1. 阅读短文,回答问题。

“神舟十三号”载人飞船

2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员在轨飞行期间,利用任务间隙,还进行了2次“天宫课堂”太空授课,以及一系列别具特色的科普教育和文化传播活动。“天宫课堂”上,航天员叶光富打开一段此前拍摄的视频,画面中他用手轻轻推动了面前的悬浮实验台。出乎意料的是,实验台没有直接飘走,而是略微移动后又稳稳地回到原位。悬浮实验台正是高微重力科学实验柜的一部分。一般而言,空间站的微重力水平大约在10⁻3g至105g,而在高微重力科学实验柜中,科研人员将微重力水平提升了两个数量级,达到107g水平。(g取10N/kg)

为实现如此高的微重力水平,科研人员设计了双层实验系统,通过外层喷气、内层磁悬浮的设计,让实验系统“悬浮”起来,从而最大程度上消除振动。叶光富展示的视频中,实验台被施以外力后位置移动,能够自动瞄准实验柜上的靶标,通过喷气调整抵抗干扰。

 

(1) 出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱,这说明 。一悬浮实验台通过喷气调整抵抗干扰,利用的力学原理是 
(2) 研究表明,太空中的某种带电粒子会对计算机系统产生影响,从而导致程序出错。下列粒子中可以排除的是 (原子核、电子、质子、中子);
(3) 关于“神舟十三号”,下列说法正确的是 ____; A. 在高微重力科学实验中,实验物体的质量减小 B. 在高微重力科学实验中,重力与质量的比值减小 C. “神舟十三号”绕地球运行时,受到平衡力作用 D. “实验台没有直接飘走”,说明牛顿第一定律是错误的
(4) 在高微重力科学实验柜中,1t的物体受到的重力约为 N。若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动,如图甲。则在这段时间内,观察到火箭发动机的喷气方向应该是 (选填“斜向左下”、“斜向右上”、“竖直向下”或“竖直向上”);
(5) 为庆祝“神舟十三号”胜利归来,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图乙所示,则焰火受到的最大阻力为 N,焰火能够达到的最大速度为 m/s。(火药的质量不计)
【考点】
力的作用效果; 力作用的相互性; 重力及其大小的计算;
【答案】

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1. 阅读材料,回答问题:

天宫空间站

2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。为了激发青少年对科学的热爱,航天员进行了“天宫课堂”授课活动,由于太空中的空间站能够提供独特的“完全失重”环境(物体在空间站运动时等效于不受重力),可以更有利于演示一些实验现象。在直播中发现航天员在用脚蹬天宫站的内壁时,其会向相反方向运动,用手拉住扶手可以让航天员停下来,在上课时,王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动,如图甲所示,王亚平还做了下面有趣的实验,将一个普通的乒乓球按压进入水中,松手后发现乒乓球静止在按压位置如图乙所示。

在结束为期6个月的飞行任务后,航天员于2022年4月16日成功返回地面,此次返回是我国首次采用“快速返回技术”,其离地面10km后降落过程简化如下:返回舱在距离地面高度10km处,打开引导伞、减速伞、主伞,返回舱威速降落,在离地面1m左右时启动反推发动机,减速到2m/s左右的速度时抵达地面。

(1)航天员在空间站的惯性    (选填“小于”“等于”或“大于”)其在地球表面的惯性,航天员脚蹬天宫站的内壁向相反方向运动运用了什么物理知识   

(2)材料中画线部分的现象说明力不是 (选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。

(3)乒乓球没有上浮的原因是

A.乒乓球受到的浮力与重力二力平衡

B.乒乓球上下表面受到液体压力差为零

(4)为了健身,航天员进行下面哪种方式的运动最合理

A.跳远     B.跑步       C.引体向上       D.拉弹簧拉力器

(5)返回舱返回地面需要考虑大气气流、温度、压力等因素的影响,中国科学家因此制造了一个和返回舱相似的飞行器,模拟返回舱返回地面的情况,这是运用了 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。

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3. 2022年4月15日,神十三返回舱穿越“黑障”顺利着陆,航天员在空间站组合体工作生活了183天,在东风着陆场成功着陆。取得圆满成功。

飞船从距地面400公里下降到约100公里,进入大气层,即进入“黑障”阶段——舱体与空气剧烈摩擦产生高温高压的电离气体层,气体层像剑鞘一样包裹返回器。返回舱宛如一颗“火流星”,但依靠舱体表面敷设的烧蚀材料升华脱落、带走热量,舱内温度能始终保持适宜的温度。

在近5分钟的沉寂后,返回舱冲破“黑障”。引导伞、减速伞和主伞依次打开。主伞面积可以覆盖3个篮球场大小,是世界上最大的环帆伞。在降落伞的保护下,返回舱从每秒200米左右减速至每秒8米左右,在最后几米,反推发动机在最佳时机点火“刹车”,速度降至每秒2米左右着陆,飞船内部的缓冲座椅也会为航天员提供落地保护。

(1)返回舱进入“黑障”,舱体与空气剧烈摩擦产生高温高压的层;但依靠舱体表面敷设的烧蚀材料升华脱落、可以带走热量。

(2)返回舱从每秒200米减速至每秒8米的过程中,主伞受到的阻力伞和返回舱的总重力(选填“大于”或“等于”或“小于”),此时返回舱处于状态(选填“平衡”或“非平衡”)。

(3)在距离地面最后几米,反推发动机点火“刹车”,速度降至每秒2米左右着陆,反推发动给返回舱一个(选填“朝向”或“背向”)地球的推力使返回舱安全着陆。

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