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航天器中的失重现象
一、单选题（本大题共8小题）
1．如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是 (　　)
甲　　　乙　　　丙　　　丁
A．如图甲,用台秤称量重物的质量
B．如图乙,用水杯喝水
C．如图丙,用沉淀法将水与沙子分离
D．如图丁,给小球一个很小的初速度,小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动
2．如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是( )
甲
乙
丙
丁
A．如图甲，用台秤称量重物的质量
B．如图乙，用水杯喝水
C．如图丙，用沉淀法将水与沙子分离
D．如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动
3．如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是 (　　)
甲　　　乙　　　丙　　　丁
A．如图甲,用台秤称量重物的质量
B．如图乙,用水杯喝水
C．如图丙,用沉淀法将水与沙子分离
D．如图丁,给小球一个很小的初速度,小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动
4．在2022年3月23日的“天宫课堂”上,航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶,静置后水和油混合在一起没有分层.图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”,即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子,以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动,一段时间后水和油成功分层(水的密度大于油的密度),以空间站为参考系,此时 (　　)
　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
甲　　乙
A．水和油的线速度大小相等
B．水的向心加速度比油的小
C．油对水有指向圆外的作用力
D．水对油的作用力大于油对水的作用力
5．在“天宫二号”中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是（　　）
A．失重就是航天员不受力的作用
B．失重的原因是航天器离地球太近，从而摆脱了地球引力的束缚
C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象
D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动
6．在“天宫二号”中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是(　　)
A．失重就是航天员不受力的作用
B．失重的原因是航天器离地球太近，从而摆脱了地球引力的束缚
C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象
D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动
7．如图所示的四幅图，可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是 (　　)
甲乙丙丁
A．如图甲，用台秤称量重物的质量
B．如图乙，用水杯喝水
C．如图丙，用沉淀法将水与沙子分离
D．如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动
8．如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是(　　)
甲　　乙　　丙　　丁
A．如图甲，用台秤称量重物的质量
B．如图乙，用水杯喝水
C．如图丙，用沉淀法将水与沙子分离
D．如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动
二、多选题（本大题共1小题）
9．中国空间站绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　)
A．在空间站中可以用天平测量物体的质量
B．在空间站中可以用水银气压计测舱内的气压
C．在空间站中可以用弹簧测力计测拉力
D．在空间站中将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物仍受地球的引力
三、解答题（本大题共2小题）
10．2013年6月20日，“神舟十号”航天员在“天宫一号”上开展了别开生面的太空授课，为我国青少年讲解并演示失重环境下的基础物理实验。请观看太空授课的视频，尝试设计一种在宇宙飞船上失重条件下的实验方案，并与同学交流。
11．查阅资料，了解空间站中宇航员的衣食住行，并写一篇报告。
航天器中的失重现象参考答案
1．【答案】D　
【解析】重物处于完全失重状态,对台秤的压力为零,无法通过台秤测量重物的质量,A错误;水杯中的水处于完全失重状态,不会因重力而流入嘴中,B错误;沙子处于完全失重状态,不能通过沉淀法与水分离,C错误;小球处于完全失重状态,给小球一个很小的初速度,小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动,D正确.
2．【答案】D
【详解】重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤测量重物的质量，A错误；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，C错误；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，D正确.
【关键点拨】飞船内的任何物体都处于完全失重状态，故一切与重力有关的测量仪器都不能使用.需要注意的是飞船内的物体仍然受地球的引力，只是物体之间的挤压力等于零.
3．【答案】D　
【解析】重物处于完全失重状态,对台秤的压力为零,无法通过台秤测量重物的质量,A错误;水杯中的水处于完全失重状态,不会因重力而流入嘴中,B错误;沙子处于完全失重状态,不能通过沉淀法与水分离,C错误;小球处于完全失重状态,给小球一个很小的初速度,小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动,D正确.
4．【答案】C　
【解析】由于水的密度大于油的密度,因此水在底层,油在上层.水和油的角速度相等,但运动半径不同,因此线速度不相等,A错误;根据a=ω2r,由于水的半径大,因此水的向心加速度比油的大,B错误;油做圆周运动的向心力是由水提供的,根据牛顿第三定律,油对水有指向圆外的作用力,且与水对油的作用力大小相等,C正确,D错误.
5．【答案】D
【详解】AD．航天器和航天员在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故A错误，D正确；
B．失重时航天员仍然受到地球引力作用，故B错误；
C．失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度，均处于失重状态，故C错误。故选D。
6．【答案】　D
【详解】　航天器和航天员在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故A错误，D正确；失重时航天员仍然受到地球引力作用，故B错误；失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度，均处于失重状态，故C错误。
7．【答案】D
【解析】重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤称量重物的质量，A错误；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，C错误；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，D正确.
【关键点拨】做匀速圆周运动的飞船内的任何物体都处于完全失重状态，故一切与重力有关的测量仪器都不能使用.需要注意的是飞船内的物体仍然受地球的引力，只是物体之间的弹力等于零.　
8．【答案】D　
【详解】重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤测量重物的质量，A错误；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，C错误；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，D正确．
【关键点拨】飞船内的任何物体都处于完全失重状态，故一切与重力有关的测量仪器都不能使用．需要注意的是飞船内的物体仍然受地球的引力，只是物体之间的挤压力等于零．
9．【答案】　CD
【详解】　在空间站中物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为零，因此不能用天平测物体的质量，故A错误；同理水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，故B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，故C正确；重物处于完全失重状态时并不是不受重力，而是重力提供了重物做圆周运动的向心力，故D正确。
10．【答案】太空质量测量仪
【详解】看到空间站里的人和物都飘在空中的现象，就是完全失重现象。不需要支持物提供支持力就可以相对空间站静止，如果完全失重，利用天平测量质量时，则物体对天平的压力为零，天平就无法进行测量。
11．【答案】见解析
【详解】宇航员处于完全失重状态，食物食用起来却不像地球上这么方便，所有食品都是封袋保存，载荷服，当飞船在发射升空、变轨对接，回收等非常态状态，也可以说成是有险情的情况下穿的宇航服，可以对宇航员起到保护作用。常服，也就是在平稳运行状态下宇航员所穿的服装，也就是在轨道运行时所穿的服装。失重状态下睡觉很享受，不会有压痛感，而且可以采用各种姿势，都很舒服，甚至你像武侠一样倒立睡觉也是一样没有不适感。但也就怕飘走，所以要固定在“卧室”内。因为一不小心的一个伸手动腿动作，说不定就跑出多远，撞到什么物件上，所以有利必有弊，我们关键是要趋利而避害。行走如风不可能，但是飞檐走壁小意思，悬浮的他们走路就像踩在棉花上，挺不带劲的，但可也挺有意思的。前滚翻，后滚翻，甚至一指禅（一指触地的倒立），大力金刚掌（一掌把人打出几丈远）都可轻易实现。
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