Question

　　1999年11月20日我國發(fā)射了“神舟”號載入航天試驗(yàn)飛船，飛船順利升空，在繞地球飛行一段時(shí)間后，于11月21日安全降落在內(nèi)蒙古中部地區(qū)．航空航天是一個(gè)集物理、化學(xué)、生物、天文、地理、工程、氣象等多學(xué)科的綜合性工程．請解答：

(1)載人航天飛船的發(fā)射升空和降落時(shí)，如果宇航員保持直立姿態(tài)，則他的心血管系統(tǒng)會受到何種影響？你認(rèn)為宇航員應(yīng)采取什么姿態(tài)？

(2)在軌道上為了將已燒完的燃料分開，采用引爆爆炸螺栓中的炸藥，炸斷螺栓，同時(shí)火箭和載人航天飛船分別向后和向前進(jìn)，在此以后

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A．火箭和航天飛船仍在同一圓軌道上運(yùn)動

B．火箭將進(jìn)入較低軌道，而航天飛船將進(jìn)入較高軌道

C．火箭將進(jìn)入較高軌道，而航天飛船將進(jìn)入較低軌道

D．火箭將自由落體而墜落，航天飛船仍在原軌道運(yùn)行

(3)載人航天飛船的返回艙中有多種植物種子，為什么將這些植物種子攜帶上天再帶回地面？

(4)飛船的軌道艙是宇航員在軌道上進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的場所，由于空間不大，所用儀器都要經(jīng)過精選，下列哪些儀器一般不會被選中

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A．水銀氣壓計(jì)

B．天平

C．?dāng)[鐘

D．多用電表

(5)宇航員所在軌道艙和返回艙都是密封的，宇航員吸入氧氣，呼出二氧化碳，如果二氧化碳濃度過高，會使宇航員困乏、呼吸頻率加快，嚴(yán)重的會引起窒息，為使二氧化碳濃度降低而保持艙內(nèi)氧氣的適當(dāng)比例，可以在艙內(nèi)放入

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A．Na₂O₂

B．NaOC₃

C．NaOH

D．氧氣瓶

(6)載人航天飛船返回大氣層時(shí)，由于速度很大，和空氣摩擦?xí)�產(chǎn)生高熱，為了保護(hù)載人航天飛船，采用下列哪些措施是可行的

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A．返回開始階段利用反推力火箭使載人航天飛船調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆祷亟嵌炔�減速

B．使載人航天飛船鈍圓部朝向前進(jìn)方向

C．在朝向前進(jìn)方向的部分安裝一層易熔金屬，高溫時(shí)蒸發(fā)吸收熱量

D．剛開始返回即張開降落傘

(7)吊在降落傘下的載人航天飛船返回艙下落速度仍達(dá)14m/s．為實(shí)現(xiàn)軟著陸，在返回艙離地面約1.5m時(shí)啟動5個(gè)反推力小火箭，若返回艙重8t，則每支火箭的平均推力約為多大？

Answer 1

答案：
解析：

(1)飛船在發(fā)射升空和降落時(shí)處于超重狀態(tài)．在超重狀態(tài)下，人如果直立頭部血液會流向下肢，血液淤積在下肢靜脈中，影響血液向心臟回流．心臟輸血量減少，動脈血壓降低，造成腦部供血不足，輕則引起頭暈，視物模糊，反應(yīng)遲鈍，操縱準(zhǔn)確度下降；重則意識喪失，完全失去控制航天飛船的能力．因而，宇航員在發(fā)射和降落階段應(yīng)采取平臥姿態(tài)． 　　(2)火箭和載人航天飛船已進(jìn)入軌道，此時(shí)．由于爆炸，使載人航天飛船加速，航天飛船將脫離原軌道做離心運(yùn)動，上升到較高的軌道上．在上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，航天飛船減速，運(yùn)載火箭則因減速降到較低的軌道上繞地球運(yùn)行；在下降過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，運(yùn)載火箭加速，故正確選項(xiàng)為B． 　　(3)試驗(yàn)在飛行過程中的超重、失重狀態(tài)，軌道上的高速飛行狀態(tài)和空間環(huán)境，以及宇宙射線等對植物的遺傳和生長發(fā)育的影響，從而培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種． 　　(4)水銀氣壓計(jì)利用所受的重力和大氣壓力平衡測量大氣壓，天平利用砝碼和待測物所受重力相等使天平平衡測量重物質(zhì)量，擺鐘的擺所受的重力沿切線方向的分力就是回復(fù)力，這三種儀器的工作原理都和重力有關(guān)，在超重或失重狀態(tài)下將無法正確使用，因而在航天飛船中一般不會有．多用電表常用于檢測用電器，它的工作原理和重力無關(guān)，因航天飛船中有大量的電器和儀表，它們都要用多用電表來檢測，因而多用電表將可能出現(xiàn)在航天飛船中，故正確的選項(xiàng)A、B、C． 　　(5)應(yīng)采用過氧化鈉Na2O2，反應(yīng)方程式：2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2，Na2O2吸收了二氧化碳，放出氧氣，保持了空氣中氧氣和二氧化碳的適宜比例．如果攜帶氧氣瓶，雖然解決了吸氧問題，但呼出的二氧化碳仍會使艙內(nèi)空氣中二氧化碳濃度增大，故正確選項(xiàng)為A． 　　(6)返回開始必須選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)啟動反推力火箭，使載人航天飛船以合適的角度進(jìn)入大氣層．若進(jìn)入時(shí)角度太小會像在水面上打水漂一樣，航天飛船重新彈起，不能返回；若進(jìn)入時(shí)角度太大則減速太快，發(fā)熱過快而燒毀．鈍圓形迎空氣面積較大，有利于減速，因而載人航天飛船一面制成鈍圓形，當(dāng)其進(jìn)入大氣層時(shí)鈍圓形一面朝向前進(jìn)方向．固態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)變成氣態(tài)時(shí)要吸收熱量，載人航天飛船鈍圓部分就安裝一層易熔的固態(tài)物質(zhì)，迎著空氣的一面溫度最高，使固態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)吸熱，從而保護(hù)載人航天飛船，不使溫度過高．載人航天飛船進(jìn)入大氣層的前一階段速度很大，減速很快，航天飛船受到很大的作用力．如果張開降落傘，傘將被撕毀，因而降落傘只能在載人航天飛船進(jìn)入接近地面的大氣層并且速度已大大降低時(shí)才張開，使載人航天飛船進(jìn)一步減速．故正確答案為A、B、C． 　　(7)設(shè)軟著陸的末速度為0，加速度大小為a，則0－v2＝－2as，解得a＝65.3m/s2．由牛頓第二定律有5F－mg＝ma，得F＝＝1.2×105N．