第4節(jié)空間探索（第1課時）（分層作業(yè)）目錄TOC\o"13"\h\z\u【A夯基礎(chǔ)】 1一、火箭 1【B提能力】 3【C鏈真題】 8火箭1．2025年5月21日，我國“力箭一號”遙七運載火箭將6顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道，此次任務(wù)是該型號運載火箭第7次飛行。如圖是火箭發(fā)射時的情景，下列說法正確的是（）A．火箭加速升空過程中，力改變了火箭的運動狀態(tài)B．火箭加速升空過程中，衛(wèi)星相對于火箭是運動的C．火箭以氫為燃料，是因為氫的熱值小D．火箭加速升空過程中，衛(wèi)星的動能不變，重力勢能增大【答案】A【解析】A.力可以改變物體的運動狀態(tài)，火箭加速升空過程中，受到發(fā)動機推力等力的作用，速度不斷增大，運動狀態(tài)發(fā)生改變，故A正確；B.火箭加速升空過程中，衛(wèi)星相對于火箭的位置沒有發(fā)生變化，是靜止的，故B錯誤；C.火箭以氫為燃料，是因為氫的熱值大，完全燃燒相同質(zhì)量的氫可以釋放出更多的熱量，轉(zhuǎn)化為更多的機械能，故C錯誤；D.火箭加速升空過程中，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大，故D錯誤。2．2025年1月13日11時00分，我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心在山東海陽附近海域使用捷龍三號運載火箭，成功將微厘空間01組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功，如圖所示?；鸺铀偕者^程中，下列說法正確的是（不考慮燃料質(zhì)量的變化）（）?A．火箭的機械能越來越大B．火箭處于平衡狀態(tài)C．若此時火箭不受任何力的作用，它仍會加速升空D．火箭的慣性越來越大【答案】A【解析】火箭加速升空時，速度增大（動能增大）、高度升高（重力勢能增大），機械能=動能+勢能，因此機械能越來越大，A正確；火箭加速運動，速度發(fā)生變化，處于非平衡狀態(tài)，B錯誤；根據(jù)牛頓第一定律，若不受力，火箭會保持勻速直線運動，不會加速，C錯誤；不考慮燃料質(zhì)量變化時，火箭質(zhì)量不變，慣性不變，D錯誤。3．如圖所示是2023年10月26日，搭載神舟十七號載人飛船的“長征二號系列”運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，關(guān)于運載火箭升空的過程，下列說法中正確的是（）A．以地面為參照物，運載火箭是靜止的 B．以運載火箭為參照物，地面是運動的C．以發(fā)射架為參照物，運載火箭是靜止的 D．以運載火箭為參照物，載人飛船是運動的【答案】B【解析】以地面為參照物，火箭位置不斷變化，是運動的，A錯誤；以火箭為參照物，地面位置不斷變化，是運動的，B正確；以發(fā)射架為參照物，火箭遠(yuǎn)離發(fā)射架，是運動的，C錯誤；分離前，飛船與火箭相對位置不變，是靜止的，D錯誤。4．如圖所示的飛天科幻畫作品展示了火箭升空的畫面．若在發(fā)射現(xiàn)場，關(guān)于火箭升空的過程，下列說法正確的是（）A．利用了力的作用是相互的 B．火箭及燃料質(zhì)量保持不變C．火箭不再受到重力的作用 D．火箭始終做勻速直線運動【答案】A【解析】火箭升空利用“物體間力的作用是相互的”，燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后噴出，對火箭產(chǎn)生向前的反作用力，A正確；火箭發(fā)射過程中燃料燃燒，質(zhì)量減小，B錯誤；火箭始終受重力作用，只是升力大于重力，C錯誤；火箭升空時速度不斷增大，做加速運動，D錯誤。5．2024年10月30日，搭載著神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十九運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，如圖所示。請完成各小題。（1）火箭發(fā)射瞬間，高溫火焰噴向冷卻池出現(xiàn)了大量“白霧”，“白霧”形成涉及到的物態(tài)變化是（）；A．熔化 B．液化 C．升華 D．凝華（2）火箭起飛后，載人飛船加速升空的過程中（）。A．動能不變 B．重力勢能增大C．機械能保持不變 D．重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【答案】（1）B（2）B【解析】（1）火箭發(fā)射瞬間，高溫火焰使水池中的水迅發(fā)生汽化現(xiàn)象，形成水蒸氣，水蒸氣遇冷液化產(chǎn)生大量白霧，故B符合題意，ACD不符合題意。（2）載人飛船在加速升空的過程中，質(zhì)量不變，速度變大，高度增大，所以動能和重力勢能增加，機械能增加，故B符合題意，ACD不符合題意。6．2024年10月30日凌晨，我國搭載神舟十九號載人飛船的長征二號運載火箭成功發(fā)射。（1）火箭中的液態(tài)燃料是通過既降低溫度又的方法使氣體液化的；（2）火箭點火后，發(fā)射臺附近產(chǎn)生了大量“白氣”，這是水熱汽化成水蒸氣，然后遇冷形成的；（3）當(dāng)火箭的速度達(dá)到了7.9km/s時才可以脫離地球，由此可知，火箭上升過程中做運動；分離前，神舟十九號相對于長征二號是的，【答案】（1）壓縮體積（2）吸（3）變速；靜止【解析】（1）使氣體液化的方法有降低溫度和壓縮體積，火箭中的液態(tài)燃料通過既降低溫度又壓縮體積的方法實現(xiàn)液化，這樣能更高效地儲存燃料。（2）發(fā)射臺附近的水吸收熱量后汽化成水蒸氣，水蒸氣遇冷又液化成小水珠，形成“白氣”，整個過程先吸熱汽化，再放熱液化。（3）火箭上升過程中，速度從0逐漸增大到7.9km/s，速度發(fā)生變化，因此做變速運動；分離前，神舟十九號與長征二號的相對位置沒有發(fā)生改變，所以神舟十九號相對于長征二號是靜止的。7．火箭噴氣發(fā)動機本身帶有燃料和氧化劑，不需要外界空氣來助燃，其燃料有固體的和液體的。如圖所示是液體火箭噴氣發(fā)動機的工作原理示意圖，燃料和氧化劑分別裝在兩個箱子里，由輸送系統(tǒng)按時按量地把燃料和氧化劑噴入燃燒室，用電火花點燃，燃燒產(chǎn)生的氣體以很高的速度從尾部噴出，對火箭產(chǎn)生強大的反沖推力使它前進(jìn)。（1）火箭噴氣發(fā)動機工作過程中，先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能，然后再將其轉(zhuǎn)化為火箭的能；（2）火箭噴氣發(fā)動機（選填“能”或“不能”）在大氣層外工作?！敬鸢浮浚?）內(nèi)；機械（2）能【解析】（1）燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；對外做功時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；（2）火箭攜帶有燃料和氧氣，在大氣層外，燃料仍可以燃燒。（1）[1][2]火箭噴氣發(fā)動機工作過程中，燃料燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后氣體對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機械能。（2）火箭噴氣發(fā)動機本身帶有燃料和氧化劑，不需要外界空氣來助燃，所以即使大氣層外沒有足夠的氧氣燃料也可以繼續(xù)燃燒，所以可以在大氣層外工作。8．水火箭是一種廣受學(xué)生喜愛的科技制作，其結(jié)構(gòu)如圖所示。將水火箭置于地面，當(dāng)瓶內(nèi)氣壓足夠大時，打開閥門，瓶內(nèi)的水沿打氣管向后噴出，水火箭迅速飛起。小明對影響水火箭水平方向飛行距離的因素產(chǎn)生了興趣，作出以下猜想：I．可能與瓶內(nèi)氣體的氣壓有關(guān)；II．可能與發(fā)射的角度（指水火箭與水平面的夾角大?。┯嘘P(guān)；III．可能與加水質(zhì)量的多少有關(guān)；（1）瓶內(nèi)的水向后噴出，水火箭迅速飛起，這是因為物體間力的作用是的；（2）為了探究猜想III，小明使用同一支水火箭，改變加水的質(zhì)量，使和發(fā)射角度相同，測量出了發(fā)射點到落地點的水平距離記錄如下表：水的質(zhì)量（g）125150200250300350400水平距離（m）39.249.457.360.554.351.845.6分析表中數(shù)據(jù)可得出：在其他條件相同時，當(dāng)所加水的質(zhì)量為g時，水火箭水平飛行的距離最遠(yuǎn)，故猜想III是（選填：“正確”或“錯誤”）的；（3）當(dāng)水火箭豎直向上發(fā)射時，若無法直接測量水火箭發(fā)射的最大高度，這時可以測量水火箭從發(fā)射到落地的來間接反映發(fā)射的高低情況；（4）制作水火箭會安裝尾翼，主要作用是____（選填序號）；A．增加水火箭的配重B．為火箭提供更強的動力C．保證火箭飛行的穩(wěn)定性（5）除上述猜想外，你認(rèn)為還有哪些因素可能會影響水火箭的飛行距離：（寫出一條即可）。【答案】（1）相互（2）瓶內(nèi)氣體的氣壓；250；正確（3）時間（4）C（5）除上述探究過的影響因素外，水火箭自身的質(zhì)量可能會影響水火箭飛行的最大高度、還有箭體的容積、空氣阻力等【解析】（1）瓶內(nèi)的水向下噴出，水火箭給水一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，水給水火箭一個向上的力，水火箭向上運動。（2）為了探究猜想III，小明使用同一支水火箭，改變加水的質(zhì)量，使瓶內(nèi)氣體的氣壓和發(fā)射角度相同。從表中數(shù)據(jù)可以得出，當(dāng)質(zhì)量從125g，150g，200g，250g過程中水火箭水平方向飛行距離在增大，當(dāng)質(zhì)量為300g時水火箭水平方向飛行距離在減小，故質(zhì)量為250g時水火箭水平方向飛行距離最遠(yuǎn)，驗證了猜想III是正確的。（3）火箭上升的高度越高，到落地時與所需的時間就越大，所以實驗中可以測量水火箭從發(fā)射到落地的時間來間接反映這個高度。（4）水火箭在沒有尾翼的情況下，飛行時很容易左右搖擺，其所獲得的動能便部分消耗在糾正方向上，所以水火箭飛行時箭身打轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)整尾翼的位置和大小，給水火箭安裝尾翼的主要作用是保證火箭飛行的穩(wěn)定性，故C正確。（5）除上述探究過的影響因素外，水火箭自身的質(zhì)量可能會影響水火箭的飛行距離。9．圖甲是搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭發(fā)射時的場景，圖乙是其示意圖，O點表示重心，請在圖乙中作出火箭加速上升過程中的受力示意圖。（不計空氣阻力）【答案】10．閱讀材料，回答問題。2023年10月26日，神舟十七號載人飛船在長征二號F遙十七運載火箭的托舉下，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，搭載著湯洪波、唐勝杰、江新林3名航天員奔向太空。長二F火箭與載人飛船的總質(zhì)量約為500噸。如圖所示，火箭點火升空時，降溫系統(tǒng)向發(fā)射塔噴灑大量的水，頓時周圍“白氣”滾滾.之后，神舟十七號載人飛船成功對接于天和核心艙前向端口，形成三艙三船組合體，即空間站三個艙段、兩艘載人飛船和一艘貨運飛船。（1）關(guān)于火箭發(fā)射，下列說法正確的是________；A．火箭應(yīng)采用密度大、硬度大的合金材料B．火箭在加速起飛過程中，火箭的機械能不變C．火箭加速升空階段，火箭的慣性變大D．火箭使用氫氣做燃料，是因為氫氣熱值大（2）火箭發(fā)射時向下噴出高溫高壓的燃?xì)?，火箭獲得向上的推力，該推力的施力物體；（3）中國空間站在軌道上繞地球正常運行時處于（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)，在空間站中，航天員可以通過（填“舉啞鈴”“彈簧拉力器”或“跳繩”）來鍛煉身體；（4）航天員和家人通過網(wǎng)上聊天實現(xiàn)“天地對話”，依靠電磁波傳遞信息，當(dāng)空間站距離航天員家屬510km時，航天員發(fā)出的信號經(jīng)過s后就可以被地面上的家屬接收到（不考慮儀器的延時特性）；（5）設(shè)計師為減輕火箭的重力，將一個鋼制零件改為鋁制零件，使其質(zhì)量減少208kg，則該零件鋁的質(zhì)量為kg。（ρ鋼=7.9×10【答案】（1）D（2）燃?xì)猓?）非平衡；彈簧拉力器（4）1.7×103（5）108【解析】（1）A．提高火箭的承載力，應(yīng)減輕飛船自身的質(zhì)量，因此火箭應(yīng)選密度較小的物質(zhì)，故A錯誤；B．火箭在加速起飛過程中，速度在增大，高度在增大，因此火箭的動能和重力勢能在增大，即機械能在增大，故B錯誤；C．慣性是物體一種物理屬性，與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體速運速度無關(guān)，火箭加速升空階段，不考慮燃料質(zhì)量的減少，其慣性不變；若考慮燃料質(zhì)量在減少，火箭質(zhì)量減小，則其慣性在減小，故C錯誤；D．火箭使用氫氣做燃料，是因為氫氣熱值大，與相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒相比，可放出較多的熱量，故D正確。故選D。（2）火箭發(fā)射時向下噴出高溫高壓的燃?xì)猓o燃?xì)馐┘右粋€向下的力，物體間力的作用是相互的，燃?xì)鈱鸺┘右粋€向上的推力，所以火箭受到的向上的推力施力物體是燃?xì)?。?）中國空間站在軌道上繞地球正常運行，做曲線運動，因此它所處的狀態(tài)不是平衡狀態(tài)。在空間站中，物體處于微重力環(huán)境，航天員可以通過彈簧拉力器來鍛煉身體。（4）信號傳輸所用時間t=（5）設(shè)零件體積為V，由題意可知，ρ鋼Vρ鋁V=m零件的體積為V=該零件鋁的質(zhì)量為m11．閱讀短文，回答問題?；鸺l(fā)射2021年10月16日，翟志剛、王亞平、葉光富搭載的神舟十三號載人飛船的長征二號F遙運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心按照預(yù)定時間精準(zhǔn)點火發(fā)射。被發(fā)射火箭由地面控制中心倒計時數(shù)到零，便下令第一級火箭發(fā)動機點火，此時它自身攜帶燃燒劑與氧化劑燃燒產(chǎn)生的高溫燃?xì)飧咚傧蚝髧姵?，利用產(chǎn)生的反作用力使火箭拔地而起，加速飛行階段由此開始了，經(jīng)過幾十秒鐘，運載火箭開始按預(yù)定程序緩慢向預(yù)定方向轉(zhuǎn)變，100多秒鐘后，在7km左右的高度，第一級火箭發(fā)動機關(guān)機并分離，第二級火箭發(fā)動機點火，繼續(xù)加速飛行，這時火箭已飛出大氣層，可按程序拋掉衛(wèi)星的整流罩。在火箭達(dá)到預(yù)定速度和高度后，第二級火箭發(fā)動機關(guān)機分離，至此加速飛行段結(jié)束。隨后，運載火箭靠已獲得的能量，在地球引力作用下，開始慣性飛行階段，直到與預(yù)定軌道相切的位置為止。此時第三級火箭發(fā)動機點火，開始最后加速段的飛行。當(dāng)加速到預(yù)定速度時第三級發(fā)動機關(guān)機、火箭的運載使命就全部完成了。（1）火箭起飛所需的力的施力物體是；火箭在升空過程中受到（選填“平衡力”或“非平衡力”）的作用；（2）火箭達(dá)到預(yù)定速度和高度時，第二級火箭發(fā)動機關(guān)機分離，火箭利用自身的飛行到與預(yù)定軌道相切的位置，第三級火箭發(fā)動機再點火；在最后加速飛行過程中，若火箭所受的外力全部消失，火箭將處于（選填“靜止”或“勻速直線運動”）狀態(tài)?！敬鸢浮浚?）高溫燃?xì)?；非平衡力?）慣性；勻速直線運動【解析】（1）火箭靠高溫燃?xì)馍?，所以施力物體是高溫燃?xì)猓换鸺谏者^程中做加速運動，受非平衡力作用。故第一問填高溫燃?xì)?，第二問填非平衡力。?）火箭發(fā)動機關(guān)機分離，火箭靠自身的慣性向前運動一段距離；若火箭所受外力消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，火箭將做勻速直線運動。故第一問填慣性，第二問填勻速直線運動。12．2024年9月25日，中國東風(fēng)31AG導(dǎo)彈亮劍太平洋，振奮人心。中國人民解放軍火箭軍在南太平洋相關(guān)公海海域成功發(fā)射了1發(fā)攜載訓(xùn)練模擬彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈，并準(zhǔn)確落入預(yù)定海域，射程12000km，創(chuàng)下了全球洲際導(dǎo)彈實際測試中的最遠(yuǎn)紀(jì)錄，具備全球擊打能力。從發(fā)射到命中目標(biāo)，整個過程僅耗時20分鐘。（1）火箭攜載訓(xùn)練模擬彈頭飛行過程中，以訓(xùn)練模擬彈頭為參照物，火箭是的；（2）計算火箭的飛行平均速度是多少？（3）目前最大的速度為光速，假若導(dǎo)彈以光速飛行（c=3×105km/s），將無人能敵，那么12000km的路程，需要多少時間就可以到達(dá)？【答案】（1）靜止（2）3.6×（3）0.04【解析】（1）以訓(xùn)練模擬彈頭為參照物，火箭與訓(xùn)練模擬彈頭的相對位置沒有發(fā)生改變，因此火箭是靜止的。（2）計算火箭飛行的平均速度時，需先統(tǒng)一單位，20分鐘換算為小時是20/60=1/3小時。根據(jù)速度公式v=s/t，其中路程s=12000km，時間t=1/3h，可得v=12000km÷(1/3)h=36000km/h。（3）當(dāng)導(dǎo)彈以光速飛行時，根據(jù)時間公式t=s/c，其中路程s=12000km，光速c=3×10?km/s，可得t=12000km÷(3×10?km/s)=0.04s。13．（2025八下·黃埔期末）2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射10月26日17時46分，神舟十七號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接。（1）運載火箭發(fā)射時，會向下噴出高溫高壓燃?xì)?如圖)，這樣火箭才能升空，說明物體間力的作用是，生活中與此原理類似的現(xiàn)象有(舉一例)，火箭加速升空的過程中，受到的牽引力(選填"大于""小于"或“等于")重力和空氣阻力：（2）在使用火箭把飛船送上太空時，在分離前飛船相對于火箭是(選填"運動"或"靜止")；（3）三位航天員在太空中需要進(jìn)行體能鍛煉，下述活動可采用的是.____。A．舉啞鈴 B．引體向上C．在跑步機上跑步 D．用彈簧拉力器健身（4）航天員小鵬最多可以舉起重力為600N的杠鈴(地球表面的g取10N/kg)，已知物體在月球受到的重力只有在地球受到重力的1/6，假定他在月球表面的舉力和地球表面的舉力一樣大，他在月球上最多能舉起kg的物體，【答案】（1）相互的；劃船；大于（2）靜止（3）D（4）360【解析】（1）運載火箭發(fā)射時向下噴出高溫高壓燃?xì)猓瑖姵龅臍怏w對火箭會產(chǎn)生向上的推力，使火箭升空，說明物體間力的作用是相互的，生活中劃船與此原理類似?；鸺铀偕盏倪^程中，受到豎直方向上的牽引力、豎直向下的重力和空氣阻力，火箭受力不平衡，所受的合力向上，所以牽引力大于重力和空氣阻力。（2）在使用火箭把飛船送上太空時，在分離前飛船與火箭之間沒有發(fā)生位置變化，所以在分離前飛船相對于火箭是靜止的。（3）A.用啞鈴鍛煉身體主要就是利用啞鈴的重力，在太空中啞鈴處于完全失重狀態(tài)，此時舉啞鈴起不到鍛煉作用，故A不符合題意；B.做引體向上需克服自身的重力做功，在太空中航天員處于完全失重狀態(tài)，此時做引體向上