航天科技-2025年上海高考物理復習專練（解析版）

熱點02航天科技

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

1裝點解讀

航空航天技術是人類探索宇宙、突破地球限制的偉大壯舉。從最初的飛行夢想，到如今衛(wèi)星導航、

載人航天、深空探測的輝煌成就，航空航天不僅推動了科技進步，更深刻改變了人類的生活方式。它

讓我們得以從太空視角審視地球，促進了全球通信與定位系統(tǒng)的建立。同時，航空航天領域的創(chuàng)新也

為材料科學、生命科學等領域帶來了革命性突破。未來，隨著技術的不斷演進，人類對太空的探索將

更加深入，航空航天將繼續(xù)引領人類走向更加廣闊的星辰大海。

工訊時提升練

考點01

力學

（23-24高一下?上海?期末）宇宙

宇宙中除了地球和其他天體外，還充滿著各種射線、星際磁場、星際塵埃等物質。

1.把所有物體之間都存在的相互吸引力叫做萬有引力，卡文迪什利用實驗測出了引力常

量，其值為G=6.67x1011o

2.長征五號B運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功首飛，將新一代載人飛船試驗船送入太空，若試驗船

繞地球做勻速圓周運動，周期為7,軌道半徑為r,已知地球半徑為R,萬有引力常量為G,則地球的

第一宇宙速度為;地球的質量為o

卜萬2r34萬2r3

【答案】1.牛頓扭秤N-m2/kg22.

VT-RGT1

【解析】1.⑴牛頓把所有物體之間都存在的相互吸引力叫做萬有引力。

122

⑵⑶卡文迪什利用扭秤實驗測出了引力常量，其值為G=6.67xlO-iN-m/kgo

2?即根據(jù)竿中解得人詈

GMm

又解得v=

kRvT2R

（23-24高一下?上海閔行?期中）神舟飛船

神舟飛船是中國自行研制、具有完全自主知識產權、達到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術的空間載

人飛船。神舟飛船與國際第三代飛船相比，具有起點高、具備留軌利用能力等特點。神舟系列載人飛

船由專門為其研制的長征二號F火箭發(fā)射升空，已知萬有引力常量G為6.67義10口?4-012/1^2。

3.若用運載神舟飛船的火箭將一輛小米SU7跑車發(fā)射到太空。假設其軌道示意圖如下圖中橢圓H所示，

其中4C分別是近日點和遠日點，圖中I、III軌道分別為地球和火星繞太陽運動的圓軌道，B點為軌

道II、III的交點，若運動中只考慮太陽的萬有引力，則以下說法正確的是（）

A.跑車經過A點時的速率大于火星繞日的速率

B.跑車在C點的速率一定大于火星繞日的速率

C.跑車經過B點時的加速度大于火星經過8點時的加速度

D.跑車由A到C的過程中動能減小，機械能也減小

4.若飛船軌道上運行可近似看成沿圓軌道做勻速圓周運動，離地球表面的平均高度//=1.41x106m。已知

地球半徑R球=6.37xl（）6m,地球質量M=5.97xl（）24kg。飛船在軌道上運行的過程中，下列物理量中保

持不變的有（填選項）；

A.速度B.合力C.加速度D.角速度

5.2023年7月12日，中國載人航天工程辦公室副總師張海聯(lián)披露，我國計劃在2030年前實現(xiàn)載人登

月。若宇航員在月球表面的h高處由靜止釋放一個小球，經過時間t小球落到月球表面，將月球視為質

量均勻的球體，已知月球的半徑為R,若在月球表面發(fā)射繞月球飛行的衛(wèi)星，則最小的發(fā)射速度要達到

多少？

【答案】3.A4.D5.

t

【解析】3.A.跑車經過八點時做離心運動，速率大于地球的速率，由地球和火星運行過程中由萬有引

力提供向心力G粵=機己解得V、四

rrVr

可知火星繞日的速率小于地球繞日的速率，故跑車經過A點時的速率大于火星繞日的速率，故A正確;

A4rnGM

C.由牛頓第二定律得G^=ma解得

跑車經過B點時的加速度等于火星經過B點時的加速度，故C錯誤；

B.跑車在C點的速率小于其過C點繞太陽做勻速圓周運動的速率，則跑車在C點的速率小于火星繞日

的速率，故B錯誤；

D.跑車由A到C的過程中動能減小，機械能不變，故D錯誤。

故選Ao

4.飛船在軌道上運行的過程中，速度、合力、加速度的大小不變，但方向時刻改變，而角速度不變。

故選D。

5.根據(jù)題意可得h=^gt2

根據(jù)mg=m^可得衛(wèi)星發(fā)射的最小速度為丫=麻=立研

Rt

（23-24高一下?上海?階段練習）宇宙探索

人類從誕生開始，無數(shù)科學家前赴后繼揭開了宇宙演化的部分神秘面紗，而如暗物質、暗能量等這些

未解之謎有待人們進一步的探索。

6.關于科學家對宇宙探索做出貢獻的敘述中正確的是（）

A.牛頓提出了“日心說"，并且發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

B.第谷觀測了行星的軌道數(shù)據(jù)，提出了行星運動三大定律

C.伽利略利用扭秤裝置和微小放大法，較準確地測出引力常量G

D.哈勃觀測到遙遠恒星的光譜紅移現(xiàn)象，提出宇宙正在膨脹

7.宇航員乘坐星際飛船高速駛離地球的過程中，在考慮相對論效應的情況下，宇航員發(fā)現(xiàn)（）

A..星際飛船的長度變短

B.星際飛船上的物體的質量變大

C.地球上的時鐘變慢

D.地球上有些建筑物的高度不變

8.（簡答）從物理學角度，由地面發(fā)射太空飛行器或飛船，可以借助地球自轉選擇發(fā)射（選填"向

東"或"向西"）；我國先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天發(fā)射中心，它們的緯度依次為北緯

41。、38。、28。、190,請分析選擇哪個發(fā)射場較好？

9.如圖是“哈雷彗星"繞太陽沿橢圓軌道運動的示意圖，其中4F2是橢圓的兩個焦點，。是橢圓的中心,

觀測發(fā)現(xiàn)“哈雷彗星"經過P點的速率小于經過Q點的速率。已知太陽的質量為m,引力常量為G,

貝（I：

①太陽應位于（選填：A."臼點”；B.嚇2點”;C."。點”）；

②測得“哈雷彗星"在距離太陽「1處的運行速度大小為V],則在距離太陽「2處的運行速度大小1/2=—。

③根據(jù)廣義相對論可知，"哈雷彗星"在由空間彎曲產生較明顯的進動，其"攜帶"的時鐘在—

走得較慢。（均選填：A."P點";B."Q點"）。

【答案】6.D7.C8.向東文昌9.F2—Q點P點

r2

【解析】6.A.哥白尼提出了日心說，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A錯誤；

B.第谷觀測出了行星的軌道數(shù)據(jù)，伽利略總結出了行星運動三大定律，故B錯誤；

C.卡文迪許利用扭秤裝置和微小形變放大思想，比較準確地測出了引力常量，故C錯誤；

D.哈勃觀測到遙遠恒星的光譜的紅移現(xiàn)象，提出宇宙正在膨脹，故D正確；

故選D。

7.根據(jù)狹義相對論可知，地面上某一事件所對應的時間流逝變慢了，地面上某一物體的長度變小，飛

船的長度和質量不變。

故選Co

8.5地球的自轉方向是自西向東，利用慣性，飛船可以向東發(fā)射；

⑵為了最大限度地利用地球的自轉速度，在赤道或赤道附近，地球的線速度越大，則選擇文昌發(fā)射基地

較好。

9.①"哈雷彗星"經過P點的速率小于經過Q點的速率，則太陽位于F2點；

②根據(jù)開普勒第二定律可知:匕卒=；%小則匕=%

③⑴⑵太陽位于F2點，根據(jù)廣義相對論可知，"哈雷彗星"在Q點由空間彎曲產生較明顯的進動，"哈雷

彗星”在P點的速率較小，則"攜帶"的時鐘走得較慢。

（23-24高一下?上海閔行?期末）閱讀材料，回答下列問題。

材料三：近年來我國航天事業(yè)飛速發(fā)展，從通信、導航到氣象預報，衛(wèi)星技術的應用遍及各個領域。

從神舟飛船到嫦娥探測器，再到天宮空間站，每一次航天任務的背后都離不開物理知識的支持。

10.用國際單位制的基本單位表示萬有引力常量的單位，下列符合要求的是（）

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

11.東方紅二號衛(wèi)星是我國第一代地球同步通信衛(wèi)星，在軌一共兩顆，其中一顆定點于東經125。，另一顆

定點于東經103。，關于東方紅二號衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）

A.它的運行速度為7.9km/s

B.若衛(wèi)星的質量變?yōu)樵瓉淼?倍，其同步軌道半徑也變?yōu)樵瓉淼?倍

C.它可以繞過北京的正上方，所以我國能夠利用它進行電視轉播

D.我國發(fā)射的其他地球同步衛(wèi)星，與東方紅二號衛(wèi)星的運行速度大小都相等

12."天宮二號”空間站繞地球在圓軌道上運行，已知軌道半徑為r,運行周期為T,萬有引力常量為G,利

用以上數(shù)據(jù)不能求出的是（）

A.地球的質量B.空間站的加速度

C.空間站受到的向心力D.空間站運行的線速度

13.2024年5月3日，嫦娥六號探測器搭載火箭成功發(fā)射，開啟世界首次月球背面采樣返回之旅。已知月

球的質量約為地球的《，月球半徑約為地球半徑的!，地球表面重力加速度為g,地球的第一宇宙速度

取7.9km/s,則月球的第一宇宙速度為km/s（結果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】10.D11.D12.C13.1.8

【解析】10.根據(jù)尸=包當

r

可得G的單位是Nm2/kg，由牛頓第二定律F=ma可得lN=lkg.m/s2

所以G的單位是n?/（kg22）。故選D。

11.AC.東方紅二號衛(wèi)星是地球同步通信衛(wèi)星，它的軌道在赤道面，不會繞過北京的正上方。運行速度

小于第一宇宙速度7.9km/s。故AC錯誤；

可知同步軌道半徑與衛(wèi)星的周期有關，為定值。不會隨衛(wèi)星質量的改變而改變，我國發(fā)射的其他地球同

步衛(wèi)星，與東方紅二號衛(wèi)星的運行速度大小都相等。故B錯誤；D正確。

故選D。

47r247r2T3

12.A.根據(jù)空絲=mtr解得故A正確，與題意不符；

rT2GT2

4/

B.根據(jù)a=^Tr故B正確，與題意不符；

「41

C.根據(jù)F=m-^-t”可知空間站質量未知，所以無法確定其向心力。故C錯誤，與題意相符;

D.根據(jù)丫=爺故D正確，與題意不符。

本題選不正確的故選C。

G——Mm

GMmvl81

13.地球的第一宇宙速度設為v地，則有一同理

R2RJR),

4

聯(lián)立，解得咽=L8km/s

(23-24高三下?上海?開學考試)中國載人航天工程

2023年10月26日消息，據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，神舟十七號載人飛船入軌后，于北京時

間2023年10月26日17時46分，成功對接于空間站天和核心艙前向端口，整個對接過程歷時約

6.5小時。

14.若某天體的質量約為地球的;，半徑約為地球的3倍，則天體和地球的重力加速度之比為，

若在該天體上，和地球從同樣高度以同樣速度平拋同一物體，水平位移之比為o

15.空間站的運行軌道可近似看作圓形軌道I,橢圓軌道II為神舟十七號載人飛船與空間站對接前的運行

軌道，已知地球半徑為R,兩軌道相切于P點，地球表面重力加速度大小為g,下列說法正確的是

()

A.軌道I上的線速度大小為旅

B.神舟十七號載人飛船在軌道I上P點的加速度小于在軌道H上P點的加速度

C.神舟十七號載人飛船在P點經點火加速才能從軌道II進入軌道I

D.軌道I上的神舟十七號載人飛船想與前方的空間站對接，只需要沿運動方向加速即可

【答案】14,士Y15.C

GMm

【解析】14.⑴根據(jù)岑Jng

￡=電互」x￡=J_

可知天體和地球的重力加速度之比為

g地M地R243236

⑵若在該天體上，和地球從同樣高度以同樣速度平拋同一物體,

豎直方向根據(jù)h=^gt2可得t=2h

g

水平方向有了=%/=%，乎

可知水平位移之比為二=、區(qū)=?

無地'g1

15.A.根據(jù)窄，mg可得GM=gR2

根據(jù)萬有引力提供向心力可得空竺=加匕解得v=GM

rr

則軌道I上的線速度大小滿足故A錯誤;

B.根據(jù)牛頓第二定律可得±^=ma可得。=丁

rr

可知神舟十七號載人飛船在軌道I上P點的加速度等于在軌道II上P點的加速度，故B錯誤；

C.衛(wèi)星從低軌道變軌到高軌道需要在變軌處點火加速，則神舟十七號載人飛船在P點經點火加速才能

從軌道II進入軌道I,故c正確；

D.軌道I上的神舟十七號載人飛船想與前方的空間站對接，如果沿運動方向加速，神舟十七號載人飛

船將做離心運動，不可能與前方的空間站完成對接，故D錯誤。

故選C。

（2024高二下?上海?學業(yè)考試）逐夢航天

1970年，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號"成功發(fā)射。2024年，"嫦娥六號"探測器在月球背面揚

起五星紅旗。探索浩瀚宇宙是人類不懈追求的航天夢。

16."東方紅一號"沿橢圓軌道繞地球運行，若分別用打、匕表示其在近地點。、遠地點b的速度大小，則

C.v>v

A.va<vbB.va=vbab

17.繼“東方紅一號"后，我國又發(fā)射了"東方紅二號"，它在繞地心轉動時始終相對于地球表面靜止。

(1)"東方紅二號"o(多選)

A.離地高度不變B.運行軌道與地球赤道平面共面

C.運行周期和地球自轉的周期相同D.運行軌道平面過地球的南、北極

(2)根據(jù)廣義相對論，靜置于地面的鐘與繞地運行的“東方紅二號"里的鐘相比o

A.兩者一樣快B.靜置于地面的鐘快C."東方號二號”里的鐘快

18."東方紅一號”曾直接向地球發(fā)送《東方紅》樂曲信號，而"嫦娥六號”在月球背面時無法直接與地球通

信，需要中繼通信衛(wèi)星"鵲橋二號"利用波轉發(fā)信號，"鵲橋二號"帆板上的光伏電池將

能轉換為電能。

19."嫦娥六號”環(huán)繞月球做軌道半徑為八周期為7■的勻速圓周運動。

(1)"嫦娥六號"繞月球運動的向心加速度大小為O

“4%2c4/「2萬2c2萬

A-亍，B-TVCTrD-亍

(2)己知引力常量為G,則月球的質量為。

20.月球與地球質量的比值為k、半徑的比值為n,貝〃嫦娥六號”攜帶的五星紅旗在月球表面與在地球表面

所受重力大小的比值近似為。

.n_k

A.nk~B.—yC.hrD.—

【答案】16.C17.ABCC18.電磁光

【解析】16.根據(jù)開普勒第二定律可知…-故選C。

17.(1)四“東方紅二號"繞地心轉動時始終相對于地球表面靜止，為地球的同步衛(wèi)星，離地高度不變，

運行軌道與地球赤道平面共面，運行周期和地球自轉的周期相同。故選ABC。

(2)⑵根據(jù)廣義相對論，靜置于地面的鐘與繞地運行的“東方紅二號"里的鐘相比"東方號二號"里的鐘

快。故選C。

18.⑴⑵"東方紅一號”曾直接向地球發(fā)送《東方紅》樂曲信號，而"嫦娥六號"在月球背面時無法直接與

地球通信，需要中繼通信衛(wèi)星"鵲橋二號"利用電磁波轉發(fā)信號，"鵲橋二號"帆板上的光伏電池將光能轉

換為電能。

19.(1)⑴“嫦娥六號"繞月球運動的向心加速度大小為黃r

故選A。

GMm4病4//

⑵已知引力常量為G,則—=m——r解得M=

產T2GT2

20.根據(jù)黃金代換，可得牌

則"嫦娥六號"攜帶的五星紅旗在月球表面與在地球表面所受重力大小的比值近似為

GM月m

G月重_瑞_"月眉_￡

行二一GM地九一八“魘一/

故選Do

（23-24高一下?上海?階段練習）萬有引力與中國空間站

2023年10月15日是神舟五號飛天二十周年，二十年前楊利偉代表13億中國人踏上了逐夢太空的征

途。從此，中國人開啟了從“飛天夢圓"到"圓夢天宮"。

21.在火箭加速升空過程中，不計空氣阻力

（1）楊利偉處于狀態(tài)（選填"超重"或"失重"）。

（2）關于火箭的受力，下列敘述正確的是

A.噴出的氣體對火箭的推力與火箭對噴出的氣體的推力是一對平衡力

B.噴出的氣體對火箭的推力與火箭的重力是一對作用力和反作用力

C.噴出的氣體對火箭的推力大于火箭對噴出氣體的推力

D.噴出的氣體對火箭的推力大于火箭的重力

22.許多科學家對天文學的發(fā)展都做出了巨大貢獻

（1）關于萬有引力，下列說法正確的是

A.伽利略發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

B.卡文迪什用扭秤測定了引力常量

C.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，并測定了引力常量

D.愛因斯坦發(fā)現(xiàn)牛頓力學在強引力場下依然精確

（2）如圖所示，橢圓為地球繞太陽運動的軌道，43分別為地球繞太陽運動的近日點和遠日點，地球經

過這兩點時的速率分別為乙和VB：陰影部分為地球與太陽的連線在相等時間內掃過的面積，分別用

SA和SR表示，則乙、SA梟。（均填">或"<"）

地球

23.天宮空間站繞地球運行軌道近似可以看作勻速圓周運動，天宮二號是中國首個具備補加功能的載人航

天科學實驗空間實驗室，在預設的離地390km處在軌運行，重8.6噸。

（1）在天宮空間站運行的過程中，下列哪個物理量保持不變

A.速度B.角速度C.加速度D.合外力

（2）已知地球的質量為5.972xl0"kg、半徑約為6371km,萬有引力常量G=6.67x10-4仙?/kg?,則天

宮二號在軌道上受到地球的萬有引力大小為N。（保留2位有效數(shù)字）

24.太空艙繞地球做勻速圓周運動，為了測量太空艙中物體的質量，宇航員設置了如圖所示裝置：將待測

物體（可視為質點）與細線（質量可忽略不計）一端相連，把物體放在桌面上，細線的另一端通過桌

面上的光滑小孔。與彈簧秤的掛鉤相連，彈簧秤再用細線與飛船壁相連。給待測物體一個初速度，使

它在桌面上做勻速圓周運動，利用太空艙中基本測量工具就可以間接地測量計算物體的質量了。

P

、

小

，

上

彈

簧

TJ■秤

T：

一

：

：

：

一

必

777777777

（1）（多選）可測量記錄的物理量有以下內容，實驗時真正需要測量的物理量有

A.圓周運動半徑RB.待測物體與彈簧秤鉤間細線長度L

C.圓周運動周期TD.桌面與某面太空艙壁夾角d

E.彈簧秤度數(shù)尸F(xiàn).太空艙內溫度，

（2）（計算）待測物體質量機的表達式。

（3）改用不同材質桌面減小摩擦后，對同一物體實驗測量，所得質量數(shù)值_______（填"增大"、"不變"或

"減小"）。撤去彈簧秤，改用懸掛已知質量的鉤碼，以鉤碼重力提供物體圓周運動的向心力，此測量實

驗（填"可以"或"不可以"）在太空艙內完成。

25.隨著技術進步，為使宇航員更加適應長期的外太空生活，可以考慮將太空艙建成一個半徑足夠大的環(huán)

形結構，繞著中心軸做勻速圓周運動來模擬重力。假定太空艙到中心軸半徑為100m,為模擬地球

9.8m/s2的重力加速度，此時:

環(huán)形太空艙示意圖（非等比例）

（1）宇航員的腳應站在（填"內"或"外"）艙壁上。

（2）（計算）太空艙的轉速多大？（保留3位有效數(shù)字）

【答案】21.超重D22.B>23.B7.5xlO4

FT2

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

【解析】21.（1）⑴加速升空過程中，楊利偉具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)。

（2）[2]AC.噴出的氣體對火箭的推力與火箭對噴出的氣體的推力是一對作用力和反作用力，大小相

等、方向相反，AC錯誤；

B.噴出的氣體對火箭的推力與火箭的重力作用在同一物體上，不是一對作用力和反作用力，B錯誤;

D.火箭加速升空，噴出的氣體對火箭的推力大于火箭的重力，D正確。

故選D。

22.（1）[1]ABC.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪什用扭秤測定了引力常量，AC錯誤，B正確;

D.牛頓力學適用于低速、宏觀、弱引力場，故D錯誤。

故選Bo

（2）⑵⑶根據(jù)開普勒第二定律可知地球與太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等，即￡=SB

近日點的速度大于遠日點的速度，即L>VB

23.（1）[1]在天宮空間站運行的過程中，速度、加速度、合外力的方向時刻改變，保持不變的物理量是

角速度。故選B。

（2）⑵天宮二號在軌道上受到地球的萬有引力大小

"「Mm5.972X1024X8,6X103

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

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

24.（1）根據(jù)題意可知，太空艙繞地球做勻速圓周運動，太空艙內物體對桌面的壓力為0,則物體與桌

、.萬22

面間沒有摩擦力，則有F=m4^-R解得m=-p^T-

T24/R

可知，需要測量圓周運動半徑R、圓周運動周期丁、彈簧秤度數(shù)F。

故選ACE?

FT2

（2）由前面分析可知，待測物體質量的表達式為m=——--

4-R

（3）由于物體與桌面間沒有壓力，沒有摩擦力，則改用不同材質桌面后，對同一物體實驗測量，所得

質量數(shù)值不變；

由于在太空艙內鉤碼處于完全失重狀態(tài)，則以鉤碼重力提供物體圓周運動的向心力，此測量實驗不可以

在太空艙內完成。

25.（1）宇航員繞著中心軸做勻速圓周運動來模擬重力，此時由外艙壁對宇航員的彈力提供圓周運動的

向心力，即宇航員的腳應站在外艙壁上；

⑵宇航員繞著中心軸做勻速圓周運動來模擬重力，則有g=R（2必y解得w=0.05r/s

考點02

電磁學

（2024?上海閔行?二模）電磁發(fā)射

26.2023年9月7日，中國航天科工三院完成了商業(yè)航天電磁發(fā)射高溫超導電動懸浮航行試驗，創(chuàng)造了國

內高溫超導電動懸浮最高航行速度記錄！

（1）如圖為電磁發(fā)射器的原理簡化圖，一個可以產生恒定電流Io的電源、兩根間距為L的光滑水平金屬

導軌和電阻為R的金屬炮彈組成閉合回路（其余電阻忽略不計）。兩金屬導軌中的電流會在炮彈處產

生__方向的磁場，其磁感應強度為B=klo（左為比例系數(shù)）該磁場會對炮彈產生一個大小為一

的安培力，從而推動炮彈加速。

導軌4

C）恒流源（炮林

（2）如圖（a）,實際情況中常使用低壓交流電源和升壓變壓器給電磁炮供電。圖（b）為交流電源的原理

示意圖，其結構為一個匝數(shù)為N的線圈abed在勻強磁場中繞OO,軸以恒定角速度。轉動。

圖(a)圖(b)

①關于圖（b）中的線圈，以下說法中錯誤的是

A.線圈abed此時恰垂直于中性面

B.線圈。bed垂直于中性面時磁通量的變化率最大

C.線圈。bed產生交流電的周期為3

a）

②若通過導軌的電流正方向如圖（a）,電流強度隨時間變化如圖（c）所示。炮彈所受安培力F（水平

向右為正方向），隨時間變化情況為

③理想變壓器的原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為nl和n2,那么為了通過金屬炮彈電流強度有效值達到

10,交流電源的電流最大值需要調節(jié)到o（忽略回路自感效應）

（3）以脈動電流為電磁發(fā)射器供電，如圖所示，電容器電容為C,炮彈電阻為R,其余電阻不計。當電鍵

S打到1時直流電源對電容器充電，當電鍵S打到2時，電容器放電產生脈沖電流，從而推動炮彈前

進。

導軌

12

①若裝置的安全限制電流為Io,則電容器至多儲存電量為

②電容器放電過程中的電壓表示數(shù)隨時間變化的u-t圖可能為下圖中的

③在圖(d)中做出炮彈速率隨時間變化的v-t圖

【詳解】(1)⑺根據(jù)左手定則可知電磁炮處的磁感應強度方向應垂直于導軌平面向下

⑵根據(jù)安培力公式，可得F=BI0L=kllL

(2)[1]A.線圈。bed此時磁通量最大，恰好位于中性面，故A錯誤;

B.線圈abed垂直于中性面時磁通量的變化率最大，故B正確；

27r

C.線圈abed產生交流電的周期為T=—故C正確。

本題選不正確的，故選A。

⑵根據(jù)左手定則和安培力大小公式F=BIL

當電流反向時，磁場方向也反向，故安培力方向不變，可得電磁炮安培力隨時間變化的規(guī)律圖如圖所示

故選Bo

⑶交流的峰值為Im=41I0

根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關系有-7=r=-解得1=8*

V2Z0nAn}

（3）⑴若裝置的安全限制電流為10,則電容器至多儲存電量為Q=CU=CI°R

⑵電容器放電過程中，導體棒在安培力作用下開始運動，同時阻礙放電，導致電流減小，導體棒做加速

度逐漸減小的加速運動，直至電流減為0,當電容器的電壓〃=8及時，放電完畢，而電壓表測的是路

端電壓，所以電壓表示數(shù)逐漸增大，直到穩(wěn)定。

故選Ao

[3]電容器放電過程中，導體棒在安培力作用下開始運動，同時阻礙放電，導致電流減小，安培力減小，

導體棒做加速度逐漸減小的加速運動，直至電流減為0,速度達到最大，炮彈速率隨時間變化的v-t

圖如圖所示

（24-25高三上?上海長寧?階段練習）航空航天

航空航天是人類拓展大氣層和宇宙空間的產物。經過百余年的快速發(fā)展，航空航天已經成為21世紀

最活躍和最有影響的科學技術領域之一，該領域取得的重大成就標志著人類文明的最新發(fā)展，也表征

著一個國家科學技術的先進水平。

27.人類在不久的將來會從火星上采集一些"土壤"，帶回地球進行研究，下列關于“土壤”研究結論的說法

中正確的是（）

A.含有的金屬材料都是單晶體B.具有一定形狀的屬于多晶體

C.具有固定熔點的一定是晶體D.顯示各向同性都屬于非晶體

28.大型鈦合金構件在航天、航空領域應用廣泛，我國使用激光焊接復雜鈦合金構件的技術和能力已達到

世界一流水平。若焊接所用的激光波長為力，每個激光脈沖中的光子數(shù)目為n,已知普朗克常量為h、

光速為c,則下列說法中正確的是（）

B.激光的頻率為2

A.激光焊接利用了激光的相干性

C

1

C.激光光子的動量為了D.每個激光脈沖的能量為47f

A

29.王亞平在天宮課堂中演示了水球光學實驗。在完全失重時往水球中央注入空氣形成了一個內含氣泡的

水球，其簡化模型如圖所示，氣泡與水球同心。航天員觀察到水球中的氣泡特別明亮，這主要是因為

光在氣泡內表面發(fā)生了.現(xiàn)象。若這種現(xiàn)象是在P點恰好發(fā)生的，，=53。，則水的折射率

43

為.o(sin53°=-,cos53°=-)

5

30.一航天飛機在完成某次維修任務后，在A點從圓形軌道I進入橢圓軌道II,如圖所示，A點為軌道II

上的遠地點，B點為軌道I上的近地點。不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（）

A.該航天飛機在軌道II上經過A點的速度小于經過8點的速度

B.該航天飛機在軌道I上經過A點時的加速度大于它在軌道II上經過A點時的加速度

C.在軌道II上從4點運動到B點的過程中，航天飛機的加速度一直變大

D.要從軌道I進入軌道II,該航天飛機需在A點進行減速制動

31.隨著航空領域的發(fā)展，實現(xiàn)火箭回收利用，成為了各國都在重點突破的技術。為了減緩對地的碰撞,

設計師在返回火箭的底盤安裝了電磁緩沖裝置。該裝置的主要部件有兩部分：①緩沖滑塊，由高強絕

緣材料制成，其內部邊緣繞有閉合單匝正方形線圈abed；②火箭主體，包括絕緣光滑緩沖軌道/WM

PQ和超導線圈（圖中未畫出），超導線圈能產生方向垂直于整個緩沖軌道平面的勻強磁場。當緩沖滑

塊接觸地面時，滑塊立即停止運動，此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用，火箭主體一直做減速運

動直至達到軟著陸要求的速度，從而實現(xiàn)緩沖?，F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時，火箭主體的速

度大小為v。，經過時間t火箭著陸，此時火箭速度為v';線圈abed的電阻為R,其余電阻忽略不計；

ab邊長為/,火箭主體質量為m,勻強磁場的磁感應強度大小為B,重力加速度為g,一切摩擦阻力不

計，求：

（1）緩沖滑塊剛停止運動時，線圈。b邊兩端的電勢差&6；

（2）緩沖滑塊剛停止運動時，火箭主體的加速度大?。?/p>

（3）火箭主體的速度從％減到M的過程中系統(tǒng)產生的電能。

【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.常見的金屬材料大都是多晶體，故A錯誤；

B.由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，故B錯誤;

C.晶體有確定的熔點，因此具有固定熔點的一定是晶體，故C正確；

D.多晶體和非晶體均顯示各向同性，因此顯示各向同性的不都屬于非晶體，故D錯誤。

故選C。

28.A.激光焊接利用了激光的高能量，不是相干性，故A錯誤；

B.激光的周期為T=-頻率是周期的倒數(shù)/=4故B錯誤；

CZ

C.激光光子的動量是p=Th故C錯誤；

D.每個光子的能量為E=hv=h^-

A

c

每個激光脈沖的能量為E=nE=nh-故D正確。

&A

故選D?

29.⑴水球中的氣泡看起來特別明亮是因為光從水射向氣泡時，光在界面上發(fā)生了全反射現(xiàn)象；

⑵由全反射臨界角公式sinC=」，得水的折射率為“='=一三=1.25

nsinCsin53

30.A.由開普勒行星運動定律可知，衛(wèi)星在橢圓軌道運動時，在遠地點的速度小于在近地點的速度，

即該航天飛機在軌道H上經過A點的速度小于經過B點的速度。故A正確；

B.由尸=6學Mm=根。，可得航天飛機在軌道上的加速度為4=G岑M

rr

該航天飛機在軌道I上經過A點時到地心的距離等于它在軌道n上經過A點時到地心的距離，所以該航

天飛機在軌道I上經過A點時的加速度等于它在軌道n上經過A點時的加速度。故B錯誤；

C.在軌道H上從A點運動到B點的過程中到地心的距離越來越小，又航天飛機在軌道上的加速度為

GM

a-

所以加速度越來越大。故C正確；

D.該航天飛機在軌道I上做勻速圓周運動；航天飛機在A點從軌道I進入軌道II,做近心運動，所以要

從軌道I進入軌道II,該航天飛機需在A點進行減速制動，故D正確。

故選ACD?

31.（1）。6邊產生電動勢E=Blv0

3

線圈ab邊兩端的電勢差為路端電壓，根據(jù)楞次定律可知a端電勢高，則有Uab=^Blv0

（2）ab邊受到的安培力大小為Fab=BIl=^^

aR

r>212

對火箭主體受力分析可得F-mg=ma解得=---5■-g

abamR

（3）設下落t時間內火箭下落的高度為人，對火箭主體由動量定理

22

HnBlh.

R|Jmgt——=mv-mv0

解得仁皿姜3

BI

22

根據(jù)能量守恒定律，產生的電能為E=mgh+mv0-mv

代入數(shù)據(jù)可得E=療）l2_l'^

B-l2+2mv°2mv

（23-24高二下?上海?期中）月球探測工程

我國已先后成功實施四次月球探測任務，計劃在2030年前實現(xiàn)首次登陸月球。已知，月球表面重力

加速度為g%

32.嫦娥號登陸月球時，沿圖中虛線方向做勻減速直線運動靠近月球表面，則發(fā)動機的噴氣方向可能為

)

33.嫦娥號在豎直下降登月過程中，在距月球表面高度為人處以相對月球的速度v開始做勻減速直線運

動，加速度大小為a,下降至距月球表面高度為處相對月球速度為零。質量為M的嫦娥

號在保持懸停的過程中，發(fā)動機不斷豎直向下噴出相對其速度為u的氣體。在一次短促的噴射過程中

（嫦娥號質量不變），單位時間內需消耗燃料的質量為o

34.未來，嫦娥號可以搭載三維成像微波高度計，利用天線1和2同時向月球表面發(fā)射微波，然后通過接

收回波和信號處理，從而確定月球表面的高度值，如圖（a）o圖（b）為高度計所獲得微波的

條紋圖樣，兩列天線發(fā)射的微波需滿足的條件是、、o

35.未來，航天工作者可以在月球基地進行物理實驗。如圖（a）所示，彈簧振子沿軸線AB自由振動，一

垂直于AB的彈性長繩與振子相連，沿繩方向為x軸，沿彈簧軸線方向為y軸。

（1）彈簧振子振動后，某時刻記為t=0時刻，振子的位移y隨時間t變化的關系式為〉=-45立W。繩

上產生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，則t=7■時的波形圖為（）

（2）如圖（b）所示，實線為to時刻繩子的波形，虛線為to+0.2s時刻繩子的波形，P為x=4m處的質

點。繩波的傳播速度可能為m/s?在to+l.Os時刻，質點P所處位置的坐標為

36.在月球上進行的機械波實驗中，兩列簡諧橫波在某一均勻介質中相向傳播，波源/W（Om,0cm）產生

的波沿x軸正方向傳播，波源N（9m,0cm）產生的波沿x軸負方向傳播。t=0時刻某一波源先開始振

動，t=0.2s時MN間的波形圖如圖所示。此時平衡位置位于x=2m和x=8m的兩個質點都處于波峰位

置。下列說法正確的是（）

A.波源M先振動且起振方向向下

B.沿x軸負方向傳播的N波波速為10m/s

C.再經過O.2s,x=6m的質點縱坐標為5cm

D.兩列波可以發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

【答案】32.D33.h-—則34.干涉振動頻率相同振動方向相同相位差恒

2au

定35.A20"+55=0、1、2、3…)(4m,-0.1m)36.C

【解析】32.嫦娥號沿圖中虛線做勻減速直線運動靠近月球表面，則合力沿虛線向上，四幅圖中只有D

圖的噴氣方向才有可能產生沿虛線向上的合力。

故選D；

33.⑴相對月球速度為零時，根據(jù)逆向思維可得嫦娥號下落高度-

2a

此時到月球表面的高度為h^h-h'=h--

2a

［2］在一次短促的噴射過程中，噴出的氣體質量為m,噴射時間為t,噴出的氣體受到的力為F,取向下

為正方向，則有Ft=muF=Mg月

聯(lián)立可得m=^t

U

則單位時間內需要消耗的燃料質量為?='=組

tU

34.5根據(jù)圖樣可知，圖樣是微波的干涉條紋；

⑵⑶⑷產生穩(wěn)定的干涉條紋的條件是兩列波是相干波，既振動頻率相同、振動方向相