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2003年1月5日晚，在太空遨游92圈的"神舟"四號飛船返回艙按預(yù)定計劃，載著植物種子、郵品、紀(jì)念品等實驗品，安全降落在內(nèi)蒙古中部草原。
"神舟"四號飛船在返回時先要進行姿態(tài)調(diào)整，飛船的返回艙與留軌艙分離，返回艙以近8km/s的速度進入大氣層，當(dāng)返回艙距地面30km時，返回艙上的回收發(fā)動機啟動，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等動作。在飛船返回艙距地面20km以下的高度后，速度減為200m/s而勻速下降，此段過程中返回艙所受空氣阻力為，式中為大氣的密度，v是返回艙的運動速度，S為與形狀特征有關(guān)的阻力面積。當(dāng)返回艙距地面高度為10km時，打開面積為1200m²的降落傘，直到速度達到8.0m/s后勻速下落。為實現(xiàn)軟著陸（即著陸時返回艙的速度為0），當(dāng)返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，使返回艙落地的速度減為零，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×10³kg 取g=10m/s²。
（1）用字母表示出返回艙在速度為200m/s時的質(zhì)量。
（2）分析打開降落傘到反沖發(fā)動機點火前，返回艙的加速度和速度的變化情況。
（3）求反沖發(fā)動機的平均反推力的大小及反沖發(fā)動機對返回艙做的功。

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2003年1月5日夜晚，在太空遨游92圈的"神舟"四號宇宙飛船的返回艙，按預(yù)定計劃安全降落在內(nèi)蒙古草原．
(1)如果返回艙在以速度v勻速豎直下降的過程中，受到的空氣阻力可以表示為，式中空氣密度，S為等效受阻面積．求返回艙的質(zhì)量是多大？
(2)為了最終實現(xiàn)軟著陸，在距離地面很近的h（約1 m）高度，啟動一組反沖小火箭．求在此過程中反沖火箭的推力做了多少功？

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1．D　超導(dǎo)材料的電阻為零，因此只有D正確．

2．C　由玻爾理論可知，所以C正確．

3．B　、并聯(lián)與、的并聯(lián)相串聯(lián)，再與相并聯(lián)，＝0.5W，因此伏特表示數(shù)U＝1.5V，安培表示數(shù)I＝1.5A．

4．C　當(dāng)B對地面恰無壓力時，彈簧的伸長量，A達到最大速度時，彈簧的壓縮量，此過程重力做功為

5．D　同步衛(wèi)星的加速度應(yīng)為地球的自轉(zhuǎn)角速度，所以a＝（R＋h）．

6．C　∴　，因此只有C正確．

7．B　利用平面鏡成像規(guī)律，找到S的像點，確定垂直墻壁上的光斑，從而可知只有B正確．

8．B　滑動變阻器用分壓作用時，滑動變阻器阻值大的應(yīng)為微調(diào)，阻值小的應(yīng)為粗調(diào)，粗調(diào)時應(yīng)選用，則一定應(yīng)為10W，一定應(yīng)為200W，因此只有B正確．

9．D　金屬塊先加速后減速，最小速度為零，加速度先減小而后增大，因此C錯；電場力始終做正功，電勢能始終減小，因此B錯；由能量守恒可知，電場力對金屬塊做的功應(yīng)等于摩擦而產(chǎn)生的熱量．

10．D　光線由O點射入，折射光線應(yīng)靠近法線，即x軸光線射入材料后，法線應(yīng)與y軸平行，入射角逐漸增大，當(dāng)入射角大于臨界角時，發(fā)生全反射，因此只有D正確．

11．（1）將接1，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)、

    （2）

12．答案：（1）甲

    （2）①步驟B是錯誤的．應(yīng)該接到電源的交流輸出端．步驟D是錯誤的，應(yīng)該先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶．步驟C不必要，因為根據(jù)測量原理，重錘的動能和勢能中都包含了質(zhì)量m，可以約去．

    ②

    ③重錘的質(zhì)量為m　

13．解析：（1）核方程

    設(shè)聚變后新核速度為V，中子速度為，質(zhì)量為m，則由能量守恒定理得：

    由動量守恒定律得：0＝3mV＋mDm＝（2×2.01353u-3.015u-1.008665u）

    由以上各式可求得快中子動能　

14．解析：a 粒子在水平方向做勻速運動　　

    a 粒子在豎直方向做勻速運動　r＝vt

    解得　B板發(fā)光面積S為　

15．解析：由F＝　得　小鳥：　對飛機：

    得：

    ∵　＝2as

    ∴　跑道長至少為　＝518.4米

16．解析：（1）運動員從高處落下到接觸沙坑表面的過程中，運動員重心下落的高度h＝1.25m，下落過程機械能守恒，即mgh＝

    解得運動員落到地面的速度為v＝＝5.0m/s

    （2）運動員從下落到沙坑中停下，這個過程中初末動能都為零，重力做的功等于運動員克服沙坑阻力做的功，即　mg（h＋l）＝

    得解得　＝8.1×N．

17．解析：如答圖1所示，設(shè)球的半徑為R，在△OBP中

    即

答圖1

    ∴　i＝45°

    ∠FOP＝i-30°＝45°-30°＝15°

    ∵　入射光線平行于MN

    ∴　∠MOA＝i＝45°

    由圖知：

    ∴　．

18．解析：（1）當(dāng)回收艙在速度為200m/s時，受到重力和阻力平衡而勻速下落，根據(jù)牛頓第二定律　mg-＝0

    根據(jù)已知條件，得　　解得：　m＝

    （2）在打開降落傘后，返回艙的加速度先增大而后減小，加速度方向向上，返回艙的速度不斷減少，直到速度減小到8.0m/s后勻速下落．

    （3）反沖發(fā)動機工作后，使回收艙的速度由8.0m/s減小為0，回收艙受重力和反沖力F作用做勻減速運動，運動位移為h＝1.2m，根據(jù)動能定理（mg-F）h＝

    解得　F＝9.9×N．

    反沖發(fā)動機對返回艙做的功W＝Fh＝1.2×J.