神奇的“神七”

任慧欽　于強(qiáng)昌

2008年9月25日21時(shí)10分“神七”直刺蒼穹，壯士舉步量天，再現(xiàn)中華騰飛。是一個(gè)必將載入史冊(cè)的時(shí)刻，因?yàn)橹腥A民族又一次放飛了中國(guó)和世界的太空夢(mèng)想，這個(gè)夜晚，也一定會(huì)使每一個(gè)中國(guó)人度過(guò)一個(gè)激情澎湃的不眠之夜，而“神七”也必將成為奧運(yùn)之后中華民族的又一針強(qiáng)心劑。神七將再一次激起“中國(guó)加油”的沖天豪情。眾所周知，2008年的是中國(guó)的多難之秋，但是，從南方雪災(zāi)到四川大地震，一次又一次的災(zāi)難并沒(méi)有擊垮中國(guó)人民，反而在災(zāi)難面前我們的民眾顯示出前所未有團(tuán)結(jié)，越挫越勇成為我們這個(gè)民族永不屈服精神的最好體現(xiàn)。無(wú)論是奧運(yùn)會(huì)還是殘奧會(huì)，中國(guó)都不僅出色地完成了世界給予中國(guó)的歷史使命，而且廣泛贏得了世界各國(guó)的一致認(rèn)可和尊重。今晚神七的發(fā)射，同樣承載了中國(guó)和世界人民的飛天夢(mèng)想，是一次挑戰(zhàn)，也是一次大好的機(jī)遇，所以，請(qǐng)讓我們?cè)僖淮魏俺瞿浅鲎苑胃膮群啊爸袊?guó)加油”。

情景素材一：“神七”在火箭的轟鳴聲中直插云霄，火箭底部噴出幾千攝氏度高溫的烈焰，在幾秒鐘內(nèi)就將導(dǎo)流槽中數(shù)百噸的水變?yōu)檎魵狻Ａ已媾c蒸氣被壓迫著從左右側(cè)的槽口噴出，隨即如同巨大的蘑菇云騰空而起，高達(dá)數(shù)十米的烈焰，一剎那間將整個(gè)戈壁輝映得如同白晝。

1. 發(fā)射中，火箭加速升空時(shí)，下列關(guān)于能量變化的說(shuō)法正確的是（）

A. 動(dòng)能越來(lái)越小 B. 重力勢(shì)能越來(lái)越小

C. 機(jī)械能越來(lái)越小 D. 機(jī)械能越來(lái)越大

2. 據(jù)悉，“神七”艙體主要使用了重慶西南鋁業(yè)自主研制的具有堅(jiān)固、輕巧、美觀、易于加工等特點(diǎn)的鋁鋰合金板材。選用這種材料與下列哪個(gè)物理屬性無(wú)關(guān)（）

A． 密度B． 導(dǎo)電性C． 硬度D． 延展性

3. 承擔(dān)“神七”發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征二號(hào)Ｆ運(yùn)載火箭，使用液態(tài)的四氧化二氮和偏二甲肼作為推進(jìn)劑，常溫下用_______的方法可以使氣態(tài)燃料被液化。由于航天的特殊要求，該推進(jìn)劑的密度較_______，熱值較_______，當(dāng)燃料用掉一半后，該推進(jìn)劑的密度_______，熱值_______（選填“變大”或“變小”或“不變”）。

情景素材二：船箭分離后，火箭停止提供動(dòng)力。在西太平洋擔(dān)任“神七”測(cè)控任務(wù)的遠(yuǎn)望五號(hào)船在第一圈測(cè)控跟蹤時(shí)給飛船發(fā)出決定飛船命運(yùn)的指令——“打開(kāi)太陽(yáng)能帆板”。太陽(yáng)能帆板就像飛鳥(niǎo)展開(kāi)翅膀一樣慢慢地打開(kāi)，正面對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，吸收太陽(yáng)能，為飛船供電并保證飛船蓄電池的正常充電，使飛船在地球陰影區(qū)能夠正常運(yùn)行。2008年9月26日凌晨4點(diǎn)零5分左右，在軌運(yùn)行的“神七”在第5圈完成了一次變軌，飛船推進(jìn)艙尾部猛地推出4條紅色火焰，飛船由近地點(diǎn)200 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)346 km的橢圓軌道變?yōu)榘霃綖?43 km的圓形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。

1. 遠(yuǎn)望五號(hào)船發(fā)出的指令是通過(guò)_________（選填“超聲波”或“電磁波”）來(lái)傳遞信息的。這種波在真空中的傳播速度為_(kāi)______m/s，其頻率越高，波長(zhǎng)越_______。當(dāng)飛船距指揮中心的距離為300 km時(shí)，地球指揮中心發(fā)射一個(gè)指令，經(jīng)_________s可到達(dá)飛船。

2. 若以地球?yàn)閰⒄瘴?，“神七”是_________（選填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”）的。飛船在一個(gè)繞地橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械能_______，勢(shì)能_______，動(dòng)能________，速度_______。（選填“增大”、“減小”或“不變”）；當(dāng)它在太空繞地勻速飛行的過(guò)程中，其動(dòng)能________（選填“減小”、“不變”或“增加”）。飛船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)________（選填“改變”或“不變”）。

3. “神七”在繞地運(yùn)行時(shí)，會(huì)遇到?jīng)]有太陽(yáng)照射的情況，飛船表面溫度會(huì)急劇下降。為有效幫助“神七”渡過(guò)黑暗時(shí)光，你認(rèn)為下列哪項(xiàng)措施不可行（）

A． 提高蓄電池性能 B． 通過(guò)與空氣摩擦生熱

C． 節(jié)約用電 D． 加強(qiáng)保溫措施

情景素材三：2008年9月27日，中國(guó)的航天技術(shù)進(jìn)行了歷史性的跨步。那就是中國(guó)的載人航天飛船“神七”里的一名宇航員出艙了！人們通過(guò)衛(wèi)星電視，見(jiàn)證了這激動(dòng)人心的一刻在軌道艙泄壓，航天員吸氧排氮之后， 16時(shí)35分12秒，航天員翟志剛打開(kāi)艙門(mén)，在劉伯明、景海鵬的協(xié)助和配合下順利出艙。他面向艙外攝像機(jī)揮手致意，并展示了五星紅旗。鮮紅的旗幟、銀色的飛船、深黑色的太空，構(gòu)成一幅絕美的圖畫(huà)。在按計(jì)劃取回艙外裝載的試驗(yàn)樣品裝置、進(jìn)行太空行走后，順利返回艙內(nèi)。17時(shí)00分35秒，艙門(mén)關(guān)閉，出艙活動(dòng)圓滿完成。

1. 翟志剛在太空中揮舞的國(guó)旗從地球帶入太空后其質(zhì)量變化情況是______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

2. 北京時(shí)間2008年9月27日19時(shí)24分，“神七”成功釋放了一顆質(zhì)量約為40 kg的搭載伴飛小衛(wèi)星。小衛(wèi)星釋放后將繞飛船做勻速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的小衛(wèi)星與在地球上相比，其慣性大小_______（填變大、變小或不變）；其受力情況如何_______（填受力平衡或受力不平衡），原因是________________。

3. 全世界電視觀眾均可通過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)在家里收看出艙壯舉。這種衛(wèi)星稱為地球同步通信衛(wèi)星，這里的“同步”是指衛(wèi)星（）

Ａ． 相對(duì)太陽(yáng)靜止 B． 相對(duì)地球靜止

C． 相對(duì)月球靜止 D． 相對(duì)航天員靜止

4. “神七”的軌道艙內(nèi)增加了一個(gè)“夾層”，這個(gè)“夾層”即氣閘艙，其作用是幫助航天員在艙內(nèi)、艙外提供氣壓緩沖，出艙前要“減壓”，從太空返回后要“升壓”。人在快速減壓環(huán)境下容易得減壓病，所以在降壓的過(guò)程中，航天員有一個(gè)吸氧排氮的過(guò)程。航天員在穿航天服時(shí)吸純氧，需要約半個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)置換血液里的氮，再減壓就安全了。在快速減壓的時(shí)候，由于氮?dú)庠诮M織血液中溶解度比較低，所以會(huì)排出來(lái)，形成氣泡。這個(gè)氣泡如果聚集在關(guān)節(jié)的地方會(huì)引起關(guān)節(jié)的疼痛，如果進(jìn)入心血管就會(huì)引起心血管疾病。這說(shuō)明氣體在氣壓減低時(shí)，體積會(huì)_______________。類似于登山運(yùn)動(dòng)，海拔越高，氣壓越_______________，也會(huì)對(duì)人體造成危害。

5. 航天員翟志剛打開(kāi)艙門(mén)的瞬間，一道藍(lán)光射進(jìn)艙內(nèi)，說(shuō)明光具有_______的特點(diǎn)。不久后，艙門(mén)又重新關(guān)上。最終，艙門(mén)在因?yàn)槭е夭缓谜抑c(diǎn)的艱難情況下被打開(kāi)時(shí)，一些紙屑狀的小東西一下從艙門(mén)飛了出去。這是因?yàn)檐壍琅摎埩魵怏w的氣壓比外太空氣壓_____（選填“高”或“低”），這個(gè)門(mén)會(huì)比較難開(kāi)，打開(kāi)后內(nèi)外氣壓要平衡會(huì)形成一股向_____（選填“內(nèi)”或“外”）的氣流。若徒手打不開(kāi)艙門(mén)，還會(huì)考慮用撬棒，因?yàn)榍税羰莀_____（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿。

6. 透過(guò)打開(kāi)的艙門(mén)向外望去，可以看到一片白色、藍(lán)色、綠色交錯(cuò)的晶瑩紋理——這就是太空中美麗的地球。這是因?yàn)榈厍虼髿饪梢訽_____光，而飛船周?chē)奶找驗(yàn)闆](méi)有反射物體而一片漆黑。當(dāng)?shù)灾緞傇陲w船外作業(yè)時(shí)，他和其他航天員之間不能直接對(duì)話，必須借助電子通信設(shè)備進(jìn)行交流，這是因?yàn)開(kāi)_____________________。

情景素材四：“神七”發(fā)射成功后，其返回已經(jīng)成了人們最關(guān)心的問(wèn)題。接到指令的“神七”緩緩水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°，第一次調(diào)姿到位。一分鐘后，返回推進(jìn)艙與軌道艙脫離，推進(jìn)艙按程序點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，完成離軌操作任務(wù)，進(jìn)入返回軌道。此時(shí)飛船無(wú)動(dòng)力飛行，自由下降。當(dāng)飛船飛行高度降至距地球約140 km時(shí)，推進(jìn)艙與返回艙分離。推進(jìn)艙在穿越大氣層時(shí)燒毀，返回艙繼續(xù)下降。當(dāng)返回艙距地球約100 km，飛船表面和周?chē)鷼怏w摩擦產(chǎn)生巨大熱量，在飛船表面形成的高溫等離子氣體層將屏蔽電磁波，使飛船在約240 s的時(shí)間內(nèi)暫時(shí)失去與地面的聯(lián)系，這就是“黑障”。返回艙距離地球約40 km時(shí)，黑障消失，返回艙恢復(fù)與地面通信聯(lián)系，繼續(xù)下降。當(dāng)返回艙降至離地面約15 km左右的高度時(shí)，飛船所受到的空氣阻力大體與飛船自身的重力相當(dāng)。這時(shí)飛船的速度由超音速下降到亞音速，并穩(wěn)定在200 m/s左右，回收著陸系統(tǒng)開(kāi)始工作，彈出傘艙蓋，連續(xù)完成拉出引導(dǎo)傘、減速傘、主傘的動(dòng)作，飛船開(kāi)始緩緩下降。使返回艙的下降速度逐漸由80 m/s減到40 m/s，然后再減至8~10 m/s。最后，飛船距離地面大約1米時(shí)，安裝在返回艙底部的4臺(tái)反推火箭還將進(jìn)行點(diǎn)火工作，使返回艙速度一下子降到2 m/s以內(nèi)。

1． 返回艙在進(jìn)入大氣層后與大氣劇烈摩擦，使返回艙的表面溫度高達(dá)1 600 ℃，這是由于返回艙克服阻力做功，將______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能。而艙內(nèi)溫度須保持在20 ℃左右，這就得歸功于返回艙外叫做“燒蝕層”的特殊物質(zhì)。該層物質(zhì)在遇熱時(shí)會(huì)迅速______熱（選填“放”或“吸”）發(fā)生______和______（填物態(tài)變化名稱），從而帶走返回艙表面的大量熱量，降低返回艙表面的溫度，保持艙內(nèi)外溫度的相對(duì)平衡。

2. 返回艙接近地面時(shí)，4臺(tái)反推火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，沿運(yùn)動(dòng)方向噴射高溫氣體。高溫氣體對(duì)飛船施加制動(dòng)力，使飛船以1~2 m/s的速度軟著陸。這說(shuō)明力的作用是_____

____的，同時(shí)也說(shuō)明力可以改變物體的______________。

3. 2008年9月28日，“神七”返回艙成功返回。在穿越大氣層時(shí)，回收傘打開(kāi)，增大阻力，減小下降速度，如圖所示。已知回收傘由96根繩子撐起來(lái)，每根繩子承受的最大拉力約為3 000 N。假設(shè)穿越大氣層過(guò)程中繩子承受最大拉力，此過(guò)程返回艙做勻速運(yùn)動(dòng)，求返回艙及航天員的總質(zhì)量是多少？（傘和繩子的質(zhì)量忽略不計(jì)，g=10 N/kg）

【參考答案見(jiàn)P79】