2025年下學(xué)期高中物理新太空試卷一、選擇題（共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6-8題有多項(xiàng)符合題目要求）1.航天科技中的力學(xué)應(yīng)用2025年“天問(wèn)三號(hào)”火星探測(cè)器成功著陸火星烏托邦平原南部。探測(cè)器在距火星表面1000米處啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)歷勻減速直線運(yùn)動(dòng)后懸停，再緩慢降落。已知火星質(zhì)量為地球的1/10，半徑為地球的1/2，地球表面重力加速度g=10m/s2。若探測(cè)器懸停時(shí)反推發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為其在地球表面重力的0.6倍，則探測(cè)器勻減速階段的加速度大小為（）A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s22.量子通信技術(shù)中的波粒二象性我國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星通過(guò)光子偏振態(tài)實(shí)現(xiàn)星地量子通信。光子的德布羅意波長(zhǎng)λ與動(dòng)量p的關(guān)系為λ=h/p（h為普朗克常量）。若某次實(shí)驗(yàn)中，光子的動(dòng)量為p?，在與空間站通信過(guò)程中，光子穿越大氣層時(shí)動(dòng)量變?yōu)閜?（p?<p?），則該光子的德布羅意波長(zhǎng)變化為（）A.增大，Δλ=h(p?-p?)/p?p?B.減小，Δλ=h(p?-p?)/p?p?C.增大，Δλ=h(p?-p?)/p?p?D.減小，Δλ=h(p?-p?)/p?p?3.放射性同位素在太空探測(cè)中的應(yīng)用已知釙210的半衰期時(shí)間為138天，若將0.16g釙210隨中國(guó)空間站在太空中運(yùn)行276天后，剩余釙210的質(zhì)量約為（）A.0.02gB.0.04gC.0.08gD.0.16g4.航天器變軌與機(jī)械能守恒2024年10月30日，搭載神舟十九號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十九運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，發(fā)射取得圓滿成功。飛船入軌后先在近地軌道上進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)，后經(jīng)橢圓轉(zhuǎn)移軌道與在運(yùn)行軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接，其變軌過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖所示（假設(shè)除了變軌瞬間，飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)均處于無(wú)動(dòng)力航行狀態(tài)）。下列說(shuō)法正確的是（）A.飛船在近地軌道的A點(diǎn)減速后進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道B.飛船在轉(zhuǎn)移軌道上的A點(diǎn)速度大于B點(diǎn)速度C.飛船在近地軌道時(shí)的速度小于在運(yùn)行軌道時(shí)的速度D.飛船在近地軌道時(shí)的周期大于在運(yùn)行軌道時(shí)的周期5.宇宙速度與衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律2025年我國(guó)成功發(fā)射新一代高軌遙感衛(wèi)星，該衛(wèi)星在距地面高度為36000km的地球同步軌道運(yùn)行。已知地球半徑約為6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2。則該衛(wèi)星的運(yùn)行速度大小約為（）A.3.1km/sB.7.9km/sC.11.2km/sD.16.7km/s6.靜電場(chǎng)在太空環(huán)境中的應(yīng)用某空間站實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)存在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷Q?（+2q）和Q?（-q），相距為L(zhǎng)。則下列關(guān)于該電場(chǎng)的說(shuō)法正確的是（）A.兩點(diǎn)電荷連線上電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置在Q?右側(cè)L/3處B.若將一試探電荷+q從Q?移至Q?，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功C.兩點(diǎn)電荷連線中垂面上各點(diǎn)電勢(shì)相等且均為零（取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零）D.若在Q?、Q?連線上某點(diǎn)放置一金屬小球，小球達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零7.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用“慧眼”衛(wèi)星在太空中探測(cè)到高能帶電粒子流，其主要成分為質(zhì)子（電荷量為e，質(zhì)量為m）。若該粒子流垂直進(jìn)入空間站外部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是（）A.質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力B.若僅增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的周期將減小C.若質(zhì)子的速度方向與磁場(chǎng)方向夾角為60°，其運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋線D.質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)半徑與速度大小成正比，與磁場(chǎng)強(qiáng)度成反比8.空間站能量轉(zhuǎn)化與守恒天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站對(duì)接后，為空間站補(bǔ)充電能。已知太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率為20%，每平方米接收的太陽(yáng)能功率為1.5kW。若空間站在某時(shí)間段內(nèi)需要持續(xù)輸出15kW的電功率，則至少需要太陽(yáng)能電池板的面積為（）A.50m2B.75m2C.100m2D.125m2二、非選擇題（共4小題，共52分）9.實(shí)驗(yàn)題（12分）某物理興趣小組利用空間站微重力環(huán)境設(shè)計(jì)了“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，A、B兩小球質(zhì)量分別為m?、m?（m?>m?），靜置在光滑水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。現(xiàn)給A球一水平初速度v?使其與靜止的B球發(fā)生正碰，碰撞后通過(guò)高速攝像機(jī)記錄兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡。（1）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：________（填寫選項(xiàng)前的字母）A.兩球的質(zhì)量m?、m?B.A球的初速度v?C.碰撞后A球的速度v?D.碰撞后B球的速度v?（2）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足表達(dá)式________，則可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（3）在微重力環(huán)境下進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)相比地面實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)是________。10.計(jì)算題（14分）2025年“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器在月球背面著陸，完成月球土壤采樣后返回地球。已知月球質(zhì)量為地球的1/81，半徑為地球的3/11，地球表面重力加速度g=10m/s2。（1）求月球表面的重力加速度大??；（2）若探測(cè)器在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求其運(yùn)行速度大?。唬?）探測(cè)器從月球表面發(fā)射時(shí)，至少需要多大的發(fā)射速度才能擺脫月球引力束縛？11.綜合應(yīng)用題（14分）“天宮”空間站的核心艙在距地面高度為400km的圓軌道上運(yùn)行，已知地球質(zhì)量M=5.98×102?kg，半徑R=6400km，引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2。（1）求核心艙繞地球運(yùn)行的周期；（2）若核心艙需要與低軌道的貨運(yùn)飛船對(duì)接，需在某點(diǎn)減速進(jìn)入橢圓轉(zhuǎn)移軌道，分析減速前后核心艙的機(jī)械能變化；（3）計(jì)算核心艙在運(yùn)行過(guò)程中的向心加速度大小，并與地球表面重力加速度比較。12.拓展探究題（12分）2025年我國(guó)計(jì)劃發(fā)射“巡天二號(hào)”空間望遠(yuǎn)鏡，其主鏡口徑為2米，可觀測(cè)距離達(dá)130億光年的天體。（1）望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距為5米，為使遠(yuǎn)處天體的像成在離目鏡10cm處的光屏上，求目鏡的焦距（假設(shè)為開普勒望遠(yuǎn)鏡）；（2）若觀測(cè)到某恒星發(fā)出的光波長(zhǎng)為550nm，求該光波的頻率；（3）簡(jiǎn)述在太空中進(jìn)行天文觀測(cè)相比地面觀測(cè)的優(yōu)勢(shì)（至少列舉兩點(diǎn)）。三、選考題（共1小題，10分。請(qǐng)考生從給出的兩題中任選一題作答）A.航天材料與物理性質(zhì)某新型航天器外殼采用鈦合金材料，其密度為4.5g/cm3，彈性模量為110GPa。若該外殼某部件的體積為2000cm3，在太空中受到1.1×10?N的拉力作用。（1）求該部件的質(zhì)量；（2）計(jì)算該部件在拉力作用下的應(yīng)力大?。唬?）若該部件的原長(zhǎng)為1m，求其伸長(zhǎng)量。B.太空環(huán)境與生命保障空間站的生命保障系統(tǒng)通過(guò)電解水提供氧氣。已知電解水的化學(xué)方程式為2H?O$\xlongequal{通電}