航天科技-2025年上海高考物理复习专练（解析版）

热点02航天科技

----------------------------h

1装点解读

航空航天技术是人类探索宇宙、突破地球限制的伟大壮举。从最初的飞行梦想，到如今卫星导航、

载人航天、深空探测的辉煌成就，航空航天不仅推动了科技进步，更深刻改变了人类的生活方式。它

让我们得以从太空视角审视地球，促进了全球通信与定位系统的建立。同时，航空航天领域的创新也

为材料科学、生命科学等领域带来了革命性突破。未来，随着技术的不断演进，人类对太空的探索将

更加深入，航空航天将继续引领人类走向更加广阔的星辰大海。

工讯时提升练

考点01

力学

（23-24高一下•上海•期末）宇宙

宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、星际尘埃等物质。

1.把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力，卡文迪什利用实验测出了引力常

量，其值为G=6.67x1011o

2.长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船

绕地球做匀速圆周运动，周期为7,轨道半径为r,已知地球半径为R,万有引力常量为G,则地球的

第一宇宙速度为;地球的质量为o

卜万2r34万2r3

【答案】1.牛顿扭秤N-m2/kg22.

VT-RGT1

【解析】1.⑴牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力。

122

⑵⑶卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量，其值为G=6.67xlO-iN-m/kgo

2•即根据竿中解得人詈

GMm

又解得v=

kRvT2R

（23-24高一下•上海闵行•期中）神舟飞船

神舟飞船是中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载

人飞船。神舟飞船与国际第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞

船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，已知万有引力常量G为6.67义10口?4-012/1^2。

3.若用运载神舟飞船的火箭将一辆小米SU7跑车发射到太空。假设其轨道示意图如下图中椭圆H所示，

其中4C分别是近日点和远日点，图中I、III轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨

道II、III的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是（）

A.跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率

B.跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率

C.跑车经过B点时的加速度大于火星经过8点时的加速度

D.跑车由A到C的过程中动能减小，机械能也减小

4.若飞船轨道上运行可近似看成沿圆轨道做匀速圆周运动，离地球表面的平均高度//=1.41x106m。已知

地球半径R球=6.37xl（）6m,地球质量M=5.97xl（）24kg。飞船在轨道上运行的过程中，下列物理量中保

持不变的有（填选项）；

A.速度B.合力C.加速度D.角速度

5.2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登

月。若宇航员在月球表面的h高处由静止释放一个小球，经过时间t小球落到月球表面，将月球视为质

量均匀的球体，已知月球的半径为R,若在月球表面发射绕月球飞行的卫星，则最小的发射速度要达到

多少？

【答案】3.A4.D5.

t

【解析】3.A.跑车经过八点时做离心运动，速率大于地球的速率，由地球和火星运行过程中由万有引

力提供向心力G粤=机己解得V、四

rrVr

可知火星绕日的速率小于地球绕日的速率，故跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率，故A正确;

A4rnGM

C.由牛顿第二定律得G^=ma解得

跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度，故C错误；

B.跑车在C点的速率小于其过C点绕太阳做匀速圆周运动的速率，则跑车在C点的速率小于火星绕日

的速率，故B错误；

D.跑车由A到C的过程中动能减小，机械能不变，故D错误。

故选Ao

4.飞船在轨道上运行的过程中，速度、合力、加速度的大小不变，但方向时刻改变，而角速度不变。

故选D。

5.根据题意可得h=^gt2

根据mg=m^可得卫星发射的最小速度为丫=麻=立研

Rt

（23-24高一下•上海•阶段练习）宇宙探索

人类从诞生开始，无数科学家前赴后继揭开了宇宙演化的部分神秘面纱，而如暗物质、暗能量等这些

未解之谜有待人们进一步的探索。

6.关于科学家对宇宙探索做出贡献的叙述中正确的是（）

A.牛顿提出了“日心说"，并且发现了万有引力定律

B.第谷观测了行星的轨道数据，提出了行星运动三大定律

C.伽利略利用扭秤装置和微小放大法，较准确地测出引力常量G

D.哈勃观测到遥远恒星的光谱红移现象，提出宇宙正在膨胀

7.宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球的过程中，在考虑相对论效应的情况下，宇航员发现（）

A..星际飞船的长度变短

B.星际飞船上的物体的质量变大

C.地球上的时钟变慢

D.地球上有些建筑物的高度不变

8.（简答）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择发射（选填"向

东"或"向西"）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬

41。、38。、28。、190,请分析选择哪个发射场较好？

9.如图是“哈雷彗星"绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，其中4F2是椭圆的两个焦点，。是椭圆的中心,

观测发现“哈雷彗星"经过P点的速率小于经过Q点的速率。已知太阳的质量为m,引力常量为G,

贝（I：

①太阳应位于（选填：A."臼点”；B.吓2点”;C."。点”）；

②测得“哈雷彗星"在距离太阳「1处的运行速度大小为V],则在距离太阳「2处的运行速度大小1/2=—。

③根据广义相对论可知，"哈雷彗星"在由空间弯曲产生较明显的进动，其"携带"的时钟在—

走得较慢。（均选填：A."P点";B."Q点"）。

【答案】6.D7.C8.向东文昌9.F2—Q点P点

r2

【解析】6.A.哥白尼提出了日心说，牛顿发现了万有引力定律，故A错误；

B.第谷观测出了行星的轨道数据，伽利略总结出了行星运动三大定律，故B错误；

C.卡文迪许利用扭秤装置和微小形变放大思想，比较准确地测出了引力常量，故C错误；

D.哈勃观测到遥远恒星的光谱的红移现象，提出宇宙正在膨胀，故D正确；

故选D。

7.根据狭义相对论可知，地面上某一事件所对应的时间流逝变慢了，地面上某一物体的长度变小，飞

船的长度和质量不变。

故选Co

8.5地球的自转方向是自西向东，利用惯性，飞船可以向东发射；

⑵为了最大限度地利用地球的自转速度，在赤道或赤道附近，地球的线速度越大，则选择文昌发射基地

较好。

9.①"哈雷彗星"经过P点的速率小于经过Q点的速率，则太阳位于F2点；

②根据开普勒第二定律可知:匕卒=；%小则匕=%

③⑴⑵太阳位于F2点，根据广义相对论可知，"哈雷彗星"在Q点由空间弯曲产生较明显的进动，"哈雷

彗星”在P点的速率较小，则"携带"的时钟走得较慢。

（23-24高一下•上海闵行•期末）阅读材料，回答下列问题。

材料三：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。

10.用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（）

A.N-m/kg2B.m3-s2/kgC.Nm2/kg2D.m3/（kgs2）

11.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

12."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

13.2024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,则月球的第一宇宙速度为km/s（结果保留两位有效数字）。

【答案】10.D11.D12.C13.1.8

【解析】10.根据尸=包当

r

可得G的单位是Nm2/kg，由牛顿第二定律F=ma可得lN=lkg.m/s2

所以G的单位是n?/（kg22）。故选D。

11.AC.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。运行速度

小于第一宇宙速度7.9km/s。故AC错误；

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。

故选D。

47r247r2T3

12.A.根据空丝=mtr解得故A正确，与题意不符；

rT2GT2

4/

B.根据a=^Tr故B正确，与题意不符；

「41

C.根据F=m-^-t”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.根据丫=爷故D正确，与题意不符。

本题选不正确的故选C。

G——Mm

GMmvl81

13.地球的第一宇宙速度设为v地，则有一同理

R2RJR),

4

联立，解得咽=L8km/s

(23-24高三下•上海•开学考试)中国载人航天工程

2023年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时

间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约

6.5小时。

14.若某天体的质量约为地球的;，半径约为地球的3倍，则天体和地球的重力加速度之比为，

若在该天体上，和地球从同样高度以同样速度平抛同一物体，水平位移之比为o

15.空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I,椭圆轨道II为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行

轨道，已知地球半径为R,两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g,下列说法正确的是

()

A.轨道I上的线速度大小为旅

B.神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道H上P点的加速度

C.神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I

D.轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可

【答案】14,士Y15.C

GMm

【解析】14.⑴根据岑Jng

£=电互」x£=J_

可知天体和地球的重力加速度之比为

g地M地R243236

⑵若在该天体上，和地球从同样高度以同样速度平抛同一物体,

竖直方向根据h=^gt2可得t=2h

g

水平方向有了=%/=%，乎

可知水平位移之比为二=、区=?

无地'g1

15.A.根据窄，mg可得GM=gR2

根据万有引力提供向心力可得空竺=加匕解得v=GM

rr

则轨道I上的线速度大小满足故A错误;

B.根据牛顿第二定律可得±^=ma可得。=丁

rr

可知神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度等于在轨道II上P点的加速度，故B错误；

C.卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，则神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能

从轨道II进入轨道I,故c正确；

D.轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，如果沿运动方向加速，神舟十七号载人飞

船将做离心运动，不可能与前方的空间站完成对接，故D错误。

故选C。

（2024高二下•上海•学业考试）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。

16."东方红一号"沿椭圆轨道绕地球运行，若分别用打、匕表示其在近地点。、远地点b的速度大小，则

C.v>v

A.va<vbB.va=vbab

17.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"o(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o

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

18."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。

19."嫦娥六号”环绕月球做轨道半径为八周期为7■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O

“4%2c4/「2万2c2万

A-亍，B-TVCTrD-亍

(2)己知引力常量为G,则月球的质量为。

20.月球与地球质量的比值为k、半径的比值为n,贝〃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。

.n_k

A.nk~B.—yC.hrD.—

【答案】16.C17.ABCC18.电磁光

【解析】16.根据开普勒第二定律可知…-故选C。

17.(1)四“东方红二号"绕地心转动时始终相对于地球表面静止，为地球的同步卫星，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)⑵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。

18.⑴⑵"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。

19.(1)⑴“嫦娥六号"绕月球运动的向心加速度大小为黄r

故选A。

GMm4病4//

⑵已知引力常量为G,则—=m——r解得M=

产T2GT2

20.根据黄金代换，可得牌

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

GM月m

G月重_瑞_"月眉_£

行二一GM地九一八“魇一/

故选Do

（23-24高一下•上海•阶段练习）万有引力与中国空间站

2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，二十年前杨利伟代表13亿中国人踏上了逐梦太空的征

途。从此，中国人开启了从“飞天梦圆"到"圆梦天宫"。

21.在火箭加速升空过程中，不计空气阻力

（1）杨利伟处于状态（选填"超重"或"失重"）。

（2）关于火箭的受力，下列叙述正确的是

A.喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出的气体的推力是一对平衡力

B.喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力和反作用力

C.喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力

D.喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力

22.许多科学家对天文学的发展都做出了巨大贡献

（1）关于万有引力，下列说法正确的是

A.伽利略发现了万有引力定律

B.卡文迪什用扭秤测定了引力常量

C.牛顿发现万有引力定律，并测定了引力常量

D.爱因斯坦发现牛顿力学在强引力场下依然精确

（2）如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，43分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经

过这两点时的速率分别为乙和VB：阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用

SA和SR表示，则乙、SA枭。（均填">或"<"）

地球

23.天宫空间站绕地球运行轨道近似可以看作匀速圆周运动，天宫二号是中国首个具备补加功能的载人航

天科学实验空间实验室，在预设的离地390km处在轨运行，重8.6吨。

（1）在天宫空间站运行的过程中，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5.972xl0"kg、半径约为6371km,万有引力常量G=6.67x10-4仙?/kg?,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）

24.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。

P

、

小

，

上

弹

簧

TJ■秤

T：

一

：

：

：

一

必

777777777

（1）（多选）可测量记录的物理量有以下内容，实验时真正需要测量的物理量有

A.圆周运动半径RB.待测物体与弹簧秤钩间细线长度L

C.圆周运动周期TD.桌面与某面太空舱壁夹角d

E.弹簧秤度数尸F.太空舱内温度，

（2）（计算）待测物体质量机的表达式。

（3）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"）。撤去弹簧秤，改用悬挂已知质量的钩码，以钩码重力提供物体圆周运动的向心力，此测量实

验（填"可以"或"不可以"）在太空舱内完成。

25.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100m,为模拟地球

9.8m/s2的重力加速度，此时:

环形太空舱示意图（非等比例）

（1）宇航员的脚应站在（填"内"或"外"）舱壁上。

（2）（计算）太空舱的转速多大？（保留3位有效数字）

【答案】21.超重D22.B>23.B7.5xlO4

FT2

24.(1)ACE；⑵m=w(3)不变，不可以25.(1)外；(2)0.05

【解析】21.（1）⑴加速升空过程中，杨利伟具有向上的加速度，处于超重状态。

（2）[2]AC.喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出的气体的推力是一对作用力和反作用力，大小相

等、方向相反，AC错误；

B.喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力作用在同一物体上，不是一对作用力和反作用力，B错误;

D.火箭加速升空，喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力，D正确。

故选D。

22.（1）[1]ABC.牛顿发现万有引力定律，卡文迪什用扭秤测定了引力常量，AC错误，B正确;

D.牛顿力学适用于低速、宏观、弱引力场，故D错误。

故选Bo

（2）⑵⑶根据开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，即£=SB

近日点的速度大于远日点的速度，即L>VB

23.（1）[1]在天宫空间站运行的过程中，速度、加速度、合外力的方向时刻改变，保持不变的物理量是

角速度。故选B。

（2）⑵天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小

"「Mm5.972X1024X8,6X103

F=G---------------------T=6.67x10-"N=7.5xl0"N

(R+h)2(6371X103+390X103)2

24.（1）根据题意可知，太空舱绕地球做匀速圆周运动，太空舱内物体对桌面的压力为0,则物体与桌

、.万22

面间没有摩擦力，则有F=m4^-R解得m=-p^T-

T24/R

可知，需要测量圆周运动半径R、圆周运动周期丁、弹簧秤度数F。

故选ACE„

FT2

（2）由前面分析可知，待测物体质量的表达式为m=——--

4-R

（3）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；

由于在太空舱内钩码处于完全失重状态，则以钩码重力提供物体圆周运动的向心力，此测量实验不可以

在太空舱内完成。

25.（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；

⑵宇航员绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力，则有g=R（2必y解得w=0.05r/s

考点02

电磁学

（2024•上海闵行•二模）电磁发射

26.2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国

内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！

（1）如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流Io的电源、两根间距为L的光滑水平金属

导轨和电阻为R的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产

生__方向的磁场，其磁感应强度为B=klo（左为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为一

的安培力，从而推动炮弹加速。

导轨4

C）恒流源（炮林

（2）如图（a）,实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理

示意图，其结构为一个匝数为N的线圈abed在匀强磁场中绕OO,轴以恒定角速度。转动。

图(a)图(b)

①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是

A.线圈abed此时恰垂直于中性面

B.线圈。bed垂直于中性面时磁通量的变化率最大

C.线圈。bed产生交流电的周期为3

a）

②若通过导轨的电流正方向如图（a）,电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平

向右为正方向），随时间变化情况为

③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为nl和n2,那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到

10,交流电源的电流最大值需要调节到o（忽略回路自感效应）

（3）以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为C,炮弹电阻为R,其余电阻不计。当电键

S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前

进。

导轨

12

①若装置的安全限制电流为Io,则电容器至多储存电量为

②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的u-t图可能为下图中的

③在图(d)中做出炮弹速率随时间变化的v-t图

【详解】(1)⑺根据左手定则可知电磁炮处的磁感应强度方向应垂直于导轨平面向下

⑵根据安培力公式，可得F=BI0L=kllL

(2)[1]A.线圈。bed此时磁通量最大，恰好位于中性面，故A错误;

B.线圈abed垂直于中性面时磁通量的变化率最大，故B正确；

27r

C.线圈abed产生交流电的周期为T=—故C正确。

本题选不正确的，故选A。

⑵根据左手定则和安培力大小公式F=BIL

当电流反向时，磁场方向也反向，故安培力方向不变，可得电磁炮安培力随时间变化的规律图如图所示

故选Bo

⑶交流的峰值为Im=41I0

根据变压器电流与匝数的关系有-7=r=-解得1=8*

V2Z0nAn}

（3）⑴若装置的安全限制电流为10,则电容器至多储存电量为Q=CU=CI°R

⑵电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，导体棒做加速

度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0,当电容器的电压〃=8及时，放电完毕，而电压表测的是路

端电压，所以电压表示数逐渐增大，直到稳定。

故选Ao

[3]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，安培力减小，

导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0,速度达到最大，炮弹速率随时间变化的v-t

图如图所示

（24-25高三上•上海长宁•阶段练习）航空航天

航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过百余年的快速发展，航空航天已经成为21世纪

最活跃和最有影响的科学技术领域之一，该领域取得的重大成就标志着人类文明的最新发展，也表征

着一个国家科学技术的先进水平。

27.人类在不久的将来会从火星上采集一些"土壤"，带回地球进行研究，下列关于“土壤”研究结论的说法

中正确的是（）

A.含有的金属材料都是单晶体B.具有一定形状的属于多晶体

C.具有固定熔点的一定是晶体D.显示各向同性都属于非晶体

28.大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到

世界一流水平。若焊接所用的激光波长为力，每个激光脉冲中的光子数目为n,已知普朗克常量为h、

光速为c,则下列说法中正确的是（）

B.激光的频率为2

A.激光焊接利用了激光的相干性

C

1

C.激光光子的动量为了D.每个激光脉冲的能量为47f

A

29.王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验。在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的

水球，其简化模型如图所示，气泡与水球同心。航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为

光在气泡内表面发生了.现象。若这种现象是在P点恰好发生的，，=53。，则水的折射率

43

为.o(sin53°=-,cos53°=-)

5

30.一航天飞机在完成某次维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II,如图所示，A点为轨道II

上的远地点，B点为轨道I上的近地点。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A.该航天飞机在轨道II上经过A点的速度小于经过8点的速度

B.该航天飞机在轨道I上经过A点时的加速度大于它在轨道II上经过A点时的加速度

C.在轨道II上从4点运动到B点的过程中，航天飞机的加速度一直变大

D.要从轨道I进入轨道II,该航天飞机需在A点进行减速制动

31.随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。为了减缓对地的碰撞,

设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝

缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abed；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道/WM

PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑

块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运

动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速

度大小为v。，经过时间t火箭着陆，此时火箭速度为v';线圈abed的电阻为R,其余电阻忽略不计；

ab边长为/,火箭主体质量为m,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不

计，求：

（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈。b边两端的电势差&6；

（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；

（3）火箭主体的速度从％减到M的过程中系统产生的电能。

【答案】27.C28.D29.全反射1.2530.ACD

__/“、3,八B℃m2gR（v+gt-v'}11,

31.（1）-BZv；（2）----；（3）—$、J-0----+2—mv'22

40mRB-l2202

【解析】27.A.常见的金属材料大都是多晶体，故A错误；

B.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故B错误;

C.晶体有确定的熔点，因此具有固定熔点的一定是晶体，故C正确；

D.多晶体和非晶体均显示各向同性，因此显示各向同性的不都属于非晶体，故D错误。

故选C。

28.A.激光焊接利用了激光的高能量，不是相干性，故A错误；

B.激光的周期为T=-频率是周期的倒数/=4故B错误；

CZ

C.激光光子的动量是p=Th故C错误；

D.每个光子的能量为E=hv=h^-

A

c

每个激光脉冲的能量为E=nE=nh-故D正确。

&A

故选D„

29.⑴水球中的气泡看起来特别明亮是因为光从水射向气泡时，光在界面上发生了全反射现象；

⑵由全反射临界角公式sinC=」，得水的折射率为“='=一三=1.25

nsinCsin53

30.A.由开普勒行星运动定律可知，卫星在椭圆轨道运动时，在远地点的速度小于在近地点的速度，

即该航天飞机在轨道H上经过A点的速度小于经过B点的速度。故A正确；

B.由尸=6学Mm=根。，可得航天飞机在轨道上的加速度为4=G岑M

rr

该航天飞机在轨道I上经过A点时到地心的距离等于它在轨道n上经过A点时到地心的距离，所以该航

天飞机在轨道I上经过A点时的加速度等于它在轨道n上经过A点时的加速度。故B错误；

C.在轨道H上从A点运动到B点的过程中到地心的距离越来越小，又航天飞机在轨道上的加速度为

GM

a-

所以加速度越来越大。故C正确；

D.该航天飞机在轨道I上做匀速圆周运动；航天飞机在A点从轨道I进入轨道II,做近心运动，所以要

从轨道I进入轨道II,该航天飞机需在A点进行减速制动，故D正确。

故选ACD„

31.（1）。6边产生电动势E=Blv0

3

线圈ab边两端的电势差为路端电压，根据楞次定律可知a端电势高，则有Uab=^Blv0

（2）ab边受到的安培力大小为Fab=BIl=^^

aR

r>212

对火箭主体受力分析可得F-mg=ma解得=---5■-g

abamR

（3）设下落t时间内火箭下落的高度为人，对火箭主体由动量定理

22

HnBlh.

R|Jmgt——=mv-mv0

解得仁皿姜3

BI

22

根据能量守恒定律，产生的电能为E=mgh+mv0-mv

代入数据可得E=疗）l2_l'^

B-l2+2mv°2mv

（23-24高二下•上海•期中）月球探测工程

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g%

32.嫦娥号登陆月球时，沿图中虚线方向做匀减速直线运动靠近月球表面，则发动机的喷气方向可能为

)

33.嫦娥号在竖直下降登月过程中，在距月球表面高度为人处以相对月球的速度v开始做匀减速直线运

动，加速度大小为a,下降至距月球表面高度为处相对月球速度为零。质量为M的嫦娥

号在保持悬停的过程中，发动机不断竖直向下喷出相对其速度为u的气体。在一次短促的喷射过程中

（嫦娥号质量不变），单位时间内需消耗燃料的质量为o

34.未来，嫦娥号可以搭载三维成像微波高度计，利用天线1和2同时向月球表面发射微波，然后通过接

收回波和信号处理，从而确定月球表面的高度值，如图（a）o图（b）为高度计所获得微波的

条纹图样，两列天线发射的微波需满足的条件是、、o

35.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〉=-45立W。绳

上产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，则t=7■时的波形图为（）

（2）如图（b）所示，实线为to时刻绳子的波形，虚线为to+0.2s时刻绳子的波形，P为x=4m处的质

点。绳波的传播速度可能为m/s„在to+l.Os时刻，质点P所处位置的坐标为

36.在月球上进行的机械波实验中，两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播，波源/W（Om,0cm）产生

的波沿x轴正方向传播，波源N（9m,0cm）产生的波沿x轴负方向传播。t=0时刻某一波源先开始振

动，t=0.2s时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于x=2m和x=8m的两个质点都处于波峰位

置。下列说法正确的是（）

A.波源M先振动且起振方向向下

B.沿x轴负方向传播的N波波速为10m/s

C.再经过O.2s,x=6m的质点纵坐标为5cm

D.两列波可以发生稳定的干涉现象

【答案】32.D33.h-—则34.干涉振动频率相同振动方向相同相位差恒

2au

定35.A20"+55=0、1、2、3…)(4m,-0.1m)36.C

【解析】32.嫦娥号沿图中虚线做匀减速直线运动靠近月球表面，则合力沿虚线向上，四幅图中只有D

图的喷气方向才有可能产生沿虚线向上的合力。

故选D；

33.⑴相对月球速度为零时，根据逆向思维可得嫦娥号下落高度-

2a

此时到月球表面的高度为h^h-h'=h--

2a

［2］在一次短促的喷射过程中，喷出的气体质量为m,喷射时间为t,喷出的气体受到的力为F,取向下

为正方向，则有Ft=muF=Mg月

联立可得m=^t

U

则单位时间内需要消耗的燃料质量为?='=组

tU

34.5根据图样可知，图样是微波的干涉条纹；

⑵⑶⑷产生稳定的干涉条纹的条件是两列波是相干波，既振动频率相同、振动方向相