热点14 空间站--高考物理50热点冲刺精练

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点14 空间站
1. （2024北京西城期末）中国天宫空间站在距离地面约为400km的轨道运行，可视为匀速圆周运动。地球同步卫星距地面的高度约为36000km。比较它们的运动，下列说法正确的是（　　）
A. 空间站的周期更小
B. 空间站的线速度更小
C. 空间站的角速度更小
D. 空间站的向心加速度更小
【参考答案】A
【名师解析】根据，解得
空间站的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，空间站的周期更小，故A正确；
根据，解得，空间站的线速度更大，故B错误；
根据，解得 ，空间站的角速度更大，故C错误；
根据，解得，空间站向心加速度更大，故D错误。
2．（2024重庆模拟2）根据西游记关于“天庭”的描述，可推算出“天庭”绕地心运动一周约49000 km。 2023年9月21 日， 天宫课堂第四课在距地面高约 400 km的中国“天宫”空间站开讲。假如“天庭”真实存在，且“天庭”和“天宫”均绕地心做匀速圆周运动，地球可视为半径约 6400 km的均匀球体，则“天庭”相对于“天宫”（　　）
A．线速度更大 B．周期更大
C．加速度更大 D．受地球引力一定更大
【参考答案】B
【名师解析】由题知，“天庭”绕地心运动一周的周长c=49000 km，由c=2πr可得 “天庭”绕地心做匀速圆周运动的轨道半径 r=，
“天宫”绕地心做匀速圆周运动的轨道半径，
故“天庭”和“天宫”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有，
解得 ，由此可知轨道半径r越大，加速度a越小，即“天庭”相对于“天宫”加速度更小，C错误。“天庭”和“天宫”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有
，解得，可知轨道半径r越大，速度v越小，即“天庭”相对于“天宫”线速度更小，A错误。由万有引力提供向心力有 ，解得
，可知轨道半径r越大，周期T越大，即“天庭”相对于“天宫”周期更大，B正确。不知道“天庭”和“天宫”的质量关系，无法判断两者所受地球引力大小，D错误。
3. （2024山东威海银滩高中质检）2023年11月27日20时02分，摄影爱好者成功拍摄到中国空间站“凌月”（空间站从图中a点沿虚线到b点）的绝美画面，整个“凌月”过程持续时间为t=0.5s。将空间站绕地球的运动看作半径为r的匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g。在整个“凌月”过程中空间站运动的路程为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
根据
又
联立解得空间站运行速度
因此这段时间空间站运动的路程为
故选A。
4. （2024山东济南历城二中质检）人造地球卫星和地心连线与地面的交点称为星下点，如图甲所示。卫星运动和地球自转使星下点在地球表面移动，形成星下点轨迹。我国天宫空间站的星下点轨迹如图乙，其相邻两次经过赤道的时间间隔为t。若天宫空间站的轨道近似为圆，地球半径为R，地面的重力加速度为g，则（　　）
A. 天宫空间站运行周期为
B. 天宫空间站运行速度为
C. 天宫空间站运行速度为
D. 天宫空间站可能经过地球南北两极的正上方
【参考答案】A
【名师解析】
由于其相邻两次经过赤道的时间间隔为t，则可知运行周期为2，A正确；
设人造地球卫星的运行的轨道半径为r，则运行速度为，故B错误；
根据万有引力提供向心力可知，只有近地卫星的线速度为，而天宫空间站不是近地卫星，C错误；
根据如图乙所示的天宫空间站的星下点轨迹可知，空间站的轨道为倾斜轨道，不可能为极地卫星，则天宫空间站不可能经过地球南北两极的正上方，故D错误。
5. （2024河南焦作一模） 2023年10月26日，神舟十七号与十六号顺利交接，神舟十七号航天员乘组入驻中国空间站，展现了我国迅速发展的航天实力，对接后中国空间站的质量约为。如图所示，中国空间站轨道参数为：远地点高度约，近地点高度约，平均高度约，速度约，轨道几乎是一个极致圆润的圆，可视为圆轨道。若忽略其他天体万有引力的影响，引力常量为，则可以求出（　　）
A. 地球的密度
B. 空间站的运行周期
C. 空间站所受万有引力的大小
D. 空间站在轨运行的动能
【参考答案】D
【名师解析】．由万有引力公式
可得
地球的密度为
由于地球的半径R不知道，故地球密度无法求解，故A错误；
B．空间站的运行周期
由于地球的半径R不知道，故空间站的运行周期无法求解，故B错误；
C．万有引力公式提供向心力可求
由于地球的半径R不知道，空间站所受万有引力的大小无法求解，故C错误；
D．根据动能公式可知，空间站的质量m已知，速度v已知，可以求空间站在轨运行的动能，故D正确。
6．（2024河北强基联盟联考）2023年10月26日19时34分，“神舟十六号”航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的“神舟十七号”航天员乘组入驻“天宫”空间站，浩瀚宇宙再现中国人太空“会师”的经典场面。已知空间站轨道半径是同步卫星轨道半径的六分之一，空间站与同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度大小分别为、、、，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
【参考答案】A
【名师解析】：空间站与同步卫星的半径之比，由，可得，，由此可知，，故选A。
2. （2024湖南长沙高三适应性考试） 2023年10月26日11时14分，中国自主研发的神舟十七号载人飞船发射升空，经过对接轨道后成功与空间站天和核心舱前向端口对接，形成三舱三船组合体。空间站轨道可近似看成圆轨道，距离地面的高度约为，已知同步卫星距地球表面高度约为，下列说法正确的是（　　）
A. 神舟十七号的发射速度大于
B. 神舟十七号在对接轨道上的运行周期大于空间站的运行周期
C. 天和核心舱绕地球公转线速度比赤道上的物体随地球自转的线速度小
D. 神舟十七号从对接轨道变轨到空间站轨道时，需点火减速
【参考答案】A
【名师解析】
第一宇宙速度是最小的发射速度，则神舟十七号的发射速度大于，选项A正确；
神舟十七号在对接轨道上的运行半径小于空间站的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，神舟十七号在对接轨道上的运行周期小于空间站的运行周期，选项B错误；
根据 ，可知
则天和核心舱绕地球公转的线速度比同步卫星的线速度大，而同步卫星与随地球自转的物体的角速度相同，根据v=ωr可知，同步卫星的线速度大于赤道上的物体随地球自转的线速度，则天和核心舱绕地球公转的线速度比赤道上的物体随地球自转的线速度大，选项C错误；
神舟十七号从对接轨道变轨到空间站轨道时，需点火加速做离心运动进入较高的轨道，选项D错误。
7. (2024山西吕梁和孝义期末) 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，若梦天实验舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道半径约为地球半径的倍。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则根据以上已知信息不可求得的物理量是（ ）
A. 地球的密度
B. 漂浮在实验舱中的宇航员所受地球的引力
C. 实验舱绕地球运动线速度大小
D. 实验舱绕地球运动的向心加速度大小
【参考答案】B
【名师解析】
.由于忽略地球自转的影响，所以在地表，有
得
则地球的平均密度约为
联立可得
故A错误；
B.漂浮在空间站中的宇航员所受地球的引力
由于m未知，不能求出漂浮在实验舱中宇航员所受地球的引力。故B正确；
C.根据匀速圆周运动的规律，可知
同时有
解得
故C错误；
D.根据万有引力提供向心力，有
则空间站绕地球运动的向心加速度大小为
故D错误；
8. （2024广东潮州质检）2023年5月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道半径为地球半径的，地球同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍，将地球视为均匀球体，和万有引力常数均已知，则（ ）
A. 组合体绕地球飞行的速度小于地球同步卫星的速度
B. 组合体绕地球飞行的周期大于地球自转的周期
C. 仅需再测量组合体飞行的周期便可以计算地球的密度
D. 地球同步卫星可能经过潮州的上空
【参考答案】C
【名师解析】
．设地球质量为，组合体质量为，轨道半径为，由
可得
，
可知越大，线速度减小，周期越大，组合体的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，其绕地球飞行的速度大于地球同步卫星的速度，周期小于24h即地球自转的周期，故AB错误；
C．设地球轨道半径为，由万有引力充当向心力有
解得
而地球的体积
则可得地球的密度
由已知条件可得
联立以上各式解得
故C正确；
地球同步卫星不可能经过潮州的上空，因为同步卫星轨道在赤道平面，故D错误。
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