航天服有什么不同寻常的特点?

为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服.航天服有一套生命系统,为航天员提供合适温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样.假如在地面上航天服内气压为1.0×105Pa,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积.若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统.

①求此时航天服内的气体压强;

②若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0×104Pa,则需补充1.0×105Pa的等温气体多少升?

解:①航天服内气体经历等温过程,

p1=1.0×105Pa,V1=2L,V2=4L

由玻意耳定律 p1V1=p2V2

得p2=5×104Pa

②设需要补充的气体体积为V,将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体,充气后的气压p3=9.0×104Pa

由玻意耳定律 p1(V1+V)=p3V2 得V=1.6L

答:①此时航天服内的气体压强5×104Pa

②若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0×104Pa,则需补充1.0×105Pa的等温气体为1.6L

(2018年·银川模拟4月)2016年10月17日,“神舟十一号”载人飞船发射成功,景海鹏、陈冬身穿航天服进入太空.航天服是保障航天员生命活动和工作能力的个人密闭装备.假如在地面时航天服内气压为一个标准大气压p0=1.0×105Pa,气体体积为2L,温度为30℃,进入太空后,宇航员穿着航天服出舱后,由于外部气压低,航天服急剧膨胀,气体体积变为4L,温度降为20℃,航天服可视为封闭系统,内部气体可视为理想气体.

(I)求航天员进入太空出舱较长时间后,航天服内的气体压强.(结果保留2位有效数字)

(Ⅱ)若在地面上开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内气压达到标准大气压的90%,体积变为4L,则需补充温度为30℃、一个标准大气压的气体多少升?

解:(I)航天服内气体可视为理想气体,

初态状态,即在地面上时:压强:p1=1.0×105Pa,体积:V1=2L,温度:T1=(273+30)K=303K

末态状态,即进入太空后,体积:V2=4L,温度:T2=(273+20)K=293K;

由理想气体状态方程有:[c360f97cb2a64252.png]=[1ed2b1d9a1a2355d.png],解得:p2=4.8×104Pa

(Ⅱ)将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体作为研究对象,设补充气体的体积为△V,

根据玻意耳定律可得:p1(V1+△V)=ηp1V2

其中:η=90%

解得:△V=1.6L

答:(I)航天员进入太空出舱较长时间后,航天服内的气体压强为4.8×104Pa;

(Ⅱ)需补充温度为30℃、一个标准大气压的气体1.6升.

2016年10月17日,“神舟十一号”载人飞船发射成功,景海鹏、陈冬身穿航天服进入太空.航天服是保障航天员生命活动和工作能力的个人密闭装备.假如在地面时航天服内气压为一个标准大气压p0=1.0×105Pa,气体体积为2L,温度为30℃,进入太空后,宇航员穿着航天服出舱后,由于外部气压低,航天服急剧膨胀,气体体积变为4L,温度降为20℃,航天服可视为封闭系统,内部气体可视为理想气体.

(I)求航天员进入太空出舱较长时间后,航天服内的气体压强.(结果保留2位有效数字)

(Ⅱ)若在地面上开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内气压达到标准大气压的90%,体积变为4L,则需补充温度为30℃、一个标准大气压的气体多少升?

解:(I)航天服内气体可视为理想气体,

初态状态,即在地面上时:压强:p1=1.0×105Pa,体积:V1=2L,温度:T1=(273+30)K=303K

末态状态,即进入太空后,体积:V2=4L,温度:T2=(273+20)K=293K;

由理想气体状态方程有:[671aa7c1719e4672.png]=[da4bd06642c96746.png],解得:p2=4.8×104Pa

(Ⅱ)将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体作为研究对象,设补充气体的体积为△V,

根据玻意耳定律可得:p1(V1+△V)=ηp1V2

其中:η=90%

解得:△V=1.6L

答:(I)航天员进入太空出舱较长时间后,航天服内的气体压强为4.8×104Pa;

(Ⅱ)需补充温度为30℃、一个标准大气压的气体1.6升.

2017年4月20日天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空.为适应太空环境,航天员都要穿上具有生命保障系统的航天服,在太空,航天服内部的气体体积膨胀为在地面上时的2倍.已知航天服内气体的温度不变,航天服可视为封闭系统,在地面上航天服内气压为p0.

(i)计算在太空时航天服内气体压强,并从微观角度解释压强变化的原因;

(ii)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压变为0.6p0,求需补充压强为p0的等温气体体积为原来地面上时的多少倍.

解:(i)对航天服内气体,设开始时压强为p0,体积为V1

达到太空后压强为p1,气体体积为V2=2V1

根据玻意耳定律有p0V2=p2V1

解得p2=0.5p0

航天服内温度不变,气体分子平均动能不变,体积膨胀,单位体积内分子数减少,单位时间碰撞到单位面积上的分子数减少,故压强减小

(ii)设需补充压强为p0的等温气体体积为nV1,压强p3=0.6p0

取总气体为研究对象,有p0(V1+nV1)=p3V3

解得:n=0.2

答:(i)在太空时航天服内气体压强为[f173011262ff607d.png],并从微观角度解释压强变化的原因::航天服内温度不变,气体分子平均动能不变,体积膨胀,单位体积内分子数减少,单位时间碰撞到单位面积上的分子数减少,故压强减小;

(ii)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压变为0.6p0,需补充压强为p0的等温气体体积为原来地面上时的0.2倍.

(2015年·宁夏2市模拟4月)为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服.航天服有一套生命系统,为航天员提供合适温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样.假如在地面上航天服内气压为1.0×105Pa,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积.若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统.

①求此时航天服内的气体压强;

②若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0×104Pa,则需补充1.0×105Pa的等温气体多少升?

解:①航天服内气体经历等温过程,

p1=1.0×105Pa,V1=2L,V2=4L

由玻意耳定律 p1V1=p2V2

得p2=5×104Pa

②设需要补充的气体体积为V,将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体,充气后的气压p3=9.0×104Pa

由玻意耳定律 p1(V1+V)=p3V2 得V=1.6L

答:①此时航天服内的气体压强5×104Pa

②若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到9.0×104Pa,则需补充1.0×105Pa的等温气体为1.6L

宇航员的航天服内充有气体,若出舱前航天服内气体压强为p,体积为V,到达太空后,气体体积变为2V,温度不变,此时航天服内的气体压强为   .1965年3月18日,苏联航天员列昂诺夫在返回飞船时遇到了意想不到的困难,他的航天服有些向外膨胀,很难从密封舱的接口处钻回舱内,他启动了应急装置减小航天服的体积安全地回到密封舱内.你认为该应急装置可以如何减小航天服体积:   .

解:气体的状态参量:p1=P,V1=V,V2=2V,

气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2

解得:p2[8b73b2081f3845cd.png]

降低航天服内气体的温度或排出一些航天服内的气体可减小航天服体积,

故答案为:[073f95f85fc94e61.png],降低航天服内气体的温度或排出一些航天服内的气体

下列各句中,没有语病的一项是( )

A:奥运会之后,中国将以更加开放的国际化与世界融合,未来之路将是一条充满无尽想象空间的繁华路径。 B:面对日益严重的金融危机,欧美各国政府纷纷出重拳,采取强力措施拯救危机,但能否奏效,还很值得怀疑。 C:从长远看,取消文理分科是必要的,但就目前的状况来说显得有些急功近利,因为取消后,面临着一系列问题需要解决。 D:在大厅的“神七”航天展品前,参加芜湖科博会的与会嘉宾,认真聆听了航天英雄杨利伟关于航天服知识的介绍。

阅读下面的文字,完成下面试题

航天服,又称宇航服,是航天员进入太空必须穿的服装,一般由压力服、头盔、手套和靴子等组成。航天服是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类,分别有软式、硬式和软硬混合式结构。无论是舱内航天服还是舱外航天服,都必须选用特殊的材料,采用特殊工艺,经过特殊的加工、制作和各种试验后才能够完成,尤其是舱外航天服造价可达土千万美元,真可谓是世界上最昂贵的服装。

舱内航天服是航天员在航天器内使用的航天服,航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间发生密闭舱失压等事故时,必须穿上舱内航天服。航天服因具有充压和加压的重要功能,将起到保护航天员生命安全的关键作用。舱内航天服通常是为每一位航天员定做的,它是在高空飞行密闭服(简称压力服)的基础上发展起来的。一般由航天头盔、压力服、通风和供氧软管、可脱戴的手套、靴子及一些附件组成。

舱外航天服实际上是最小的载人航天器,是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。舱外航天服大约重275磅,除了具有舱内航天服所有的功能外,还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能,在服装内增加了液冷系统(液冷服),以保持人体的热平衡,并配有背包式生命保障系统。舱外航天服主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成,是一种多层次、多功能的个人防护装备。它的结构特点是:采用硬质的上躯干,上面装有双臂和生命保障系统组件,头盔与上躯干为一整体,不能跟随航天员头部运动,通过气密轴承和一个自由度的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏蔽层,具有防辐射、隔热、防火、防微陨石的功能。

中国自主研制的“飞天”舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3000万元人民币左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,防止辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;还能提供可靠工效保障及遥测通信保障等。此前中国的航天服是从俄罗斯进口的“海鹰”号,比较笨重,舱内、舱外活动非常不便。现在中国自主研制的“飞天”航天服技术“堪比美国”,据说美国航天服每套造价达1.6亿元人民币。

航天服能构成适于航天员生活的人体小气候,它在结构上分为六层。一、内衣舒适层:航天员在长期飞行过程中不能洗换衣服,大量的皮脂、汗液等会污染内衣,故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做。二、保暖层:在环境温度变化范围不大的情况下,保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料,如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。三、通风服和水冷服(液冷服):在航天员体热过高的情况下,通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过350大卡/小时(如在舱外活动),通风服便不能满足散热要求,这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成,如聚氯乙烯管或尼龙膜等。四、气密限制层:在真空环境中,只有保持航天员身体周围有一定压力时才能保证航天员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物,一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难,各关节部位采用各种结构形式:如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等,配合气密轴承转动结构以改善其活动性。五、隔热层:航天员在舱外活动时,隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。六、外罩防护层:是航天服最外的一层,要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素(微流星、宇宙线等)对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。与航天服配套的还有头盔、手套、靴子等。宇宙中的空气、温度、压力等都与地球不同,人是无法生存的。而一套航天服等于提供给航天员一个适合他生存的环境。它可以防止真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在空间的真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。它还能调节温度和保持空气压力,使航天员像生活在地球上一样。它还能提供氧气。所以,航天员在进入太空时必须穿航天服。

下列对“航天服”的说法准确的一项是

A.航天服是航天员进入太空时必须穿的服装,是保障航天员生命安全的最重要的救生设备,必须选用特殊的材料,采用特殊工艺,经过特殊的加工、制作和各种试验后完成,一般由压力服、头盔、手套和靴子等组成。

B.航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类。舱内航天服是航天员在航天器内使用的航天服,航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间,必须始终穿戴舱内航天服。

C.舱外航天服可以说是最小的载人航天器,它具有防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等舱内航天服所不具备的功能,航天员舱外作业时必须穿戴。

D.航天服的结构分为六层。其中通风服和水冷服(液冷服)的主要功能是以不同的方式散发热量和保持空气压力。

基于对“在真空环境中,只有保持航天员身体周围有一定压力时才能保证航天员的生命安全”的理解,下列说法不准确的一项是

A.在真空环境中,人体血液中的氮气会变成气体,使体积膨胀,因此,人在真空环境中会因体内外的压差过大而导致生命危险。

B.保持航天员身体周围有一定的压力是确保其生命安全的关键条件,所以,早先的压力服,以及后来的舱内航天服与舱外航天服等,都具备充压与加压的功能。

C.航天员出舱到太空作业时必须穿戴航天服,但当他们回到地球,因为身体外部的压力恢复而不必继续穿戴。

D.在真空环境中,保持航天员身体周围有压力就能够保证航天员的生命安全,因此航天服必须具有充压和加压的功能。

根据原文提供的信息,下列推断正确的一项是

A.因为航天器内已经拥有生命保障系统,所以,舱内航天服不必另外配备背包式生命保障系统。

B.舱外航天服在结构上设计分为六个层次,为航天员针对不同的太空环境穿着不同层次的航天服提供了方便。

C.舱外航天服实际上是最小的载人航天器,我国自主研制的“飞天”舱外航天服在不久的将来可望能够替代现有的载人航天器。

D.搭载着三名航天员的我国“神舟7号”航天飞船圆满完成飞行任务,其中一名航天员首次实现完美出舱,由此可知此次太空飞行总共要配备至少3套航天服。

【小题1】C

【小题2】D

【小题3】A


解析:

【小题1】A航天服是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备(见第一自然段),没有证据显示它就是最重要的救生设备。B据第二自然段可知,“必须穿上舱内航天服”的前提是“在 航天器发射、返回和在轨道运行期问发生密闭舱失压等事故时”,因此“始终穿戴”有误。D没有证据显示“通风服和水冷服”具有“保持空气压力”的功能——见倒数第二自然段。

【小题2】原句中有两点要注意:一是“压力”一词有限定词“一定”;二是从关联词“只有……才……”可以看出,“保持航天员身体周围有一定压力”只是必要条件,而非充分条件,因此,将关联词改为“……就……”,有误。

【小题3】B航天服是一个整体,没有证据显示可以分层穿着。C“最小的载人航天器”是一个形象的说法,没有证据显示舱外航天服可以替代现有的载人航天器,说“不久的将来可望”无根据。D据文意可知,出舱者必须配备舱内、舱外航天服各一套,由此可以推断,此次“神7”太空飞行总共要配备至少4套航天服。事实上,除一位航天员出舱外,还有一位航天     员 为帮助出舱的航天员也走出过密闭舱,因此,此次“神7”太空飞行除携带有3套舱内航天服外,另携带有2套舱外航天服,共5套;但从给定的文字判断,可以推断为“总共耍配备至少4套航天服”。

阅读下文,完成文后各题。

航天服,又称宇航服,是航天员进入太空必须穿的服装,一般由压力服、头盔、手套和靴子等组成。航天服是保障航天员生命安全的最重要的个人救生设备。航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类,分别有软式、硬式和软硬混合式结构。无论是舱内航天服还是舱外航天服,都必须选用特殊的材料,采用特殊工艺,经过特殊的加工、制作和各种试验后才能够完成,尤其是舱外航天服造价可达土千万美元,真可谓是世界上最昂贵的服装。

舱内航天服是航天员在航天器内使用的航天服,航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间发生密闭舱失压等事故时,必须穿上舱内航天服。航天服因具有充压和加压的重要功能,将起到保护航天员生命安全的关键作用。舱内航天服通常是为每一位航天员定做的,它是在高空飞行密闭服(简称压力服)的基础上发展起来的。一般由航天头盔、压力服、通风和供氧软管、可脱戴的手套、靴子及一些附件组成。

舱外航天服实际上是最小的载人航天器,是航天员走出航天器到舱外作业时必须穿戴的防护装备。舱外航天服大约重275磅,除了具有舱内航天服所有的功能外,还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能,在服装内增加了液冷系统(液冷服),以保持人体的热平衡,并配有背包式生命保障系统。舱外航天服主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成,是一种多层次、多功能的个人防护装备。它的结构特点是:采用硬质的上躯干,上面装有双臂和生命保障系统组件,头盔与上躯干为一整体,不能跟随航天员头部运动,通过气密轴承和一个自由度的关节连接来保证四肢各关节的活动性能。外套是由多层防护材料组成的真空隔热屏蔽层,具有防辐射、隔热、防火、防微陨石的功能。

中国自主研制的“飞天”舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3000万元人民币左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,防止辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;还能提供可靠工效保障及遥测通信保障等。此前中国的航天服是从俄罗斯进口的“海鹰”号,比较笨重,舱内、舱外活动非常不便。现在中国自主研制的“飞天”航天服技术“堪比美国”,据说美国航天服每套造价达1.6亿元人民币。

航天服能构成适于航天员生活的人体小气候,它在结构上分为六层。一、内衣舒适层:航天员在长期飞行过程中不能洗换衣服,大量的皮脂、汗液等会污染内衣,故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做。二、保暖层:在环境温度变化范围不大的情况下,保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料,如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。三、通风服和水冷服(液冷服):在航天员体热过高的情况下,通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过350大卡/小时(如在舱外活动),通风服便不能满足散热要求,这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成,如聚氯乙烯管或尼龙膜等。四、气密限制层:在真空环境中,只有保持航天员身体周围有一定压力时才能保证航天员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物,一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难,各关节部位采用各种结构形式:如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等,配合气密轴承转动结构以改善其活动性。五、隔热层:航天员在舱外活动时,隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。六、外罩防护层:是航天服最外的一层,要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素(微流星、宇宙线等)对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。与航天服配套的还有头盔、手套、靴子等。宇宙中的空气、温度、压力等都与地球不同,人是无法生存的。而一套航天服等于提供给航天员一个适合他生存的环境。它可以防止真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在空间的真空环境中,人体血液中含有的氮气会变成气体,使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服,就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。它还能调节温度和保持空气压力,使航天员像生活在地球上一样。它还能提供氧气。所以,航天员在进入太空时必须穿航天服。

下列对“航天服”的说法准确的一项是

A.航天服是航天员进入太空时必须穿的服装,是保障航天员生命安全的最重要的救生设备,必须选用特殊的材料,采用特殊工艺,经过特殊的加工、制作和各种试验后完成,一般由压力服、头盔、手套和靴子等组成。

B.航天服按用途可分为舱内航天服和舱外航天服两大类。舱内航天服是航天员在航天器内使用的航天服,航天员在航天器发射、返回和在轨道运行期间,必须始终穿戴舱内航天服。

C.舱外航天服可以说是最小的载人航天器,它具有防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等舱内航天服所不具备的功能,航天员舱外作业时必须穿戴。

D.航天服的结构分为六层。其中通风服和水冷服(液冷服)的主要功能是以不同的方式散发热量和保持空气压力。

基于对“在真空环境中,只有保持航天员身体周围有一定压力时才能保证航天员的生命安

全”的理解,下列说法不准确的一项是

A.在真空环境中,人体血液中的氮气会变成气体,使体积膨胀,因此,人在真空环境中会因体内外的压差过大而导致生命危险。

B.保持航天员身体周围有一定的压力是确保其生命安全的关键条件,所以,早先的压力服,以及后来的舱内航天服与舱外航天服等,都具备充压与加压的功能。

C.航天员出舱到太空作业时必须穿戴航天服,但当他们回到地球,因为身体外部的压力恢复而不必继续穿戴。

D.在真空环境中,保持航天员身体周围有压力就能够保证航天员的生命安全,因此航天服必须具有充压和加压的功能。

根据原文提供的信息,下列推断正确的一项是

A.因为航天器内已经拥有生命保障系统,所以,舱内航天服不必另外配备背包式生命保障系统。

B.舱外航天服在结构上设计分为六个层次,为航天员针对不同的太空环境穿着不同层次的航天服提供了方便。

C.舱外航天服实际上是最小的载人航天器,我国自主研制的“飞天”舱外航天服在不久的将来可望能够替代现有的载人航天器。

D.搭载着三名航天员的我国“神舟7号”航天飞船圆满完成飞行任务,其中一名航天员首次实现完美出舱,由此可知此次太空飞行总共要配备至少3套航天服。

 【小题1】C

【小题2】D

【小题3】A


解析:

【小题1】无

【小题2】无

【小题3】无

微信扫码获取答案解析
下载APP查看答案解析