【核心素养】2.4 空间探索 分层练习(含解析)

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【核心素养】2.4 空间探索 分层练习(含解析)

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【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
2.4 空间探索
科学观念:了解火箭升空的原理,关注我国空间站建设和深空探索的进展。
科学思维:理解火箭升空的原理是力的作用是相互的,理解力是改变物体运动状态的原因。
探究实践:通过实验探究让学生明白气球运动的工作原理。
态度责任:通过水火箭制造和发射实验,激发学习兴趣,提高学生对尖端科技的发明创造的热情,热爱祖国。
1.如图所示是“喷气火箭”的模型,胶带固定气球与吸管,吸管套在绳上。将吹足了气的气球封口的夹子松开,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球会向前运动。使球向前运动的力的施力物体是(  )
A.气球 B.气球外边的空气
C.气球内泄出气体 D.绳子
2.下列物体上升的原理与火箭升空的原理不同的是(  )
A.直升飞机 B.热气球 C.庆典礼花 D.喷水火箭
3.鱿鱼是以类似于导弹的推进方式来推动身体运动的。当它紧缩口袋状的身体通过漏斗状喷口将水向前喷出,从而推动身体向后运动。如图,推动鱿鱼向后运动的力来自于(  )
A.四周的海水 B.口袋状身体的收缩
C.触足的摆动 D.喷口喷出的海水
4.中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室。下列说法正确的是(  )
A.空间站受到平衡力的作用 B.空间站的运动状态不断改变
C.空间站相对地球是静止的 D.空间站一直做匀速直线运动
5.物质世界中,从宏观到微观的大致尺度从大到小排列的是(  )
A.银河系→太阳系→地球→生物体→原子→电子
B.银河系→太阳系→生物体→地球→电子→原子
C.太阳系→银河系→地球→生物体→电子→原子
D.太阳系→银河系→生物体→地球→原子→电子
6.如图1,中国天宫空间站内,航天员王亚平手握“冰墩墩”,轻轻释放后,“冰墩墩”能悬停在空中;若将“冰墩墩”沿图2箭头所示方向扔出,其运动轨迹应该是(  )
A.a B.b C.c D.d
7.如图所示,这是正在月球上沿图示方向减速着陆的着陆器。此过程中,着陆器喷出高速燃气的方向正确的是(  )
A. B. C. D.
8.如图所示为中国空间站,它是由核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成,空间站每90分钟绕地球一圈,下列关于空间站的说法中正确的是(  )
A.以地球为参照物,空间站是静止的
B.空间站飞行过程中受到非平衡力的作用
C.空间站能持续飞行是因为受到惯性的作用
D.如果外力突然消失,空间站将保持静止状态
9.4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。翌日,神舟十八号与天和核心舱成功对接,航天员乘组入驻空间站。5月18日,神十八号乘组出舱活动约8.5小时,创造了我国航天员出舱活动的新纪录。以下说法正确的是(  )
A.对接成功后,神舟十八号飞船相对于空间站是静止的
B.神舟十八号飞船绕地飞行过程中,受到平衡力的作用
C.航天员到达空间站后,质量减小
D.出舱活动时,航天员的惯性消失
10.我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2018年12月8日凌晨,嫦娥四号是用我国的长征三号乙火箭发射的。嫦娥四号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。(如图甲所示)
(1)发射月球车的火箭在穿越大气层时速度越来越快,那么火箭受到的推力与自身重力  (选填“相等”或“不相等”)。
(2)火箭上升的作用力来自于   (选填“燃气”或“空气”)。
(3)不久的将来,若我国的宇航员登上月球,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   (选填“竖直向下”、“火箭运动的反方向”、“水平向左”)。
11.将气球吹大,用夹子把口封紧,剪取一段10cm长的吸管,用胶带把它固定在气球上,将一根细绳穿过吸管水平拉直,两端固定。把气球封口的夹子松开,气体向后喷出,气球向前运动,说明了     。运动过程中气球与吸管保持相对静止。如图所示是气球运动时每隔0.5s的频闪照片,则气球从A位置运动到B位置过程中做     (选填“匀速”或“变速”)直线运动,实际路程是     m,速度为     m/s。
12.5月10日21时22分,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点火发射,这次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次飞行任务。11日5时16分,天舟六号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟六号将转入组合体飞行段。
(1)长征七号是中国载人航天工程为发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭,发射时火箭总质量597吨,火箭的总重力为     N,火箭发射起飞时将高温高压的燃气向下喷射,火箭向上运动,说明     。
(2)几乎所有火箭发射都选择朝东方向,是因为地球在自转且自转的方向是     ,使火箭在地面未发射之前,已经具有了一个向东的速度,从而节省推进剂。
(3)交会对接完成后,天舟六号将转入组合体飞行段,组合体90分钟匀速绕地球运行一圈。空间站此时受到     (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(4)宇航员在空间站工作和生活,开展了一系列实验,你认为在七年级下册曾经做过的课本实验中,不能在空间站完成实验有:    (写出一个)。
13.小金设计与制作了一辆气球动力小车,如图甲。同时开展了系列的探究活动。
(1)请对以下设计制作的基本步骤进行排序     。(填序号)
①实施方案 ②制定方案 ③评估与改进 ④明确问题
(2)小金对其进行测试时,发现小车不走直线,可能的原因是     。
A.车轴安装不正 B.气球吹得不够大 C.气球喷嘴太细
(3)调整小车,将气球充气后松手,小车会向   (填“左”或“右”)运动,小车的速度
   (填“先快后慢再快”或“先慢后快再慢”或“始终一样快”)。
(4)如图乙所示,小金想探究的问题可能是     。
14.嫦娥四号探测器从距离月面15公里开始实施动力下降,将速度从每秒约1.7公里减到0(即悬停状态),最终成功着陆,当天着陆器释放玉兔二号月球车,开始月面巡视探测。请回答下列问题:
(1)悬停时,嫦娥四号受到向上的推力     自身的重力。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)月球表面有着较厚的“月壤”(岩石风化物),影响“月壤”形成的因素最有可能的是     。
A.生物 B.流水 C.温度 D.风力
(3)“玉兔二号”总质量141kg,共有6个轮子,假设每个轮子与月球表面接触面积为50cm2,月球表面重力约为地球的,求月球车对某处水平平整月球表面的压强大约是多少帕?(结果保留整数)
15.我国第一颗火星探测器“天问一号”发射升空,先在地球附近加速,进入转移轨道利用惯性保持飞行。如图所示,着陆器经过火星大气层气动减速,伞系减速,然后点燃反冲火箭动力减速,最后悬停、避障和缓速下降至最终缓冲着陆,稳定着陆后展开舷梯释放“祝融号”火星车。下列说法正确的是(  )
A.“天问一号”在发射升空后加速过程中惯性变大
B.“天问一号”进入转移轨道利用惯性飞行没有受到力的作用
C.“着陆器”穿过火星大气层后悬停时,受到非平衡力的作用
D.“着陆器”在点燃反冲火箭进行减速时,利用物体间力的作用是相互的
16.小明在学习了火箭发射的原理后,利用“力的作用是相互的“自制了“空气动力马达”(如图),吸管1与吸管2中间连通,先将吸管Ⅰ的一端与吸管2的a、b两端均密封,再将吸管2的两端各自剪出一个小口,往吹气端吹气后,从学生视角看吸管2会顺时针转动,为了实现上述设计,下列开口方向正确的是(  )
A. B.
C. D.
17.水火箭构造如图所示。用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水,瓶子竖直加速飞向高空,接着减速上升,最后落到地面。关于水火箭的工作原理和过程,下列说法正确的是(  )
A.水火箭起飞的动力来自水火箭对橡皮塞的推力
B.水火箭在上升时的动力来自惯性力
C.水火箭升空说明力的作用是相互的
D.瓶子受到的推力减小到等于瓶子重力时就会向下掉
18.如图所示,甲图为装有压缩空气的盒上打了个小孔,盒内的空气向左喷出。乙图为被刺穿了一个小孔的真空盒,空气从左边吹进盒内。两盒均放在光滑的水平面上,则两盒的运动情况是(  )
A.都向右运动 B.甲盒向右运动,乙盒保持不动
C.甲盒保持不动,乙盒向右运动 D.两盒均保持不动
19.4月份我校将举办科技节,小宇想做一个水火箭。他将一个大的塑料饮料瓶顶部做成子弹头形,瓶中装入约的水,瓶口用带有气门芯的橡皮塞塞紧,瓶子两侧装上侧翼。用打气筒通过气门芯向瓶内打气,当气压增大到一定程度时,高压气体将水向下喷射出去,火箭就会向上腾空而起,水火箭从静止变为运动,说明力能改变物体     。使水火箭腾飞的施力物体是     ,小宇想,神舟十三号上的三位宇航员预计在4月16日左右乘坐返回舱返回地面,为了使返回舱不至于高速撞击地面,火箭到达地面附近点火,应向     (选填“上”或“下”) 喷气。
20.据报道,马丁和新西兰科研组发明了喷气式背包,马丁背上此背包飞上5000英尺(1.52公里)高空,并借助降落伞使他最终安全降落在地面上。这次飞行持续大约10分钟,是有史以来最长的一次。据马丁说,喷气式背包很好驾驭,它的飞行原理非常简单,请解释:
(1)喷气式背包向下快速喷气,为什么会使人腾空而起?
(2)若不考虑空气阻力的作用,要使“喷气式背包和人”沿某一方向匀速直线飞行,背包喷出气体的方向如何?为什么?
21.阅读材料,回答问题:
嫦娥工程
2004年,中国正式启动月球探测工程 “嫦娥工程”。
2007年,嫦娥一号进入月球轨道,实现绕月飞行并获取全月影像图,成为我国航天史上继人造地球卫星、载人航天后的第三个里程碑。2010年,嫦娥二号进入环月轨道,详勘嫦娥三号预选着陆区,获取7米分辨率全月影像图,还开展日地 L2 点环绕探测与小行星飞越探测。
2013年,嫦娥三号成功着陆月球虹湾,实现我国航天器首次地外天体软着陆与巡视探测,“玉兔号”留下月球足迹。2019年,嫦娥四号着陆月球背面冯·卡门撞击坑,完成人类航天器首次月背软着陆、巡视探测及月背-地球中继通信,着陆区命名“天河基地”。
2020年,嫦娥五号历经23天、11个飞行阶段,于12月17日携1731克月球样品返回地球,通过 “粗避障”“精避障”等技术实现精准着陆,标志 “绕、落、回”三步走战略完美收官,是我国航天领域最复杂、难度最大的工程任务之一。。
根据材料,回答下列问题:
(1)嫦娥五号通过反推发动机向下喷出气体,使其速度减小,说明力可以改变物体的     ,还可以说明力的作用是     ;
(2)探测器飞到距离月面100米时悬停时处于     状态;(选填“平衡”或“非平衡”)
(3)探测器的四个“脚掌”面积比较大,目的是为了     ;
(4)物体在月球上受到的重力只有地球上的,则1731克月壤在月球上受到的重力约为   N(保留一位小数,地球上取g=10N/kg)。
22.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,实现中国航天历史性的突破。
(1)虽然火星大气稀薄,着陆组合体冲入火星大气层后,5千米/秒级别的速度依然导致大气冲击和摩擦产生了巨大的振动和热量,足以熔化大部分金属。通过隔热装置和多种散热手段,着陆组合体的温度依然能保持常温。图甲为着陆组合体部分着陆流程的示意,则隔热装置应安装在  (选填“A”或“B”)处。
(2)当着陆组合体的速度骤降到数百米/秒,巨大的降落伞在火星上空约10千米的高度打开。当速度降低到100米/秒以内,降落伞“功成身退”,着陆组合体依靠底部强大的反冲火箭工作进一步减速。随着速度进一步降低,着陆组合体进入悬停避障状态。着陆组合体悬停时(如图乙所示),反冲火箭喷气的方向为     。
(3)着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右,也被叫做“恐怖9分钟”。这是因为火星距离地球太遥远(5.5×1010米~4×1011米),如果着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信,信号来回至少需要几分钟?(电磁波在真空中传播速度为3×108米/秒)
23.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   。
24.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)。
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【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
2.4 空间探索
科学观念:了解火箭升空的原理,关注我国空间站建设和深空探索的进展。
科学思维:理解火箭升空的原理是力的作用是相互的,理解力是改变物体运动状态的原因。
探究实践:通过实验探究让学生明白气球运动的工作原理。
态度责任:通过水火箭制造和发射实验,激发学习兴趣,提高学生对尖端科技的发明创造的热情,热爱祖国。
1.如图所示是“喷气火箭”的模型,胶带固定气球与吸管,吸管套在绳上。将吹足了气的气球封口的夹子松开,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球会向前运动。使球向前运动的力的施力物体是(  )
A.气球 B.气球外边的空气
C.气球内泄出气体 D.绳子
【答案】C
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:将吹足了气的气球嘴松开并放手,球内气体从气球嘴泄出的同时,气球给泄出的气体一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以泄出的气体会给气球一个向前的力,使球向前飞出;故使球向前运动的力的施力物体是气球内泄出的气体,C正确。
故选:C。
2.下列物体上升的原理与火箭升空的原理不同的是(  )
A.直升飞机 B.热气球 C.庆典礼花 D.喷水火箭
【答案】B
【分析】物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体有力的作用,同时它也受到另一个物体力的作用。
【解答】解:
火箭升空时对喷出的气体有向下的力,同时气体对火箭产生了向上巨大的推力,这说明力的作用是相互的;
A、直升飞机的升空是利用了机翼向下给空气一个力,空气给机翼一个向上的反作用力,从而使直升机升空,利用了力的作用是相互的,故A不符合题意;
B、热气球升空是利用受到的浮力大于自身重力升空的,故B符合题意;
C、庆典礼花升空向下喷出气体,同时气体对礼花产生了向上的推力,利用了力的作用是相互的,故C不符合题意;
D、喷水火箭发射时向后喷水,同时水对火箭产生了向上的推力,利用了力的作用是相互的,故D不符合题意。
故选:B。
3.鱿鱼是以类似于导弹的推进方式来推动身体运动的。当它紧缩口袋状的身体通过漏斗状喷口将水向前喷出,从而推动身体向后运动。如图,推动鱿鱼向后运动的力来自于(  )
A.四周的海水 B.口袋状身体的收缩
C.触足的摆动 D.喷口喷出的海水
【答案】D
【分析】物体间力的作用是相互的。
【解答】解:当鱿鱼紧缩口袋状的身体通过喷口将水向前喷出,喷出的海水会给鱿鱼一个反作用力,从而推动身体向后运动,因此推动鱿鱼向后运动的力来自于喷口喷出的海水。
故选:D。
4.中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室。下列说法正确的是(  )
A.空间站受到平衡力的作用
B.空间站的运动状态不断改变
C.空间站相对地球是静止的
D.空间站一直做匀速直线运动
【答案】B
【分析】利用以下知识分析解答:
(1)运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变。
(2)物体受平衡力作用时保持静止或匀速直线运动。
(3)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
【解答】解:ABD、间站绕地球运动时,运动方向和运动速度不断发生改变,运动状态不断发生变化,做变速运动,受非平衡力作用,故AD错误,B正确;
C、空间站相对地球的位置不断发生变化,是运动的,故C错误。
故选:B。
5.物质世界中,从宏观到微观的大致尺度从大到小排列的是(  )
A.银河系→太阳系→地球→生物体→原子→电子
B.银河系→太阳系→生物体→地球→电子→原子
C.太阳系→银河系→地球→生物体→电子→原子
D.太阳系→银河系→生物体→地球→原子→电子
【答案】A
【分析】(1)宇宙中拥有数十亿个星系,银河系只是这数十亿个星系中的一个,太阳系只不过是银河系中几千亿星系中的一员,太阳周围存在八大行星,地球只是其中的一个;
(2)物体是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子组成的,质子和中子又是由更小的微粒夸克组成的。
【解答】解:太阳系是银河系中的一个普通星系,地球是太阳系的一颗行星,地球上的生物体都是由分子或原子组成的,原子包括原子核和电子两部分。所以物质世界中,从宏观到微观的大致尺度从大到小排列依次是:银河系→太阳系→地球→生物体→原子→电子。
故选:A。
6.如图1,中国天宫空间站内,航天员王亚平手握“冰墩墩”,轻轻释放后,“冰墩墩”能悬停在空中;若将“冰墩墩”沿图2箭头所示方向扔出,其运动轨迹应该是(  )
A.a B.b C.c D.d
【答案】A
【分析】牛顿第一定律:一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:抛出的冰墩墩不受重力和阻力作用,由牛顿第一定律可知,沿抛出的方向做匀速直线运动,即图中的a方向,故A正确,BCD错误。
故选:A。
7.如图所示,这是正在月球上沿图示方向减速着陆的着陆器。此过程中,着陆器喷出高速燃气的方向正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】力的作用是相互的。
【解答】解:因为力的作用是相互的,喷射出的气体对着陆器有与喷射方向相反的作用力,此作用力与着陆器的运动方向相反,使得着陆器减速。故ABD错误,C正确,ABD错误。
故选:C。
8.如图所示为中国空间站,它是由核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成,空间站每90分钟绕地球一圈,下列关于空间站的说法中正确的是(  )
A.以地球为参照物,空间站是静止的
B.空间站飞行过程中受到非平衡力的作用
C.空间站能持续飞行是因为受到惯性的作用
D.如果外力突然消失,空间站将保持静止状态
【答案】B
【分析】(1)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
(2)物体处于平衡状态时,即处于静止状态或者匀速直线运动状态,它不受力或者受平衡力;
(3)物体具有惯性,不能说受到惯性的作用;
(4)根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】解:A.空间站相对于地球的位置在时刻变化,以地球为参照物,空间站是运动的,故A错误;
B.空间站做的是曲线运动,运动状态时刻改变,所以受到非平衡力的作用,故B正确;
C.空间站具有惯性,但惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.如果外力突然消失,空间站原来具有速度,所以会保持原来的速度做匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
9.今年4月24日是第八个中国航天日。“神舟”、“天宫”、“嫦娥”、“天问”、“羲和”……近年来,我国航天事业加速推进,将华夏神话变为现实,把中国式的浪漫写入太空。
4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。翌日,神舟十八号与天和核心舱成功对接,航天员乘组入驻空间站。5月18日,神十八号乘组出舱活动约8.5小时,创造了我国航天员出舱活动的新纪录。以下说法正确的是(  )
A.对接成功后,神舟十八号飞船相对于空间站是静止的
B.神舟十八号飞船绕地飞行过程中,受到平衡力的作用
C.航天员到达空间站后,质量减小
D.出舱活动时,航天员的惯性消失
【答案】A
【分析】(1)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
(2)电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在固体、液体、气体中传播,也可以在真空中传播;
(3)质量不随物体位置的改变而改变;
(4)我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,一切物体在任何情况下都具有惯性。
【解答】解:A、对接成功后,飞船相对于空间站没有位置的变化,所以对接成功后,神舟十八号飞船相对于空间站是静止的,故A正确;
B、神舟十八号飞船绕着地球飞行时,速度和运动方向不断发生改变,受力不平衡,故B错误;
C、质量不随物体位置的改变而改变,所以航天员到达空间站后,质量不变,故C错误;
D、一切物体在任何情况下都具有惯性,因此出舱活动时,航天员的惯性不会消失,故D错误。
故选:A。
10.我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2018年12月8日凌晨,嫦娥四号是用我国的长征三号乙火箭发射的。嫦娥四号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。(如图甲所示)
(1)发射月球车的火箭在穿越大气层时速度越来越快,那么火箭受到的推力与自身重力  不相等  (选填“相等”或“不相等”)。
(2)火箭上升的作用力来自于  燃气  (选填“燃气”或“空气”)。
(3)不久的将来,若我国的宇航员登上月球,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  竖直向下  (选填“竖直向下”、“火箭运动的反方向”、“水平向左”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)火箭在穿越大气层时速度越来越快,向上做加速运动,火箭受到的推力大于自身重力。
(2)推动伞降火箭发射升空时,通过燃烧燃料将化学能转化为内能,释放的内能转移到高温高压的燃气上,然后向后喷出燃气使火箭上升,火箭对燃气有向后的作用力,燃气对火箭产生向前的反作用力。
(3)在月球表面上,火箭沿斜向上方向做匀速直线运动,是以月球为参照物判断的,所以下面的分析应以月球为参照物,来判断火箭的各种情况。
【解答】解:
(1)火箭在穿越大气层时速度越来越快,向上做加速运动,火箭受到向上的推力应大于向下的重力,即火箭受到的推力与自身重力不相等。
(2)火箭对喷出的燃气施加一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,燃气同时对火箭施加一个向上的力,使火箭上升,故火箭上升的作用力来自于燃气。
(3)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:(1)不相等;(2)燃气;(3)竖直向下。
11.将气球吹大,用夹子把口封紧,剪取一段10cm长的吸管,用胶带把它固定在气球上,将一根细绳穿过吸管水平拉直,两端固定。把气球封口的夹子松开,气体向后喷出,气球向前运动,说明了  物体间力的作用是相互的  。运动过程中气球与吸管保持相对静止。如图所示是气球运动时每隔0.5s的频闪照片,则气球从A位置运动到B位置过程中做  变速  (选填“匀速”或“变速”)直线运动,实际路程是  1.5  m,速度为  0.75  m/s。
【答案】物体间力的作用是相互的;变速;1.5;0.75。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)物体在相同时间内通过的路程不同的运动为变速运动;
(3)根据吸管的长度和图中AB与吸管的长度关系得到AB的长度,由频闪照片的个数得到AB间隔的时间,利用速度公式得到气球的速度。
【解答】解:把气球封口的夹子松开,气球收缩,给气体一个向后的力,使气体向后喷出,由于物体间力的作用是相互的,气体给气球一个向前的力,气球向前运动;
由图知,在相同时间间隔,由A到B的路程逐渐增大,故气球在做变速运动;
用刻度尺分别测量图中吸管和AB的长度,发现AB长度约为吸管长度的15倍,吸管长10cm=0.1m,故AB段的路程约为0.1m×15=1.5m;
AB间有4个时间间隔,已知频闪照片的拍摄间隔为0.5s,则气球从A到B共用时0.5s×4=2s,
故气球的平均速度v0.75m/s。
故答案为:物体间力的作用是相互的;变速;1.5;0.75。
12.5月10日21时22分,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点火发射,这次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次飞行任务。11日5时16分,天舟六号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟六号将转入组合体飞行段。
(1)长征七号是中国载人航天工程为发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭,发射时火箭总质量597吨,火箭的总重力为  5.97×106 N,火箭发射起飞时将高温高压的燃气向下喷射,火箭向上运动,说明  火箭点火后,把燃气以很高的速度向下喷出,火箭会给高温高压的燃气一个向下的作用力,反过来,火箭会获得燃气给它的向上的作用力。火箭给燃气的作用力,和燃气给火箭的作用力,是作用力和反作用力,进而火箭获得向上的升力  。
(2)几乎所有火箭发射都选择朝东方向,是因为地球在自转且自转的方向是  朝东  ,使火箭在地面未发射之前,已经具有了一个向东的速度,从而节省推进剂。
(3)交会对接完成后,天舟六号将转入组合体飞行段,组合体90分钟匀速绕地球运行一圈。空间站此时受到  非平衡力  (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(4)宇航员在空间站工作和生活,开展了一系列实验,你认为在七年级下册曾经做过的课本实验中,不能在空间站完成实验有: 用天平测质量的实验  (写出一个)。
【答案】(1)5.97×106;火箭点火后,把燃气以很高的速度向下喷出,火箭会给高温高压的燃气一个向下的作用力,反过来,火箭会获得燃气给它的向上的作用力。火箭给燃气的作用力,和燃气给火箭的作用力,是作用力和反作用力,进而火箭获得向上的升力;(2)朝东;(3)非平衡力;(4)用天平测质量的实验。
【分析】(1)利用G=mg求出火箭的重力;物体间力的作用是相互的;
(2)地球是在围绕太阳公转的同时,还在自西向东自转;
(3)物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用;
(4)在天和核心舱内物体处于失重状态,利用重力的实验或设施不能工作。
【解答】解:(1)火箭的总重力为:G=mg=597×103kg×10N/kg=5.97×106N;
火箭点火后,把燃气以很高的速度向下喷出,火箭会给高温高压的燃气一个向下的作用力,反过来,火箭会获得燃气给它的向上的作用力。火箭给燃气的作用力,和燃气给火箭的作用力,是作用力和反作用力,进而火箭获得向上的升力;
(2)因为地球是在围绕太阳公转的同时,还在自西向东自转,为了使火箭在地面未发射之前,已经具有了一个向东的速度,从而节省推进剂,所以几乎所有火箭发射都选择朝东方向;
(3)空间站组合体匀速绕地球运行中,并未做匀速直线运动,所以受到的是非平衡力的作用;
(4)进入太空后的物体处于失重状态,故利用重力的实验或设施不能工作,所以用天平测质量的实验不能在空间站完成。
故答案为:(1)5.97×106;火箭点火后,把燃气以很高的速度向下喷出,火箭会给高温高压的燃气一个向下的作用力,反过来,火箭会获得燃气给它的向上的作用力。火箭给燃气的作用力,和燃气给火箭的作用力,是作用力和反作用力,进而火箭获得向上的升力;(2)朝东;(3)非平衡力;(4)用天平测质量的实验。
13.小金设计与制作了一辆气球动力小车,如图甲。同时开展了系列的探究活动。
(1)请对以下设计制作的基本步骤进行排序  ④②①③  。(填序号)
①实施方案
②制定方案
③评估与改进
④明确问题
(2)小金对其进行测试时,发现小车不走直线,可能的原因是  A  。
A.车轴安装不正
B.气球吹得不够大
C.气球喷嘴太细
(3)调整小车,将气球充气后松手,小车会向  左  (填“左”或“右”)运动,小车的速度  先慢后快再慢  (填“先快后慢再快”或“先慢后快再慢”或“始终一样快”)。
(4)如图乙所示,小金想探究的问题可能是  气球动力小车运动的路程与喷口的大小是否有关  。
【答案】(1)④②①③;(2)A;(3)左;先慢后快再慢;(4)气球动力小车运动的路程与喷口的大小是否有关。
【分析】(1)设计制作的基本步骤:明确问题、制订方案、实施方案、评估与改进。
(2)根据运动方向有关因素分析;
(3)根据力的作用是相互的分析,结合力与运动的关系分析;
(4)根据图中改变的量分析。
【解答】解:(1)根据探究的步骤知,合理的顺序是④明确问题;②制定方案;①实施方案;③评估与改进;
(2)发现小车不走直线,A.车轴安装不正,导致运动方向歪斜了,
B.气球吹得不够大,只会影响速度,不影响方向;
C.气球喷嘴太细。影响喷出的速度,导致运动速度不同,不影响运动方向,故选A。
(3)调整小车,将气球充气后松手,小车向右喷气获得向左的推力,故会向左运动,开始时推力大于阻力加速运动,喷气完毕后受阻力作用,速度减小,故小车的速度先慢后快再慢;
(4)如图乙所示,改变的是喷口的直径,故小金想探究的问题可能是气球动力小车运动的路程与喷口的大小是否有关。
故答案为:(1)④②①③;(2)A;(3)左;先慢后快再慢;(4)气球动力小车运动的路程与喷口的大小是否有关。
14.2019年1月3日,嫦娥四号探测器从距离月面15公里开始实施动力下降,将速度从每秒约1.7公里减到0(即悬停状态),最终成功着陆,当天着陆器释放玉兔二号月球车,开始月面巡视探测。请回答下列问题:
(1)悬停时,嫦娥四号受到向上的推力  等于  自身的重力。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)月球表面有着较厚的“月壤”(岩石风化物),影响“月壤”形成的因素最有可能的是  C  。
A.生物
B.流水
C.温度
D.风力
(3)“玉兔二号”总质量141kg,共有6个轮子,假设每个轮子与月球表面接触面积为50cm2,月球表面重力约为地球的,求月球车对某处水平平整月球表面的压强大约是多少帕?(结果保留整数)
【答案】(1)等于;(2)C;(3)月球车对某处水平平整月球表面的压强大约7833Pa。
【分析】(1)当嫦娥四号处于静止状态时,它受到的重力和向上的推力是平衡力;
(2)月球上没有空气和水,更没有任何生命;
(3)首先根据Gmg计算出玉兔二号的重力,然后根据s=6s'计算出玉兔二号与地面的接触面积,最后根据p算出受到的压强。
【解答】解:(1)悬停时,嫦娥四号受到向上的推力等于自身的重力;
(2)月球上没有空气和水,更没有任何生命,因此“月壤”形成的因素最有可能是温度,故选:C;
(3)在月球上玉兔二号重力:
Gmg141kg×10N/kg=235N,
受力面积:S=6×0.005m2=0.03m2;
月球车对某处水平平整月球表面的压强为:
p7833Pa。
故答案为:(1)等于;(2)C;(3)月球车对某处水平平整月球表面的压强大约7833Pa。
15.我国第一颗火星探测器“天问一号”发射升空,先在地球附近加速,进入转移轨道利用惯性保持飞行。如图所示,着陆器经过火星大气层气动减速,伞系减速,然后点燃反冲火箭动力减速,最后悬停、避障和缓速下降至最终缓冲着陆,稳定着陆后展开舷梯释放“祝融号”火星车。下列说法正确的是(  )
A.“天问一号”在发射升空后加速过程中惯性变大
B.“天问一号”进入转移轨道利用惯性飞行没有受到力的作用
C.“着陆器”穿过火星大气层后悬停时,受到非平衡力的作用
D.“着陆器”在点燃反冲火箭进行减速时,利用物体间力的作用是相互的
【答案】D
【分析】(1)惯性大小只与质量有关;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)物体处于静止状态时受平衡力;
(4)物体间力的作用是相互的。
【解答】解:A.惯性是物体一种属性,与质量有关,与速度无关,故A错误;
B.“天问一号”进入转移轨道为圆形轨道,运动方向在不断改变,受到非平衡力的作用,故B错误;
C.“着陆器”穿过火星大气层后悬停时,处于平衡状态,受平衡力的作用,故C错误;
D.“着陆器”在点燃反冲火箭向下喷出高温气体,由于物体间作用力是相互的,火箭会获得一个相反方向即向上的作用力,进行减速,利用物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选:D。
16.小明在学习了火箭发射的原理后,利用“力的作用是相互的“自制了“空气动力马达”(如图),吸管1与吸管2中间连通,先将吸管Ⅰ的一端与吸管2的a、b两端均密封,再将吸管2的两端各自剪出一个小口,往吹气端吹气后,从学生视角看吸管2会顺时针转动,为了实现上述设计,下列开口方向正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】物体间力的作用是相互的。
【解答】解:AB、由于物体间力的作用是相互的,吸管受力的方向与出气方向相反,要使吸管转动,两端的开口应该异向,故AB错误;
CD、因为从学生视角看吸管2会顺时针转动,故C错误、D正确。
故选:D。
17.水火箭构造如图所示。用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水,瓶子竖直加速飞向高空,接着减速上升,最后落到地面。关于水火箭的工作原理和过程,下列说法正确的是(  )
A.水火箭起飞的动力来自水火箭对橡皮塞的推力
B.水火箭在上升时的动力来自惯性力
C.水火箭升空说明力的作用是相互的
D.瓶子受到的推力减小到等于瓶子重力时就会向下掉
【答案】C
【分析】物体间力的作用是相互的;
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。
【解答】解:
ABC、高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水时,高压气体对水有一个向下的力,由于力的作用是相互的,所以水会把水火箭推向上方,于是火箭升空,则可知水火箭起飞的动力来自水对火箭的推力;惯性是物体的一种属性,惯性不是力,故AB错误,C正确;
D、瓶子先加速上升,受到的推力减小到等于瓶子重力时,瓶子的速度达到最大,接着减速上升,最后落到地面上,故D错误。
故选:C。
18.如图所示,甲图为装有压缩空气的盒上打了个小孔,盒内的空气向左喷出。乙图为被刺穿了一个小孔的真空盒,空气从左边吹进盒内。两盒均放在光滑的水平面上,则两盒的运动情况是(  )
A.都向右运动
B.甲盒向右运动,乙盒保持不动
C.甲盒保持不动,乙盒向右运动
D.两盒均保持不动
【答案】B
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,甲对乙施加力的同时,也受到乙对它的反作用力;
(2)力是改变物体运动状态的原因,当物体受平衡力的作用时,它的运动状态不发生变化。
【解答】解:(1)甲盒子内的空气给外部空气一个向左的推力,外部空气就给甲盒子一个向右的反作用力,使得盒子向右加速,故甲盒子向右做加速运动:
(2)空气从左边吹进盒内,使得盒内气压增大,最终盒内气压与外界大气压相等,盒子受力平衡,故乙盒保持不动。
故选:B。
19.4月份我校将举办科技节,小宇想做一个水火箭。他将一个大的塑料饮料瓶顶部做成子弹头形,瓶中装入约的水,瓶口用带有气门芯的橡皮塞塞紧,瓶子两侧装上侧翼。用打气筒通过气门芯向瓶内打气,当气压增大到一定程度时,高压气体将水向下喷射出去,火箭就会向上腾空而起,水火箭从静止变为运动,说明力能改变物体  运动状态  。使水火箭腾飞的施力物体是  水  ,小宇想,神舟十三号上的三位宇航员预计在4月16日左右乘坐返回舱返回地面,为了使返回舱不至于高速撞击地面,火箭到达地面附近点火,应向  下  (选填“上”或“下”) 喷气。
【答案】运动状态;水;下。
【分析】力的作用效果:(1)物体发生形变,(2)物体的运动状态发生改变;物体间力的作用是相互的。
【解答】解:水火箭由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态;水火箭升空时,对水施加一个向下的力,物体间力的作用是相互的,水就对火箭施加一个向上的力,火箭就会升空了;返回舱返回地面时,为了使返回舱不至于高速撞击到地面上,因此必须向下喷气,利用这个反冲力减速。
故答案为:运动状态;水;下。
20.据报道,马丁和新西兰科研组发明了喷气式背包,马丁背上此背包飞上5000英尺(1.52公里)高空,并借助降落伞使他最终安全降落在地面上。这次飞行持续大约10分钟,是有史以来最长的一次。据马丁说,喷气式背包很好驾驭,它的飞行原理非常简单,请解释:
(1)喷气式背包向下快速喷气,为什么会使人腾空而起?
(2)若不考虑空气阻力的作用,要使“喷气式背包和人”沿某一方向匀速直线飞行,背包喷出气体的方向如何?为什么?
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)当物体做匀速直线运动时,它处于平衡状态,根据二力平衡的知识判断推力方向和重力方向的关系,进而确定背包的喷气方向。
【解答】答:
(1)喷气式背包向下快速喷气时,背包对喷出的气体施加了一个向下的力,由于物体之间力的作用是相互的,气体对背包(和人)产生了向上的推力,且力能改变物体的运动状态,所以会使背包和人腾空而起。
(2)由于“喷气式背包和人”要保持匀速直线飞行,又因为不计空气阻力,则“喷气式背包和人”所受的重力和推力是一对平衡力。根据二力平衡的条件,则“它”所受推力方向与重力相反(即竖直向上)。又根据物体之间力的作用是相互的,则背包喷出气体的方向应该是竖直向下。
21.阅读材料,回答问题:
嫦娥工程
2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。
嫦娥一号于2007年11月5日进入月球轨道,成功实现绕月飞行,获取了第一幅全月影像图,是中国探月工程“零的突破”,是继人造地球卫星、载人航天飞行取得成功之后,我国航天发展史上的第三个里程碑。
嫦娥二号于2010年10月6日进入环月轨道,详勘了嫦娥三号虹湾预选着陆区,获取了国际最高水平的7米分辨率全月影像图,成功开展日地L2点环绕探测,对图塔蒂斯小行星进行飞越探测。
嫦娥三号于2013年12月14日成功降落在月球虹湾区域,实现我国航天器首次在地外天体软着陆和巡视探测,“玉兔号”的足迹刻在了月球上,标志着探月工程第二部战略目标全面实现。
嫦娥四号于2019年1月3日软着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地的冯 卡门撞击坑,实现人类航天器首次在月球背面软着陆和巡视探测,首次实现月背与地球的中继通信,其着陆区命名为“天河基地”,率先在月背留下了人类印记。
嫦娥五号任务是我国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的工程任务,历时23天,历经11个飞行阶段、6次分离、1次对接,于2020年12月17日,携带着月球样品成功返回地球,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略完美收官。
为了实现“选址正确,落得准确”,嫦娥五号月面探测器先是利用反推发动机向下喷出气体快速减速,然后调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别,避开大的障碍,实现“粗避障”,然后探测器在飞到距离月面100米时悬停,并再次对选定区域进行精确拍照,实现“精避障”,之后再斜向下落向选定的着陆点,在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降,到距离月面较近时关闭发动机,然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆。
12月17日凌晨,离家23天的嫦娥五号回来了。在地球上空,轨道器与返回器分离。随后,返回器以“打水漂”的方式进入大气层。红白相间的降落伞打开,返回器的速度慢了下来。北京时间12月17日1时59分,嫦娥五号返回器着陆在夜色笼罩下的内蒙古四子王旗大草原。返回器中,装有中国从月球采集的1731克的月壤。
根据材料,回答下列问题:
(1)嫦娥五号通过反推发动机向下喷出气体,使其速度减小,说明力可以改变物体的  运动状态  ,还可以说明力的作用是  相互的  ;
(2)探测器飞到距离月面100米时悬停时处于  平衡  状态;(选填“平衡”或“非平衡”)
(3)探测器的四个“脚掌”面积比较大,目的是为了  减小对月面的压强  ;
(4)物体在月球上受到的重力只有地球上的,则1731克月壤在月球上受到的重力约为  2.9  N(保留一位小数,地球上取g=10N/kg)。
【答案】(1)运动状态;相互的;(2)平衡;(3)减小对月面的压强;(4)2.9。
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,力可以改变物体的运动状态、也可以改变物体的形状;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡;
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(4)利用G=mg求1731克月壤在月球上受到的重力。
【解答】解:(1)嫦娥五号通过反推发动机向下喷出气体,由于物体间力的作用是相互的,气体对嫦娥五号向上的作用力,使其速度减小,成功软着陆,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)探测器飞到距离月面100米时悬停,处于静止状态,处于平衡状态;
(3)探测器的四个“脚掌”面积应该比较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月面的压强;
(4)1731克月壤在月球上受到的重力约为G月Gmg1.731kg×10N/kg≈2.9N
故答案为:(1)运动状态;相互的;(2)平衡;(3)减小对月面的压强;(4)2.9。
22.2021年5月15日,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,实现中国航天历史性的突破。
(1)虽然火星大气稀薄,着陆组合体冲入火星大气层后,5千米/秒级别的速度依然导致大气冲击和摩擦产生了巨大的振动和热量,足以熔化大部分金属。通过隔热装置和多种散热手段,着陆组合体的温度依然能保持常温。图甲为着陆组合体部分着陆流程的示意,则隔热装置应安装在  B  (选填“A”或“B”)处。
(2)当着陆组合体的速度骤降到数百米/秒,巨大的降落伞在火星上空约10千米的高度打开。当速度降低到100米/秒以内,降落伞“功成身退”,着陆组合体依靠底部强大的反冲火箭工作进一步减速。随着速度进一步降低,着陆组合体进入悬停避障状态。着陆组合体悬停时(如图乙所示),反冲火箭喷气的方向为  向下  。
(3)着陆组合体总着陆时间只有9分钟左右,也被叫做“恐怖9分钟”。这是因为火星距离地球太遥远(5.5×1010米~4×1011米),如果着陆组合体通过电磁波信号与地面控制中心通信,信号来回至少需要几分钟?(电磁波在真空中传播速度为3×108米/秒)
【答案】(1)B;(2)向下;(3)信号来回至少需要6分钟。
【分析】(1)着陆组合体部分着陆过程中受到摩擦力的作用;
(2)力的作用是相互的,相互作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(3)根据t求得时间。
【解答】解:(1)着陆组合体部分着陆过程中位置B受到的摩擦力大,克服摩擦所做的功多,温度升高快,故隔热装置应安装在B处;
(2)着陆组合体悬停时,因为着陆组合体受到向下的力的作用,故反冲火箭喷气的方向为向下,产生向上的力;
(3)根据速度公式v得,信号来回的至少时间t366.7s≈6min。
故答案为:(1)B;(2)向下;(3)信号来回至少需要6分钟。
23.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  物体间力的作用是相互的  。
(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  水火箭从发射到落地的时间  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  变速直线运动  。
(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  其在空中飞行的时间等于8秒,符合优秀的评价指标  。
【答案】(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。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)根据转换法分析;
(3)从他拍下的照片可以看出,在相同时间内通过的距离不同,根据v分析;
(4)根据图丁中水火箭飞行的时间和评价量表中的标准进行分析。
【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。
24.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  相互  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  瓶内气体的气压  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  250  g时,水火箭水平飞行的距离最远,故猜想Ⅲ是  正确  (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  时间  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  C  (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: 水火箭自身的质量可能会影响水火箭飞行的最大高度  (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)水火箭自身的质量可能会影响水火箭飞行的最大高度。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:(1)瓶内的水向后喷出,水火箭给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水给水火箭一个向前的力,水火箭向前运动。
(2)根据单一变量原则,要探究飞行距离与加水质量的关系时,需要保证其它条件不变,即瓶内的大气压和发射角度要相同;由表中数据可得,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、350g、400g时水火箭水平方向飞行距离在减小,故当加水质量为250g时,火箭水平飞行的距离最远,火箭水平飞行距离随加水质量的增加先增大后减小,故猜想Ⅲ是正确的。
(3)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。
(4)制作的水火箭利用水向下喷的反冲力升空,只有火箭尾翼平衡了,火箭才能飞得直。水火箭中尾翼的主要作用是使水火箭沿直线稳定飞行,故AB不符合题意,C符合题意。
故选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。
故答案为:(1)相互;(2)瓶内气体的气压;250;正确;(3)时间;(4)C;(5)水火箭自身的质量可能会影响水火箭飞行的最大高度。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com) 同舟共理工作室·周承秉
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