2.4 空间探索 讲义-2025-2026学年浙教版八年级上册科学

2.4 空间探索 知识点一、火箭 1. 气球运动的动力来源 （1）实验 ①如图，把吸管穿在细绳上，把细绳拉紧，并用胶带把气球粘在吸管上。 ②把气球吹大，用手捏紧气球的吹气口。 ③将另一只手放在吹气口的左方，松开吹气口，观察气球的运动情况，感受气球喷出的空气产生的力。 ④重复步骤 2 和 3 （2）实验现象 气球往右边移动，同时另一只手感到气体向左喷出，即有向左的力。重复步骤 2、3，实验现象是一样的 （3）归纳总结 ①推动气球向右运动的动力来自气球内向左喷出的气体。 ②物体间力的作用是相互的，膨胀的气球给其内部的气体施加一个作用力使之向左喷出的同时，喷出的气体也给气球施加一个反作用力，这个反作用力推动气球向右前进。 2. 火箭的工作原理 火箭的工作原理与气球非常相似，它也是借助释放气体的反作用力向前运动。 工作原理：由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体，这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时，就会产生一个反作用力，这个反作用力推动火箭向前运动 | | 3. 多级火箭 （1）常见多级火箭：长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭 （2）运行方式：典型的多级火箭有三级，前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落，下一级火箭点燃接替工作，继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地 | （3）设计考量：一枚火箭携带的燃料有限，燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不被扔掉，就会成为火箭后续飞行的负担。如果把火箭中变空的燃料仓分离出来扔掉，可以使火箭飞得更高、更远，为此，科学家研制出多级火箭。 典型的多级火箭有三级，前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落，下一级火箭点燃接替工作，继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地 知识点二、中国空间站 1．空间站的作用 (1) 中国空间站是我们的太空家园，为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件，能够极大地促进空间科学技术的发展，辐射带动相关领域技术创新。 (2) 空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息，提高各个领域的监视能力，同时还可以用于测试和验证一些军事技术和装备，提升我国的国防实力和国际地位。 2. 空间站发展战略 3．中国空间站组成 （1）中国空间站是我国的国家级太空实验室，中国空间站的轨道高度为 400 - 450 km，倾角 42° - 43°，设计寿命为 10 年，长期驻留 3 人，最大可扩展为 180 t 级六舱组合体，以进行较大规模的空间应用。 （2）中国空间站包括天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、载人飞船（神舟系列飞船 ）和货运飞船（天舟系列飞船 ）五个模块组成。各飞行器具备独立的飞行能力，又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体，在核心舱统一调度下协同工作，完成空间站承担的各项任务。 知识点三、探索月球和火星 1. 月球探测工程 ——“嫦娥工程” “嫦娥工程” 分为 “无人月球探测”“载人登月” 和 “建立月球基地” 三个阶段。 （1）“无人月球探测” “无人月球探测” 工程分 “绕”“落”“回” 三期。“绕”“落”“回” 分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007 年至 2020 年之间，已有 5 个嫦娥系列的探测器奔赴月球，“绕”“落”“回” 三期任务已圆满完成。 “绕”：2007 年 10 月 24 日，嫦娥一号探测器发射升空，并进入月球轨道绕月球运行，2009 年按预定计划受控撞月 “落”：2013 年 12 月 14 日，嫦娥三号探测器成功软着陆月球，开展 “观天、看地、测月” 的科学探测任务 “回”：2020 年 12 月，嫦娥五号探测器在月球正面着陆，自动采样、月面起飞、月球轨道上交会对接，并携带 1731g 月球样品返回地球 （2）“载人登月” 2023 年 5 月，我国 “载人登月” 阶段任务也已启动实施，总体目标是在 2030 年前实现载人登陆月球，并开展月球科学考察及相关技术试验，掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成 “登”“巡”“采”“研”“回” 等多重任务。 （3）“建立月球基地” 不久的将来，在完成载人登月的基础上，我国将建立 “月球基地”，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证，推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展，深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识，为月球科学的发展贡献中国智慧。 2. 火星探测工程 命名 2020 年 4 月 24 日是第五个 “中国航天日”，中国行星探测任务被命名为天问系列，首次火星探测任务被命名为天问一号 历程 天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成，并于 2020 年 7 月 23 日发射升空，祝融号火星车在 2021 年 5 月 15 日成功着陆火星表面，对火星表面进行巡视探测 意义 1. 天问一号探测器升空，实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标，使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。 2. 天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测，实现了中国在深空探测领域的技术跨越，从而进入世界深空探测先进行列 【名师讲解】识图解说 ① ② ③④ ⑤ ①嫦娥奔月的故事反映了古代人渴望飞天的梦想 ②玉兔二号月球车 ③中国月球基地概念图 ④祝融号巡视探测 ⑤2025 年 5 月前后，天问二号搭乘长征三号乙运载火箭，开启深空探测新征程。“天问二号” 的探测对象是近地小行星2016HO3，要实现于小行星 2016HO3 上面采样返回，“天问二号” 在采样的时候，离地球大概 4300 - 4500 万千米，这将是我国首次从行星上拿回样品。“天问二号” 在完成主任务之后，还争取去探测一个主带的小行星，叫主带彗星。 思维导图： 【典型题型讲解】 题型一、火箭 1. 如图所示是2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的“长征二号系列”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，关于运载火箭升空的过程，下列说法中正确的是（　　） A．以地面为参照物，运载火箭是静止的 B．以运载火箭为参照物，地面是运动的 C．以发射架为参照物，运载火箭是静止的 D．以运载火箭为参照物，载人飞船是运动的 2. 如图所示的飞天科幻画作品展示了火箭升空的画面．若在发射现场，关于火箭升空的过程，下列说法正确的是（ ） A．利用了力的作用是相互的 B．火箭及燃料质量保持不变 C．火箭不再受到重力的作用 D．火箭始终做匀速直线运动 3. 某学习小组利用可乐瓶等材料制作了水火箭，如图甲。某次进行飞行高度测试实验时用频闪照相机拍下了水火箭从 A 处向上起飞到最高点的运动情况，如图乙，并作出了该过程中的速度和时间关系的图像，如图丙。则下列说法错误的是 （ ） A. 水火箭上升过程中具有机械能 B. 从图乙可知，水火箭先做加速运动后做减速运动 C. 图丙中阴影部分的面积代表水火箭上升的最大高度 D. 水火箭上升过程中的路程与时间关系可大致用图丁表示 4. 2024年10月30日凌晨，我国搭载神舟十九号载人飞船的长征二号运载火箭成功发射。 （1）火箭中的液态燃料是通过既降低温度又　 　的方法使气体液化的； （2）火箭点火后，发射台附近产生了大量“白气”，这是水　 　热汽化成水蒸气，然后遇冷形成的； （3）当火箭的速度达到了7.9km/s时才可以脱离地球，由此可知，火箭上升过程中做　 　运动；分离前，神舟十九号相对于长征二号是　 　的， 5. 2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。 （1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为﹣55℃绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是 。 A.表面平均温度比地球低 B.公转周期比地球长 C.火星上昼夜温差比地球大 D.雨、雪天数比地球多 （2）图乙中t1时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是 。（不计大气阻力） （3）火星大气层稀薄，大气层上部需要吸收大量的太阳紫外线，紫外线属于 （选填“可见光”或“不可见光”），紫外线的应用有 。 A.杀菌 B.银行利用验钞机发出的紫外线识别伪钞 C.额温枪利用人体发出的紫外线快速测温 （4）太阳光其中火星到太阳的距离为22794万千米，大约是地球到太阳距离的1.5倍，太阳光传送到火星大约需要 分钟. A.8分钟 B.10分钟 C.12分钟 6. 水火箭是一种广受学生喜爱的科技制作，其结构如图所示。将水火箭置于地面，当瓶内气压足够大时，打开阀门，瓶内的水沿打气管向后喷出，水火箭迅速飞起。小明对影响水火箭水平方向飞行距离的因素产生了兴趣，作出以下猜想： I．可能与瓶内气体的气压有关； II．可能与发射的角度（指水火箭与水平面的夹角大小）有关； III．可能与加水质量的多少有关； （1）瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起，这是因为物体间力的作用是　 　的； （2）为了探究猜想III，小明使用同一支水火箭，改变加水的质量，使　 　和发射角度相同，测量出了发射点到落地点的水平距离记录如下表： 水的质量（g） 125 150 200 250 300 350 400 水平距离（m） 39.2 49.4 57.3 60.5 54.3 51.8 45.6 分析表中数据可得出：在其他条件相同时，当所加水的质量为　 　g时，水火箭水平飞行的距离最远，故猜想III是　 　（选填：“正确”或“错误”）的； （3）当水火箭竖直向上发射时，若无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地的来间接反映发射的　 　高低情况； （4）制作水火箭会安装尾翼，主要作用是____（选填序号）； A．增加水火箭的配重 B．为火箭提供更强的动力 C．保证火箭飞行的稳定性 （5）除上述猜想外，你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离：　 　（写出一条即可）。 7. 图甲是搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射时的场景，图乙是其示意图，O点表示重心，请在图乙中作出火箭加速上升过程中的受力示意图。（不计空气阻力） 8. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船在长征二号F遥十七运载火箭的托举下，从酒泉卫星发射中心点火升空，搭载着汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔向太空。长二F火箭与载人飞船的总质量约为500吨。如图所示，火箭点火升空时，降温系统向发射塔喷洒大量的水，顿时周围“白气”滚滚.之后，神舟十七号载人飞船成功对接于天和核心舱前向端口，形成三舱三船组合体，即空间站三个舱段、两艘载人飞船和一艘货运飞船。 （1）关于火箭发射，下列说法正确的是________； A．火箭应采用密度大、硬度大的合金材料 B．火箭在加速起飞过程中，火箭的机械能不变 C．火箭加速升空阶段，火箭的惯性变大 D．火箭使用氢气做燃料，是因为氢气热值大 （2）火箭发射时向下喷出高温高压的燃气，火箭获得向上的推力，该推力的施力物体　 　； （3）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，在空间站中，航天员可以通过　 　（填“举哑铃”“弹簧拉力器”或“跳绳”）来锻炼身体； （4）航天员和家人通过网上聊天实现“天地对话”，依靠电磁波传递信息，当空间站距离航天员家属510km时，航天员发出的信号经过　 　s后就可以被地面上的家属接收到（不考虑仪器的延时特性）； （5）设计师为减轻火箭的重力，将一个钢制零件改为铝制零件，使其质量减少208kg，则该零件铝的质量为　 　kg。（，） 9. 阅读短文，回答问题。 火箭发射 2021年10月16日，翟志刚、王亚平、叶光富搭载的神舟十三号载人飞船的长征二号F遥运载火箭在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射。被发射火箭由地面控制中心倒计时数到零，便下令第一级火箭发动机点火，此时它自身携带燃烧剂与氧化剂燃烧产生的高温燃气高速向后喷出，利用产生的反作用力使火箭拔地而起，加速飞行阶段由此开始了，经过几十秒钟，运载火箭开始按预定程序缓慢向预定方向转变，100多秒钟后，在7km左右的高度，第一级火箭发动机关机并分离，第二级火箭发动机点火，继续加速飞行，这时火箭已飞出大气层，可按程序抛掉卫星的整流罩。在火箭达到预定速度和高度后，第二级火箭发动机关机分离，至此加速飞行段结束。随后，运载火箭靠已获得的能量，在地球引力作用下，开始惯性飞行阶段，直到与预定轨道相切的位置为止。此时第三级火箭发动机点火，开始最后加速段的飞行。当加速到预定速度时第三级发动机关机、火箭的运载使命就全部完成了。 （1）火箭起飞所需的力的施力物体是　 　；火箭在升空过程中受到　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用； （2）火箭达到预定速度和高度时，第二级火箭发动机关机分离，火箭利用自身的　 　飞行到与预定轨道相切的位置，第三级火箭发动机再点火；在最后加速飞行过程中，若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。 10. 某同学在老师指导下开展了 “制作水火箭” 的项目化学习：如图甲，往 550 mL 的瓶中加入适量的水，塞好瓶塞后放在发射底座上，用气管向瓶内打气，当瓶内气体压强达到一定程度时，高压气体会将水和橡皮塞从瓶口压出，水火箭飞向高空，发射成功后，测量水平方向的射程。 序号 液体种类 液体体积/毫升 倾角/度 平均射程/米 1 水 100 30 16.4 2 水 200 30 7.7 3 水 300 30 6 4 水 200 15 6.5 5 水 200 45 24 6 水 200 60 14.5 （1）实验中测量液体体积的工具是____________。 （2）如图乙为水火箭的结构示意图。水火箭通过向下喷水使自身升空，说明____________ ____________________。 （3）改变瓶中的水量及发射倾角，多次实验，实验结果如表所示。某次实验时瓶中的水量为 150 mL，测得平均射程为 7.7 m，则此次的发射角度可能是____________。 A.15° B.30° C.45° D.60° （4）为了探究液体的种类是否会影响水火箭的平均射程，请你帮他设计主要的实验步骤： ____________________________________。 11. 2024年9月25日，中国东风31AG导弹亮剑太平洋，振奋人心。中国人民解放军火箭军在南太平洋相关公海海域成功发射了1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，并准确落入预定海域，射程12000km，创下了全球洲际导弹实际测试中的最远纪录，具备全球击打能力。从发射到命中目标，整个过程仅耗时20分钟。 （1）火箭携载训练模拟弹头飞行过程中，以训练模拟弹头为参照物，火箭是　 　的； （2）计算火箭的飞行平均速度是多少？ （3）目前最大的速度为光速， 假若导弹以光速飞行（c=3×105km/s） ， 将无人能敌， 那么12000km的路程，需要多少时间就可以到达？ 12. 科技节期间，年级开展“水火箭”比赛。如下图所示，将水火箭放置于发射架上，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭向上升空。请完成3~4题。 （1）水火箭启动时，动力的主要来源是 A．水火箭自身的惯性 B．高压气体对水的推力 C．水对水火箭的推力 D．空气对水火箭的升力 （2）①裁判组应将水火箭运动的　 　作为评判标准更合理。 ②为提高比赛成绩，请提出一条可行的建议：　 。 题型二、中国空间站 1. “冰墩墩”上太空了！2022 年 3 月 23 日下午 “天宫课堂” 第二课在中国空间站开课。王亚平老师为我们演示了牛顿第一定律 —— 太空抛物实验。当 “冰墩墩” 在 “失重” 的状态下被水平向右推出，下列哪幅图是冰墩墩被推出后的运动路线（ ） 2. 2023 年 7 月，我国公布载人登月初步方案，计划 2030 年前把航天员送上月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站。下列不属于科学问题的是 （ ） A. 月球上看到的地球美丽吗？ B. 如果有水和空气等适宜条件，月球土壤本身适合种植蔬菜吗？ C. 在月球上适合提供给科研试验站的能源有哪些种类？ D. 如何利用月球自身资源获得水和氧气？ 3. 中国空间站的天和核心舱在太空中运行时，下列说法正确的是（ ） A. 核心舱不受重力作用 B. 航天员在舱内处于失重状态，惯性消失 C. 核心舱运动状态改变时，一定受到非平衡力 D. 核心舱绕地球运动，所受合力为零 4. “太空抛物” 实验中，王亚平抛出的 “冰墩墩” 做匀速直线运动，与地面上抛物轨迹弯曲相比，差异的主要原因是（ ） A. 太空中物体质量变小 B. 太空中没有重力和空气阻力 C. 太空中力的作用效果消失 D. 冰墩墩在太空中不受任何力 5. 嫦娥五号返回舱从月球返回地球过程中，速度不断增大，其受力情况是（ ） A. 只受重力 B. 受非平衡力 C. 受平衡力 D. 不受力 6. 下列航天器材中，利用省力杠杆原理的是（ ） A. 航天员舱外活动时使用的机械臂 B. 月球车的履带式车轮 C. 火箭的燃料储存罐 D. 天问一号的太阳能帆板 7. 我国载人航天工程中，神舟飞船与空间站对接时，两者必须保持（ ） A. 相对静止 B. 匀速直线运动 C. 相同的加速度 D. 相同的质量 8. 下列关于月球和火星的说法，正确的是（ ） A. 月球和火星都是地球的卫星 B. 月球和火星上都有液态水 C. 月球和火星的引力都比地球小 D. 月球和火星都能自身发光 9. 某同学为研究“太空中物体运动与受力的关系”，设计了三组对比实验： 实验1：在地球上，将滑块从光滑斜面滑下，观察到滑块在水平桌面滑动1m后停下。 实验2：在抽成真空的玻璃罩内，重复实验1，滑块滑动5m后停下。 实验3：用磁悬浮技术使滑块悬浮在水平轨道上（几乎无摩擦），滑块滑动 20m 后仍未停下。 （1）实验1中滑块停下的主要原因是受到 力的作用。 （2）对比实验1和实验2，可得出结论： 。 （3）对比实验2和实验3，进一步推理：若物体在太空中不受任何外力，将 。 （4）中国空间站的 “太空抛物” 实验中，“冰墩墩” 的运动状态与实验 的推理结果一致，这支持了 定律。 强化训练 【基础强化】 1. 图甲是某火箭升空过程中与月球的合影，图乙是“神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱交会对接的场景｡下列对火箭发射和交会对接过程的分析中正确的是（ ） A.以火箭为参照物，月球是静止的 B.以月球为参照物，火箭是运动的 C.以“天和”核心舱为参照物，“神舟十三号”载人飞船是静止的 D.以地面为参照物，“天和”核心舱是静止的 2. 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军发射了东风-31AG洲际导弹｡东风-31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料，使得导弹的质量大幅降低，从而提高了射程和载荷量｡高强度碳纤维具有很多优异的性能，以下关于高强度碳纤维说法错误的是（ ） A.高强度碳纤维密度小 B.高强度碳纤维的耐腐蚀性能较差 C.高强度碳纤维具有硬度大的特点 D.高强度碳纤维可用于航空航天等高端领域 3. 出舱时，航天员身穿的航天服的质量_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡航天员利用太空冰箱将一杯90g的水制成了冰，则冰的质量是_______，将这块冰熔化掉一半，剩下的冰块的密度_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡ 4. “嫦娥六号”执行“挖土”任务的关键工具是铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管，“轻质”是指铝合金取芯管的____________。 5. 火箭发射升空时，火箭发动机向下喷射高温燃气，利用物体间力的作用是____________原理推动火箭上升｡载人飞船受到火箭的推力加速升空，说明力可以改变物体的___________。 6. 火箭发射时，会产生次声波，这种波对人体会造成伤害，说明声波可以传递能量_________ (选填“可以”或“不可以”);“嫦娥六号”降落月球的过程中，借助减速伞进行减速制动｡ 7. 校园科技节开展水火箭的项目化学习研究： 【项目内容】利用可乐瓶等制作一个一级水火箭。 【项目研究】试飞：在瓶内装入一定量的水，然后用充气筒往瓶内充气，等到气体充到一定气压后，水火箭尾部橡皮塞被冲开，水火箭拖着长长的水柱急速升空，如图所示。 下面是甲、乙两组为制作水火箭分别准备的材料清单： 甲组：可乐瓶、橡皮塞、气门芯、彩纸、玻璃胶、密封胶。 乙组：可乐瓶、橡皮塞、棉线、降落伞材料、气门芯、彩纸、玻璃胶、密封胶。 【项目评价】下表是此次水火箭制作的评价标准： 等级 优秀 良好 待改进 标准 制作精美，气密性好，能成功升空，且升空高度不低于 50 米，落地后水火箭主体部分完好，能反复回收使用 制作精美，气密性好，能成功升空，但升空高度较低，落地后水火箭主体部分基本完好，简单加固后能再次使用 制作粗糙，少许漏气，无法升空，或升空高度较低，落地后水火箭主体部分受损，且无修复价值 (1)分析甲、乙两组的材料，结合评价标准，乙组中的棉线和降落伞材料的作用是____________________________。 (2)在实验过程中，乙组不断改变水火箭发射时的仰角并测量升空高度，他们想要探究的问题是____________。 (3)项目迭代的技术关键是____________________。 8. 2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组从酒泉卫星发射中心载人航天发射场出发奔赴“天宫”｡ (1)下列与神舟十七号的运载火箭升空原理相同的是_________B。 A.苹果熟了后自由掉落到地面上 B.穿着轮滑推墙壁，发现自己被推开 C.子弹离开枪口后继续高速飞行 D.压入深水中的矿泉水瓶会被压瘪 (2)火箭在加速上升的过程中，其惯性将_________ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡ (3)航天员在中国空间站的实验舱做各种实验，小明想让航天员叔叔用托里拆利实验测一下舱内气压，经过思考，你认为这个实验_______ (选填“能”或“不能”)被完成，理由是________________________。 9. 我们知道，月球上的物体由于被月球吸引也受到“重力”,月球上的物体受到的重力与其质量是否成正比呢？若想通过实验进行探究，则: (1)需要的实验器材有___________________。 (2)请你设计一个记录实验数据的表格｡ (3)测得实验数据后，如何判断物体受到的“重力”与质量是否成正比？ 10. 中国首辆火星车 “祝融号” 于 2021 年 5 月 15 日成功着陆火星表面。设计火星车时要综合考虑火星表面光照弱、温度低、随时会出现尖锐砂石以及不可预估的沙尘天气等不利因素。为了帮助同学们更加深入地了解 “祝融号” 火星车，老师让大家自主设计制作一辆 “火星车”。 (1) 设计制作 “火星车” 的步骤有：①设计方案；②实施计划；③明确问题；④改进完善；⑤发布成果；⑥检验产品。请按先后顺序将它们排序：_______________（填序号）。 (2) 我们可以通过_____（填字母，下同）了解到 “祝融号” 火星车的动力来自太阳能。 A. 实地调查 B. 参观访问 C. 查阅资料 D. 探究实验 (3)“祝融号” 火星车比 “玉兔二号” 月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了______。 A. 增强稳定性 B. 接受更多的太阳能 C. 美观漂亮 D. 方便控制行进时转向 (4)根据下面 “火星车” 模型测试记录表，可以知道第_______组制作的模型最好。还可以从哪些方面对 “火星车” 进行评价？___________________（试举一例）。 光电转换率 保温性 抗震性 平稳性 设计图文与说明 第一组 3 分 2 分 1 分 1 分 3 分 第二组 2 分 3 分 2 分 3 分 2 分 第三组 1 分 1 分 3 分 2 分 2 分 (5) 下列说法正确的是____。 A. 如果测试失败，就代表 “火星车” 是失败的作品 B. 发现模型存在问题，可以先将问题记录下来，讨论以后进行改进 C. 不管测试中发现的问题，按照原来的图纸继续制作完成 D.“火星车” 的设计最重要的是光电转换率，其他方面可以不用管 【素养提升】 1. 国“神七”载人飞船航天员翟志刚，身上穿中国自行研制的第一套“飞天”舱外航天服，首次在茫茫太空中“亮相”，实现了中国人的飞天梦．根据太空的环境，在下列功能中，这种“飞天”舱外航天服就不具备的有是（　　） A．控制温度、湿度 B．与外界气体交换、收集太空水分 C．供给氧气、控制气压 D．抗太空辐射、无线通讯 2. 下列有关火箭的说法错误的是（　　） A．我国明朝时期的能工巧匠万户是世界上利用火箭升空的第一人 B．火箭的工作原理与气球十分相似，都是借助释放气体的反作用力向前运动 C．为了节省材料，火箭燃料仓中的燃料即使耗尽了也仍然应当保留 D．20世纪末，科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或达到太阳系的某些行星 3. 2021年10月17日，我国“神舟十三号”飞船成功发射，此次进入太空的这三名宇航员要停留6个月，完成包括出舱进行太空行走等多项科学考察任务。下列正确的（　　） A．这一天，杭州地区昼长夜短 B．宇航员出舱进行太空行走时必须穿着航天服，否则可能会导致体液爆沸 C．“神舟十三号”在太空中运行时受平衡力的作用 D．“神舟十三号”发射时将依次通过对流层、平流层、暖层和中间层 4. 航天员在太空舱内处于微重力环境，人体肌肉会因缺乏重力负荷而逐渐萎缩，因此需要通过锻炼维持肌肉功能。下列四种锻炼方法中，在太空舱内最可达到锻炼目的的是（　　） A．速度跳绳：双手握住绳柄摆动，通过腿部力量跳跃 B．仰卧起坐：仰卧在垫上，通过腹部力量使上半身抬起 C．引体向上：双手握住单杠，通过手臂力量将身体向上拉起 D．拉弹簧拉力器：双手握住拉力器两端，通过手臂力量拉伸弹簧 5. “太空抛物” 实验中，王亚平抛出的 “冰墩墩” 做匀速直线运动，与地面上抛物轨迹弯曲相比，差异的主要原因是（ ） A. 太空中物体质量变小 B. 太空中没有重力和空气阻力 C. 太空中力的作用效果消失 D. 冰墩墩在太空中不受任何力 6. 嫦娥五号返回舱从月球返回地球过程中，速度不断增大，其受力情况是（ ） A. 只受重力 B. 受非平衡力 C. 受平衡力 D. 不受力 7. 中国空间站的太阳能电池板将光能转化为电能，下列与此能量转化形式相同的是（ ） A. 火箭发动机将燃料内能转化为机械能 B. 嫦娥五号着陆器利用反推发动机减速 C. 太阳能热水器将光能转化为内能 D. 祝融号火星车的蓄电池放电 8. 如图甲所示是某同学在科技节中进行水火箭比赛的场景，水火箭向后喷水的同时向前飞行．如图乙所示是该同学发射的水火箭飞行的大致路径，请问下列说法正确的是( ) A．水火箭向后喷水时，火箭对水有作用力，水对火箭没有作用力 B．火箭喷完水后，仍可以向前飞行一段距离是因为受到了空气给火箭向前的力 C．火箭在空中飞行时，受非平衡力 D．空中飞行的火箭，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动 9. (多选)位于花溪区小河的航天研究院主要承担着中国运载火箭、载人飞船等航天产品固体发动机的研制、生产、试验任务．如图所示是某物理兴趣小组利用自制水火箭模拟真实火箭发射的轨迹，利用打气筒对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天．在水火箭发射及上升过程中，下列说法正确的是( ) A．水火箭到达最高点时速度为零 B．水火箭到达最高点时处于非平衡状态 C．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力 D．水火箭上升过程中速度一直增大 10. 中国空间站的天和核心舱在太空中匀速绕地球运动时，其运动状态 （选填 “改变” 或 “不变”），原因是 。 11. 某同学为研究“太空中物体运动与受力的关系”，设计了三组对比实验： 实验1：在地球上，将滑块从光滑斜面滑下，观察到滑块在水平桌面滑动1m后停下。 实验2：在抽成真空的玻璃罩内，重复实验1，滑块滑动5m后停下。 实验3：用磁悬浮技术使滑块悬浮在水平轨道上（几乎无摩擦），滑块滑动 20m 后仍未停下。 （1）实验1中滑块停下的主要原因是受到 力的作用。 （2）对比实验1和实验2，可得出结论： 。 （3）对比实验2和实验3，进一步推理：若物体在太空中不受任何外力，将 。 （4）中国空间站的 “太空抛物” 实验中，“冰墩墩” 的运动状态与实验 的推理结果一致，这支持了 定律。 12. 如图甲所示为小柯制作的水火箭设计图．他在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的整流罩．他将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气．当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，对水火箭产生向上的推力，水火箭竖直向上飞起． （1）水火箭向下喷水却向上升空可以说明 ． （2）若水火箭装水前的质量为200 g，装水后发射前的总质量为1 kg，则当水火箭喷完水到达最高点后向下掉落时，水火箭自身的重力为 (g取10 N/kg) （3）图乙为水火箭发射后的速度时间数据图，则t1、t2、t3时刻中水火箭上升时受到推力等于阻力的时刻为 ． 13. 2020年7月23日，“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场发射升空。“天问一号”火星探测器目标是实现着陆火星。 （1）火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布，二氧化碳为主的大气十分薄弱，密度仅为地球大气密度的1%。根据以上信息，你认为下列推测正确的是（ ） A．火星上也有四季变化 B．火星的一天比地球的一天约长一倍 C．在火星上也能看到太阳的东升西落 D．火星表面昼夜温差比地球上大 （2）火星属于太阳系八大行星之一，图中代表火星的是_________（填字母）。 14. 2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了中国航天史无前例的突破：天问一号，成为中国首颗人造火星卫星。祝融号，成为中国首个火星巡视器（火星车）！中国成为继苏联、美国后第三个真正“踏上”（成功着陆）火星的国家，也是首次火星探测即实现着陆的国家。火星车着陆过程需要9分钟左右，经历3段减速后速度从约每秒4.9公里降到零。如图所示为火星车着陆流程示意图，请据图回答下列问题： （1）火星表面是否有大气？ （2）请分析火星车着陆过程中的减速原理。 15. 我国发射的“嫦娥三号”探测器，进行了首次月球软着陆和自动巡视勘察。由于___________________，探测器在月球上空下降时不能采用降落伞，只能靠探测器上发动机点火受力，软着陆在月球表面。着陆后，月球车将在月球表面巡游90天，月球车的构造（如图甲所示），中间有一个“桅杆”，上面有_______（凹/凸）透镜制成的“眼睛”，可对周围的地形地貌进行拍摄；上面还有天线，地面上的工作人员通过__________实现对车的控制。将来中国宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动（如图乙所示），则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是___________________。 16. 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，在酒泉卫星发射中心点火发射升空，将航天员叶光富、李聪、李广苏顺利送入太空，神舟十八号载人飞船发射取得圆满成功。至今，乘组已经在轨工作生活快2个月了。种菜、养鱼、做实验，测量、打扫、忙锻炼，他们的太空生活很充实。 （1）发射升空，三位宇航员固定在舱内。这一阶段，以飞船为参照物，宇航员是________（选填“运动”或“静止”）的。 （2）预计今年10月神舟十八号返回东风着陆场，已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2，求此时返回舱对地面的压强。 17. 某项目化学习小组利用可乐瓶等材料制作水火箭（如图甲），并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面，用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞。 （1）瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞，体现的科学原理是 。 （2）为比较2个水火箭哪一个竖直上升的高度更高，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 来间接比较这个高度。 （3）如图丙所示，小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞，到C处达到最高点的运动情况，照相机每隔0.2秒曝光一次，仅从拍摄的照片分析，可判断水火箭上升过程中，速度大小变化的情况是 。 （4）下表是小组同学制作的水火箭的功能评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 功能性 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t≥6秒 火箭能顺利升空，在空中的上升时间3秒≤t＜6秒 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t＜3秒或不能升空 小组同学借助手机的速度监测软件，获得了某次水火箭发射过程中的速度和时间的关系图像，如图丁所示。据此，该水火箭功能指标被评为优秀，理由是 。 18. 某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭（如图甲），并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面，用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞。 （1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用是 。 （2）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 来间接反映这个高度。 （3）如图丙所示，小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞，到C处达到最高点的运动情况，照相机每隔0.2秒曝光一次，则火箭运行到B处时是否受到平衡力的作用？请判断并说明理由。 。 19. 我校开展了水火箭制作和发射的项目化活动。活动包括学习原理、制作水火箭、发射、评价十佳模型四个环节。 （1）【学习】制作模型前，利用力的作用是相互的，解释水火箭发射原理：水火箭对水一个向后的作用力， 。 （2）【制作】小组同学利用矿泉水瓶、整流罩、尾翼和喷嘴套、胶水等制作出水火箭模型（如图），结构完整。整流罩的使用有利于水火箭头部成流线型，从而减少空气阻力。其中整流罩的材料有A4纸片和硬质塑料薄片两种，你会选择哪一种材料？理由是 。 （3）【发射】在水量、气压相同时，探究发射角度对水火箭发射距离的影响，收集到的数据如下： 发射角度（度） 发射距离（米） 30 40 50 60 70 第一次实验 18.4 22 66.6 63.7 58 第二次实验 19.2 20 68.74 63 56.71 平均值 18.8 21 67.67 63.35 57.36 根据实验数据，得出的结论是： 。 （4）【评价】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据。为了评选校十佳作品，你认为评价量表中应该包含哪些指标？（写出2点） 。 18 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.4 空间探索 知识点一、火箭 1. 气球运动的动力来源 （1）实验 ①如图，把吸管穿在细绳上，把细绳拉紧，并用胶带把气球粘在吸管上。 ②把气球吹大，用手捏紧气球的吹气口。 ③将另一只手放在吹气口的左方，松开吹气口，观察气球的运动情况，感受气球喷出的空气产生的力。 ④重复步骤 2 和 3 （2）实验现象 气球往右边移动，同时另一只手感到气体向左喷出，即有向左的力。重复步骤 2、3，实验现象是一样的 （3）归纳总结 ①推动气球向右运动的动力来自气球内向左喷出的气体。 ②物体间力的作用是相互的，膨胀的气球给其内部的气体施加一个作用力使之向左喷出的同时，喷出的气体也给气球施加一个反作用力，这个反作用力推动气球向右前进。 2. 火箭的工作原理 火箭的工作原理与气球非常相似，它也是借助释放气体的反作用力向前运动。 工作原理：由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体，这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时，就会产生一个反作用力，这个反作用力推动火箭向前运动 | | 3. 多级火箭 （1）常见多级火箭：长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭 （2）运行方式：典型的多级火箭有三级，前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落，下一级火箭点燃接替工作，继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地 | （3）设计考量：一枚火箭携带的燃料有限，燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不被扔掉，就会成为火箭后续飞行的负担。如果把火箭中变空的燃料仓分离出来扔掉，可以使火箭飞得更高、更远，为此，科学家研制出多级火箭。 典型的多级火箭有三级，前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落，下一级火箭点燃接替工作，继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地 知识点二、中国空间站 1．空间站的作用 (1) 中国空间站是我们的太空家园，为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件，能够极大地促进空间科学技术的发展，辐射带动相关领域技术创新。 (2) 空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息，提高各个领域的监视能力，同时还可以用于测试和验证一些军事技术和装备，提升我国的国防实力和国际地位。 2. 空间站发展战略 3．中国空间站组成 （1）中国空间站是我国的国家级太空实验室，中国空间站的轨道高度为 400 - 450 km，倾角 42° - 43°，设计寿命为 10 年，长期驻留 3 人，最大可扩展为 180 t 级六舱组合体，以进行较大规模的空间应用。 （2）中国空间站包括天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、载人飞船（神舟系列飞船 ）和货运飞船（天舟系列飞船 ）五个模块组成。各飞行器具备独立的飞行能力，又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体，在核心舱统一调度下协同工作，完成空间站承担的各项任务。 知识点三、探索月球和火星 1. 月球探测工程 ——“嫦娥工程” “嫦娥工程” 分为 “无人月球探测”“载人登月” 和 “建立月球基地” 三个阶段。 （1）“无人月球探测” “无人月球探测” 工程分 “绕”“落”“回” 三期。“绕”“落”“回” 分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007 年至 2020 年之间，已有 5 个嫦娥系列的探测器奔赴月球，“绕”“落”“回” 三期任务已圆满完成。 “绕”：2007 年 10 月 24 日，嫦娥一号探测器发射升空，并进入月球轨道绕月球运行，2009 年按预定计划受控撞月 “落”：2013 年 12 月 14 日，嫦娥三号探测器成功软着陆月球，开展 “观天、看地、测月” 的科学探测任务 “回”：2020 年 12 月，嫦娥五号探测器在月球正面着陆，自动采样、月面起飞、月球轨道上交会对接，并携带 1731g 月球样品返回地球 （2）“载人登月” 2023 年 5 月，我国 “载人登月” 阶段任务也已启动实施，总体目标是在 2030 年前实现载人登陆月球，并开展月球科学考察及相关技术试验，掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术，完成 “登”“巡”“采”“研”“回” 等多重任务。 （3）“建立月球基地” 不久的将来，在完成载人登月的基础上，我国将建立 “月球基地”，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证，推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展，深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识，为月球科学的发展贡献中国智慧。 2. 火星探测工程 命名 2020 年 4 月 24 日是第五个 “中国航天日”，中国行星探测任务被命名为天问系列，首次火星探测任务被命名为天问一号 历程 天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成，并于 2020 年 7 月 23 日发射升空，祝融号火星车在 2021 年 5 月 15 日成功着陆火星表面，对火星表面进行巡视探测 意义 1. 天问一号探测器升空，实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标，使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。 2. 天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测，实现了中国在深空探测领域的技术跨越，从而进入世界深空探测先进行列 【名师讲解】识图解说 ① ② ③ ④ ⑤ ①嫦娥奔月的故事反映了古代人渴望飞天的梦想 ②玉兔二号月球车 ③中国月球基地概念图 ④祝融号巡视探测 ⑤2025 年 5 月前后，天问二号搭乘长征三号乙运载火箭，开启深空探测新征程。“天问二号” 的探测对象是近地小行星2016HO3，要实现于小行星 2016HO3 上面采样返回，“天问二号” 在采样的时候，离地球大概 4300 - 4500 万千米，这将是我国首次从行星上拿回样品。“天问二号” 在完成主任务之后，还争取去探测一个主带的小行星，叫主带彗星。 思维导图： 【典型题型讲解】 题型一、火箭 1. 如图所示是2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的“长征二号系列”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，关于运载火箭升空的过程，下列说法中正确的是（　　） A．以地面为参照物，运载火箭是静止的 B．以运载火箭为参照物，地面是运动的 C．以发射架为参照物，运载火箭是静止的 D．以运载火箭为参照物，载人飞船是运动的 【答案】B 【解析】以地面为参照物，火箭位置不断变化，是运动的，A 错误；以火箭为参照物，地面位置不断变化，是运动的，B 正确；以发射架为参照物，火箭远离发射架，是运动的，C 错误；分离前，飞船与火箭相对位置不变，是静止的，D 错误。 2. 如图所示的飞天科幻画作品展示了火箭升空的画面．若在发射现场，关于火箭升空的过程，下列说法正确的是（ ） A．利用了力的作用是相互的 B．火箭及燃料质量保持不变 C．火箭不再受到重力的作用 D．火箭始终做匀速直线运动 【答案】A 【解析】火箭升空利用 “物体间力的作用是相互的”，燃料燃烧产生的气体向后喷出，对火箭产生向前的反作用力，A 正确；火箭发射过程中燃料燃烧，质量减小，B 错误；火箭始终受重力作用，只是升力大于重力，C 错误；火箭升空时速度不断增大，做加速运动，D 错误。 3. 某学习小组利用可乐瓶等材料制作了水火箭，如图甲。某次进行飞行高度测试实验时用频闪照相机拍下了水火箭从 A 处向上起飞到最高点的运动情况，如图乙，并作出了该过程中的速度和时间关系的图像，如图丙。则下列说法错误的是 （ ） A. 水火箭上升过程中具有机械能 B. 从图乙可知，水火箭先做加速运动后做减速运动 C. 图丙中阴影部分的面积代表水火箭上升的最大高度 D. 水火箭上升过程中的路程与时间关系可大致用图丁表示 【答案】D 【解析】A.水火箭上升过程中由于运动具有动能，由于被举高具有重力势能，上升过程中具有机械能，故A正确，不符合题意；B.从图乙可知，水火箭先做加速运动后做减速运动，故B正确，不符合题意；C.在速度与时间的图像中，图线与坐标轴围成的面积表示路程，图丙中阴影部分的面积代表水火箭上升的最大高度，故C正确，不符合题意；D.水火箭上升过程中先做加速运动，后做减速运动，其路程与时间的关系不是简单的线性关系或图丁所呈现的那种规律，故D错误，符合题意。 4. 2024年10月30日凌晨，我国搭载神舟十九号载人飞船的长征二号运载火箭成功发射。 （1）火箭中的液态燃料是通过既降低温度又　 　的方法使气体液化的； （2）火箭点火后，发射台附近产生了大量“白气”，这是水　 　热汽化成水蒸气，然后遇冷形成的； （3）当火箭的速度达到了7.9km/s时才可以脱离地球，由此可知，火箭上升过程中做　 　运动；分离前，神舟十九号相对于长征二号是　 　的， 【答案】（1）压缩体积 （2）吸 （3）变速；静止 【解析】（1）使气体液化的方法有降低温度和压缩体积，火箭中的液态燃料通过既降低温度又压缩体积的方法实现液化，这样能更高效地储存燃料。 （2）发射台附近的水吸收热量后汽化成水蒸气，水蒸气遇冷又液化成小水珠，形成 “白气”，整个过程先吸热汽化，再放热液化。 （3）火箭上升过程中，速度从 0 逐渐增大到 7.9km/s，速度发生变化，因此做变速运动；分离前，神舟十九号与长征二号的相对位置没有发生改变，所以神舟十九号相对于长征二号是静止的。 5. 2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。 （1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为﹣55℃绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是 。 A.表面平均温度比地球低 B.公转周期比地球长 C.火星上昼夜温差比地球大 D.雨、雪天数比地球多 （2）图乙中t1时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是 。（不计大气阻力） （3）火星大气层稀薄，大气层上部需要吸收大量的太阳紫外线，紫外线属于 （选填“可见光”或“不可见光”），紫外线的应用有 。 A.杀菌 B.银行利用验钞机发出的紫外线识别伪钞 C.额温枪利用人体发出的紫外线快速测温 （4）太阳光其中火星到太阳的距离为22794万千米，大约是地球到太阳距离的1.5倍，太阳光传送到火星大约需要 分钟. A.8分钟 B.10分钟 C.12分钟 【解答】解：（1 ） A.根据题意可知火星表面平均温度为﹣55C，地球表面平均温度大约为15C，故A正确； B.火星绕日公转周期为687天，地球公转周期为365天，故B正确； C.火星大气中氧气含量为0.15%，地球大气中的氧气含量约为21%，故C正确； D.火星大气中没有液态水，且平均气温低至﹣55C，火星上的水大多以冰雾和固体出现，难以形成雨、雪天气，故D错； 故选：D； （2 ）巡视器在竖直向上的推力F和竖直向下的重力G的作用下减速下落，其运动状态发生改变，说明二力不平衡，其合力与运动方向相反，即F＞G； （3）紫外线属于不可见光，具有杀菌的作用；银行利用验钞机发出的紫外线识别伪钞，额温枪利用人体发出的红外线快速测温，物体辐射红外线的本领跟物体的温度有关，温度越高的物体，辐射的红外线越强烈。故C不符合题意。 故选：AB； （4）根据t760s≈12min；故选C。 故答案为：（1）D；（2）F＞G.（3）AB；（4）C。 6. 水火箭是一种广受学生喜爱的科技制作，其结构如图所示。将水火箭置于地面，当瓶内气压足够大时，打开阀门，瓶内的水沿打气管向后喷出，水火箭迅速飞起。小明对影响水火箭水平方向飞行距离的因素产生了兴趣，作出以下猜想： I．可能与瓶内气体的气压有关； II．可能与发射的角度（指水火箭与水平面的夹角大小）有关； III．可能与加水质量的多少有关； （1）瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起，这是因为物体间力的作用是　 　的； （2）为了探究猜想III，小明使用同一支水火箭，改变加水的质量，使　 　和发射角度相同，测量出了发射点到落地点的水平距离记录如下表： 水的质量（g） 125 150 200 250 300 350 400 水平距离（m） 39.2 49.4 57.3 60.5 54.3 51.8 45.6 分析表中数据可得出：在其他条件相同时，当所加水的质量为　 　g时，水火箭水平飞行的距离最远，故猜想III是　 　（选填：“正确”或“错误”）的； （3）当水火箭竖直向上发射时，若无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地的来间接反映发射的　 　高低情况； （4）制作水火箭会安装尾翼，主要作用是____（选填序号）； A．增加水火箭的配重 B．为火箭提供更强的动力 C．保证火箭飞行的稳定性 （5）除上述猜想外，你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离：　 　（写出一条即可）。 【答案】（1）相互 （2）瓶内气体的气压；250；正确 （3）时间 （4）C （5）除上述探究过的影响因素外，水火箭自身的质量可能会影响水火箭飞行的最大高度、还有箭体的容积、空气阻力等 【解析】（1）瓶内的水向下喷出，水火箭给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，水火箭向上运动。 （2）为了探究猜想III，小明使用同一支水火箭，改变加水的质量，使瓶内气体的气压和发射角度相同。 从表中数据可以得出，当质量从125g，150g，200g，250g过程中水火箭水平方向飞行距离在增大，当质量为300g时水火箭水平方向飞行距离在减小，故质量为250g时水火箭水平方向飞行距离最远 ，验证了猜想III是正确的。 （3）火箭上升的高度越高，到落地时与所需的时间就越大，所以实验中可以测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度。 （4）水火箭在没有尾翼的情况下，飞行时很容易左右摇摆，其所获得的动能便部分消耗在纠正方向上，所以水火箭飞行时箭身打转，应调整尾翼的位置和大小，给水火箭安装尾翼的主要作用是保证火箭飞行的稳定性，故C正确。 （5）除上述探究过的影响因素外，水火箭自身的质量可能会影响水火箭的飞行距离。 7. 图甲是搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射时的场景，图乙是其示意图，O点表示重心，请在图乙中作出火箭加速上升过程中的受力示意图。（不计空气阻力） 【答案】 8. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船在长征二号F遥十七运载火箭的托举下，从酒泉卫星发射中心点火升空，搭载着汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔向太空。长二F火箭与载人飞船的总质量约为500吨。如图所示，火箭点火升空时，降温系统向发射塔喷洒大量的水，顿时周围“白气”滚滚.之后，神舟十七号载人飞船成功对接于天和核心舱前向端口，形成三舱三船组合体，即空间站三个舱段、两艘载人飞船和一艘货运飞船。 （1）关于火箭发射，下列说法正确的是________； A．火箭应采用密度大、硬度大的合金材料 B．火箭在加速起飞过程中，火箭的机械能不变 C．火箭加速升空阶段，火箭的惯性变大 D．火箭使用氢气做燃料，是因为氢气热值大 （2）火箭发射时向下喷出高温高压的燃气，火箭获得向上的推力，该推力的施力物体　 　； （3）中国空间站在轨道上绕地球正常运行时处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，在空间站中，航天员可以通过　 　（填“举哑铃”“弹簧拉力器”或“跳绳”）来锻炼身体； （4）航天员和家人通过网上聊天实现“天地对话”，依靠电磁波传递信息，当空间站距离航天员家属510km时，航天员发出的信号经过　 　s后就可以被地面上的家属接收到（不考虑仪器的延时特性）； （5）设计师为减轻火箭的重力，将一个钢制零件改为铝制零件，使其质量减少208kg，则该零件铝的质量为　 　kg。（，） 【答案】（1）D （2）燃气 （3）非平衡；弹簧拉力器 （4）1.7×10-3 （5）108 【解析】（1）A．提高火箭的承载力，应减轻飞船自身的质量，因此火箭应选密度较小的物质，故A错误； B．火箭在加速起飞过程中，速度在增大，高度在增大，因此火箭的动能和重力势能在增大，即机械能在增大，故B错误； C．惯性是物体一种物理属性，与物体的质量有关，与物体速运速度无关，火箭加速升空阶段，不考虑燃料质量的减少，其惯性不变；若考虑燃料质量在减少，火箭质量减小，则其惯性在减小，故C错误； D．火箭使用氢气做燃料，是因为氢气热值大，与相同质量的不同燃料完全燃烧相比，可放出较多的热量，故D正确。 故选D。 （2）火箭发射时向下喷出高温高压的燃气，给燃气施加一个向下的力，物体间力的作用是相互的，燃气对火箭施加一个向上的推力，所以火箭受到的向上的推力施力物体是燃气。 （3）中国空间站在轨道上绕地球正常运行，做曲线运动，因此它所处的状态不是平衡状态。 在空间站中，物体处于微重力环境，航天员可以通过弹簧拉力器来锻炼身体。 （4）信号传输所用时间 （5）设零件体积为V，由题意可知，ρ钢V-ρ铝V=m 零件的体积为 该零件铝的质量为 9. 阅读短文，回答问题。 火箭发射 2021年10月16日，翟志刚、王亚平、叶光富搭载的神舟十三号载人飞船的长征二号F遥运载火箭在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射。被发射火箭由地面控制中心倒计时数到零，便下令第一级火箭发动机点火，此时它自身携带燃烧剂与氧化剂燃烧产生的高温燃气高速向后喷出，利用产生的反作用力使火箭拔地而起，加速飞行阶段由此开始了，经过几十秒钟，运载火箭开始按预定程序缓慢向预定方向转变，100多秒钟后，在7km左右的高度，第一级火箭发动机关机并分离，第二级火箭发动机点火，继续加速飞行，这时火箭已飞出大气层，可按程序抛掉卫星的整流罩。在火箭达到预定速度和高度后，第二级火箭发动机关机分离，至此加速飞行段结束。随后，运载火箭靠已获得的能量，在地球引力作用下，开始惯性飞行阶段，直到与预定轨道相切的位置为止。此时第三级火箭发动机点火，开始最后加速段的飞行。当加速到预定速度时第三级发动机关机、火箭的运载使命就全部完成了。 （1）火箭起飞所需的力的施力物体是　 　；火箭在升空过程中受到　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用； （2）火箭达到预定速度和高度时，第二级火箭发动机关机分离，火箭利用自身的　 　飞行到与预定轨道相切的位置，第三级火箭发动机再点火；在最后加速飞行过程中，若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。 【答案】（1）高温燃气；非平衡力 （2）惯性；匀速直线运动 【解析】（1）火箭靠高温燃气升空，所以施力物体是高温燃气；火箭在升空过程中做加速运动，受非平衡力作用。故第一问填高温燃气，第二问填非平衡力。 （2）火箭发动机关机分离，火箭靠自身的惯性向前运动一段距离；若火箭所受外力消失，根据牛顿第一定律可知，火箭将做匀速直线运动。故第一问填惯性，第二问填匀速直线运动。 10. 某同学在老师指导下开展了 “制作水火箭” 的项目化学习：如图甲，往 550 mL 的瓶中加入适量的水，塞好瓶塞后放在发射底座上，用气管向瓶内打气，当瓶内气体压强达到一定程度时，高压气体会将水和橡皮塞从瓶口压出，水火箭飞向高空，发射成功后，测量水平方向的射程。 序号 液体种类 液体体积/毫升 倾角/度 平均射程/米 1 水 100 30 16.4 2 水 200 30 7.7 3 水 300 30 6 4 水 200 15 6.5 5 水 200 45 24 6 水 200 60 14.5 （1）实验中测量液体体积的工具是____________。 （2）如图乙为水火箭的结构示意图。水火箭通过向下喷水使自身升空，说明____________ ____________________。 （3）改变瓶中的水量及发射倾角，多次实验，实验结果如表所示。某次实验时瓶中的水量为 150 mL，测得平均射程为 7.7 m，则此次的发射角度可能是____________。 A.15° B.30° C.45° D.60° （4）为了探究液体的种类是否会影响水火箭的平均射程，请你帮他设计主要的实验步骤： ____________________________________。 【答案】（1）量筒 （2）物体间力的作用是相互的 （3）A （4）换用与水相同体积的不同种类的液体，在相同倾角下比较平均射程 【解析】（1）因为量筒是测量液体体积的工具，所以实验中测量液体体积的工具是量筒。 （2）水火箭通过向下喷水使自身升空，说明物体间力的作用是相互的。 （3）由表中数据分析可知，在倾角不变的情况下，液体体积越大，射程越小；在液体体积不变的情况下，倾角越大，射程越大。实验中当液体体积为 200 mL、发射倾角为 30° 时，射程为 7.7 m，所以瓶中的水量为 150 mL，平均射程为 7.7 m 时，发射角度只能是比 30° 小，因此可能是 15°。故选 A。 （4）采用控制变量法探究液体的种类是否会影响水火箭的平均射程，即主要的实验步骤为换用与水相同体积的不同种类的液体，在相同倾角下比较平均射程。 11. 2024年9月25日，中国东风31AG导弹亮剑太平洋，振奋人心。中国人民解放军火箭军在南太平洋相关公海海域成功发射了1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，并准确落入预定海域，射程12000km，创下了全球洲际导弹实际测试中的最远纪录，具备全球击打能力。从发射到命中目标，整个过程仅耗时20分钟。 （1）火箭携载训练模拟弹头飞行过程中，以训练模拟弹头为参照物，火箭是　 　的； （2）计算火箭的飞行平均速度是多少？ （3）目前最大的速度为光速， 假若导弹以光速飞行（c=3×105km/s） ， 将无人能敌， 那么12000km的路程，需要多少时间就可以到达？ 【答案】（1）静止 （2） （3） 【解析】（1）以训练模拟弹头为参照物，火箭与训练模拟弹头的相对位置没有发生改变，因此火箭是静止的。 （2）计算火箭飞行的平均速度时，需先统一单位，20 分钟换算为小时是 20/60 = 1/3 小时。根据速度公式 v = s/t，其中路程 s=12000km，时间 t=1/3h，可得 v = 12000km ÷ (1/3) h = 36000km/h。 （3）当导弹以光速飞行时，根据时间公式 t = s/c，其中路程 s=12000km，光速 c=3×10⁵km/s，可得 t = 12000km ÷ (3×10⁵km/s) = 0.04s。 12. 科技节期间，年级开展“水火箭”比赛。如下图所示，将水火箭放置于发射架上，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭向上升空。请完成3~4题。 （1）水火箭启动时，动力的主要来源是 A．水火箭自身的惯性 B．高压气体对水的推力 C．水对水火箭的推力 D．空气对水火箭的升力 （2）①裁判组应将水火箭运动的　 　作为评判标准更合理。 ②为提高比赛成绩，请提出一条可行的建议：　 。 【答案】（1）C （2）水平距离；当发射角度接近45度时，火箭的飞行轨迹通常最为理想，既能保证较长的飞行距离，又能保持较好的稳定性。 【解析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。当物体对另一物体施加力时，会受到反方向的作用力。水火箭启动时，瓶内高压气体将水向下高速喷出，水对水火箭会产生一个向上的反作用力，推动水火箭上升，所以动力主要来源是水对水火箭的推力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （2）①飞行距离或滞空时间较为合理。在常见的水火箭比赛中，通常以水火箭的飞行距离作为评判标准，飞行距离越远成绩越好。也有部分比赛会以滞空时间作为评判标准，滞空时间越长，说明水火箭性能越好。 ②为提高比赛成绩，合理调整发射角度，当发射角度接近45度时，火箭的飞行轨迹通常最为理想，既能保证较长的飞行距离，又能保持较好的稳定性。 题型二、中国空间站 1. “冰墩墩”上太空了！2022 年 3 月 23 日下午 “天宫课堂” 第二课在中国空间站开课。王亚平老师为我们演示了牛顿第一定律 —— 太空抛物实验。当 “冰墩墩” 在 “失重” 的状态下被水平向右推出，下列哪幅图是冰墩墩被推出后的运动路线（ ） 【答案】D 【解析】太空中接近完全失重状态，沿水平方向推出的 “冰墩墩” 由于惯性，保持原来的运动状态，故 “冰墩墩” 会在水平方向做匀速直线运动。 2. 2023 年 7 月，我国公布载人登月初步方案，计划 2030 年前把航天员送上月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站。下列不属于科学问题的是 （ ） A. 月球上看到的地球美丽吗？ B. 如果有水和空气等适宜条件，月球土壤本身适合种植蔬菜吗？ C. 在月球上适合提供给科研试验站的能源有哪些种类？ D. 如何利用月球自身资源获得水和氧气？ 【答案】A 【解析】科学问题是指一定时代的科学家在特定的知识背景下提出的关于科学知识和科学实践中需要解决而尚未解决的问题。月球上看到的地球美丽吗？不属于科学问题；B、C、D 属于科学问题。 3. 中国空间站的天和核心舱在太空中运行时，下列说法正确的是（ ） A. 核心舱不受重力作用 B. 航天员在舱内处于失重状态，惯性消失 C. 核心舱运动状态改变时，一定受到非平衡力 D. 核心舱绕地球运动，所受合力为零 答案：C 【解析】太空中物体仍受重力（提供向心力），A 错误；惯性只与质量有关，失重时惯性不变，B 错误；运动状态改变（如轨道调整）必受非平衡力，C 正确；绕地球运动是曲线运动，合力不为零，D 错误。 4. “太空抛物” 实验中，王亚平抛出的 “冰墩墩” 做匀速直线运动，与地面上抛物轨迹弯曲相比，差异的主要原因是（ ） A. 太空中物体质量变小 B. 太空中没有重力和空气阻力 C. 太空中力的作用效果消失 D. 冰墩墩在太空中不受任何力 答案：B 【解析】地面抛物受重力和空气阻力，轨迹弯曲；太空中近似失重且无空气阻力，物体几乎不受外力，保持匀速直线运动，B正确；质量是属性不变，A 错；力的作用效果仍存在，C错；太空中仍受万有引力，D错。 5. 嫦娥五号返回舱从月球返回地球过程中，速度不断增大，其受力情况是（ ） A. 只受重力 B. 受非平衡力 C. 受平衡力 D. 不受力 答案：B 【解析】返回舱速度增大，运动状态改变，根据力与运动的关系，必受非平衡力（重力、空气阻力等的合力不为零），故选 B。 6. 下列航天器材中，利用省力杠杆原理的是（ ） A. 航天员舱外活动时使用的机械臂 B. 月球车的履带式车轮 C. 火箭的燃料储存罐 D. 天问一号的太阳能帆板 答案：A 【解析】机械臂工作时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，A正确；履带是增大受力面积减小压强。B 错；燃料罐是储存燃料，C 错；帆板是利用太阳能，D错。 7. 我国载人航天工程中，神舟飞船与空间站对接时，两者必须保持（ ） A. 相对静止 B. 匀速直线运动 C. 相同的加速度 D. 相同的质量 答案：A 【解析】对接时两物体位置不变化，即相对静止，才能顺利对接，故选A。 8. 下列关于月球和火星的说法，正确的是（ ） A. 月球和火星都是地球的卫星 B. 月球和火星上都有液态水 C. 月球和火星的引力都比地球小 D. 月球和火星都能自身发光 答案：C 【解析】火星是行星，A错；目前未发现月球和火星有大量液态水，B错；月球和火星质量小于地球，引力更小，C正确；均不发光，靠反射太阳光，D错。 9. 某同学为研究“太空中物体运动与受力的关系”，设计了三组对比实验： 实验1：在地球上，将滑块从光滑斜面滑下，观察到滑块在水平桌面滑动1m后停下。 实验2：在抽成真空的玻璃罩内，重复实验1，滑块滑动5m后停下。 实验3：用磁悬浮技术使滑块悬浮在水平轨道上（几乎无摩擦），滑块滑动 20m 后仍未停下。 （1）实验1中滑块停下的主要原因是受到 力的作用。 （2）对比实验1和实验2，可得出结论： 。 （3）对比实验2和实验3，进一步推理：若物体在太空中不受任何外力，将 。 （4）中国空间站的 “太空抛物” 实验中，“冰墩墩” 的运动状态与实验 的推理结果一致，这支持了 定律。 答案： （1）摩擦（或阻力） （2）在其他条件相同时，阻力越小，物体运动距离越远 （3）保持匀速直线运动状态（或永远运动下去） （4）3；牛顿第一（或惯性） 【解析】 （1）地球表面的摩擦力是滑块停下的主要原因；（2）实验 2（真空）阻力小于实验 1，滑动距离更远，说明阻力影响运动距离；（3）实验 3 阻力极小，运动距离极远，推理不受外力时将匀速直线运动；（4）太空抛物实验中物体不受外力保持匀速直线运动，与实验 3 推理一致，验证牛顿第一定律。 强化训练 【基础强化】 1. 图甲是某火箭升空过程中与月球的合影，图乙是“神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱交会对接的场景｡下列对火箭发射和交会对接过程的分析中正确的是（ ） 甲 乙 A.以火箭为参照物，月球是静止的 B.以月球为参照物，火箭是运动的 C.以“天和”核心舱为参照物，“神舟十三号”载人飞船是静止的 D.以地面为参照物，“天和”核心舱是静止的 【答案】B 【解析】以火箭为参照物，月球相对于火箭的位置发生变化，月球是运动的，A错误；以月球为参照物，火箭相对于月球的位置发生变化，火箭是运动的，B正确；交会对接的过程中，以“天和”核心舱为参照物，“神舟十三号”载人飞船相对“天和”核心舱的位置是变化的，是运动的，C错误；以地面为参照物，“天和”核心舱相对地面的位置发生变化，是运动的，D错误｡ 2. 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军发射了东风-31AG洲际导弹｡东风-31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料，使得导弹的质量大幅降低，从而提高了射程和载荷量｡高强度碳纤维具有很多优异的性能，以下关于高强度碳纤维说法错误的是（ ） A.高强度碳纤维密度小 B.高强度碳纤维的耐腐蚀性能较差 C.高强度碳纤维具有硬度大的特点 D.高强度碳纤维可用于航空航天等高端领域 【答案】B 【解析】东风-31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料，说明高强度碳纤维的耐腐蚀性能较好，B错误｡ 3. 出舱时，航天员身穿的航天服的质量_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡航天员利用太空冰箱将一杯90g的水制成了冰，则冰的质量是_______，将这块冰熔化掉一半，剩下的冰块的密度_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡ 【答案】不变 0.09kg 不变 【解析】质量是物体的一种属性，出舱时航天服的位置发生改变，但是质量不变；质量的大小与物体的状态无关，水制成冰后质量保持不变，仍然为90g=0.09kg密度是物体本身的一种特性，与物体的质量､体积无关，将这块冰熔化掉一半，剩下的冰块的密度不变｡ 4. “嫦娥六号”执行“挖土”任务的关键工具是铝基复合材料钻杆和轻质铝合金取芯管，“轻质”是指铝合金取芯管的____________。 【答案】密度小 【解析】“轻质”指的是在体积相同的条件下，铝合金的质量比其他材料小，即密度较小. 5. 火箭发射升空时，火箭发动机向下喷射高温燃气，利用物体间力的作用是____________原理推动火箭上升｡载人飞船受到火箭的推力加速升空，说明力可以改变物体的___________。 【答案】相互的 运动状态 【解析】火箭发动机向下喷射高温燃气，由于物体间力的作用是相互的，燃气也对火箭施加了一个向上的反作用力，所以火箭会上升｡载人飞船受到推力后加速升空，运动状态发生了变化｡ 6. 火箭发射时，会产生次声波，这种波对人体会造成伤害，说明声波可以传递能量_________ (选填“可以”或“不可以”);“嫦娥六号”降落月球的过程中，借助减速伞进行减速制动｡ 【答案】不可以 【解析】火箭发射时会产生次声波，对人体会造成伤害，说明声波可以传递能量｡月球表面没有空气，因此不存在空气阻力，所以“嫦娥六号”降落月球过程中，不可以借助减速伞进行减速制动｡ 7. 校园科技节开展水火箭的项目化学习研究： 【项目内容】利用可乐瓶等制作一个一级水火箭。 【项目研究】试飞：在瓶内装入一定量的水，然后用充气筒往瓶内充气，等到气体充到一定气压后，水火箭尾部橡皮塞被冲开，水火箭拖着长长的水柱急速升空，如图所示。 下面是甲、乙两组为制作水火箭分别准备的材料清单： 甲组：可乐瓶、橡皮塞、气门芯、彩纸、玻璃胶、密封胶。 乙组：可乐瓶、橡皮塞、棉线、降落伞材料、气门芯、彩纸、玻璃胶、密封胶。 【项目评价】下表是此次水火箭制作的评价标准： 等级 优秀 良好 待改进 标准 制作精美，气密性好，能成功升空，且升空高度不低于 50 米，落地后水火箭主体部分完好，能反复回收使用 制作精美，气密性好，能成功升空，但升空高度较低，落地后水火箭主体部分基本完好，简单加固后能再次使用 制作粗糙，少许漏气，无法升空，或升空高度较低，落地后水火箭主体部分受损，且无修复价值 (1)分析甲、乙两组的材料，结合评价标准，乙组中的棉线和降落伞材料的作用是____________________________。 (2)在实验过程中，乙组不断改变水火箭发射时的仰角并测量升空高度，他们想要探究的问题是____________。 (3)项目迭代的技术关键是____________________。 【答案】(1) 防止或减轻水火箭落地时主体部分受损 (2) 水火箭升空的高度与发射时的仰角的关系 (3) 火箭分离技术 (合理即可)​ 【解析】(1) 分析甲、乙两组的材料清单，我们可以看到乙组比甲组多了棉线和降落伞材料。结合优秀评价标准中的 “落地后水火箭主体部分完好，能反复回收使用” 这一要求，我们可以推断出棉线和降落伞材料的主要作用是增加水火箭在落地时的缓冲，从而防止或减轻水火箭落地时主体部分受损。 (2) 在实验过程中，乙组不断改变水火箭发射时的仰角，并观察记录每次升空的高度。他们想要探究的问题是水火箭升空的高度与发射时的仰角的关系。 (3) 确保水火箭在发射过程中能够按照预定的程序进行分离和喷射，从而提高水火箭的飞行高度和稳定性。因此，项目迭代的技术关键包括火箭分离技术、错时喷射技术以及分级回收技术等。 关键点拨:项目迭代是指在水火箭制作的基础上进行改进和升级，以制作出更高级别的水火箭（如二级、三级水火箭）。在这个过程中，技术关键是实现火箭的分离、错时喷射以及分级回收等功能。 8. 2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组从酒泉卫星发射中心载人航天发射场出发奔赴“天宫”｡ (1)下列与神舟十七号的运载火箭升空原理相同的是_________B。 A.苹果熟了后自由掉落到地面上 B.穿着轮滑推墙壁，发现自己被推开 C.子弹离开枪口后继续高速飞行 D.压入深水中的矿泉水瓶会被压瘪 (2)火箭在加速上升的过程中，其惯性将_________ (选填“变大”“变小”或“不变”)｡ (3)航天员在中国空间站的实验舱做各种实验，小明想让航天员叔叔用托里拆利实验测一下舱内气压，经过思考，你认为这个实验_______ (选填“能”或“不能”)被完成，理由是________________________。 【答案】(1)B (2) 变小 (3)不能 见解析 【解析】(1)运载火箭的升空原理是燃料燃烧产生的高压气体以极高的速度从发动机喷嘴喷出，对火箭产生强大的反作用力，利用了力的作用是相互的｡穿着轮滑推墙壁，手对墙壁有力的作用，由于力的作用是相互的，墙壁对手也有力的作用，所以发现自己被推开，B符合题意｡ (2)惯性是物体的一种固有属性，与物体自身的质量有关，质量越小，惯性越小；火箭的质量随着燃料的消耗而减小，所以，火箭在加速上升的过程中，其惯性将变小｡ (3)在太空中是不能做托里拆利实验的，这是因为大气压的本质是地球表面的空气受到重力作用而附加给地球上物体的压力，在太空中处于失重状态，所以也就没有大气压｡ 9. 我们知道，月球上的物体由于被月球吸引也受到“重力”,月球上的物体受到的重力与其质量是否成正比呢？若想通过实验进行探究，则: (1)需要的实验器材有___________________。 (2)请你设计一个记录实验数据的表格｡ (3)测得实验数据后，如何判断物体受到的“重力”与质量是否成正比？ 答案：（1）钩码､天平､弹簧测力计 （2）见解析 （3）见解析 【解析】(1)由题意可知，若要通过实验探究月球上的物体所受“重力”与其质量的关系，需要测量的物理量为质量与“重力”,所以需要的测量工具是钩码､天平､弹簧测力计｡ (2)根据所测的物理量以及它们之间的比值关系，设计的表格如表所示｡ 钩码个数/个 质量/kg 重力/N 重力/质量/(N·kg-1) 1 2 3 (3)若物体受到的“重力”与其质量的比值是一个定值，说明在月球上的物体受到的“重力”与其质量成正比｡ 10. 中国首辆火星车 “祝融号” 于 2021 年 5 月 15 日成功着陆火星表面。设计火星车时要综合考虑火星表面光照弱、温度低、随时会出现尖锐砂石以及不可预估的沙尘天气等不利因素。为了帮助同学们更加深入地了解 “祝融号” 火星车，老师让大家自主设计制作一辆 “火星车”。 (1) 设计制作 “火星车” 的步骤有：①设计方案；②实施计划；③明确问题；④改进完善；⑤发布成果；⑥检验产品。请按先后顺序将它们排序：_______________（填序号）。 (2) 我们可以通过_____（填字母，下同）了解到 “祝融号” 火星车的动力来自太阳能。 A. 实地调查 B. 参观访问 C. 查阅资料 D. 探究实验 (3)“祝融号” 火星车比 “玉兔二号” 月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了______。 A. 增强稳定性 B. 接受更多的太阳能 C. 美观漂亮 D. 方便控制行进时转向 (4)根据下面 “火星车” 模型测试记录表，可以知道第_______组制作的模型最好。还可以从哪些方面对 “火星车” 进行评价？___________________（试举一例）。 光电转换率 保温性 抗震性 平稳性 设计图文与说明 第一组 3 分 2 分 1 分 1 分 3 分 第二组 2 分 3 分 2 分 3 分 2 分 第三组 1 分 1 分 3 分 2 分 2 分 (5) 下列说法正确的是____。 A. 如果测试失败，就代表 “火星车” 是失败的作品 B. 发现模型存在问题，可以先将问题记录下来，讨论以后进行改进 C. 不管测试中发现的问题，按照原来的图纸继续制作完成 D.“火星车” 的设计最重要的是光电转换率，其他方面可以不用管 【答案】(1)③①②⑥④⑤ (2) C (3) B (4) 二 制作成本 (合理即可) (5) B 【解析】(1)设计制作任何产品，首先要明确问题，即知道需要解决什么需求；然后设计方案，规划如何去解决这个问题；接着实施计划，按照设计的方案进行制作；制作完成后检验产品，查看是否达到预期效果；根据检验结果进行改进完善；最后发布成果。所以先后顺序为③①②⑥④⑤。 (2)由于火星距离地球遥远，无法实地去调查火星车的动力来源，A选项不正确。通常也很难有合适的机会通过参观访问直接获取火星车动力来源的信息，B选项不正确。通过查阅官方发布的新闻、科学报道等资料，可以了解到“祝融号”火星车的动力来自太阳能，C选项正确。无法通过探究实验直接得出火星车在火星上的动力来源情况，D选项不正确。故选C。 (3)火星表面光照弱，“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了接受更多的太阳能，从而为火星车提供足够的能量。增强稳定性与太阳能板尺寸大小关系不大；美观漂亮不是主要目的；方便控制行进时转向与太阳能板尺寸无关。故选B。 (4)我们可以通过计算每组各项得分的总和来比较哪组制作的模型更好。 第一组得分：3+2+1+1+3=10(分)。 第二组得分：2+3+2+3+2=12(分)。 第三组得分：1+1+3+2+2=9(分)。 因为12>10>9,所以第二组制作的模型最好。其他评价方面：模型的创新性(比如是否有独特的设计理念或结构)、材料的环保性(使用的材料是否对环境友好)、模型的可操作性(在实际模拟场景中操作是否方便)等。 (5)测试失败并不代表“火星车”是失败的作品，测试的意义在于发现问题，通过改进可以让模型更加完善，A错误。发现模型存在问题，先将问题记录下来，然后进行讨论，分析问题产生的原因，最后进行改进，这是合理的解决问题的流程，B正确。不管测试中发现的问题，按照原来的图纸继续制作完成，这样做会导致模型最终可能无法达到预期的效果，C错误。“火星车”的设计是一个综合的过程，光电转换率固然重要，但其他方面如结构稳定性、移动性能等也同样关键，不能忽视，D错误。故选B。​ 关键点拨:项目迭代是指在水火箭制作的基础上进行改进和升级，以制作出更高级别的水火箭(如二级、三级水火箭)。在这个过程中，技术关键是实现火箭的分离、错时喷射以及分级回收等功能。 【素养提升】 1. 国“神七”载人飞船航天员翟志刚，身上穿中国自行研制的第一套“飞天”舱外航天服，首次在茫茫太空中“亮相”，实现了中国人的飞天梦．根据太空的环境，在下列功能中，这种“飞天”舱外航天服就不具备的有是（　　） A．控制温度、湿度 B．与外界气体交换、收集太空水分 C．供给氧气、控制气压 D．抗太空辐射、无线通讯 【答案】B 【解答】解：太空服的主要作用是抗太空辐射、供给氧气、控制气压、控制温度和湿度，不能与外界气体交换、收集太空水分，故B错误。 故选：B。 2. 下列有关火箭的说法错误的是（　　） A．我国明朝时期的能工巧匠万户是世界上利用火箭升空的第一人 B．火箭的工作原理与气球十分相似，都是借助释放气体的反作用力向前运动 C．为了节省材料，火箭燃料仓中的燃料即使耗尽了也仍然应当保留 D．20世纪末，科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或达到太阳系的某些行星 【答案】C 【解答】解：A.我国明朝时期的万户进行了飞天尝试，他坐在绑有火箭的椅子上，手持风筝，是世界上利用火箭升空的第一人，这一说法是正确的，A选项不符合题意； B.火箭是通过向后喷射高温高压气体，利用气体的反作用力获得向前的动力；气球在充气后释放，空气向后喷出，气球借助反作用力向前运动，二者工作原理相似，B选项不符合题意； C.火箭燃料仓中的燃料耗尽后，燃料仓的质量会成为火箭继续飞行的负担，为了提高火箭的性能，一般会抛弃燃料仓，而不是保留，C选项说法错误，C符合题意。 D.20世纪末，随着科技的发展，科学家利用火箭发射宇宙飞船，已经实现了登陆月球，并且宇宙飞船也能够达到太阳系的某些行星进行探测等活动，D选项不符合题意。 故选：C。 3. 2021年10月17日，我国“神舟十三号”飞船成功发射，此次进入太空的这三名宇航员要停留6个月，完成包括出舱进行太空行走等多项科学考察任务。下列正确的（　　） A．这一天，杭州地区昼长夜短 B．宇航员出舱进行太空行走时必须穿着航天服，否则可能会导致体液爆沸 C．“神舟十三号”在太空中运行时受平衡力的作用 D．“神舟十三号”发射时将依次通过对流层、平流层、暖层和中间层 【解答】解：A、2021年10月17日接近于霜降节气，此时杭州地区昼短夜长，A错误； B、宇航员进行太空行走时，外界的压强几乎为零，而人体内的压强几乎与地面上的大气压相等．所以为了维持人体内外的压强平衡，宇航员必须穿上充入一定压强气体的宇航服，否则可能会导致体液爆沸，B正确； C、“神舟十三号”在太空中运行时受力的作用，但不是平衡力，因为它不是匀速直线运动或静止，C错误； D、”神舟十三号”发射时将依次通过对流层、平流层、中间层和暖层，D错误。 故选：B。 4. 航天员在太空舱内处于微重力环境，人体肌肉会因缺乏重力负荷而逐渐萎缩，因此需要通过锻炼维持肌肉功能。下列四种锻炼方法中，在太空舱内最可达到锻炼目的的是（　　） A．速度跳绳：双手握住绳柄摆动，通过腿部力量跳跃 B．仰卧起坐：仰卧在垫上，通过腹部力量使上半身抬起 C．引体向上：双手握住单杠，通过手臂力量将身体向上拉起 D．拉弹簧拉力器：双手握住拉力器两端，通过手臂力量拉伸弹簧 【答案】D 【解答】解：ABC、速度跳绳、仰卧起坐、引体向上都是与重力相关的体育锻炼项目，在失重状态下无法正常开展活动，起不到锻炼身体的作用，故ABC不符合题意； D、用弹簧拉力器健身是利用弹簧的弹力，可以在失重环境下进行锻炼身体，故D符合题意。 故选：D。 5. “太空抛物” 实验中，王亚平抛出的 “冰墩墩” 做匀速直线运动，与地面上抛物轨迹弯曲相比，差异的主要原因是（ ） A. 太空中物体质量变小 B. 太空中没有重力和空气阻力 C. 太空中力的作用效果消失 D. 冰墩墩在太空中不受任何力 【答案】B 【解析】地面抛物受重力和空气阻力，轨迹弯曲；太空中近似失重且无空气阻力，物体几乎不受外力，保持匀速直线运动，B正确；质量是属性不变，A 错；力的作用效果仍存在，C错；太空中仍受万有引力，D错。 6. 嫦娥五号返回舱从月球返回地球过程中，速度不断增大，其受力情况是（ ） A. 只受重力 B. 受非平衡力 C. 受平衡力 D. 不受力 【答案】B 【解析】返回舱速度增大，运动状态改变，根据力与运动的关系，必受非平衡力（重力、空气阻力等的合力不为零），故选 B。 7. 中国空间站的太阳能电池板将光能转化为电能，下列与此能量转化形式相同的是（ ） A. 火箭发动机将燃料内能转化为机械能 B. 嫦娥五号着陆器利用反推发动机减速 C. 太阳能热水器将光能转化为内能 D. 祝融号火星车的蓄电池放电 【答案】C 【解析】太阳能电池板是光能→电能，与太阳能热水器（光能→内能）同属光能转化，C 正确；A 是内能→机械能，B 是内能→机械能，D 是化学能→电能，均不同。 8. 如图甲所示是某同学在科技节中进行水火箭比赛的场景，水火箭向后喷水的同时向前飞行．如图乙所示是该同学发射的水火箭飞行的大致路径，请问下列说法正确的是( ) A．水火箭向后喷水时，火箭对水有作用力，水对火箭没有作用力 B．火箭喷完水后，仍可以向前飞行一段距离是因为受到了空气给火箭向前的力 C．火箭在空中飞行时，受非平衡力 D．空中飞行的火箭，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动 【答案】C 9. (多选)位于花溪区小河的航天研究院主要承担着中国运载火箭、载人飞船等航天产品固体发动机的研制、生产、试验任务．如图所示是某物理兴趣小组利用自制水火箭模拟真实火箭发射的轨迹，利用打气筒对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天．在水火箭发射及上升过程中，下列说法正确的是( ) A．水火箭到达最高点时速度为零 B．水火箭到达最高点时处于非平衡状态 C．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力 D．水火箭上升过程中速度一直增大 【答案】BC 10. 中国空间站的天和核心舱在太空中匀速绕地球运动时，其运动状态 （选填 “改变” 或 “不变”），原因是 。 【答案】改变；运动方向不断变化 【解析】匀速圆周运动中，速度方向时刻改变，故运动状态改变。 11. 某同学为研究“太空中物体运动与受力的关系”，设计了三组对比实验： 实验1：在地球上，将滑块从光滑斜面滑下，观察到滑块在水平桌面滑动1m后停下。 实验2：在抽成真空的玻璃罩内，重复实验1，滑块滑动5m后停下。 实验3：用磁悬浮技术使滑块悬浮在水平轨道上（几乎无摩擦），滑块滑动 20m 后仍未停下。 （1）实验1中滑块停下的主要原因是受到 力的作用。 （2）对比实验1和实验2，可得出结论： 。 （3）对比实验2和实验3，进一步推理：若物体在太空中不受任何外力，将 。 （4）中国空间站的 “太空抛物” 实验中，“冰墩墩” 的运动状态与实验 的推理结果一致，这支持了 定律。 【答案】（1）摩擦（或阻力）（2）在其他条件相同时，阻力越小，物体运动距离越远 （3）保持匀速直线运动状态（或永远运动下去）（4）3；牛顿第一（或惯性） 【解析】 （1）地球表面的摩擦力是滑块停下的主要原因； （2）实验 2（真空）阻力小于实验 1，滑动距离更远，说明阻力影响运动距离； （3）实验 3 阻力极小，运动距离极远，推理不受外力时将匀速直线运动； （4）太空抛物实验中物体不受外力保持匀速直线运动，与实验 3 推理一致，验证牛顿第一定律。 12. 如图甲所示为小柯制作的水火箭设计图．他在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配置上火箭顶端的整流罩．他将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气．当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，对水火箭产生向上的推力，水火箭竖直向上飞起． （1）水火箭向下喷水却向上升空可以说明 ． （2）若水火箭装水前的质量为200 g，装水后发射前的总质量为1 kg，则当水火箭喷完水到达最高点后向下掉落时，水火箭自身的重力为 (g取10 N/kg) （3）图乙为水火箭发射后的速度时间数据图，则t1、t2、t3时刻中水火箭上升时受到推力等于阻力的时刻为 ． 【答案】（1）物体间力的作用是相互的(或力可以改变物体的运动状态)（2）2N．（3）t1 【解析】(1)水火箭上升时，瓶内的水向下喷出，同时水火箭向上运动，这是因为物体间力的作用是相互的(或力可以改变物体的运动状态)．(2)水火箭喷完水到达最高点后向下掉落时的质量为m＝200 g＝0.2 kg，则重力为G＝mg＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N；(3)在开始一段时间内，火箭受到的向上的推力大于重力，则它做加速运动．随着推力的逐渐减小，当推力与重力相等时，此时合力为零，加速停止，即此时速度最大，此时受到平衡力．根据图乙可知，当t1时刻时，火箭的速度最大，则此时它受到平衡力． 13. 2020年7月23日，“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场发射升空。“天问一号”火星探测器目标是实现着陆火星。 （1）火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布，二氧化碳为主的大气十分薄弱，密度仅为地球大气密度的1%。根据以上信息，你认为下列推测正确的是（  ） A．火星上也有四季变化 B．火星的一天比地球的一天约长一倍 C．在火星上也能看到太阳的东升西落 D．火星表面昼夜温差比地球上大 （2）火星属于太阳系八大行星之一，图中代表火星的是_________（填字母）。 【答案】（1）ACD （2）D 【解答】解：（1）根据题干可知，火星自转轴的倾角和地球相近，所以火星上有四季变化，A正确。 根据题干可知，火星的自转周期与地球相近，因此火星的一天约为24小时，并不比地球的一天长约一倍，B错误。 由于火星的自转方向与地球相同，所以在火星上也能观察到太阳东升西落，C正确。 火星大气的密度只有地球的1%，导致火星表面不能有效保温，因此昼夜温差比地球上大，D正确。 故选：ACD。 （2）火星是距离太阳第四近的行星，对应图中的D行星。 故答案为： （1）ACD （2）D 14. 2021年5月15日，在经历了296天的太空之旅后，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部，实现了中国航天史无前例的突破：天问一号，成为中国首颗人造火星卫星。祝融号，成为中国首个火星巡视器（火星车）！中国成为继苏联、美国后第三个真正“踏上”（成功着陆）火星的国家，也是首次火星探测即实现着陆的国家。火星车着陆过程需要9分钟左右，经历3段减速后速度从约每秒4.9公里降到零。如图所示为火星车着陆流程示意图，请据图回答下列问题： （1）火星表面是否有大气？ （2）请分析火星车着陆过程中的减速原理。 【答案】（1）有； （2）①气动减速阶段：力能改变物体的运动状态。着陆巡视组合体进入大气后，与大气摩擦，受到一个与运动方向相反的阻力，这个阻力使其速度降低。②伞系减速阶段：打开降落伞后减速，原理就是增大横截面积，增大空气阻力，使得空气阻力＞重力，使其做减速运动。③动力减速阶段：反冲火箭向下喷火，由于物体间力的作用是相互的，火星车受到一个向上的反作用力，这个反作用力使火星车速度进一步下降为零，从而达到悬停。 【解答】解：（1）火星表面有大气。 （2）由于火星上存在大气层，因此要实现火星探测器在火星表面的软着陆着陆，就可以与航天器在地球上实现软着陆着陆一样，充分利用其大气对探测器实现气动减速减速，并使其在火星表面安全着陆着陆，这也是目前实现火星着陆时所采用的方法。火星车着陆过程中的减分三个过程，原理是：①气动减速阶段：力能改变物体的运动状态。着陆巡视组合体进入大气后，与大气摩擦，受到一个与运动方向相反的阻力，这个阻力使其速度降低。②伞系减速阶段：打开降落伞后减速，原理就是增大横截面积，增大空气阻力，使得空气阻力＞重力，使其做减速运动。③动力减速阶段：反冲火箭向下喷火，由于物体间力的作用是相互的，火星车受到一个向上的反作用力，这个反作用力使火星车速度进一步下降为零，从而达到悬停。 故答案为： （1）有； （2）①气动减速阶段：力能改变物体的运动状态。着陆巡视组合体进入大气后，与大气摩擦，受到一个与运动方向相反的阻力，这个阻力使其速度降低。②伞系减速阶段：打开降落伞后减速，原理就是增大横截面积，增大空气阻力，使得空气阻力＞重力，使其做减速运动。③动力减速阶段：反冲火箭向下喷火，由于物体间力的作用是相互的，火星车受到一个向上的反作用力，这个反作用力使火星车速度进一步下降为零，从而达到悬停。 15. 我国发射的“嫦娥三号”探测器，进行了首次月球软着陆和自动巡视勘察。由于___________________，探测器在月球上空下降时不能采用降落伞，只能靠探测器上发动机点火受力，软着陆在月球表面。着陆后，月球车将在月球表面巡游90天，月球车的构造（如图甲所示），中间有一个“桅杆”，上面有_______（凹/凸）透镜制成的“眼睛”，可对周围的地形地貌进行拍摄；上面还有天线，地面上的工作人员通过__________实现对车的控制。将来中国宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动（如图乙所示），则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是___________________。 【答案】月球上没有空气；凸；电磁波；竖直向下。 【解答】解：因为月球上没有空气，探测器在月球下降时不能采用降落伞，只能靠探测器上发动机点火受力，软着陆在月球表面； 月球车上携带的摄像机利用了凸透镜成倒立实像的特点，可以对周围的地形地貌进行拍摄； 由于真空不能传声，所以地面上的工作人员只能通过电磁波实现对月球车的控制； 火箭离开月球表面，在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动，火箭受平衡力作用，因在月球上没有空气，火箭不受阻力作用，但受月球对它的吸引而产生的重力作用，所以火箭发动机因喷气而产生的作用力与重力相平衡，即与竖直向下的重力方向相反，是竖直向上的；因力的作用是相互的，为得到竖直向上的推力，所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的。 故答案为：月球上没有空气；凸；电磁波；竖直向下。 16. 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，在酒泉卫星发射中心点火发射升空，将航天员叶光富、李聪、李广苏顺利送入太空，神舟十八号载人飞船发射取得圆满成功。至今，乘组已经在轨工作生活快2个月了。种菜、养鱼、做实验，测量、打扫、忙锻炼，他们的太空生活很充实。 （1）发射升空，三位宇航员固定在舱内。这一阶段，以飞船为参照物，宇航员是________（选填“运动”或“静止”）的。 （2）预计今年10月神舟十八号返回东风着陆场，已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2，求此时返回舱对地面的压强。 【答案】（1）静止； （2）此时返回舱对地面的压强16000Pa。 【解答】解：（1）物体相对于参照物位置不变，是静止的，而升空过程中，宇航员与飞船之间的位置没有发生变化，因此以飞船为参照物，宇航员是静止的。 （2）返回舱的重力为G=mg=8000kg×10N/kg=80000N 返回舱对地面的压力为F=G=80000N 返回舱对地面的压强为p==16000Pa。 故答案为：（1）静止； （2）此时返回舱对地面的压强16000Pa。 17. 某项目化学习小组利用可乐瓶等材料制作水火箭（如图甲），并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面，用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞。 （1）瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞，体现的科学原理是 。 （2）为比较2个水火箭哪一个竖直上升的高度更高，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 来间接比较这个高度。 （3）如图丙所示，小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞，到C处达到最高点的运动情况，照相机每隔0.2秒曝光一次，仅从拍摄的照片分析，可判断水火箭上升过程中，速度大小变化的情况是 。 （4）下表是小组同学制作的水火箭的功能评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 功能性 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t≥6秒 火箭能顺利升空，在空中的上升时间3秒≤t＜6秒 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t＜3秒或不能升空 小组同学借助手机的速度监测软件，获得了某次水火箭发射过程中的速度和时间的关系图像，如图丁所示。据此，该水火箭功能指标被评为优秀，理由是 。 【解答】解：（1）瓶内的水向下喷出，水火箭给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，水火箭向上运动； （2）火箭上升的高度越高，到落地时所需的时间就越大，所以实验中可以测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度； （3）如图丙所示，因照相机每隔0.2s曝光一次，从他拍下的照片可以看出，在水火箭在做变速直线运动，其理由是：在相同时间内通过的距离不同，根据v知，水火箭在做变速直线运动； （4）由图丁知该水火箭在空中的飞行时间等于8秒，由评价指标中优秀的标准知该水火箭为优秀。 故答案为：（1）物体间力的作用是相互的；（2）水火箭从发射到落地的时间；（3）变速直线运动；（4）其在空中飞行的时间等于8秒，符合优秀的评价指标。 18. 某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭（如图甲），并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面，用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭就接近竖直向上飞。 （1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用是 。 （2）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 来间接反映这个高度。 （3）如图丙所示，小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞，到C处达到最高点的运动情况，照相机每隔0.2秒曝光一次，则火箭运行到B处时是否受到平衡力的作用？请判断并说明理由。 。 【解答】解：（1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，水火箭飞行原理是利用力的作用是相互的； （2）火箭上升的高度越高，到落地时所需的时间就越大，所以实验中可以测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度； （3）如图丙所示，因照相机每隔0.2s曝光一次，从他拍下的照片可以看出，在水火箭在做变速直线运动，受非平衡力作用，其理由是：在相同时间内通过的距离不同，根据v知，水火箭在做变速直线运动。 故答案为：（1）相互的；（2）时间；（3）受非平衡力作用；水火箭在相同时间内竖直通过的距离不同，做变速直线运动。 19. 我校开展了水火箭制作和发射的项目化活动。活动包括学习原理、制作水火箭、发射、评价十佳模型四个环节。 （1）【学习】制作模型前，利用力的作用是相互的，解释水火箭发射原理：水火箭对水一个向后的作用力， 。 （2）【制作】小组同学利用矿泉水瓶、整流罩、尾翼和喷嘴套、胶水等制作出水火箭模型（如图），结构完整。整流罩的使用有利于水火箭头部成流线型，从而减少空气阻力。其中整流罩的材料有A4纸片和硬质塑料薄片两种，你会选择哪一种材料？理由是 。 （3）【发射】在水量、气压相同时，探究发射角度对水火箭发射距离的影响，收集到的数据如下： 发射角度（度） 发射距离（米） 30 40 50 60 70 第一次实验 18.4 22 66.6 63.7 58 第二次实验 19.2 20 68.74 63 56.71 平均值 18.8 21 67.67 63.35 57.36 根据实验数据，得出的结论是： 。 （4）【评价】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据。为了评选校十佳作品，你认为评价量表中应该包含哪些指标？（写出2点） 。 【解答】解：（1）水火箭对水一个向后的作用力，根据力的作用是相互的，喷出的水对水火箭有向前的推力，使得火箭前进。 （2）整流罩的使用有利于水火箭头部成流线型，从而减少空气阻力。其中整流罩的材料有A4纸片和硬质塑料薄片两种，应该选择硬度，粗糙程度小的材料，故选择硬质塑料薄片，以减小摩擦并有足够的硬度。 （3）根据实验数据，在水量、气压相同时，发射角度增大时，发射的距离先变大后变小。 （4）根据上述探究，水火箭的质量、是否为流线型、最大气压等都影响飞行的最大距离，因而都是评价的标准。 故答案为：（1）喷出的水对水火箭有向前的推力；（2）硬质塑料薄片；减小摩擦并有足够的硬度；（3）在水量、气压相同时，发射角度增大时，发射的距离先变大后变小；（4）水火箭的质量、是否为流线型。 18 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$