1. 逐梦航天

我国航天事业的发展奠定了航天强国的地位,为我们了解航天事业和学习航天知识提供了丰富素材。

(1) 在地球上发射卫星时,为了充分利用地球的自转速度,应(填“自西向东”、“自东向西”、“自南向北”或“自北向南”)发射,发射点建在靠近(填“赤道”或“两极”)较好。
(2) 2024年5月,我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程(其中Ⅰ为圆轨道,Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道),之后择机进入着陆过程,然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点,Q点为轨道Ⅱ上的远月点,引力常量为G。“嫦娥六号”(  )

A. 在轨道上运动时,运行周期T<T<T B. 若轨道Ⅰ近似贴近月球表面,则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C. 在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点,由于轨道不同,加速度也不同 D. 在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中,由于引力做负功,其机械能逐渐减小
(3) 2023年9月21日,“天宫课堂”第四课中进行了动量守恒演示实验:质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中,航天员用手推出质量为100g的小钢球B,使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A,撞后小钢球B水平向右运动,大钢球A水平向左运动,如图所示。已知背景板上小方格的边长为10cm,为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒,除了以上给出的实验数据外,还需要测量的物理量是(  )

A. 两个钢球的直径 B. 两个钢球的碰撞时间 C. 手对小钢球B推力的冲量 D. 两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
(4) 航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验,包括质量的测量在内的一系列实验(图甲)。

(1)质量测量的一种方法可通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成,由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量。如图乙,假如航天员在开始时悬浮不动的A、B两物块中间夹一个质量不计的压力传感器,现让舱壁支架给B物块一个恒力F,此时压力传感器示数为N1。将A、B对换位置,给A施加相同的恒力F,压力传感器示数为N2。求A、B两物块的质量之比。

(2)在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图丙所示,不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动。用力传感器测得绳上的拉力为F,用停表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r。这种方法求得小球的质量m是多少?若测量r时未计入小球半径,则所得质量偏大、偏小还是不变?

(5) 一名连同装备总质量为M的航天员,脱离空间站后,在离空间站x处与空间站处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v(以空间站为参考系)喷出气体从而使航天员相对于空间站运动。如果航天员一次性向远离空间站方向喷出质量为m的气体,使航天员在时间t内匀速返回空间站。则(  ) A. 喷出气体的质量m等于 B. 若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大,则返回时间大于t C. 若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变,则返回时间大于t D. 在喷气过程中,航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒
【考点】
碰撞模型;
【答案】

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