(13分)如图所示为了使航天员能适应在失重环境下时的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行...

(13分)如图所示为了使航天员能适应在失重环境下时的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练，故需要创造一种失重环境。航天员乘坐在训练飞机上后，训练飞机总重3.6×10⁴ kg,以200 m/s速度沿30°倾角爬升到7000 m高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200 m/s的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，在前段时间内创造出完全失重，当飞机离地2000 m高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f = kv（k=900 N·s/m），每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练（否则飞机可能失速）。求(g = 10m/s²)：

（1）利用作图法求出飞机在匀速爬升过程飞机的动力。

（2）飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。

（3）经过几次飞行后，驾驶员想在保持其它不变，在失重训练时间也不变的情况下，降低飞机拉起的高度（在B点前把飞机拉起）以节约燃油，若不考虑飞机的长度，则飞机匀速爬升的时间比原来可以少多少时间？

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为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练。现利用训练客机创造一种失重环境。训练客机沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，当飞机离地3000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。为了防止飞机发生失速危险，每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练。请计算飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。（g=10m/s2，结果保留一位小数）

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2013年6月20日上午，王亚平在“天宫一号”中进行了中国载人航天史上的首次太空授课，如图1所示．王亚平在失重环境下讲授并展示了弹簧秤实验、单摆实验、陀螺实验、水球实验等．

为了简化问题便于研究，将“天宫一号”绕地球的运动视为匀速圆周运动（示意图如图2所示）．已知这次太空授课的时间为t，“天宫一号”距离地面的高度为h，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G．

（1）求在太空授课的过程中“天宫一号”绕地球运行的线速度大小；

（2）求在这次太空授课的时间t内“天宫一号”与地心连线所转过的角度；

（3）在太空失重的环境中，可以做很多有趣的实验，请你写出其中一个实验的实验目的，并简述实验方案．

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2016年11月17日12时41分,我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅，他们在天宫二号空间实验室已工作生活了 30天，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录，假设未来的某一天我国宇航员登上某一星球,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2 倍,而该星球的平均密度与地球差不多,则该星球质量大约是地球质量的（ ）

A. 2倍　　 B. 8 倍　　 C. 4 倍　　 D. 16 倍

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2013年6月20日我国女航天员王亚平在天宫一号上进行我国第一次太空授课，她不断用注射器向金属圆圈中的水膜里注入水，最后水膜变成了水球．分析形成水球的原因是(　　)

A．水球在完全失重环境下不受任何力的作用

B．水球所受的地球对它的引力只改变它的运动状态，对其形状无影响

C．对水球形状有影响的是水的表面张力，在其向各个方向大小相同的表面张力的作用下形成球体

D．以上说法均不正确

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从“神舟号”载人飞船的发射成功可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节．轨道舱处于完全失重状态，以下器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是（　　）

A. 哑铃　　 B. 跑步机　　 C. 单杠　　 D. 弹簧拉力器

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人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设卫星中具有基本测量工具。

①实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是 ；

②实验时需要测量的物理量有；

③待测质量表达式为m= ________　。（用②小题中的物理量表示）

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科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验.把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气（可视为理想气体），使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属.下列说法中正确的是(　　)

A. 失重条件下液态金属呈现球状是由于液体内部分子间存在引力作用

B. 失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束

C. 在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大

D. 泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体

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为适应太空环境，航天员都要穿航天服。航天服有一套生命保障系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变，航天服视为封闭系统。

①求此时航天服内的气体压强，并从微观角度解释压强变化的原因。

②若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压变为0．9 atm，则需补充1 atm的等温气体多少升?

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