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我國首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星--實(shí)踐十號(hào)成功回收
2016年4月18日16時(shí)30分,在完成12天的太空飛行后,我國首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星--實(shí)踐十號(hào)的成功回收艙(如圖所示)在內(nèi)蒙古四子王旗著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域成功著陸.回收艙著陸狀態(tài)正常、外觀良好,搜索回收任務(wù)順利完成.這是我國成功發(fā)射回收的第24顆返回式衛(wèi)星.衛(wèi)星回收任務(wù)的成功完成,標(biāo)志著我國在空間科學(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐.
回收技術(shù)作為航天技術(shù)中一項(xiàng)舉世公認(rèn)的難題,實(shí)踐十號(hào)返回地球家園應(yīng)該具備什么條件呢?據(jù)航天科技集團(tuán)公司五院總體部返回衛(wèi)星與空間安全總體研究室高振良介紹說,首先,實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的控制系統(tǒng)要能夠準(zhǔn)確地調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài),使它能夠從在軌道上飛行的姿態(tài)變成返回姿態(tài);其次,衛(wèi)星艙段必須能夠可靠分離,衛(wèi)星還需自帶動(dòng)力系統(tǒng),確保順利脫離原運(yùn)行軌道,進(jìn)入返回軌道;再次,衛(wèi)星以超高的速度沖向大氣層,會(huì)與空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦,衛(wèi)星的表面會(huì)產(chǎn)生很高的溫度,因此,衛(wèi)星要有良好的防熱性能和隔熱性能,確保返回艙不被燒毀,并且保證返回艙內(nèi)部溫度不能過高;同時(shí),返回艙上要有良好的減速和緩沖設(shè)備,確保安全降落到地面而不被摔壞;最后,返回艙上還要裝備標(biāo)位裝置,確保返回落地后能及時(shí)發(fā)出信號(hào),以便回收人員及時(shí)識(shí)別位置和成功回收.
實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中科院動(dòng)物所研究員段恩奎介紹,搭載實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星回收艙返回地球的科學(xué)樣品涉及11項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn),其中兩項(xiàng)為微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn),9項(xiàng)為空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn),涉及領(lǐng)域包括:微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間輻射生物學(xué)效應(yīng)、重力生物學(xué)效應(yīng)、空間生物技術(shù)等.
其中有一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)十分有趣,它類似我們?nèi)粘_“水”.這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)名稱是“微重力沸騰過程中的氣泡熱動(dòng)力學(xué)特征研究”.實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們采用了一種與水特性相似的低沸點(diǎn)液體,加熱的實(shí)際效果與燒開水完全相同.在地面重力條件下,一旦產(chǎn)生氣泡,氣泡便會(huì)在浮力作用下,迅速離開加熱表面.而在微重力(又稱零重力)環(huán)境下,加熱表面上的氣泡黏附在加熱面上,并在加熱面上移動(dòng),但很難脫離加熱面,同時(shí)氣泡不斷地長大,尺寸比在地面上實(shí)驗(yàn)時(shí)要大得多.
段恩奎表示,依據(jù)對(duì)已獲得的空間實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步分析,實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展順利,總體達(dá)到了預(yù)期的科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求,取得了預(yù)期的科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,一些新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象已超越國際上對(duì)微重力環(huán)境下其結(jié)果的預(yù)言.
請(qǐng)根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)為確保返回艙不被燒毀,返回艙制作的材料具有很高的熔點(diǎn);(選填“高”或“低”)
(2)返回艙落地后會(huì)及時(shí)產(chǎn)生信號(hào),信號(hào)是通過超聲波傳遞信息給回收人員,使回收人員及時(shí)找到返回艙落地的具體位置;
(3)在微重力環(huán)境下加熱低沸點(diǎn)液體,產(chǎn)生的氣泡會(huì)黏附在加熱面上,是因?yàn)闅馀輿]有受到浮力力的原因;同時(shí)氣泡不斷長大,是因?yàn)闅馀莸膲簭?qiáng)逐漸變大的原因.

分析 (1)鎳鈦合金的特點(diǎn)是具有形狀記憶功能、良好的延展性、良好的導(dǎo)電性,熔點(diǎn)也很高;
(2)聲音可以傳遞信息和能量;
(3)物體所受浮力等于排開液體所受重力;.

解答 解:(1)為確保返回艙不被燒毀,返回艙制作的材料具有很高的熔點(diǎn);
(2)聲吶地面掃描,找到返回艙落地后的具體位置然后拍攝畫面,根據(jù)反射回來需要的時(shí)間,得的信息,聲納發(fā)出的是超聲波,利用聲音傳遞信息,使回收人員及時(shí)找到返回艙落地的具體位置;
(3)微重力環(huán)境下,液體吸熱汽化后形成的氣泡排開的液體的重力幾乎為零,氣泡不受浮力,不會(huì)上升,所以會(huì)黏附在加熱面上;隨著汽化不斷進(jìn)行,氣泡中氣體質(zhì)量不斷變大,對(duì)外壓強(qiáng)變大,體積變大.
故答案為:(1)高;(2)超聲波;(3)浮力;大.

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合航天技術(shù)考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)、浮力、壓強(qiáng)及信息傳遞知識(shí),具有較強(qiáng)的實(shí)際意義.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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14.2016年2月11日,科學(xué)家首次探測(cè)到距離地球13億光年的雙黑洞合并所產(chǎn)生的引力波,引力波的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)100年來最大的突破之一,至此,基于廣義相對(duì)論的推論全部獲證.下列說法中正確的是( 。
A.引力波的傳播不需要介質(zhì)B.引力波的傳播速度是340 m/s
C.亞里士多德預(yù)言了引力波的存在D.合并的雙黑洞離地球很近

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11.在《爸爸去哪兒》節(jié)目中,孩子們很容易辨別出爸爸發(fā)出的聲音,這主要是爸爸聲音的音色不同,文明城市要求植樹種草,樹木和花草既能美化城市也具有在傳播過程減弱噪聲的作用.

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18.如圖所示,將邊長為10cm的正方體木塊放入裝有水的燒杯中,木塊靜止時(shí),上表面距離水面4cm,g取10N/kg,則( 。
A.木塊受到的浮力是4N
B.使木塊浸沒時(shí)需要向下的4N的壓力
C.木塊的密度是0.4g/cm3
D.木塊底部受到水向上的壓強(qiáng)為103Pa

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8.如圖所示的四種現(xiàn)象中,由光的直線傳播形成的是( 。
A.
水中塔
B.
水中“折”枝
C.
鏡中花
D.
小孔成像

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15.小明學(xué)習(xí)了機(jī)械能的知識(shí)后,利用橡皮筋、木板、瓶蓋等制作了如圖所示的拋擲乒乓球的裝置.使用時(shí),將乒乓球裝入瓶蓋,用手指按下拋擲桿,這時(shí)橡皮筋被拉長(圖a),當(dāng)手指松開后,球被拋出很遠(yuǎn)(圖b),在球拋出過程中拋擲桿相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿(選填“省力杠桿”“費(fèi)力杠桿”或“等臂杠桿”);乒乓球被拋出說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

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12.如圖所示是某大學(xué)研究生設(shè)計(jì)的“都市螞蟻”概念車,這款汽車小巧實(shí)用,有利于緩解城市交通擁堵.已知“都市螞蟻”概念車的主要參數(shù)如表所示.求:
質(zhì)量m/kg400
輪胎與地面的總接觸面積S/m22×10-4
總體積V/m30.75
(1)“都市螞蟻”車受到的重力是多少?靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為多少?
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(3)若該車進(jìn)入水中能漂浮在水面上,則其受到的浮力是多大?

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13.如圖所示,電源電壓恒定,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,則( 。
A.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)之比始終是個(gè)定值
B.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量相同
C.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量成正比
D.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量之積是個(gè)定值

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