【物理考试与神舟飞船】 神舟飞船
时间：2019-02-02 03:27:08 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
新的课程理念强调培养学生的“创新精神、实践能力、科学和人文素养”.随着素质教育的不断推进和考试改革的不断深入，试题也紧跟时代步伐，突出社会热点，关注重大事件，如以“神舟飞船”为载体的试题，在近几年考试中频频出现，这些试题设计新颖，富有创新精神，形成了一道亮丽的风景.
通过“神舟飞船”相关材料的阅读，使同学们认识“科学及其相关技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响”，体现时代气息；试题以此为背景，涉及知识面广（声、光、热、力、运动、电、能量、核反应、通信……）；能力立意高，让同学们在解决现实问题的过程中展示其思维过程.它不仅考查了同学们的创新意识与创新能力，而且也促进了同学们情感、态度、价值观的飞跃，增强了同学们的爱国意识、民族自豪感，充分体现了《新课标》中“知识与能力”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”等目标要求.
这类题能折射出新课程标准下考试命题的特点与趋势，下面通过有关“神舟飞船”的试题分析，介绍有关神舟飞船的一些物理知识.
例1 2003年10月15日，我国成功发射“神舟”五号载人飞船，飞船随火箭一起离开发射塔飞向太空，下列表述中错误的是（ ）.
A. 飞船受到平衡力的作用
B. 火箭推力对飞船做了功
C. 飞船的动能和势能不断增加
D. 燃料的化学能最终会转化成为火箭的机械能
解析 飞船升空时，受火箭推力作用，推力大于阻力和重力，做加速运动，不可能受平衡力作用，同时推力对飞船做了功，飞船的动能和势能不断增加，从能量角度看，所增大的机械能是燃料的化学能转化而来的.本题涉及的知识有：平衡力、力和运动关系、做功、机械能、能量的转化等.本题选A.
例2 “神舟”五号飞船在轨道上正常运动时，飞船上的电子仪器都依靠太阳能电池供电，太阳能电池能把接收到的太阳能的20%转化为电能，“神舟”五号飞船上的太阳能电池是由很多片单晶硅组成，每片单晶硅电池可输出0.6V电压和0.1A电流，则每小时照射到一片单晶硅电池上的太阳能为______J，“神舟”五号飞船绕地球飞行14圈后返回大气层，向地面靠近，由于空气阻力的作用，飞船的机械能将______，势能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）.
解析 本类试题涉及太阳能与电能的转化，关于电能的简单计算、能量转化与守恒的相关问题，让同学们感受到物理知识在解决实际问题中的巨大作用.
本题解答：1080J；减小、减小.
例3 我国自行研制的“神舟”五号载人飞船发射后于2003年10月16日安全返回.在飞船飞行过程中，测控部门在国内外布设了由13个地面测控站、测控船组成的庞大测控网，对它进行连续跟踪和测控，跟踪和测控利用了（ ）.
A. 超声波B. 次声波
C. 无线电波 D. X射线
解析 载人飞船发射后，地面与飞船之间要不断地进行大量的数据交换和指令传输，本题与数据通信知识点巧妙地结合并进行相应的考查.本题选C.
例4 2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船“神舟”五号由长征二号运载火箭（如图1）从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空，10多分钟后，成功进入预定轨道，中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空，中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家.
（1） 火箭在加速上升过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），这个能量是由________能转化过来的.它是利用向后喷出气流而使自身受力前进的，这是运用了力的作用是________的道理.由于地球在自西向东不停地自转，为节省燃料，火箭在升空后应向________方向飞行（选填“偏东”或“偏西”）.
（2） 飞船上的太阳能电池翼：是为飞船提供能源的装置.它的作用是将太阳能转化为________能.
（3） 杨利伟在太空中飞行21h，绕地球14圈，在此过程中他能看到______次日出；飞船运行轨道上离地面最近点200km，最远点350km.从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度________，势能________.
（4） 在飞船的返回舱表面涂有一层特殊材料，这种材料在遇高温时要熔化、汽化而________大量的热量，从而防止飞船在返回地面时与大气层摩擦而被烧坏；
（5） 降落：飞船距离地面15km时，速度达到200m/s.若不打开降落伞，且速度保持不变，飞船落到地面仅仅需要________s的时间.
（6） 目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的1/6，假如登上月球，你能够________.（填代号）
A. 用指南针判断方向
B. 轻易将100kg物体举过头顶
C. 放飞风筝
D. 做托里拆利实验时发现管内外水银面高度差为76cm
解析 该类试题一般为信息解答题，其信息量大、综合性较强，涉及知识面较宽.以“神舟飞船”为背景材料，既激发了同学们的爱国主义情感，又考查物理学中相关知识，更能体会到物理学在推动社会科技发展历程中的重要作用.如上例中，涉及知识点就有：内能与机械能的转化、力的相互性、新能源、物态变化、简单运动的计算、月球表面无空气、无磁场、引力小等.它还可与超导、纳米等新材料新技术相结合，与照相机、激光等结合，在飞船加速、减速、变轨等动作中与“力和运动的关系”相结合.可见，以“神舟飞船”为纽带，联系了整个物理学体系.
本题解答：（1） 增大，内能或化学能，相互，偏东；（2） 电能；（3） 14次，增大，减小；（4） 吸收；（5） 75；（6） B.
例5 如图2所示，2003年10月15日9时整，我国自行研制的“长征”二号F型火箭载着“神舟”五号载人飞船成功升入太空，绕地球飞行数圈后又于10月16日6时54分顺利返回地面，实现了我国第一次载人航天飞行，根据你对这一过程的了解，列举出与此事件相关的两个不同的物理知识.
（1）_________________________________________；
（2）_________________________________________.
解析 本题是一道结果开放性试题，要求同学们具有扎实的基础，并能多角度、多层次地发散性思维去探求解决问题的途径.考查同学们对“神舟”五号载人飞船中物理知识的了解，且试题答案多样化.
本题解答举例：（1） 火箭头部做成尖的是为了减小空气阻力；（2） 火箭上升过程中，内能转化为机械能；（3） 发射架底部产生大量白气，有汽化和液化现象；（4） 加速上升过程中航天员处于超重状态，入轨后航天员处于失重状态；（5） 变轨利用了反冲作用原理；（6） “神五”选在白天发射是为了充分利用太阳能，在飞船进入太空后，光电池将太阳能转化为电能，以维持飞船的正常工作.
例6 若在太空飞行的“神舟”五号飞船的轨道舱中进行物理实验，下列仪器中① 托盘天平；② 摆钟；③ 电子秤；④ 电流表；⑤ 电压表；⑥ 放大镜；⑦ 密度计；⑧ 刻度尺，仍能正常使用的有（ ）.
A. ①③⑥⑧B. ②③⑦⑧
C. ②⑥⑦⑧D. ④⑤⑥⑧
解析 飞船在轨道上飞行时处于“失重”状态，如果在舱内做实验，则不能用天平测质量及密度，也不能用电子秤（弹簧测力计）测物体的重力，至于光学与电学仪器、温度计、刻度尺等则不受重力影响.本类试题主要考查各种测量仪器的适用条件，涉及知识点有：长度、质量、重力、密度、温度、浮力、电学测量、光学等，还可联系其他相关测量.本题解答：D.
例7 “神舟”六号飞船遨游太空搭载的8类64种物品中除了有中国载人航天办公室及有关系统的载人航天工程纪念品外，还有极地考察国旗、国际奥委会会旗、上海世界博览会会旗和“国防教育”、“见证中华腾飞”等旗帜，有《共和国元帅》特种邮票、《神舟六号》个性化邮票等邮品，有《跃马图》、《神州颂》、《和平颂》、《长征万里图》等书画名家的作品.在这些搭载物品中，生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等将用于太空育实试验.处于失重状态的种子，其质量和惯性如何变化.______________________________________.
解析 本题以飞船搭载物品为背景渗透了爱国主义教育和艺术教育，涉及科考、体育、国防、人文艺术、生物等领域，使同学们通过阅读了解知识的广泛性.但本题的落点在质量和惯性是物体的固有属性上，既有“知识”的考查，又体现了“情感态度与价值观”的要求.
本题解答：质量保持不变，仍然具有惯性.
例8 “神舟六号”载人飞船于2005年10月17日安全着陆，为防止飞船从太空返回地面的过程中因高温而损坏，飞船的表面层用耐高温材料制成.你认为飞船表面层温度升高的主要原因是（ ）.
A. 大气温度过高
B. 与大气摩擦做功
C. 吸收太阳的辐射热
D. 燃烧室内燃料燃烧放出热量
解析 该类试题主要考查机械能与内能的转化及改变内能的方式两个知识点.而本题的四个选项都具有一定的迷惑性，解题时要抓住“主要”原因即可.
本题解答：B.
例9 如图3所示，巨型运载火箭将“神舟”六号飞船平地托起，直冲云天：
（1） 火箭中的燃料和氧化剂是______（填“固”、“液”或“气”）态的，它是通过______的方法使气体液化的.
（2） “神六”发射时，在发射台下部的大水池里冒出了大量的“白气”，它们是水蒸气遇冷______形成的小水珠.
（3） “神舟”六号船、箭成功分离前，载人飞船相对运载火箭是______的；若以地面为参照物，载人飞船是______的.
（4） 在太空中航天员感觉周围一片寂静，这是因为真空不能传播______.
（5） 太空生活与工作：若不穿太空服，只带氧气瓶，航天员能否走出舱外？运用你所学的物理知识说出一条理由.答：______（填“能”或“不能”）.因为舱外________________________.
解析 本题以“神舟”六号发射图片为背景，牵涉到的知识点有：气体液化的方式、物态变化、运动的相对性、声音传播的条件、太空无气压等.这类综合性试题本身并不很难，只是要善于将学过的物理知识融为一体并应用于实际来解决问题，对同学们的应用能力提出一定的要求；同时，给同学们启迪：运用已有的知识去创新并不是深不可测的.
本题解答：（1） 液态，降温加压；（2） 液化；（3） 静止，运动；（4） 声音；（5） 不能，无气压.
以“神舟飞船”为背景的试题，是命题改革的一个缩影.这类试题信息新、立意高，旨在引导同学关心科技发展动向，关心自然环境，关心社会进步，热爱科学知识.这表明，重视联系生活和生产实际，培养同学们应用物理知识分析问题、解决问题的能力，注重科学精神与人文精神的融合，是物理教学改革的方向，因此，我们在平时的学习中应努力拓展知识面，充分利用所学过的知识去解决尚未接触过的实际问题，不断提升学习能力.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
