2025年高考二輪復(fù)習(xí)物理熱點(diǎn)2　航天技術(shù)類5

熱點(diǎn)二航天技術(shù)類選擇題1~6題,每小題6分,7~9題,每小題8分,共60分1.(2024山東煙臺一模)“星下點(diǎn)”是指衛(wèi)星和地心連線與地球表面的交點(diǎn)。如圖甲所示是人造地球衛(wèi)星A的運(yùn)行圓軌道及“星下點(diǎn)”示意圖,衛(wèi)星A的繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致,M點(diǎn)是衛(wèi)星A某時(shí)刻的“星下點(diǎn)”,如圖乙所示是衛(wèi)星A的“星下點(diǎn)”在完整地球平面圖上一段時(shí)間內(nèi)的軌跡,已知地球同步衛(wèi)星B(圖中未畫出)的軌道半徑為r,則衛(wèi)星A的軌道半徑為()A.r5 B.rC.r39 D答案C解析由圖乙可知,地球每自轉(zhuǎn)一圈衛(wèi)星運(yùn)動3圈,衛(wèi)星做圓周運(yùn)動,根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=m2πT2r,可得同步衛(wèi)星的周期為T=2πr3GM,衛(wèi)星A的周期為T'=2πr'3GM2.(多選)(2024廣東二模)2024年,我國探月計(jì)劃第六個(gè)探測器嫦娥六號出征月球,飛往月球背面采集土壤并返回地球。如圖所示,O1為地球的球心、O2為月球的球心,圖中的P點(diǎn)為地—月系統(tǒng)的一個(gè)拉格朗日點(diǎn),在該點(diǎn)的物體能夠保持和地球、月球相對位置關(guān)系不變,以和月球相同的角速度繞地球做勻速圓周運(yùn)動。地球上的人總是只能看到月球的正面,嫦娥六號將要達(dá)到的卻是月球背面的M點(diǎn),為了保持和地球的聯(lián)系,我國還將發(fā)射鵲橋二號中繼通信衛(wèi)星,讓其在以P點(diǎn)為圓心、垂直于地月連線的圓軌道上運(yùn)動。下列說法正確的是()A.我們無法看到月球的背面,是因?yàn)樵虑虻淖赞D(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同B.發(fā)射嫦娥六號時(shí),發(fā)射速度要超過第二宇宙速度,讓其擺脫地球引力的束縛C.以地球球心為參考系,鵲橋二號中繼衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動D.鵲橋二號中繼衛(wèi)星受到地球和月球引力的共同作用答案AD解析因?yàn)槌毕i定,月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同,所以我們無法看到月球的背面,故A項(xiàng)正確;嫦娥六號并沒擺脫地球引力的束縛,因此發(fā)射速度不會超過第二宇宙速度,故B項(xiàng)錯誤;以地球?yàn)閰⒖枷?鵲橋二號一方面繞地月系統(tǒng)共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動,另一方面繞P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,因此以地心為參考系,它是兩個(gè)勻速圓周運(yùn)動的合運(yùn)動,故C項(xiàng)錯誤;鵲橋二號中繼衛(wèi)星受地球和月球共同引力的作用,故D項(xiàng)正確。3.(2024浙江溫州二模)2024年1月17日,搭載“天舟七號”貨運(yùn)飛船的運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場發(fā)射。次日凌晨,“天舟七號”貨運(yùn)飛船成功對接空間站“天和”核心艙,如圖所示。對接后,“天舟七號”與空間站組成組合體,運(yùn)行在離地高度約為400km的圓形軌道上,下列說法正確的是()A.組合體的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度B.組合體的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度C.組合體的向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度D.“天舟七號”攜帶的一未開封貨物,在發(fā)射前與對接后所受的重力相等答案B解析設(shè)物體繞地球做半徑為r、周期為T的勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律有GMmr2=m4π2rT2,解得T=2πr3GM,根據(jù)上式可知,由于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑大于組合體的軌道半徑,所以同步衛(wèi)星的周期大于組合體的周期,而同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以組合體的周期小于地球自轉(zhuǎn)周期,又根據(jù)ω=2πT,可知組合體的角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度,故A錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=mv2r,解得v=GMr,由于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑大于組合體的軌道半徑,所以組合體的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度,故B正確;根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=ma,解得a=GMr2,由于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑大于組合體的軌道半徑,所以組合體的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度,故C錯誤;“天舟七號”攜帶的未開封貨物,發(fā)射前在地面上時(shí)r=R,得4.(2024山東德州模擬)天問一號是執(zhí)行中國首次火星探測任務(wù)的探測器,該名稱源于屈原長詩《天問》,表達(dá)了中華民族對真理追求的堅(jiān)韌與執(zhí)著。如圖所示是天問一號的運(yùn)行軌跡圖,在運(yùn)行過程中天問一號進(jìn)行了多次軌道修正,天問一號進(jìn)入火星軌道后,軌跡是一個(gè)繞著火星的橢圓。遠(yuǎn)火點(diǎn)是這個(gè)橢圓軌跡上距離火星最遠(yuǎn)的一點(diǎn),遠(yuǎn)火點(diǎn)平面軌道調(diào)整就是將天問一號的繞火星飛行路線從橫著繞變成豎著繞并進(jìn)入遙感使命軌道,這樣天問一號就能夠?qū)鹦堑膬蓸O進(jìn)行拍攝,從而完成對火星全球的遙感成像任務(wù)()A.天問一號發(fā)射階段的速度必須大于第二宇宙速度B.天問一號在進(jìn)入火星軌道前只受到地球和火星的引力影響C.天問一號在遠(yuǎn)火平面制動點(diǎn)的加速度比在其他繞火星軌道的加速度都要大D.天問一號的遙感使命軌道是火星的同步軌道,在這個(gè)軌道上天問一號相當(dāng)于火星的同步衛(wèi)星答案A解析天問一號要脫離地球的吸引,發(fā)射階段的速度必須大于第二宇宙速度,故A正確;天問一號在地火轉(zhuǎn)移階段受太陽引力的影響不能忽略,故B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律GMmr2=ma,解得a=GMr2,遠(yuǎn)火點(diǎn)則是這個(gè)橢圓軌跡上距離火星最遠(yuǎn)的一點(diǎn),故天問一號在遠(yuǎn)火平面制動點(diǎn)的加速度比其他繞火星軌道的加速度都要小,故C錯誤;天問一號的遙感使命軌道是橢圓軌道,不是火星的同步衛(wèi)星軌道5.(2024遼寧葫蘆島一模)2023年5月神舟十六號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接,形成了三艙三船組合體,載人發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。載人飛船發(fā)射后變軌過程可簡化為如圖所示,首先發(fā)射到停泊軌道Ⅰ上進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn),停泊軌道半徑近似為地球半徑R;然后在軌道Ⅰ上P處點(diǎn)火加速運(yùn)行到轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上,最后擇機(jī)在Q處與中國空間站完成對接。已知中國空間站圓軌道距地面的高度為h,運(yùn)行周期為T,則()A.飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上各點(diǎn)的速度均小于7.9km/sB.飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上正常運(yùn)行的周期為TⅡ=(C.飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)時(shí)的速率之比為vD.飛船在停泊軌道Ⅰ上P點(diǎn)的加速度小于在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上P點(diǎn)的加速度答案C解析停泊軌道Ⅰ半徑近似為地球半徑R,則飛船在停泊軌道Ⅰ上各點(diǎn)的速度等于第一宇宙速度,即7.9km/s,飛船在停泊軌道Ⅰ的P點(diǎn)加速,做離心運(yùn)動進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ,故飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上P點(diǎn)的速度大于在停泊軌道Ⅰ上P點(diǎn)的速度,即大于7.9km/s,故A錯誤;根據(jù)開普勒第三定律(R+h)3T2=2R+h23TⅡ2,解得飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上正常運(yùn)行的周期為TⅡ=(2R+h)T2(R+h)2R+h2(R+h),故B錯誤;根據(jù)開普勒第二定律,12R·vPΔt=16.(2024廣西貴港二模)2024年2月23日,“長征5號”遙七運(yùn)載火箭搭載通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星十一號發(fā)射成功,被譽(yù)為龍年首發(fā)。衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道后,主要用于開展多頻段、高速率衛(wèi)星通信技術(shù)驗(yàn)證。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍,下列說法正確的是()A.地球同步衛(wèi)星可以靜止在北京上空B.同步衛(wèi)星運(yùn)行速度是第一宇宙速度的1C.同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度的1D.若忽略地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng),則同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的1答案B解析地球同步衛(wèi)星靜止在赤道上空,不可能靜止在北京上空,故A錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=mv2r,可得v=GMr,則同步衛(wèi)星運(yùn)行速度與第一宇宙速度之比v同v1=1nR1R=1n,故B正確;同步衛(wèi)星與地球赤道上物體角速度相同,根據(jù)v=ωr,則同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度與地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度之比v同v物=nRR=n,故C錯誤;忽略地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng),根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系,地球表面任一質(zhì)量為m7.(2024山東濟(jì)南一模)有衛(wèi)星通信功能的,只要在有衛(wèi)星信號覆蓋的地方,就可以實(shí)現(xiàn)通話。如圖所示,通過三顆赤道上空的通信衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)環(huán)赤道全球通信,已知三顆衛(wèi)星離地面高度均為h,地球的半徑為R,地球表面重力加速度為g,引力常量為G,下列說法正確的是()A.三顆通信衛(wèi)星受到地球的萬有引力的大小一定相等B.其中一顆質(zhì)量為m的通信衛(wèi)星的動能為mgC.能實(shí)現(xiàn)赤道全球通信時(shí),衛(wèi)星離地高度至少為2RD.同一衛(wèi)星在高軌道的動能大于在低軌道的動能答案B解析根據(jù)萬有引力的公式F=GMm(R+h)2可知,由于不知道三顆衛(wèi)星的質(zhì)量大小,因此不能確定三顆衛(wèi)星所受地球萬有引力大小的關(guān)系,故A錯誤;根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力有GMm(R+h)2=mv2R+h,可得衛(wèi)星的線速度v=GMR+h,則該衛(wèi)星的動能Ek=12mv2=GMm2(R+h),而對于環(huán)繞地球表面做圓周運(yùn)動的物體有GMm'R2=m'g,可得GM=gR2,則可得該物體的動能Ek=mgR22(R+h),而顯然對于同一顆衛(wèi)星,8.(2024湖北二模)《天問》是屈原筆下的不朽詩篇,而“天問”行星探索系列代表著中國人對深空物理研究的不懈追求。如下圖所示,半徑均為R的兩球形行星A、B的密度之比為ρA∶ρB=1∶2,A、B各有一個(gè)近地衛(wèi)星,分別為C、D,其繞行周期分別為TC、TD。站在行星表面的航天員從距A行星表面高為h處以v0水平拋出一物體a,從距B行星表面高為2h處以2v0水平拋出另一物體b。下列說法正確的是()A.C、D繞A、B運(yùn)行的速度之比為1∶2B.C、D繞A、B運(yùn)行的周期滿足TC=TDC.由于不知道a與b的質(zhì)量,所以無法求出二者落地時(shí)速度之比D.a、b兩物體從拋出到落地的位移之比為1∶2答案D解析近地衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動,由萬有引力提供向心力可得GMmR2=mv2R可得v=GMR=G·ρ43πR3R=G·ρ43πR2∝ρ,可知C、D繞A、B運(yùn)行的速度之比為vC∶vD=ρA∶ρB=1∶2,故A錯誤;近地衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運(yùn)動,由萬有引力提供向心力可得GMmR2=m4π2T2R,可得T=4π2R3GM=4π2R3G·ρ43πR3=3πGρ∝1ρ,可知C、D繞A、B運(yùn)行的周期之比為TC∶TD=ρB∶ρA=2∶1,故B錯誤;在行星表面有GMmR2=mg,可得g=GMR2=G·ρ43πR3R2=G·ρ43πR∝ρ,可知行星A、B的表面重力加速度之比為gA∶gB=ρA∶ρB=1∶2,對于物體a,根據(jù)動能定理可得magAh=12mava2-12mav02,可得落地時(shí)速度va=v02+2gAh,對于物體b,根據(jù)動能定理可得mbgB·2h=12m9.(多選)(2024福建龍巖二模)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(shí)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(yùn)動,距地面高度約為720km,運(yùn)行一圈所用時(shí)間約為100分鐘。如圖所示,為了隨時(shí)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.“夸父一號”的運(yùn)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(yùn)動的速度大于7.9km/sC.“夸父一號”繞地球做圓周運(yùn)動的向心加速度小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答案AC解析因?yàn)椤翱涓敢惶枴钡能壍榔矫嬉谝荒曛惺冀K與太陽保持固定的取向