高中试卷答案网热点四 神舟十五号飞船
——2023届高考物理热点猜题
热点材料：
北京时间2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。北京时间11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。
神舟十五号是中国发射载人航天工程的第十五艘飞船。神舟十五号飞行任务是中国载人航天工程2022年第六次飞行任务，航天员乘组将在轨工作生活6个月，任务主要目的：验证空间站支持乘组轮换能力，实现航天员乘组首次在轨轮换；开展空间站舱内外设备及空间应用任务相关设施设备安装与调试，进行空间科学实验与技术试验；进行空间站日常维护维修；验证空间站三舱组合体常态化运行模式。2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得成功。11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。
北京时间2023年2月10日00时16分，经过约7小时的出舱活动，神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同，完成出舱活动全部既定任务。
2023年3月，在地面科研人员和航天员协同配合下，梦天舱燃烧科学柜中的实验系统成功执行首次在轨点火测试，验证了空间站燃烧科学实验系统功能的完备性，以及整体实验流程的准确性与科学性，为后续项目顺利实施打下良好基础。
2023年3月12日，据中国载人航天工程办公室消息，中国空间站已全面建成，中国载人航天工程全面进入空间站应用与发展新阶段。空间站组合体在轨稳定运行，神舟十五号航天员乘组状态良好，计划于2023年6月返回地面。
2023年3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。4月15日，神舟十五号航天员乘组已完成四次出舱活动，刷新了中国航天员单个乘组出舱活动纪录。
考查知识：万有引力定律在航空航天中的应用、动量守恒定理
1.2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，发射取得圆满成功。已知引力常量，空间站组合体离地高度约400 km，速度约7.7 km/s。下列说法正确的是( )
A.飞船的无动力发射速度小于地球的第一宇宙速度
B.航天员从飞船发射升空到进入空间站过程中始终处于失重状态
C.在题干条件基础上，只需要知道地球半径就可以估算出地球的密度
D.若载人飞船与空间站在同一高度轨道上，飞船可以通过加速追上空间站并实施对接
2.2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船成功与空间站“天和”核心舱对接，中国空间站成为“三舱三船”的组合体，即由“天和”核心舱、“问天”实验舱、“梦天”实验舱以及两艘载人飞船和一艘货运飞船组成，向全世界展现了中国载人航天工程的卓越能力。之后“神舟十五号”“神舟十四号”两个乘组6名航天员在太空“会师”，中国空间站正式开启长期有人驻留模式。“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱对接示意图如图所示，圆形轨道Ⅰ为“天和”核心舱运行轨道，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，“神舟十五号”载人飞船在A点与“天和”核心舱完成对接。设“天和”核心舱所在的圆形轨道Ⅰ的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，下列说法正确的是( )
A.“神舟十五号”载人飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点的速度大于“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行的速度
B.“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期与“神舟十五号”载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期之比为
C.“天和”核心舱绕地球运行的线速度为
D.“天和”核心舱绕地球运行的角速度为
3.北京时间2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名航天员“胜利会师”。如图所示，对接前，飞船沿沿圆轨道1运行，核心舱在距地面约400km高度的轨道Ⅱ运行。飞船从轨道I加速后，经过调整到达轨道Ⅱ与核心舱完成对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行。下面说法正确的是( )
A.航天员在核心舱中处于失重状态
B.对接后核心舱的运行速度小于
C.飞船在轨道I的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能
D.飞船在轨道I的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期
4.2022年11月29日23时08分，搭载“神舟十五号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，“神舟十五号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功.已知“神舟十五号”飞船总质量为m，进入轨道后做匀速圆周运动距离地面高度为h，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，以下有关“神舟十五号”飞船运动的周期T、线速度v、向心加速度a以及动能的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
5.2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”.对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十五号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接.则神舟十五号飞船( )
A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速
B.沿轨道Ⅱ运行的周期为
C.在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度
D.在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度
6.新华社酒泉2022年11月30日电，中国第十艘载人飞船在极端严寒的西北戈壁星夜奔赴太空，神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为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。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A.空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们相对于地心处于平衡状态
B.空间站的线速度大小为
C.地球的质量为
D.空间站的周期为
7. 2023年1月21日，神舟十五号3名航天员在400km高的空间站向祖国人民送上新春祝福，空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，设地球表面重力加速度为g，地球半径为R，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切与A点，下列说法正确的是( )
A.在A点时神州十五号经过点火加速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
B.飞船在A点的加速度小于空间站在A点的加速度
C.空间站在轨道Ⅰ上的速度小于
D.轨道Ⅰ上的神州十五号飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可
8.2022年11月30日7时33分，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”，热情欢迎远道而来的神舟十五号乘组亲人入驻“天宫”。胜利会师的两个航天员乘组，一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张载人史册的太空合影（图甲）。假设刘洋想在太空用如图乙所示的装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨平放在实验台上，A、B两滑块上装有相同的挡光板但宽度未知，两静止滑块A、B被压缩的弹簧弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录挡光时间为，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录挡光时间为，A、B质量未知。
（1）假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现给B滑块一个恒力，如图丙所示，此时压力传感器示数为。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力，压力传感器示数为。据此可知A、B两滑块的质量之比______（用、表示）。
（2）关于在天宫二号中验证碰撞中的动量守恒的实验，下列说法正确的是_____。
A.需要测出挡光板宽度d
B.可以用天平测出A、B物块的质量
C.验证动量守恒，不需要先平街摩擦力
D.通过题干条件和步骤（1），无法估算出弹簧的弹性势能
（3）写出验证两滑块A、B动量守恒的表达式______（用、、、表示）。
9. 2023年3月30日，神舟十五号航天员乘组进行了第三次出舱活动。在地面进行的某次舱外航天服气密性检查中，将一定量的气体充入航天服，并将航天服上的所有阀门拧紧，此时航天服内气体的热力学温度为（为室温，）、压强为（为大气压强，）。经过一段时间后，航天服内气体的温度降至室温。不考虑航天服内部体积的变化，航天服内的气体视为理想气体。求∶
（1）航天服内气体的温度降至室温时，航天服内气体的压强p；
（2）航天服内气体的温度降至室温时，将航天服上的阀门打开，缓慢放气至航天服内气体与外界达到平衡时，放出的气体与航天服内剩余气体的质量之比。
10.神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载人飞船返回舱于2022年12月4日顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高度1.25m时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.25s以2m/s的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取，求
（1）返向舱离地面高度1.25m时的速度大小；
（2）该过程返回舱的加速度大小；
（3）该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。
答案以及解析
1.答案：C
解析：
飞船的无动力发射速度大于地球的第一宇宙速度 A错误
航天员随飞船加速升空时处于超重状态 B错误
由可得，只需要再知道地球半径R就可以估算出地球的质量和体积，进而估算出地球的密度 C正确
飞船加速，速度变大而做离心运动，轨道半径变大 D错误
2.答案：B
解析：“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行时做匀速圆周运动，“神舟十五号”载人飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时做向心运动，所以“神舟十五号”载人飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点的速度小于“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行的速度，A错误；设“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期为，“神舟十五号”载人飞船在轨道Ⅱ上运行的周期为，根据开普勒第三定律有，则“天和”核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期与“神舟十五号”载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期之比为，B正确；“天和”核心舱做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有，忽略地球的自转，对地球表面的物体有，两式联立解得“天和”核心舱绕地球运行的角速度，线速度，C、D错误。
3.答案：AB
解析：A.航天员随飞船及核心舱一起在万有引力作用下做匀速圆周运动，处于完全失重状态，故A正确；
B.是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，对接后飞船的速度小于，故B正确；
C.飞船从Ⅰ到Ⅱ轨道需要加速，所以机械能增加，则飞船对接前机械能小于对接后机械能，故C错误；
D.根据万有引力提供向心力有
解得
可知，飞船在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅱ的运行周期，故D错误。
故选AB。
4.答案：CD
解析：“神舟十五号”飞船做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由，以及，解得，，CD正确，AB错误.
5.答案：D
解析：由低轨道进入高轨道需要点火加速，所以由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点加速，故A错误；
根据开普勒第三定律，有，解得，故B错误；
由于在轨道Ⅰ、Ⅱ上A点的合外力相同，加速度也相同，故C错误；
由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需在B点加速，所以在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度，故D正确.
6.答案：D
解析：A.空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，绕地球近似做匀速圆周运动，处于完全失重状态，万有引力提供向心力，所以他们相对于地心不处于平衡状态，A错误；
B.由万有引力提供向心力
在地球表面有
联立解得，空间站的线速度大小为
B错误；
C.在地球表面，由
可得，地球的质量为
C错误；
D.由万有引力提供向心力
其中，在地球表面有
可得，空间站的周期为
D正确。
故选D。
7.答案：C
解析：A.载人飞船若要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，做近心运动，需要在A点减速，故A错误；
B.载人飞船在轨道Ⅰ上通过A点时受到的万有引力等于在轨道Ⅱ上运行时通过A时点万有引力，由牛顿第二定律可知，它们的加速度相等，故B错误；
C.根据万有引力提供向心力有
万有引力等于重力有
可知，是围绕地球做圆周运动的最大速度，则空间站在轨道Ⅰ上的速度小于，故C正确；
D.轨道Ⅰ上的神州十五号飞船想与前方的空间站对接，需要加速，而加速后轨道半径会变大，则需要在低轨道上加速才能完成与空间站对接，故D错误。
故选C。
8.答案：（1）（2）CD（3）
解析：（1）由题意可知，，，联立可得A、B两滑块的质量之比。
（2）A.如果动量守恒，则有，即，可得，不需要测出挡光板宽度d，故A错误；
B.“天宫”中物体处于完全失重状态，不能可以用天平测出A、B物块的质量，故B错误；
C.物体处于完全失重状态，与导轨间无弹力，不受摩擦力，不需要平衡摩擦力，故C正确；
D.由可知，因为物体质量和挡光板宽度未知，故无法估算出弹簧的弹性势能，故D正确。
故选CD。
（3）结合（1）、（2）的分析可知验证滑块A、B动量守恒的表达式为，即。
9.答案：（1）
（2）
解析：（1）在降至室温的过程中，航天服内的气体做等容变化，即
解得
（2）设航天服内部体积为V，航天服内的气体的压强由p减至的过程中，对航天服内剩余的气体和放出的气体由波意尔定律有
同温度、同压强下，同种气体的质量之比等于体积之比，有
联立解得
。
10.答案：（1）
（2）
（3）3.4
解析：（1）设返回舱离地面高度时的速度大小为，着地速度；由运动学公式有
代入数据解得
(2)由运动学公式有
代入数据解得
即该过程返回舱的加速度大小为。
(3)设宇航员的质量为m，受到座椅的作用力大小为F，由牛顿第二定律有
联立解得
即宇航员受到座椅的作用力与重力的比值为
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