题目内容
随着我国航天科技水平的迅速提高，探测火星已成为我国航天科技发展的远景目标，但要把人类送上火星，还有许多航天技术问题需要解决．如：如何提供在往返路程中宇航员呼吸所需要的氧气和消除呼吸过程产生的二氧化碳就是一个值得研究的问题．已知一个成年人平均每年要呼吸空气6 570 000 L左右．而目前的飞船飞往火星来回一趟需要两年的时间．如果在飞船发射时携带全部所需的氧气，则数量很大，将大大提高发射的成本和难度．（1）若飞船上有3名宇航员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气11838（按氧气体积分数为21%计算）或11274（按氧气体积分数为20%计算） kg．（氧气的密度是1.43 g/L，答案取整数）
（2）有人提出在飞船上供氧的两个方案：①通过太阳能电池产生的电流来电解水；
②通过如下反应产生氧气：过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气．请你评价这两个方案最主要的优缺点．答：方案①产生同质量的氧气，飞船发射时质量较轻，方案②产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳．
（3）也有科学家提出研究使宇航员人工冬眠的技术，或加快飞船速度，缩短航行时间来减少氧气的携带量．你是否有较好的方案？请举一例：在飞船内种植光合作用效率高的植物，你提出该方案的简要理由是能使二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳．
【答案】分析：该题以火星探测往返一次所需氧气的量为背景，来考查空气中氧气的含量，评价飞船上供养的方法以及寻求新的供养方法．
解答：解：（1）按氧气体积分数为21%计算，若飞船上有3名宇航员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气（6 570 000 L×2×3×21%×1.43 g/L）÷1000═11838kg或按氧气体积分数为20%计算，需要氧气11274kg．
（2）由题意可知这两种供养方案各有优点：方案①产生同质量的氧气，飞船发射时质量较轻，方案②产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳
（3）从各种获得氧气的方法可知，在飞船内种植光合作用效率高的植物是可行的．它的优点是能使二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳．
点评：该题集计算、实验评价、设计实验于一体，同时又是信息和开放型试题，有一定难度．
解答：解：（1）按氧气体积分数为21%计算，若飞船上有3名宇航员，请计算来回火星一趟，理论上需要氧气（6 570 000 L×2×3×21%×1.43 g/L）÷1000═11838kg或按氧气体积分数为20%计算，需要氧气11274kg．
（2）由题意可知这两种供养方案各有优点：方案①产生同质量的氧气，飞船发射时质量较轻，方案②产生氧气的同时能消除呼吸过程产生的二氧化碳
（3）从各种获得氧气的方法可知，在飞船内种植光合作用效率高的植物是可行的．它的优点是能使二氧化碳和氧气循环利用，既能减轻飞船发射时的质量又能同时消除呼吸过程产生的二氧化碳．
点评：该题集计算、实验评价、设计实验于一体，同时又是信息和开放型试题，有一定难度．
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