6.7 跨学科实践 制作“水火箭”【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 鲁科版五四学制2024）

6 跨学科实践 制作“水火箭” 学习目标 课程标准 物理素养 了解水火箭的原理、 结构、材料等，小组合作设计并制作简单的水火箭 知识与技能目标：理解牛顿第一定律、力与运动的关系，掌握水火箭制作原理，学会使用工具完成制作，能正确操作发射并分析影响飞行的因素。 过程与方法目标：通过小组合作设计、制作、调试水火箭，学会控制变量法设计实验，收集、分析数据，从实践中总结规律，提升问题解决和团队协作能力。 情感态度与价值观：激发对物理和航天探索的兴趣，培养严谨认真的科学态度，增强团队合作精神，体会物理知识与生活的联系，树立环保意识。 科学能力与创新：能从生活现象中发现与水火箭相关的问题并自主探究，尝试创新设计水火箭结构、发射方式，提升知识迁移和创新实践能力。 03 知识梳理 知识点01 火箭历史 古代人们用弓将燃烧物射出去，作为现代火箭先声的反冲式火箭的出现与北宋宣和年间（1119-1125年）汴京流行的烟火杂戏有关，到南宋高宗绍兴三十一年（1161年）宋金采石之战中，宋军将利用反作用原理的军用火箭投入实战。这种火箭名叫“霹雳砲”，形象地说就是一种大型的民间“二踢腿”。 看似复杂的火箭，原理其实非常简单，早在17世纪，牛顿就很清晰地进行了描述：如果以一定速度向后抛出一定质量，就会受到一个反作用力的推动，向前加速。 简单的火箭甚至早在牛顿提出这一原理前几百年就在中国被发明出来，并得到了应用，包括军用的火药箭和节日庆典的烟花。火箭向后抛出一定质量是靠火箭发动机来完成的。火箭发动机点火以后，推进剂（液体的或固体的燃料和氧化剂）在发动机燃烧室里燃烧，产生大量高压气体；高压气体从发动机喷管高速喷出，对火箭产生的反作用力，使火箭沿气体喷射的反方向前进。 长征三号乙运载火箭，全长56.3 米，整流罩直径达 4.2 米，起飞质量 456 顿，标准载荷 5.2 顿。运载火箭是一个非常庞大而复杂的系统，彰显着我国先进的火箭技术。现代火箭，追求的是动力更大，载重更大，射程更远。 知识点02 制作水火箭 一、研究射程与水量的关系：控制同一发射角度，改变水量，分别装50ml、200ml、350ml水量，比较射程 射程与水量、气压的关系（仰角40度气压相同） 序号 水量/ml 距离/m 1 50 2 200 3 350 分析：动力舱内气压、水量与水火箭射程及飞行高度的关系动力舱气压越大，水喷射的速度越大，反冲推力也越大，水火箭飞行速度就越快，飞行高度就越高，射程也越远。但如果气压过大，超出舱体的承受能力，就会引起爆裂，必须十分注意安全。在一定的范围内，动力舱内水越多，水火箭获得的能量就越大，射程就越远，飞行高度也越高。但如果水量过大，当动力舱内、外气压差降至零，喷射停止时，舱体仍残留一定的水量，会增加水火箭的质量，使水火箭受重力 的影响提前坠落。所以，只有当水火箭动力舱内的气压与水量恰当时，水火箭才能飞得更高、更远。通过多次实验、比较，获得气压和水最合适量 二、研究射程与发射角度的关系：控制统一水量，改变发射角度，30度、40度、60度，比较射程。 射程与仰角的关系（规定水量） 序号 仰角/度 距离/m 1 20 2 40 3 70 分析：发射仰角对射程及飞行高度的影响水火箭发射弹道与抛体运动理论密切相关。 在理想的情况下，发射仰角为45°时射程最远。但在实际发射中，必须考虑空气动力和其他因素 的影响。当发射仰角太小时，水火箭向上的分力不大，爬升高度不大，由于重力影响，容易坠落，使射程缩短。而当发射仰角太大时，水火箭向上的分力虽大，但向前分力太小，致使出现 “高而不远”的情况。实际上最优的发射仰角往 往比45°要大。通过多次实验、比较，获得最佳发射仰角。 04 题型精讲 【题型一】火箭升空的原理 火箭升空的原理与气球反冲运动相同。在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。燃料燃烧时产生高温高压燃气，燃气通过喷管高速喷出时，对火箭产生巨大推力，从而把火箭发射出去。从能量的角度来看，火箭也是把内能转化成机械能的机器，所以它也是热机家族中的一员。同时由于它所用燃料的形态不同，我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种，较常用的是液体火箭。 【例题1】2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时，尾部向下高速喷气，火箭腾空而起，说明物体间力的作用是 的。飞船随火箭加速升空，飞船内的航天员的惯性 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 相互 不变 【详解】[1]当火箭发射时，其尾部会向下高速喷气。由于力的作用是相互的，火箭向下喷出的气体对火箭施加了一个向上的反作用力。这个反作用力使得火箭能够腾空而起。 [2]惯性是物体保持其运动状态不变的属性，它只与物体的质量有关，而与物体的速度、加速度等无关。在这个问题中，飞船随火箭加速升空，但航天员的质量并没有发生变化。因此，航天员的惯性也保持不变。 【对应训练】2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时向下喷出高温、高压的燃气，火箭在推力作用下加速上升，说明物体间力的作用是 ，该推力的施力物体是 ，火箭在此过程中处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【答案】 相互的 燃气 非平衡 【详解】[1][2]火箭向下喷出燃气，火箭对喷出的气体有向下的力，同时火箭在推力作用下加速上升，说明气体对火箭产生了向上的推力，这说明力的作用是相互的，且火箭所受推力的施力物体是燃气。 [3]火箭在加速上升的过程中，其速度是增加的，这意味着火箭所受的合力不为零，即处于非平衡状态。 【对应训练】如图1是神舟十六号载人飞船发射时的情景，火箭向下喷出气体，使火箭上升的施力物体是 （选填“火箭”、“空气”或“喷出的气体”），这是利用了力的作用是相互的原理；如图2完成任务的航天员乘坐返回舱返回地面，当返回舱匀速下降时，降落伞和返回舱所受空气阻力 降落伞与返回舱的总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当返回舱即将着陆时，返回舱底部的反推发动机向 （选填“上”或“下”）喷气，从而进一步减速。 【答案】 喷出的气体 等于 下 【详解】[1]火箭向下喷出气体，对喷出气体产生向下的作用力，由于力的作用的相互性，喷出的气体对火箭会产生向上的推力，使火箭升空，故使火箭上升的施力物体是喷出的气体。 [2]完成任务的航天员乘坐返回舱返回地面，当返回舱匀速下降时，降落伞和返回舱所受空气阻力和重力，处于平衡状态，故降落伞和返回舱所受空气阻力和降落伞与返回舱的总重力是一对平衡力，大小相等。 [3]当返回舱即将着陆时，返回舱底部的反推发动机向下喷气，对喷出气体产生向下的作用力，由于物体间力的作用是相互的，则喷出的气体给反推发动机一个向上的力，使得返回舱受到一个背向地球的推力使返回舱进一步减速，从而安全着陆。 【对应训练】在现阶段人类探索宇宙进入太空，主要是依靠火箭。火箭在发射升空时向下喷射燃气，从而产生一个巨大的向上的推力，这个力的施力物体是 （选填“空气”或“燃气”），如果飞行中的火箭受到的力全部消失，火箭将 。 【答案】 燃气 做匀速直线运动 【详解】[1]火箭在发射升空时向下喷射燃气，此时燃气会给火箭一个反作用力，从而产生一个巨大的向上的推力，这个力的施力物体是高温高压的燃气，利用的原理是力的作用是相互的。 [2]如果飞行中的火箭受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，火箭将做匀速直线运动。 0501 强化训练 【基础强化】 1．2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，探测器将在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速飞行，为着陆作准备。则在探测器着陆前探测器上的火箭应向哪个方向喷气（　　） A．竖直向下喷气 B．沿直线向后喷气 C．与直线成一角度斜向上喷气 D．与直线成一角度斜向下喷气 【答案】A 【详解】探测器做匀速直线运动，受到平衡力的作用，已知其受到的重力竖直向下，则受到的气体的反冲力方向竖直向上，由力的相互性，探测器上的火箭竖直向下喷气，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．下列物体中，受到平衡力的是（　　） A．正在腾空而起的火箭 B．自由竖直下落的石子 C．沿平直斜面匀速下滑的木块 D．在平直轨道上进站的火车 【答案】C 【详解】A．正在腾空而起的火箭，向上的升力大于向下的重力，处于非平衡状态，受到非平衡力作用，故A不符合题意； B．自由竖直下落的石子，只受到重力，处于非平衡状态，受到非平衡力作用，故B不符合题意； C．沿平直斜面匀速下滑的木块，做匀速直线运动，所以处于平衡状态，受到平衡力作用，故C符合题意； D．在平直轨道上进站的火车，做减速运动，处于非平衡状态，受到非平衡力作用，故D不符合题意。 故选C。 3．2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面进行月球样品采集任务提供通讯支持。火箭发射过程中，下列说法正确的是（　　） A．以火箭为参照物，“鹊桥二号”是运动的 B．火箭在加速上升的过程中，运动状态发生了改变 C．火箭飞行方向发生改变时，受到平衡力的作用 D．加速上升过程中，“鹊桥二号”的惯性增大 【答案】B 【详解】A．鹊桥二号是随运载火箭上升的，相对于火箭，鹊桥二号的位置没有发生变化，所以以火箭为参照物，鹊桥二号是静止的，故A错误； B．火箭在加速上升的过程中，火箭的速度发生变化，所以火箭的运动状态发生了改变，故B正确； C．火箭飞行方向发生改变时，火箭的运动状态发生改变，所以火箭受到非平衡力的作用，故C错误； D．由于惯性的影响因素只有质量，与速度无关，所以加速上升过程中，“鹊桥二号”的惯性不变，故D错误。 故选B。 4．2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭助推器的燃料燃烧完后会自动脱离火箭，如图所示，当助推器脱离火箭后，助推器（　　） A．静止 B．立即下落 C．匀速直线运动 D．先上升一段距离后下落 【答案】D 【详解】火箭在升空的过程中在推力作用下做加速运动，当火箭助推器燃料燃烧完后脱离火箭，助推器由于惯性继续上升，在重力作用下，最后下落，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．小明做了如图甲所示小实验，一只手平压在气球上，另一只手的食指顶住气球，气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同，则两只手对气球施加的力大小 （相等/不相等）。如图乙所示是小明在活动课中制作的喷气“气球火箭”，当把封口的夹子松开，气球向左喷出空气的同时向右运动，这说明力的作用是 。 【答案】 相等 相互的 【详解】[1]气球处于静止状态，即处于平衡状态，受到平衡力的作用，气球受到两只手的压力，由平衡力的条件可知，两只手对气球施加的力大小相等。 [2]把封口的夹子松开，气球向左喷出气体，在气体推力的作用下向右运动，这说明力的作用是相互的。 6．同学们在科技展览馆参观游玩时，导游介绍说：“中国空间站在不受力的作用下围绕地球飞行，并且使用一种先进的霍尔推进器，其所耗燃料将不到现有化学火箭的十分之一，其中离子沿轴向加速喷出，从而产生推力。”请你指出文中错误观点是 ，请说明理由： 。 【答案】 中国空间站在不受力的作用下围绕地球飞行 见解析 【详解】[1][2] “中国空间站在不受力的作用下围绕地球飞行”是错误的，根据牛顿第一定律，空间站如果不受力，将做匀速直线运动，实际上空间站围绕地球转动，其运动方向发生改变，即运动状态改变，说明其必受到外力作用。 7．火箭搭载“神舟十八号”载人飞船升空过程中，火箭向下喷出气体而向上加速运动，这利用了物体间力的作用是 的；此时“神舟十八号”受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。 【答案】 相互 非平衡力 【详解】[1]火箭向下喷出气体而向上加速运动，由于物体间力的作用是相互的，火箭向下喷出气体的同时也受到气体的反作用力的作用。 [2]此时“神舟十八号”的速度不断加快，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用。 8．2024年中国载人航天第一发一天舟七号于1月17日22时27分发射成功，天舟七号是世界上运货能力最强的货运飞船之一，历经“3小时”为航天员送去年货约为2.4吨。如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体，根据物体间力的作用是相互的，使火箭获得上升的推力是 （填“空气”或“喷出的气体”）。天舟七号升入太空与空间站对接后，随空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，天舟七号的运动状态 （填“不变”或“改变”）。 【答案】 喷出的气体 改变 【详解】[1]火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭对气体产生一个向下的力，气体对火箭产生一个向上的力，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是相互的；推动火箭向上加速运动的力的施力物体是喷出的气体。 [2]天舟七号绕地球转动时，方向不断变化，天舟七号的运动状态改变。 9．图甲所示是2024年5月3日搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在大气层外加速升空的场景；图乙是其示意图，O点表示重心，请在图乙中作出火箭此时的受力示意图； 【答案】 【详解】搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在大气层外加速升空的场景，因在大气层外，故不受阻力，但仍受地球的吸引，即受重力作用，此时火箭处于加速状态，则动力大于重力。分别过重心做竖直向下的带箭头的线段，并标注G；做竖直向上的带箭头的线段，并标注F，如图所示： 【素养提升】 10．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程（忽略空气阻力），下列描述正确的是（    ） A．体验者从A点到C点做减速运动 B．体验者从A点到C点，合力方向发生变化 C．体验者在此过程中，所受合力的大小一直增大 D．体验者运动到最高点C时，若一切外力消失，他将向上做匀速直线运动 【答案】B 【详解】ABC．打开扣环后，体验者在A点受弹力和重力，此时弹性轻绳的弹性形变最大，弹力最大，弹力大于重力，合力竖直向上，人做加速运动；在A到B过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小，弹力逐渐减小，在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，合力为零，人的速度达到最大；在B到C过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小，重力不变，合力又逐渐变大，合力方向竖直向下，人做减速运动；故体验者从A点到C点的过程中，速度先增大后减小；合力先减小，后增大，且方向发生变化，故AC错误，B正确； D．体验者运动到最高点C时速度为零，若一切外力消失，他将保持静止状态，故D错误。 故选B。 11．2024年4月25日，神舟十八号飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程中，飞船的惯性 （选填“增大”、“不变”或“减小”），飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 的（选填“运动”或“静止”）。 【答案】 不变 静止 【详解】[1]惯性大小只与质量有关，在火箭加速上升的过程中，飞船的质量不变，惯性大小不变。 [2]飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船的位置不变，是静止的。 12．2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射任务取得圆满成功。神舟十八号飞船在太空中绕地球运动时处于失重状态。小伟说此时的神舟十八号不受力的作用，他的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。我国首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认，据史料记载明朝时期的茅元仪在他的著作里面就记载了多达30多种火箭的基本原理和结构，陶成道最早进行火箭升空试验，火箭能升空的原因是 ，假如你生活在那个时期，要使火箭能飞得更高你的做法是 （写出一条即可） 【答案】 错误 见解析 见解析 见解析 【详解】[1][2]处于失重状态的神舟十八号飞船依然受到地球引力的作用，只有这个引力用来提供飞船绕地球做圆周运动所需的向心力。 [3]由于物体间力的作用是相互的，火箭点火向下喷出高温燃气，同时燃气也会给火箭一个向上的推力，使火箭向上运动。 [4]要使火箭能飞得更高，可以减轻火箭的配重或将火箭箭身改为流线型以减小空气阻力或适当增加燃料等。 13．2024年3月20日，搭载探月工程四期鹊桥二号中继星的长征八号遥三运载火箭。在文昌航天发射场点火升空。如图。在加速升空的过程中，以火箭为参照物。中继星是 （选填“静止”或“运动”）的。中继星具有的惯性将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 静止 不变 【详解】[1]以火箭为参照物，中继星与火箭之间没有发生位置变化，所以中继星是静止的。 [2]惯性只跟质量有关。中继星在加速升空时，质量不变，所以中继星的惯性将不变。 14．2024年4月25 日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，叶光富、李聪、李广苏3名航天员顺利进入太空，并与神舟十七号航天员会师太空。如图为火箭点火发射加速升空时的场景，则此过程中三名航天员的惯性将 （选填 “变大”“不变”或“减小”）。 【答案】不变 【详解】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，故宇航员在火箭加速升空时，惯性不变。 15．小明的梦中经历：他和小华困在池塘中央的冰面上，冰面非常光滑。如图，是他们的奇思妙想一把行李向后扔出去，船就前进了，船和人前进的施力物体是 ，此原理与火箭升空的原理 （选填“相同”或“不同”）。小明在教室里坐在凳子上模拟以上情景，发现将书包扔出，自己未曾移动分毫，此过程中凳子受力 （选填“平衡”或“不平衡”），若想模拟梦中情景，请帮助小明想一个可行的改进措施： 。 【答案】 行李 相同 平衡 将凳子装上轮子 【详解】[1]把行李向后扔出去，船就前进了，利用的是物体间力的作用是相互的，船和人前进的施力物体是行李。 [2]火箭升空的原理也是利用物体间力的作用是相互的，所以此原理与火箭升空的原理相同。 [3]将书包扔出，自己未曾移动分毫，说明自己静止不动，静止状态属于平衡状态，此时受力平衡。 [4]凳子之所以不动的原因是摩擦力太大，若想模拟梦中情景，可以减小凳子与地面之间的摩擦力，可以将凳子装上轮子，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦。 16．2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。火箭加速升空时，火箭推力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；卫星脱离火箭时，由于具有 ，能保持原有运动状态。 【答案】 大于 惯性 【详解】[1]火箭加速升空时，火箭处于非平衡状态，受到的推力大于重力。 [2]卫星脱离火箭时，由于卫星具有惯性，能保持原有的运动状态。 17．如图所示，这是火箭发射升空后，助推器分离瞬间的情景。分离后助推器会继续向前运动是因为它具有 ，然后会落回地球，这是因为助推器受到 的作用。 【答案】 惯性 重力 【详解】[1][2]助推器与火箭一起运动后分离，分离开助推器由于具有惯性，仍要保持原来的运动状态继续向前飞行；助推器最终会落回地面是由于受到重力的作用，而重力的方向竖直向下，是重力改变了它的运动状态。 18．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭成功发射，如图所示。使火箭加速升空的推力的施力物体是 （火箭/空气/喷出的燃气），该力的方向是 的（向上/向下）。如果飞行中的火箭受到的力全部消失，火箭将 。 【答案】 喷出的燃气 向上 做匀速直线运动 【详解】[1][2]火箭发射过程中，火箭内气体燃烧，向下推动空气，根据力的作用是相互的，空气给火箭一个向上的力，使火箭上升，故使火箭加速升空的推力的施力物体是喷出的燃气；故喷出的燃气对火箭推力的方向是向上的。 [3]由牛顿第一定律可知，当物体不受力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，故飞行中的火箭受到的力全部消失，火箭将做匀速直线运动。 【点睛】 19．如图所示是我国火箭运送载人飞船上太空的情景。 (1)火箭点火向下喷出气体，火箭向上运动，说明物体间力的作用是 ，也说明力可以改变物体的 ； (2)在上升过程，火箭停止喷火，由于 火箭仍能向上运动； 【答案】(1) 相互的 运动状态 (2)惯性 【详解】（1）[1][2]火箭点火向下喷出气体，火箭向上运动，是因为气体也给火箭一个向上的力，说明物体间力的作用是相互的，也说明力可以改变物体的运动状态。 （2）火箭停止喷火，由于惯性火箭仍能保持原来的运动状态，向上运动。 20．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射，若该火箭在某升空过程中，发射过程中，火箭向下喷射燃气获得推力加速升空，说明物体间力的作用是 的；当神舟十八号与天和核心舱对接过程中，神舟十八号受到的是 （选填“平衡力”或“非平衡力”）；对接成功时，神舟十八号相对于天和核心舱是 （选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 相互 非平衡力 静止 【详解】[1]火箭发射时，尾部向下高速喷气，火箭受到气体向上的反作用力腾空而起，说明物体间力的作用是相互的。 [2]对接过程中，神舟十八号与天和核心舱之间的速度和对接角度是不断调整的，所以神舟十八号受到的是非平衡力。 [3]对接后，二者的相对位置不发生变化，保持相对静止，所以对接后的神舟十八号相对于天和核心舱是是静止的。 【能力培优】 21．2022年6月5日10时44分，我国载人航天工程神舟14号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，按计划送入预定轨道，航天工程火箭发射系统续写辉煌。为确保航天员生命安全，火箭的顶端设计有逃逸塔。在发射的初始阶段，顺利升空后，逃逸塔被抛出与火箭分离，脱离火箭后还会继续上升一段距离，之后，在重力作用下向下运动。火箭在上升过程中动力来源于火箭燃料的燃烧，火箭向下高速喷出气体，从而使火箭受到一个向上的推力。根据材料回答下列问题： （1）逃逸塔脱离火箭后，在无动力作用下还会继续上升的原因； （2）火箭向下高速喷出气体而上升，其原理是什么？ 【答案】（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）逃逸塔脱离火箭后，虽然不再受到火箭的推力作用，但由于惯性，它会保持原来的运动状态继续上升一段距离。 （2）火箭向下高速喷出气体而上升的原理是物体间力的作用是相互的。当火箭向下高速喷出气体时，气体对火箭施加了一个向上的反作用力，这个反作用力就是火箭上升的动力。 22．学校科技节中，跨学科实践小组制作了水火箭，如题图甲所示，图乙为其结构示意图。将制作好的水火箭竖直立于地面，用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。 （1）水火箭的头部通常做成流线型，这是为了 ； （2）水火箭向下喷水的过程中，水火箭对水向下的作用力 （选填“大于”“小于”或“等于”）水对它向上的作用力； （3）实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度，可以转换为测量水火箭从发射到落地的 来间接反映这个高度。你认为有哪些因素可能会影响水火箭飞行的最大高度： ； （4）图丙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像，由图像可知， 时刻水火箭受到平衡力， 时刻水火箭升到最高点（以上两空均选填“t1”“t2”或“t3”）。 【答案】 减小阻力 等于 时间 见解析 t1 t2 【详解】（1）[1]水火箭的头部通常做成流线型，这是为了减小运动过程中受到的空气阻力。 （2）[2]水火箭对水向下的作用力与水对它向上的作用力是一对相互作用力，大小相等。 （3）[3]水火箭上升的高度越高，从发射到落地的所需的时间越长，所以可以测量水火箭从发射到落地的所需的时间来间接反映水火箭竖直上升的最大高度。 [4]水火箭所装水的质量和起飞前瓶内气压可能会对水火箭飞行的最大高度产生影响。 （4）[5]由图可知，时间段内，水火箭的速度逐渐增大，说明推力大于重力，时间段内，水火箭的速度逐渐减小，说明推力小于重力，所以t1时刻速度最大，此时水火箭受力平衡，推力等于重力。 [6] t2时刻速度为零，t2之后速度方向相反，说明水火箭开始向下运动，所以t2时刻水火箭升到最高点。 23．阅读短文，回答问题。 风云三号 G 星 2023年4月16日9时36分，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星-风云三号G星，搭乘长征四号乙运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射（如图所示）。 在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。 风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”--星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号；同时利用雷达跨轨方向的扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等，从而解决精准预报降水量这一世界难题。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)火箭外形做成流线型，主要是为了减小 ； (2)火箭加速上升的过程中，风云三号G星 （选填“受”或“不受”）平衡力作用，它的质量 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (3)降水粒子的数密度越大，则1m3内降水粒子的____越大； A．质量 B．体积 C．密度 D．数量 (4)若某地区某次降水量为8mm，降水面积为，则该次降水的质量为 kg； (5)假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀数密度为5×109个/m3，每个降水粒子的体积均为。若在12小时内，该云层中有60%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为 mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准（见表），可知此次降雨的种类为 。 表:各类雨的降水量标准 降水量(12小时/mm) 小于5.0 5.0~14.9 15.0~29.9 30.0~69.9 70.0~139.9 140.0以上 种类 小雨 中雨 大雨 暴雨 大暴雨 特大暴雨 【答案】(1)空气阻力（摩擦阻力） (2) 不受 不变 (3)D (4) (5) 6 中雨 【详解】（1）火箭外形做成流线型，可减小空气阻力对火箭运动的影响。 （2）[1]火箭加速上升过程中，不是处于平衡状态，所受的不是平衡力。 [2]质量不受空间位置的影响，上升过程中火箭的质量不变。 （3）由短文信息知，降水粒子的数密度是指单位体积内粒子的数量，则降水粒子的数密度越大，则1m3内降水粒子的数量越大。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）降水的体积 降水的质量 （5）[1]设该云层对应区域面积为S1，则该云层内部的降水粒子为 则雨滴的体积 该云层对应区域的平均降水量 [2]根据各类雨的降水量标准可知，属于中雨。 24．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射，天舟六号货运飞船的货运能力达7.4×103kg，携带的物资可以供给神舟十六号和神舟十七号两个乘组，大约一年时间的生活和试验所需。当火箭发射后通过向后喷出高速燃气，从而获得强大的推力如图甲所示。当每一级燃料用完，相应的发动机关机，并和燃料箱一起从箭体上分离，通过这种“卸包袱”的形式，让火箭轻装前行，持续获得良好的加速性能。天舟六号货运飞船采用自主快速交会对接模式，精准对接天和核心舱后向端口，如图乙所示。 （1）发射时，高温高压的燃气从尾部喷出后，火箭就获得了上升的推力，这利用了力的作用是 的； （2）天舟六号货运飞船最大运货量7.4×103kg，这些货物在地球附近所受重力为多大（g取10N/kg） （3）火箭加速上升过程中其头部表面温度将会急剧升高，请你用所学物理知识解释这是为什么？ （4）火箭的加速性能取决于它所受的合力与惯性大小。火箭所受合力一定，惯性越小，加速性能越好。若火箭所受上升推力F一定，不计空气阻力，请你根据物理知识分析采用多级火箭分离的形式，为什么能获得更好的加速性？ 【答案】 相互 7.4×104N 克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高 见解析 【详解】（1）[1]高温高压的燃气从尾部喷出后，火箭对燃气有向下推力的作用，火箭从而获得了燃气对火箭向上的推力，利用了力的作用是相互的。 （2）[2]货物在地球附近所受重力为 （3）[3]火箭加速上升过程中其头部克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高。 （4）[4]当火箭分离时，火箭的质量减小，惯性也会随之减小，运动状态越容易发生变化，则多级火箭的每一级燃料用完时，相应的发动机和燃料箱会和火箭分离，使m减小，在推力F和G一定时，F合更大，力的作用效果和力的大小有关，F合越大，加速性能更好。 25．如图甲，2022年载人航天飞船顺利升空，将图乙的航天员们送上中国空间站，并顺利开讲“天宫课堂”。如图丙所示，王亚平在太空舱中演示了这样一个实验：把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出，“冰墩墩”并没有像在地面上抛出的物体一样落回地面。科学计算表明，在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样，物体将处于“完全失重”状态。 （1）运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气（如图甲所示），这样火箭才能升空，说明物体间力的作用是 ； （2）航天员将陀螺从地球带入太空后，其质量将 ，重力 。（两空选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）航天员穿上特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋（如图乙所示），像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的 （选填“大小”“方向”或“作用点”），使肌肉得到张紧，避免肌肉萎缩； （4）航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验（如图丙所示），冰墩墩被王亚平水平抛出后，冰墩墩将由于 会继续做匀速直线运动； （5）航天员长时间驻留在太空舱内，需要进行体育锻炼以保证身体健康，防止各部分机能退化。请你说出至少一种在太空舱内可能进行的体育活动： 。 【答案】 相互的 不变 变小 大小 惯性 见详解 【详解】（1）[1]运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气，高温高压的燃气向上推动火箭上升，说明物体间力的作用是相互的。 （2）[2][3]质量是物体的一种属性，与位置无关，故航天员将陀螺从地球带入太空后，质量不变，由于在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样，物体将处于“完全失重”状态，故物体受到重力几乎为0，即重力变小。 （3）[4]物体发生弹性形变时，弹力的大小与形变程度有关，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，使弹性带子的长度发生改变，可以改变弹力的大小。 （4）[5]质量是物体的一种属性，与位置无关，故航天员将陀螺从地球带入太空后，质量不变，冰墩墩在太空中几乎不受力，根据牛顿第一定律，被王亚平水平抛出后，冰墩墩将由于惯性会继续做匀速直线运动。 （5）[6]由于太空处于失重状态，不能利用重力进行锻炼，但可以利用弹力如拉力器等进行锻炼。 26．阅读下列文章，回答问题。 如图甲，2022年载人航天飞船顺利升空，将图乙的航天员们送上中国空间站，并顺利开讲“天宫课堂”。如图丙所示，王亚平在太空舱中演示了这样一个实验：把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出，“冰墩墩”并没有像在地面上抛出的物体一样落回地面。科学计算表明，在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样，物体将处于“完全失重”状态。 （1）运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气（如图甲所示），这样火箭才能升空，说明物体间力的作用是 ； （2）航天员将陀螺从地球带入太空后，其质量将 ，重力 。（两空选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）航天员穿上特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋（如图乙所示），像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的 （选填“大小”“方向”或“作用点”），使肌肉得到紧张，避免肌肉萎缩； （4）航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验（如图丙所示），冰墩墩被王亚平水平抛出后，冰墩墩将会 ； （5）航天员长时间驻留在太空舱内，需要进行体育锻炼以保证身体健康，防止各部分机能退化。请你说出至少一种在太空舱内可能进行的体育活动 。 【答案】 相互的 不变 变小 大小 做匀速直线运动 用拉力器锻炼 【详解】（1）[1]火箭向下喷出高温高压燃气，由于物体间力的作用是相互的，燃气对火箭产生一个向上的推力，所以火箭升空。 （2）[2][3]航天员将陀螺从地球带入太空后，由于质量不会随位置的改变而改变，所以它的质量不变；太空中物体将处于“完全失重”状态，它的重力变小。 （3）[4]弹力的大小与弹性形变长度有关，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的大小。 （4）[5]将冰墩墩沿某一方向抛出，冰墩墩由于惯性继续向前运动，被王亚平水平抛出的冰墩墩将沿原有方向匀速前进，因为在失重状态下，离手后的冰墩墩不再受力，物体将保持原速度做匀速直线运动。 （5）[6]航天员长时间驻留在太空舱内，需要进行体育锻炼以保证身体健康，但航天员处于完全失重状态，所以不需要在反重力的运动都可以在太空中进行，如：太空自行车、拉力器。 27．2024年4月3日6时56分，长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，随后将遥感四十二号01星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。 (1)如图甲所示，火箭发射时，高温高压燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，由静止到加速离开地面，直奔天际，这说明力可以改变物体的 ，该推力的施力物体是 。此时卫星相对于长征二号丁运载火箭是 （选填“运动”或“静止”）的．若此时火箭所受的外力全部消失，火箭将处于 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 (2)当发射到预定轨道后，卫星脱离火箭，由于具有 ，能够继续飞行。 (3)如图乙所示，卫星沿椭圆形轨道运行时，卫星受 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。 【答案】(1) 运动状态 燃气 静止 匀速直线运动 (2)惯性 (3)非平衡力 【详解】（1）[1]火箭发射时，高温高压燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，由静止到加速离开地面，直奔天际，火箭由静止到运动，这说明力可以改变物体的运动状态。该推力的施力物体是燃气。 [2]力是物体间的相互作用，高温高压燃气从尾部喷出，由于物体间力的作用是相互的，燃气会施加给火箭一个推力，故该推力的施力物体是燃气，即喷出的气体。 [3]卫星相对于长征二号丁运载火箭没有位置上的变化，是静止的。 [4]由牛顿第一定律可知，若此时火箭所受的外力全部消失，火箭将处于匀速直线运动状态。 （2）任何物体都具有惯性，当发射到预定轨道后，卫星脱离火箭，由于具有惯性，要保持原来的运动状态，能够继续飞行。 （3）卫星沿椭圆形轨道运行时，运动方向在发生改变，卫星不处于平衡状态，故卫星受非平衡力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 6 跨学科实践 制作“水火箭” 学习目标 课程标准 物理素养 了解水火箭的原理、 结构、材料等，小组合作设计并制作简单的水火箭 知识与技能目标：理解牛顿第一定律、力与运动的关系，掌握水火箭制作原理，学会使用工具完成制作，能正确操作发射并分析影响飞行的因素。 过程与方法目标：通过小组合作设计、制作、调试水火箭，学会控制变量法设计实验，收集、分析数据，从实践中总结规律，提升问题解决和团队协作能力。 情感态度与价值观：激发对物理和航天探索的兴趣，培养严谨认真的科学态度，增强团队合作精神，体会物理知识与生活的联系，树立环保意识。 科学能力与创新：能从生活现象中发现与水火箭相关的问题并自主探究，尝试创新设计水火箭结构、发射方式，提升知识迁移和创新实践能力。 03 知识梳理 知识点01 火箭历史 古代人们用弓将燃烧物射出去，作为现代火箭先声的反冲式火箭的出现与北宋宣和年间（1119-1125年）汴京流行的烟火杂戏有关，到南宋高宗绍兴三十一年（1161年）宋金采石之战中，宋军将利用反作用原理的军用火箭投入实战。这种火箭名叫“霹雳砲”，形象地说就是一种大型的民间“二踢腿”。 看似复杂的火箭，原理其实非常简单，早在17世纪，牛顿就很清晰地进行了描述：如果以一定速度向后抛出一定质量，就会受到一个反作用力的推动，向前加速。 简单的火箭甚至早在牛顿提出这一原理前几百年就在中国被发明出来，并得到了应用，包括军用的火药箭和节日庆典的烟花。火箭向后抛出一定质量是靠火箭发动机来完成的。火箭发动机点火以后，推进剂（液体的或固体的燃料和氧化剂）在发动机燃烧室里燃烧，产生大量高压气体；高压气体从发动机喷管高速喷出，对火箭产生的反作用力，使火箭沿气体喷射的反方向前进。 长征三号乙运载火箭，全长56.3 米，整流罩直径达 4.2 米，起飞质量 456 顿，标准载荷 5.2 顿。运载火箭是一个非常庞大而复杂的系统，彰显着我国先进的火箭技术。现代火箭，追求的是动力更大，载重更大，射程更远。 知识点02 制作水火箭 一、研究射程与水量的关系：控制同一发射角度，改变水量，分别装50ml、200ml、350ml水量，比较射程 射程与水量、气压的关系（仰角40度气压相同） 序号 水量/ml 距离/m 1 50 2 200 3 350 分析：动力舱内气压、水量与水火箭射程及飞行高度的关系动力舱气压越大，水喷射的速度越大，反冲推力也越大，水火箭飞行速度就越快，飞行高度就越高，射程也越远。但如果气压过大，超出舱体的承受能力，就会引起爆裂，必须十分注意安全。在一定的范围内，动力舱内水越多，水火箭获得的能量就越大，射程就越远，飞行高度也越高。但如果水量过大，当动力舱内、外气压差降至零，喷射停止时，舱体仍残留一定的水量，会增加水火箭的质量，使水火箭受重力 的影响提前坠落。所以，只有当水火箭动力舱内的气压与水量恰当时，水火箭才能飞得更高、更远。通过多次实验、比较，获得气压和水最合适量 二、研究射程与发射角度的关系：控制统一水量，改变发射角度，30度、40度、60度，比较射程。 射程与仰角的关系（规定水量） 序号 仰角/度 距离/m 1 20 2 40 3 70 分析：发射仰角对射程及飞行高度的影响水火箭发射弹道与抛体运动理论密切相关。 在理想的情况下，发射仰角为45°时射程最远。但在实际发射中，必须考虑空气动力和其他因素 的影响。当发射仰角太小时，水火箭向上的分力不大，爬升高度不大，由于重力影响，容易坠落，使射程缩短。而当发射仰角太大时，水火箭向上的分力虽大，但向前分力太小，致使出现 “高而不远”的情况。实际上最优的发射仰角往 往比45°要大。通过多次实验、比较，获得最佳发射仰角。 04 题型精讲 【题型一】火箭升空的原理 火箭升空的原理与气球反冲运动相同。在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。燃料燃烧时产生高温高压燃气，燃气通过喷管高速喷出时，对火箭产生巨大推力，从而把火箭发射出去。从能量的角度来看，火箭也是把内能转化成机械能的机器，所以它也是热机家族中的一员。同时由于它所用燃料的形态不同，我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种，较常用的是液体火箭。 【例题1】2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时，尾部向下高速喷气，火箭腾空而起，说明物体间力的作用是 的。飞船随火箭加速升空，飞船内的航天员的惯性 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【对应训练】2023年10月26日，运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时向下喷出高温、高压的燃气，火箭在推力作用下加速上升，说明物体间力的作用是 ，该推力的施力物体是 ，火箭在此过程中处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【对应训练】如图1是神舟十六号载人飞船发射时的情景，火箭向下喷出气体，使火箭上升的施力物体是 （选填“火箭”、“空气”或“喷出的气体”），这是利用了力的作用是相互的原理；如图2完成任务的航天员乘坐返回舱返回地面，当返回舱匀速下降时，降落伞和返回舱所受空气阻力 降落伞与返回舱的总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当返回舱即将着陆时，返回舱底部的反推发动机向 （选填“上”或“下”）喷气，从而进一步减速。 【对应训练】在现阶段人类探索宇宙进入太空，主要是依靠火箭。火箭在发射升空时向下喷射燃气，从而产生一个巨大的向上的推力，这个力的施力物体是 （选填“空气”或“燃气”），如果飞行中的火箭受到的力全部消失，火箭将 。 0501 强化训练 【基础强化】 1．2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，探测器将在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速飞行，为着陆作准备。则在探测器着陆前探测器上的火箭应向哪个方向喷气（　　） A．竖直向下喷气 B．沿直线向后喷气 C．与直线成一角度斜向上喷气 D．与直线成一角度斜向下喷气 2．下列物体中，受到平衡力的是（　　） A．正在腾空而起的火箭 B．自由竖直下落的石子 C．沿平直斜面匀速下滑的木块 D．在平直轨道上进站的火车 3．2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面进行月球样品采集任务提供通讯支持。火箭发射过程中，下列说法正确的是（　　） A．以火箭为参照物，“鹊桥二号”是运动的 B．火箭在加速上升的过程中，运动状态发生了改变 C．火箭飞行方向发生改变时，受到平衡力的作用 D．加速上升过程中，“鹊桥二号”的惯性增大 4．2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭助推器的燃料燃烧完后会自动脱离火箭，如图所示，当助推器脱离火箭后，助推器（　　） A．静止 B．立即下落 C．匀速直线运动 D．先上升一段距离后下落 5．小明做了如图甲所示小实验，一只手平压在气球上，另一只手的食指顶住气球，气球处于静止。观察到气球两侧形变程度不同，则两只手对气球施加的力大小 （相等/不相等）。如图乙所示是小明在活动课中制作的喷气“气球火箭”，当把封口的夹子松开，气球向左喷出空气的同时向右运动，这说明力的作用是 。 6．同学们在科技展览馆参观游玩时，导游介绍说：“中国空间站在不受力的作用下围绕地球飞行，并且使用一种先进的霍尔推进器，其所耗燃料将不到现有化学火箭的十分之一，其中离子沿轴向加速喷出，从而产生推力。”请你指出文中错误观点是 ，请说明理由： 。 7．火箭搭载“神舟十八号”载人飞船升空过程中，火箭向下喷出气体而向上加速运动，这利用了物体间力的作用是 的；此时“神舟十八号”受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。 8．2024年中国载人航天第一发一天舟七号于1月17日22时27分发射成功，天舟七号是世界上运货能力最强的货运飞船之一，历经“3小时”为航天员送去年货约为2.4吨。如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体，根据物体间力的作用是相互的，使火箭获得上升的推力是 （填“空气”或“喷出的气体”）。天舟七号升入太空与空间站对接后，随空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，天舟七号的运动状态 （填“不变”或“改变”）。 9．图甲所示是2024年5月3日搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在大气层外加速升空的场景；图乙是其示意图，O点表示重心，请在图乙中作出火箭此时的受力示意图； 【素养提升】 10．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程（忽略空气阻力），下列描述正确的是（    ） A．体验者从A点到C点做减速运动 B．体验者从A点到C点，合力方向发生变化 C．体验者在此过程中，所受合力的大小一直增大 D．体验者运动到最高点C时，若一切外力消失，他将向上做匀速直线运动 11．2024年4月25日，神舟十八号飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程中，飞船的惯性 （选填“增大”、“不变”或“减小”），飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 的（选填“运动”或“静止”）。 12．2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射任务取得圆满成功。神舟十八号飞船在太空中绕地球运动时处于失重状态。小伟说此时的神舟十八号不受力的作用，他的说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。我国首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认，据史料记载明朝时期的茅元仪在他的著作里面就记载了多达30多种火箭的基本原理和结构，陶成道最早进行火箭升空试验，火箭能升空的原因是 ，假如你生活在那个时期，要使火箭能飞得更高你的做法是 （写出一条即可） 13．2024年3月20日，搭载探月工程四期鹊桥二号中继星的长征八号遥三运载火箭。在文昌航天发射场点火升空。如图。在加速升空的过程中，以火箭为参照物。中继星是 （选填“静止”或“运动”）的。中继星具有的惯性将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 14．2024年4月25 日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，叶光富、李聪、李广苏3名航天员顺利进入太空，并与神舟十七号航天员会师太空。如图为火箭点火发射加速升空时的场景，则此过程中三名航天员的惯性将 （选填 “变大”“不变”或“减小”）。 15．小明的梦中经历：他和小华困在池塘中央的冰面上，冰面非常光滑。如图，是他们的奇思妙想一把行李向后扔出去，船就前进了，船和人前进的施力物体是 ，此原理与火箭升空的原理 （选填“相同”或“不同”）。小明在教室里坐在凳子上模拟以上情景，发现将书包扔出，自己未曾移动分毫，此过程中凳子受力 （选填“平衡”或“不平衡”），若想模拟梦中情景，请帮助小明想一个可行的改进措施： 。 16．2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。火箭加速升空时，火箭推力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；卫星脱离火箭时，由于具有 ，能保持原有运动状态。 17．如图所示，这是火箭发射升空后，助推器分离瞬间的情景。分离后助推器会继续向前运动是因为它具有 ，然后会落回地球，这是因为助推器受到 的作用。 18．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭成功发射，如图所示。使火箭加速升空的推力的施力物体是 （火箭/空气/喷出的燃气），该力的方向是 的（向上/向下）。如果飞行中的火箭受到的力全部消失，火箭将 。 19．如图所示是我国火箭运送载人飞船上太空的情景。 (1)火箭点火向下喷出气体，火箭向上运动，说明物体间力的作用是 ，也说明力可以改变物体的 ； (2)在上升过程，火箭停止喷火，由于 火箭仍能向上运动； 20．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射，若该火箭在某升空过程中，发射过程中，火箭向下喷射燃气获得推力加速升空，说明物体间力的作用是 的；当神舟十八号与天和核心舱对接过程中，神舟十八号受到的是 （选填“平衡力”或“非平衡力”）；对接成功时，神舟十八号相对于天和核心舱是 （选填“运动”或“静止”）的。 【能力培优】 21．2022年6月5日10时44分，我国载人航天工程神舟14号飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，按计划送入预定轨道，航天工程火箭发射系统续写辉煌。为确保航天员生命安全，火箭的顶端设计有逃逸塔。在发射的初始阶段，顺利升空后，逃逸塔被抛出与火箭分离，脱离火箭后还会继续上升一段距离，之后，在重力作用下向下运动。火箭在上升过程中动力来源于火箭燃料的燃烧，火箭向下高速喷出气体，从而使火箭受到一个向上的推力。根据材料回答下列问题： （1）逃逸塔脱离火箭后，在无动力作用下还会继续上升的原因； （2）火箭向下高速喷出气体而上升，其原理是什么？ 22．学校科技节中，跨学科实践小组制作了水火箭，如题图甲所示，图乙为其结构示意图。将制作好的水火箭竖直立于地面，用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。 （1）水火箭的头部通常做成流线型，这是为了 ； （2）水火箭向下喷水的过程中，水火箭对水向下的作用力 （选填“大于”“小于”或“等于”）水对它向上的作用力； （3）实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度，可以转换为测量水火箭从发射到落地的 来间接反映这个高度。你认为有哪些因素可能会影响水火箭飞行的最大高度： ； （4）图丙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像，由图像可知， 时刻水火箭受到平衡力， 时刻水火箭升到最高点（以上两空均选填“t1”“t2”或“t3”）。 23．阅读短文，回答问题。 风云三号 G 星 2023年4月16日9时36分，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星-风云三号G星，搭乘长征四号乙运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射（如图所示）。 在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。 风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”--星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号；同时利用雷达跨轨方向的扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等，从而解决精准预报降水量这一世界难题。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)火箭外形做成流线型，主要是为了减小 ； (2)火箭加速上升的过程中，风云三号G星 （选填“受”或“不受”）平衡力作用，它的质量 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (3)降水粒子的数密度越大，则1m3内降水粒子的____越大； A．质量 B．体积 C．密度 D．数量 (4)若某地区某次降水量为8mm，降水面积为，则该次降水的质量为 kg； (5)假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀数密度为5×109个/m3，每个降水粒子的体积均为。若在12小时内，该云层中有60%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为 mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准（见表），可知此次降雨的种类为 。 表:各类雨的降水量标准 降水量(12小时/mm) 小于5.0 5.0~14.9 15.0~29.9 30.0~69.9 70.0~139.9 140.0以上 种类 小雨 中雨 大雨 暴雨 大暴雨 特大暴雨 24．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场成功发射，天舟六号货运飞船的货运能力达7.4×103kg，携带的物资可以供给神舟十六号和神舟十七号两个乘组，大约一年时间的生活和试验所需。当火箭发射后通过向后喷出高速燃气，从而获得强大的推力如图甲所示。当每一级燃料用完，相应的发动机关机，并和燃料箱一起从箭体上分离，通过这种“卸包袱”的形式，让火箭轻装前行，持续获得良好的加速性能。天舟六号货运飞船采用自主快速交会对接模式，精准对接天和核心舱后向端口，如图乙所示。 （1）发射时，高温高压的燃气从尾部喷出后，火箭就获得了上升的推力，这利用了力的作用是 的； （2）天舟六号货运飞船最大运货量7.4×103kg，这些货物在地球附近所受重力为多大（g取10N/kg） （3）火箭加速上升过程中其头部表面温度将会急剧升高，请你用所学物理知识解释这是为什么？ （4）火箭的加速性能取决于它所受的合力与惯性大小。火箭所受合力一定，惯性越小，加速性能越好。若火箭所受上升推力F一定，不计空气阻力，请你根据物理知识分析采用多级火箭分离的形式，为什么能获得更好的加速性？ 25．如图甲，2022年载人航天飞船顺利升空，将图乙的航天员们送上中国空间站，并顺利开讲“天宫课堂”。如图丙所示，王亚平在太空舱中演示了这样一个实验：把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出，“冰墩墩”并没有像在地面上抛出的物体一样落回地面。科学计算表明，在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样，物体将处于“完全失重”状态。 （1）运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气（如图甲所示），这样火箭才能升空，说明物体间力的作用是 ； （2）航天员将陀螺从地球带入太空后，其质量将 ，重力 。（两空选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）航天员穿上特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋（如图乙所示），像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的 （选填“大小”“方向”或“作用点”），使肌肉得到张紧，避免肌肉萎缩； （4）航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验（如图丙所示），冰墩墩被王亚平水平抛出后，冰墩墩将由于 会继续做匀速直线运动； （5）航天员长时间驻留在太空舱内，需要进行体育锻炼以保证身体健康，防止各部分机能退化。请你说出至少一种在太空舱内可能进行的体育活动： 。 26．阅读下列文章，回答问题。 如图甲，2022年载人航天飞船顺利升空，将图乙的航天员们送上中国空间站，并顺利开讲“天宫课堂”。如图丙所示，王亚平在太空舱中演示了这样一个实验：把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出，“冰墩墩”并没有像在地面上抛出的物体一样落回地面。科学计算表明，在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样，物体将处于“完全失重”状态。 （1）运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气（如图甲所示），这样火箭才能升空，说明物体间力的作用是 ； （2）航天员将陀螺从地球带入太空后，其质量将 ，重力 。（两空选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）航天员穿上特制的“企鹅服”里面有很多弹性袋（如图乙所示），像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的 （选填“大小”“方向”或“作用点”），使肌肉得到紧张，避免肌肉萎缩； （4）航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验（如图丙所示），冰墩墩被王亚平水平抛出后，冰墩墩将会 ； （5）航天员长时间驻留在太空舱内，需要进行体育锻炼以保证身体健康，防止各部分机能退化。请你说出至少一种在太空舱内可能进行的体育活动 。 27．2024年4月3日6时56分，长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，随后将遥感四十二号01星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。 (1)如图甲所示，火箭发射时，高温高压燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，由静止到加速离开地面，直奔天际，这说明力可以改变物体的 ，该推力的施力物体是 。此时卫星相对于长征二号丁运载火箭是 （选填“运动”或“静止”）的．若此时火箭所受的外力全部消失，火箭将处于 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 (2)当发射到预定轨道后，卫星脱离火箭，由于具有 ，能够继续飞行。 (3)如图乙所示，卫星沿椭圆形轨道运行时，卫星受 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$