半径的1/2，不计空气阻力，下列说法正确的是

A. 火星土层与地球土层和物块间的动摩擦因数之比约为：
B. 火星土层与地球土层和物块间的动摩擦因数之比约为：
C. 火星与地球的第一宇宙速度大小之比约为
D. 火星与地球的第一宇宙速度大小之比约为：

 12. （2022北京西城期末）2021年5月15日“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（　　）

A. 火星表面的重力加速度小于

B. “祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力

C. 探测器在火星表面附近的环绕速度大于

D. 火星的第一宇宙速度等于地球的第一宇宙速度

13.（2022福建泉州期末）2019年3月10日，长征三号乙运载火箭将“中星”通信卫星（记为卫星Ⅰ）送入地球同步轨道上，主要为我国、东南亚、澳洲和南太平洋岛国等地区提供通信与广播业务。在同平面内的圆轨道上有一颗中轨道卫星Ⅱ，它运动的每个周期内都有一段时间（未知）无法直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号，因为其轨道上总有一段区域没有被卫星Ⅰ发出的电磁波信号覆盖到，这段区域对应的圆心角为。已知卫星Ⅰ对地球的张角为，地球自转周期为，万有引力常量为，则根据题中条件，可求出（　　）

A. 地球的平均密度为 B. 卫星Ⅰ、Ⅱ的角速度之比为

C. 卫星Ⅱ的周期为 D. 题中时间为

14. （2022北京西城期末）2021年10月16日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约

400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。掌握径向对接能力，可以确保中国空间站同时对接多个航天器，以完成不同批次航天员在轨交接班的任务，满足中国空间站不间断长期载人生活和工作的需求。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方52km处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后，边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方200米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是（　　）

A. 远距离导引完成后，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度

B. 近距离导引过程中，飞船的机械能将增加

C. 姿态调整完成后，飞船绕地球运行的周期可能大于24小时

D. 姿态调整完成后，飞船沿径向接近空间站过程中，需要控制飞船绕地球运行的角速度与空间站的角速度相同

15.（2022四川成都高二质检）某航天员在一个半径为R的星球表面做了如下实验：取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握直管抡动砝码，使它在水平面内做圆周运动，停止抡动细直管并保持细直管竖直。砝码继续在一水平面绕圆心O做匀速圆周运动，如图所示，此时测力计的示数为F，细直管下端和砝码之间的细线长度为L且与竖直方向的夹角为θ。

（1）求该星球表面重力加速度g的大小；

（2）求砝码在水平面内绕圆心O做匀速圆周运动时的角速度大小；

（3）若某卫星在距该星球表面h高处做匀速圆周运动，则该卫星的线速度为多大？