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1、2009届高三物理知识积累系列 (2)航天技术用心 爱心 专心第一节 航天事业综述1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星以来，人类活动范围从陆地、海洋、大气层扩展到宇宙空间，宇宙空间成为人类的第四疆域。人类发展空间技术的最终目的是开发太空资源。 40年来人类已经发射了大约4800颗各种用途的卫星，形成了庞大的卫星家族。它们有通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、导航卫星、空间探测卫星、科学技术试验卫星以及军事卫星。中国自1970年4月24日发射第一颗人造地球卫星“东方红1号”之后，如今已屹立于世界卫星发射大国之林。人造卫星为人类创造了无法估量的财富，同时对科技进步、战争模式和生活
2、方式带来了革命性的影响。 1984年，美国总统里根宣布实施永久性宇宙空间站计划。愈来愈多的国家参与这个计划，使这个计划成为国际项目。1985年各参与国与美国交换了备忘录，对各国承担的任务作了规定，其中空间站的实验舱由欧洲国家提供，往返空间站和地球之间的航天飞机上的机械手和建造空间站所需的机械手装置均由加拿大提供，日本也开始了实验舱的设计。1992年，俄罗斯正式参与国际空间站计划。1995年，美国的航天飞机成功地与俄罗斯的“和平”号空间站对接。之后，俄罗斯航天员搭乘美国航天飞机进入“和平”号空间站，美国航天员“留宿”俄罗斯空间站，你来我往，不亦乐乎。国际空间站总质量为420t，绕地球一圈约90m
3、in。国际空间站轨道能观测到75%的地球表面，相当于90的地球人口生活地域。多年来，科学家对利用太环境失重的显著特点，将多种生物随航天器带入太空，进行失重生物学的实验研究，并取得了不少成果，如太空失重环境对生物生长的影响有一定的可逆性、太空失重环境影响生物的遗传性、失重环境会影响生物机体的形状和功能、太空失重环境使生物生长过程变化很大、失重与辐射的综合影响等。1997年6月10日，在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号”A气象卫星，是我国研制成功的第一颗静止气象卫星，设计工作寿命三年。2000年6月25曰，“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号”B气象
4、卫星成功发射上天，在太空中顺利完成与A星的“新老交替”，最终定点在东经105赤道上空，将向地面传回中国及周边地区的更高质量的气象资料。气象卫星装有电视摄像机和红外辐射计，可以拍摄云的照片，测量温度、湿度、风速等各种气象参数，它既能观测大面积以至全球范围的气象资料，又能测量离地面不同高度上的气象数据。我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星，运行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道”，轨道平面在赤道平面内，能对同一地区进行连续观测。极地圆形轨道也称太阳同步轨道，一般用作观测
5、地球卫星的轨道，如气象卫星、侦察卫星、地球资源卫星等几乎都在太阳同步圆形轨道上运行，在这种轨道上运行的卫星通过任意纬度地方的时间保持不变，例如卫星由南向北经过北纬40上空是当地时间早晨8点，以后凡由南向北经过北纬40是当地时间早晨8点，从而使卫星能在太阳光照角度基本相同的条件下对地球摄影。1999年11月21日，我国第一艘飞船“神舟”号搭载不少“乘客”安然归来，这标志着我国搭载飞船的试验顺利完成，为以后发射载人飞船打下良好的基础，据悉飞船搭载有纪念意义的国旗外，还搭载了不少植物种子，为我国农业科学研究提供了便利条件。【练习】一1宇航员在围绕地球作匀速圆周运动的航天飞机中，会处于完全失重状态，下
6、列说法中正确的是 A 宇航员仍受重力作用B 宇航员受力平衡C 重力为向心力D 宇航员不受任何力作用2关于地球同步通讯卫星，下述说法正确的是 A 已知它的质量为1t，若增为2t，其同步轨道半径将变为原来的2倍B 它的运行速度应为第一宇宙速度C 它可以通过北京的正上方D 地球同步通讯卫星的轨道是唯一的赤道上方一定高度处3宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站 A 只能从较低轨道上加速B 只能从较高轨道上加速C 只能从空间站同一高度轨道上加速D 无论在什么轨道上，只要加速都行4在宇宙飞船内的实验室里，不能使用的仪器有 A 比重计 B 水银气压计 C 天平 D 水银温度计5飞船进入正常轨道
7、后，因特殊情况而降低了轨道高度，那么飞船的线速度和周期分别将 A 增大、减小 B 减小、增大 C 增大、增大 D 减小、 减小6如果飞船内搭载有一条金鱼，金鱼被盛放在一有水和空气的密闭容器中，当助推火箭点火启动，航天飞机开始竖直升空经时间t，速度达到v。设小鱼的质量为m，在这过程中容器里的小鱼 A 将被挤在容器底部或一侧B 仍能悬浮在水中任何位置C 受到容器的压力为mv/tD 受到容器的压力为m(v/tg)7如果飞船内搭载有一条金鱼，金鱼被盛放在一有水和空气的密闭容器中，当飞船进入轨道绕地球正常运行时，原来悬浮在水中的金鱼将 A 失去原来的平衡无目的的旋转B 将漂浮在水面C 将下沉到容器底部D
8、 仍能悬浮在水中任何位置8飞船进入正常轨道运行以后，因受各种射线和激光照射，飞船上各种农作物及蔬菜种子可能发生 A 基因重组 B 基因突变 C 染色体变异 D 不变异9要实现全球气象监测，至少要有多少颗静止气象卫星A 2 B 3 C 4 D 610风云二号卫星发送回地面的高度约为 A 900km B 6400km C 10000km D 36000km11风云二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的具有接收云层辐射的红外线的感应器完成的。云图上的黑白程度由辐射红外线的云层的温度高低决定。这是利用了红外线的 A不可见性 B 穿透性 C 热效应 D化学效应12两种不同轨道的气象卫星在运行与观测
9、时 A. “风云一号”卫星观测区域比“风云二号”卫星观测区域大B. “风云一号”卫星轨道半径比“风云二号”卫星轨道半径大C. “凤云一号”卫星运行周期比“风云二号”卫星运行周期大D. “风云一号”卫星运行速度比“风云二号”卫星运行速度大13为了使极地轨道平面与日地线的夹角即太阳的光照角度不变，轨道平面须绕地球自转轴旋转，这个旋转的角速度应是 A /恒星日 B /太阳日C /366.25恒星日 D /365.25太阳日14目前的航天飞机的飞行轨道都是近地轨道，一般在地球上空300700km飞行，绕地球飞行一周的时间为90min左右。这样，航天飞机里的宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为 A
10、 0.38 B 1 C 2.7 D 1615宇宙飞船到了月球上空后以速度v绕月球作圆周运动，如右图所示，为了使飞船落在月球的B点，在轨道的A点火箭发动器作出短时间发动，向外喷射高温燃气。喷气的方向 A 与v的方向一致B 与v的方向相反C 垂直v的方向向右D 垂直v的方向向左1618是有关地球卫星的问题16关于人造卫星的轨道，以下说法正确的是 A 人造卫星的轨道是以地球中心为一个焦点的椭圆B 在空间中，人造卫星的轨道平面是固定的，不随地球一起转动C 人造卫星的轨道不可能通过地球南极与北极的上空D 人造卫星的轨道平面可以和任何一个纬线所决定的平面重合17关于地球的同步卫星，以下说法正确的是 A 同
11、步卫星轨道只有一个，它距地面的高度、卫星运行速率和周期是一定的B 同步卫星可以作为中继站，传送低频的无线电信号，向地球进行电视转播C 只要三颗同步卫星就可以实现向全世界（包括南、北极）的电视转播D 同步卫星轨道是属于全人类的有限资源，不能变成发达国家垄断的地方18一颗人造地球卫星正在某轨道上运行，从卫星中向运动方向弹射出一个物体，当卫星重新稳定飞行时（设卫星稳定飞行时的运动为匀速圆周运动），则 A 卫星仍在原轨道上运动，但速率变小，周期变大B 卫星距地面的高度增大，速率变小，周期变大C 卫星距地面的高度减小，速率变大，周期变小D 卫星距地面的高度减小，速率变小，周期变小【参考答案】1A、C宇航
12、员仍受重力作用，此力提供宇航员做圆周运动向的向心力。2D对卫星，万有引力提供向心力，v与卫星质量无关，故A错。当（地球半径）时卫星有最大速度，因此卫星速度小于第一宇宙速度，故B错。同步卫星只有在赤道上空的一定高度才能与地球自转同步。因地球自转周期一定，则r一定，故C错D对。3A当卫星在其轨道上加速时，F万小于所需向心力，故要做离心运动，从而使半径增大，故选A。4A、B、C因宇宙飞船内处于完全失重状态，物件之间没有作用力，因此，凡与力有关的仪器均不能使用，故只有D能用。5A6B金鱼依靠鳔的体积不必划动鱼鳍就能悬浮在水中任何位置。设鱼的体积为V，水的密度为，这时鱼的平衡条件是所受重力等于浮力。即鱼
13、重等于同体积的水重。火箭上升时推力不变，但随着燃料的不断燃烧喷发，质量很快减小，火箭将做变加速运动，航天飞机内的一切物件都处于超重状态，而且超重倍数逐渐增大，由于容器中鱼的视重和水的视重同时增加相同倍数，所以，鱼处在一系列新的平衡状态之下，鱼仍能悬浮在水中任何位置。7A而当航天飞机入轨后绕地球正常运行的过程中，这一加速系统所受地球引力全部用于产生向心加速度，系统中的一切物体包括容器里的鱼和水都处于失重状态。水不再对鱼产生浮力，鱼在水中既不会下沉也不会上浮。小鱼将失去原来的平衡，由于胸鳍和尾的本能动作，依靠水的反作用力在前进的同时绕其自身质心转动，表现为无目的地转圈。上两题本题主要是生物知识和物
14、理知识的综合应用，涉及超重、失重、平衡等知识。8B、C9B10D11C12A、D13C、D14D本题是物理知识、航天知识和地理知识的综合，将地球因自转产生昼夜的原因应用于航天飞机绕地球公转的情况。航天飞机绕行到地球向阳的区域，阳光能照射到它时为白昼，当飞到地球背阳的区域，阳光被地球挡住时就是黑夜。航天飞机昼夜周期长短不一，在其椭圆轨道离地球较远时，速率变慢，昼夜周期长；而离地球较近时速率变快，昼夜周期短。白昼黑夜的时间长短也是变化的，因航天飞机绕地球一周所需时间约为90min，而地球昼夜交替的周期是2460min，所以，航天飞机里的宇航员在绕行一周的时间内，看到的日落日出的次数2460/9016。15A16A、B17A、D18C二1987年8月，中国返回式卫星上搭载水稻种子，返回后经地面种植，培育出的水稻穗多粒大。亩产达600 kg，最高达750 kg，蛋白质含量增加 8%20%，生长期平均缩短10天。1水稻产生这种变异的来源是 原因是 2通常用的这种育种方式叫 。其优点是 【参考答案】1基因突变 由于辐射、失重等原因使基因内的碱基排列项序改变 2诱变育种 提
