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2022届高三专题训练 以太空授课为情境题目
一、单选题
1．宇航员王亚平在，“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m、距地球表面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则飞船内的王亚平的加速度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
2．2013年6月20日，我国首次实现太空授课，航天员王亚平在飞船舱内与地面学生实时交流了51分钟。设飞船舱内王亚平的质量为m，用R表示地球的半径，r表示飞船的轨道半径，g表示地球表面处的重力加速度，则下列说法正确的是（　　）
A．飞船所在轨道重力加速度为零 B．飞船绕地球做圆周运动的周期为 51 分钟
C．王亚平受到地球的引力大小为 D．王亚平绕地球运动的线速度大于 7.9km/s
3．宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了太空授课，演示了一些在太空中完全失重状态下的物理现象；若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）
A．王亚平在太空中授课过程中速度不变
B．王亚平相对机舱静止时对机舱的作用力为她的重力
C．飞船所在处的加速度为
D．飞船对地球的吸引力为
4．中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示，航天员甲把自己固定在支架一端，航天员乙将支架拉到指定位置释放，支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F，光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t最终测出航天员甲的质量，根据提供的信息，以下说法正确的是（　　）
A．天宫一号在太空中处于超重状态
B．太空舱中，可利用台秤直接测出航天员的质量
C．支架从指定位置释放到复位通过的距离为vt
D．航天员甲的质量为
5．2013年6月20日，神舟十号女航天员王亚平在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课。有同学设想在“天宫一号”飞行器中利用下列装置进行高中物理实验，你认为可行的是（　　）
A．如图a用弹簧秤验证力的平行四边形定则
B．如图b探究小车速度随时间变化的规律
C．如图c用自由落体运动验证机械能守恒定律
D．如图d用悬挂小球碰撞验证动量守恒定律
6．2013年6月11日，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小（　　）
A．等于7.9km/s B．介于7.9km/s和11.2km/s之间
C．小于7.9km/s D．介于7.9km/s和16.7km/s之间
7．航天员北京时间2013年6月20日上午10点在太空给地面的学生讲课．此次太空授课主要面向中小学生，其中有失重条件下物体运动的特点，及在失重的情况下如何测量物体的质量，第一次在太空中展示如何用牛顿定律测质量；测量的示意图如下图所示，测量的方法为：先把航天员固定在人体支架上，然后另一航天员将其向外拉到一定位置松手（图甲所示），最后支架会在弹簧恒定弹力的作用下拉回到初始位置（图乙所示）．假设支架向外伸长的位移为，弹簧对支架的作用力为恒力，大小为，支架回到初始位置所用时间为，则测量者的质量为：
A． B．
C． D．
8．2013年6月20日，中国女航天员王亚平在围绕地球运行的“天宫一号”空间飞行器内进行首次太空授课．如图所示，正用单摆进行实验．下列说法正确的是（　　）
A．将球从静止释放，小球来回摆动
B．将球从静止释放，小球“飘浮”在空中，是因为小球不受重力作用
C．沿垂直细绳方向推小球，给小球垂直细绳的初速度，只有当小球的初速度大于某一值时，小球才能做完整的匀速圆周运动
D．沿垂直细绳方向推小球，给小球垂直细绳的初速度，只要给小球一个初速度，小球就能做完整的匀速圆周运动
9．航天员王亚平曾经在天宫一号实验舱内进行了中国首次太空授课，通过几个趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示，将支架固定在桌面上，细绳一端系于支架上的O点，另一端拴着一颗钢质小球。现轻轻将绳拉直但未绷紧，小球被拉至图中a点或b点。根据所学的物理知识判断出现的现象是（　　）
A．在a点轻轻放手，小球将竖直下落
B．在a点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将做圆周运动
C．在b点轻轻放手，小球将沿圆弧做往复摆动
D．在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将沿圆弧做往复摆动
10．太空中运行的宇宙飞船处于完全失重状态，我国“神舟十号”宇航员王亚平在太空授课时利用质量测量仪完成了测量聂海胜质量的实验．受这一实验启发，某实验小组在实验室也完成了一个不用天平测量物体质量的实验：如图在光滑水平台面右端固定一个永磁恒力器，在台面左端放一辆小车，车上固定一遮光条，遮光条宽度为d，永磁恒力器通过一根细线给小车提供恒定拉力F，使小车由静止开始依次经过两个光电门，光电门1、2记录的挡光时间分别为t1、t2，测得两光电门中心间距为x，不计遮光条质量．根据以上实验数据可得小车质量为(　　)
A． B． C． D．
二、填空题
11．宇航员王亚萍太空授课呈现了标准水球，这是由于水的表面张力引起的。在水球表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力。如图，所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，则将水分子乙放在如图______之间（填“AC”或“BC”），其分子力表现为引力。若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于r0，则分子势能变化的趋势是______。
12．中国航天员首次进行太空授课，通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示，将支架固定在桌面上，细绳一端系于支架上的O点，另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧，小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作，在a点轻轻放手，小球将________（填写“竖直下落”或“静止不动”）；在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将________（填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”）。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
二、解答题
13．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为，地球半径为，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？
14．宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为，飞船飞行的轨道半径为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，自转不考虑。求：
（1）飞船与地球间的万有引力大小；
（2）飞船的运动线速度大小；
（3）飞船所在处的加速度大小。
15．在我国首次“太空授课”中，航天员王亚平老师制造了一个水球，若该水球为实心水球，直径为D = 4cm，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1．已知球体体积公式为，d为球体的直径．(结果均保留一位有效数字)
求（1）该水球中含有水分子的总数N；（2）一个水分子的直径d．
16．中国载人航天史上的首堂太空授课，2013年6月20日上午10时开讲．神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课；女宇航员王亚平向同学们提出了如何测质量的问题，大家知道质量可以用天平测量，可是在宇宙空间怎样测量物体的质量呢？如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图．若已知双子星号宇宙飞船的质量为3000kg，其尾部推进器提供的平均推力为900 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作10 s测出飞船和空间站速度变化是1.0 m/s.则：
(1)空间站的质量为多大？
(2)在10 s内飞船对空间站的作用力为多大？
参考答案
1．B
2．C
3．C
4．D
5．A
6．C
7．B
8．D
9．B
10．B
11．BC 先减小再增大
12．静止不动 做匀速圆周运动
13．
14．（1）；（2）；（3）
15．（1）1×1024个 （2）4×10-10m
16．（1）6000kg ；（2）600N
试卷第1页，共3页

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