专题05 神舟飞船中的时间【聚焦前沿】神舟飞船中的物理（高中版）

专题05 神舟飞船中的时间 好家伙！神舟十三号飞船也已待命 近日，航天科技集团一院长征二号F运载火箭总指挥荆木春和航天科技集团五院神舟十二号载人飞船技术副经理邵立民在接受媒体采访时分别表示，长二F遥十二火箭发射的同时，长二F遥十三火箭也完成了准备工作，进入到应急救援值班状态。而在神舟十二号载人飞船发射前，神舟十三号载人飞船也已整装待发，具备快速发射和应急救援能力。 据了解，在此次神舟十二号载人飞船发射任务中，无论是长二F运载火箭，还是神舟载人飞船均采用了“滚动待命”策略，即在神舟十二号载人飞船发射任务时，神舟十三号载人飞船和长二F遥十三火箭均已在发射场待命，假如遭遇需要开展应急救援的情况，无论是“箭”还是“船”都具备了最快8.5天应急发射以实现太空救援的能力。 此前，航天科技集团五院神舟十二号载人飞船项目产品保证经理郑伟在接受媒体采访时表示，本次研制任务，神舟飞船为多船批次投产，两船同时出厂，同时在发射场完成神舟十二号和神舟十三号两艘飞船总装、测试等工作。 神舟十二号飞船作为发射船与火箭对接在发射塔待命发射时，神舟十三号飞船作为本次任务地面待命救援飞船，完成推进剂加注前准备，在厂房就位，随时可启动后续发射工作程序。一旦在轨发生需要救援的情况，在长征2号F运载火箭配合下随时可启动救援程序，短时间内即可发射入轨，将航天员接回地面。 神舟十二号载人飞船 图片来源：航天科技集团五院 而在空间站在轨建造及运营阶段，长二F火箭也会采取“发射1发、备份1发”的“滚动备份”发射模式。以此次任务为例，两发箭同时进场，先开展遥十三火箭总装测试工作，再开展用于此次发射神舟十二号载人飞船的遥十二火箭总装测试和发射工作。两发火箭流程上存在交叉，型号队伍并行作业。 假如出现意外情况，接到应急救援命令后，长二F火箭基础级、整流罩（半罩）和逃逸塔可以立即同步高效开展工作。 根据空间站应急救援任务具体需求，长二F火箭具备8.5天和16天应急发射的能力。两种状态的应急发射能力，能够快速发射飞船将航天员安全接回。 当然，最正常不过的情况就是空间站一切顺利，值班火箭一直安安静静地在技术阵地等待着，直到转入下次任务正常发射流程。这个周期最长可能有半年之久。 那么，长期竖立存放会不会对火箭产生不利影响？据航天科技集团一院长二F火箭总体主任设计师常武权介绍，型号队伍经过大量的分析、试验之后，认为完全可以承受这些变化，不会受到影响。 相关习题 一、单选题 1．（2021·科尔沁左翼中旗实验高级中学高一期末）宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道运动，若其轨道半径是地球轨道半径的4倍，则它们飞船绕太阳运行的周期是（　　） A．2年 B．4年 C．8年 D．16年 【答案】C 【详解】 根据 解得 地球的公转周期为1年，宇宙飞船轨道半径是地球轨道半径的4倍，则它们飞船绕太阳运行的周期是8年。 故选C。 2．（2021·浙江高一月考）你现在正在完成90分钟的物理期中考试，假设一艘飞船相对你以的速度匀速飞过（c为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间（　　） A．大于90分钟 B．等于90分钟 C．小于90分钟 D．不能确定 【答案】A 【详解】 ABCD．根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间由公式可知 所以飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于90分钟。故A正确，BCD错误。 故选A。 3．（2019·湖北省直辖县级行政单位·仙桃市汉江高级中学）我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就。已知地球的质量为M，引力常量为G，飞船的质量为m，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则（　　） A．飞船在此轨道上的运行速率为 B．飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为 C．飞船在此圆轨道上运行的周期为 D．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为 【答案】C 【详解】 A．研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式 解得 A错误； B．根据万有引力提供向心力，得 所以 B错误； C．根据万有引力提供向心力，得 所以 C正确； D．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为万有引力，得 D错误。 故选C。 4．（2020·石家庄市藁城区第一中学）宇宙飞船以周期T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可看做平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（　　） A．飞船绕地球运动的线速度为 B．一天内飞船经历“日全食”的次数为 C．飞船每次经历“日全食”过程的时间为 D．飞船周期为T＝ 【答案】D 【详解】 A．飞船绕地球匀速圆周运