我国自行研制的“神舟五号”载人飞船于2003年10月15日9时在酒泉载人航天城发射场由“长征二号F”大推力运载火箭发射升空。就相关资料回答以下问题:
【文科类问题】
1. 月球之所以成为人类观测宇宙天体的理想场所,是因为( )
A. 离宇宙中天体的距离近
B. 气体、尘埃少,能见度好
C. 呈现原始的地质地貌,便于安装仪器
D. 在月球上观测,不需要仪器,成本低
2. 下列哪项试验的成功,为我国登月提供了最有利的前提条件( )
A.“东方红”l号人造卫星发射成功
B. 探空火箭和运载火箭的发射成功
C. 返回型人造地球卫星发射成功
D. 载人航天试验飞船“神舟号”发射成功
3. 人类登月成功说明了( )
A. 宇宙是无限的,但在目前的科技条件下,人类完全有可能认识宇宙世界
B. 人的意识具有主观能动性,最终能够正确反映客观世界
C. 人们可以根据事物的固有联系,改变事物的存在状态,从而建立新的具体联系
D. 人的认识潜力是无限的,最终能够征服自然
4. 月球阴晴圆缺的各种形状叫做月相,我国最早关于月相的记录始于:( )
A. 夏朝 B. 春秋战国 C. 三国时期 D. 南北朝时期
5.下列古诗句中,所描绘的情境,与对应的月相最接近的是( )
A. 月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。——上弦月
B. 月上柳梢头,人约黄昏后。——下弦月
C. 杨柳岸,晓风残月。——新月
D. 月黑雁飞高,单于夜遁逃。——望月
6. 读天体系统示意图,当A天体运行到③处,B天体运行到⑤处,地球上的人们可以看到的月相是 ,此时有可能出现 天文现象。( )
A.满月、日食
B.上弦月、月食
C.新月、日食
D.下弦月、月食
7. 由于月球、太阳对地球的吸引,产生了潮汐现象,2000年阴历8月18日,中央电视台现场直播了钱塘江大潮,若直播的时间为北京时间12时30分,则此位于纽约(西五区)的居民看到月亮位于天空的 方。
A. 东南方 B. 西北方 C. 正南方 D. 西南方
8. 使用潮汐能发电,则一天能发几次电?( )
A. 一次 B. 二次 C. 三次 D. 四次
9.下列现代科技成就中,由中国最先取得的有( )
A. 一箭三星技术 B. 籼米杂交水稻
C. 人工合成牛胰岛素 D. 同步实验通讯卫星
10. 若某发射站位于北纬300,在6月22日发射飞船,试计算该日该地太阳高度角。
11. 人类发射飞船(人造卫星)的过程体现了什么哲学原理?
12. 简述我国启动登月计划的意义?
【理科类问题】
1. 在航天飞船返回地球表面的过程中,有一段时间航天飞船会和地面失去无线电联系,即发生黑障现象,这是因为航天飞船( )
A. 加速度太大,减速太快
B. 表面温度太高
C. 和空气摩擦产生高温使易熔金属和空气形成等离子体层
D. 为下落安全关闭无线电通讯系统
2. 若在飞船的轨道舱中进行空间生命科学实验,其中生长的植物具有的特性是( )
A. 根向地生长,茎背地生长
B. 根、茎都向地生长
C. 根、茎都背地生长
D. 根失去了向地生长特性,茎失去了背地生长特性
3.“神舟五号”宇宙飞船是由火箭喷气发动机向后喷气而加速的,假设火箭喷气发动机每次喷出气体质量为m,喷出的气体相对地面的速度为v.设运载“神舟五号”火箭与“神舟五号”的总质量为M(m<<M),喷气前飞船的速度为v0,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机点火后1s末,飞船的速度是多少?
4. 质子火箭发动机可用于在外层空间中产生的微小的推力来纠正卫星或宇宙飞船的轨道或姿态 . 质子火箭发动机产生的推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J与推进剂速度v的乘积,即F=Jv.
设一台质子发动机喷出的质子流的电流I=1.0A,用于加速质子的电压U=5.0×104V,质子质量m=1.6×10-27kg,求该发动机的推力?
5. 发射飞船的火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量的氮气和水蒸气,并放出大量热.已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应生成氮气和水蒸气时,放出256.652kJ的热量 . 写出该反应的热化学方程式 .
6. 飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供 . 若这种电池发1度电时生成350g水,试计算能量转化率 . [2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)+572kJ]
7. 科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道运行期间,地面指挥控制中心成功实施了飞船上太阳帆板展开试验,设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=.设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船加速度的表达式.
8. 一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员,在距离飞船s=45m处与飞船处于相对静止状态,宇航员背着质量为m1=0.5kg氧气的贮气筒,筒上有一个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴 . 宇航员必须向着返回的相反方向喷出氧气才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用,宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s.不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响,求:
(1)瞬间喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船?
(2)为了使总耗氧量最低,应一次喷出多少氧气?返回时间是多少?
(提示:一般飞船沿椭圆轨道运动,但在一段很短的圆弧上,可视为飞船做匀速直线运动)
(3)已知超氧化钾(KO2)的性质与Na2O2相似 . 若该宇航员贮气筒的氧气由超氧化钾提供,则需用多少千克KO2?
9. 飞行员从俯冲状态往上拉时,会发生黑视,第一次是因为血压降低,导致视网膜缺血,第二次是因为大脑缺血,问:
(1)血压为什么会降低?
(2)血液在人体循环中所起的作用是什么?
10.“神舟五号”飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的.由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应.“神舟五号”飞船上的太阳能电池就是依据光伏效应设计的单晶硅太阳能电池.在正常阳光照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势,可获得0.1A的电流,每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是多少?(保留两位有效数字)
11.角速度计可测量飞船自转的角速度,其结构如图所示,当系统绕OO′转动时,元件A发生位移并输出电压信号,成为飞机、卫星等制导系统的信息源.已知A的质量为m,弹簧劲度系数为k,自然长度为L,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长度为L,电阻分布均匀,系统静止时P在B点,当系统以角速度ω转动时,试写出输出电压U与ω的表达式.
12.“神舟”五号返回舱在接近地面时打开降落伞后继续下落,下落速度仍达v=14m/s.为了实现软着陆,在返回舱离地面约h=1.2m时启动5个反推力小火箭,使返回舱迅速减速.若返回舱重m=8t,则每支小火箭的平均推力F约为多大?(g取10m/s2).
文科类答案:
1. B 2. D 3. B 4. B 5. A 6. C 7. A 8. D 9. B、C 10. 83o26′,11. 人类发射飞船(人造卫星)的过程体现规律是可以认识和利用的。
12. ①展示我国的综合国力及先进的科技水平,提高我国在空间探测领域的竞争力。②促进相关的基础学科及科学技术的发展。③为将来参与月球能源和资源的开发与利用奠定基础。
理科类答案:
1. 解:飞船返回舱再入地球大气层时,与大气层产生剧烈摩擦,外表变成一团火球,周围产生等离子层,形成电磁屏蔽.此时,返回舱与地面通信中断.应选C.
2. D
3. 解:选取飞船的初速度的方向为正方向,设1 s末飞船速度为v1 . 由动量守恒定律,得: Mv0=Mv1-20mv
1s末飞船的速度大小为:v1=v0+
4. 解:对单个质子,通过加速电场时,由动能定理得:
mv02=eU ∴ v0=
设t时间内通过加速电场的质子流总质量M,总电量Q,对应的质子数为N,则有
因J== N==
所以,质子火箭发动机推力为
F=J·v==1.0×=3.2×10-2 N
5. 解:N2H4(液)+2H2O2(液)=N2(气)+4H2O(气)+641.63KJ
6. 64.7%
7. 解:动量为p的光子垂直打到太阳帆板上再反射,动量改变量为2p.
由动量定理FΔt=Δp可得太阳帆板上受到的光压力
F=
由牛顿第二定律F=ma可得飞船的加速度
a==
8. 解:(1)设瞬时喷出m氧气,宇航员刚好完全返回,则由动量守恒定律可知:mv=MV,宇航员匀速返回,历时t=s/V,氧气总质量m0=Qt+m . 联立以上各式并代入已知值可解得,使宇航员安全返回瞬间喷出的氧气的质量 .
(2)为使总耗氧量最低,设喷出氧气m,由mv=MV, t=s/V,可得t=Ms/mv。而总耗氧量△m=Qt+m,由此可解得△m=QMs/(mv)+m,根据总耗氧量△m随喷出气体质量m的变化规律,即可求得使△m有最小值时m的值及返回时间t=600s .
(3)由4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
4×71 3×22
m 0.5kg
即可求得制取0.5kg的O2需要的KO2质量 .
答:(1)0.05kg≤m≤0.45kg (2)当QMS/(mv)=m,即当一次性喷出m=0.15kg氧气时总耗氧量最小,宇航员返回历时t=600s (3)需要KO2质量为1.48kg .
9. 解:(1)当飞行员往上加速时,血液处于超重状态,视重增大,心脏无法像平常一样运输血液,导致血压降低。(2)血液在循环中所起作用为提供氧气、营养,带走代谢所产生的废物。
10. 解:设每秒照射到太阳能电池上太阳光的能量为,由能量守恒定律为:E×23%=UI
解得:E===0.26 J/s
11. 解:令系统以角速度ω转动时弹簧伸长量为Δx,则:kΔx=mω2(L+Δx)
而:U=E
得:U=E=mω2(+)=(E+U)
故U=即为电压表示数与角速度ω的函数关系.
12. 解:要实现软着陆,其返回舱着地前瞬间速度为零,设启动反推力小火箭后,返回舱加速为a,则有:0-v2=-2ah
解得: a===81.7 m/s2
由牛顿第二定律,得:5F-mg=ma
每支小火箭平均推力 F==1.47×105N