【推荐2】太空行走

太空行走（Walking in space）又称为出舱活动。是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障，蕴含丰富的物理原理。
1．如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为和，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为。A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为，下列说法正确的是（　　）

A．研究A、B相对空间站的速度是以地球为参考系

B．A将B向空间站方向轻推的过程中，不能认为A、B组成的系统动量守恒

C．A将B向空间站方向轻推后，B的速率为，方向指向空间站

D．若A将B向空间站方向轻推的作用时间为，则A、B互相作用的平均力为

E．空间站围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力

2．若某次宇航员离开空间站太空行走时，连同装备共，在离飞船的位置与空间站处于相对静止的状态，装备中有一个高压气源，能以的速度喷出气体，为了能在内返回空间站，请推导计算需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量（不计喷出气体后航天员和装备质量的变化）？
3．在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，L为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计；AB为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（　　）

A．合上K的瞬间，A先亮，B后亮

B．合上K的瞬间，A、B同时亮

C．断开K以后，B变得更亮，A缓慢熄灭

D．断开K后，A熄灭，B重新亮后再熄灭

4．宇航员在空间站内进行了自主发电，利用自主发电机给空间站内用电器供电进行尝试，设计原理图如下，升压和降压线圈匝数n均为理想变压器；发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为，空间站输电线上损失的功率，请完成下表参数值。

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5．2022年4月16日神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆，已知地球半径为，地球表面重力加速度为。总质量为的空间站绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，距地球表面高度为，阻力忽略不计。
（1）若万有引力常量为，求证地球质量
（2）该空间站绕地球匀速圆周运动的动能；
（3）物体间由于存在万有引力而具有的势能称为引力势能。若取两物体相距无穷远时引力势能为0，质点和的距离为r时，其引力势能为。假设空间站为避免与其它飞行物相撞，将从原轨道转移到距地球表面高为的新圆周轨道上，则该转移至少需要提供多少额外的能量；
（4）维持空间站的运行与舱内航天员的生活需要耗费大量电能，某同学为其设计了太阳能电池板。太阳辐射的总功率为，太阳与空间站的平均距离为，且该太阳能电池板正对太阳的面积始终为，假设该太阳能电池板的能量转化效率为。求单位时间空间站通过太阳能电池板获得的电能。
（5）有学者认为：地球周围磁场完全可以使带电量为q的飞行器绕地匀速圆周运动成为地球卫星，无需万有引力，是否有这种可能性？请阐述理由。