资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
核心素养
科学观念：了解火箭的发展历程，认识到人类对空间探索的持续努力；掌握火箭升空的动力原理，多级火箭的设计原因和结构特点。认识中国空间站、月球探测工程和火星探测任务的基本情况，理解空间探索活动与科学技术发展的关系。
科学思维：通过参与气球喷气的探索活动，观察气球的运动情况，分析其动力来源，培养从实验现象中提炼科学原理的观察与分析能力。理解中国载人航天工程“三步走”战略、嫦娥工程三阶段等规划的逻辑结构，理解各阶段任务之间的递进关系和内在联系。
探究实践：通过小活动，了解火箭长空的原理和动力来源；通过图片、事件查阅等，了解我国航天发展的强劲势头；
态度责任：了解我国长征五号火箭、嫦娥四号着陆器等航天成就，增强民族自豪感和责任感，认识到空间探索对人类发展的重要意义。感受中国航天事业从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程，激发民族自豪感和爱国主义情怀。
【课前预习】
1.火箭的工作原理——力的作用是相互的
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。
2.火箭的工作过程
火箭飞行时，燃料仓空了若不扔掉会成 为负担。多级火箭就是把空燃料仓分离扔掉， 让火箭飞得更高更远。
多级火箭一般有三级，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。
我国用于发射神舟系列飞船的长征二 号、长征五号系列火箭均是多级火箭。长征五号运载火箭(“胖五”)是我国目前推力最大、 运载能力最强的运载火箭。
3.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。
4.空间站发展战略
第一步：发射载人飞船(即神舟系列飞 船)。建成初步配套的试验性载人飞船工程， 开展空间实验。
第二步：突破载人飞船和空间飞行器的 交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发 射一个空间实验室。解决有一定规模的、短期 有人照料的空间应用问题。
第三步：建造载人空间站。解决较大 规模的、长期有人照料的空间应用问题。至 2022年11月，中国空间站全面建成。6名航 天员可以同时在轨开展科学研究。
【课中研学】
自古以来，人们一直梦想着有朝一日能在太空中遨游。尽管太阳系中的行星和卫星要比其他恒星距离我们近得多，但是它们离我们的距离仍然很远。
如何才能到达那么远的行星上？
1、火箭的历史探索
（1）古代尝试
14 世纪末，我国能工巧匠万户利用自制火箭驱动“飞船”升空飞行。
（2）现代发展
·19 世纪60年代，法国著名科幻作家凡尔纳设想用大炮将一艘宇宙飞船发射到月球。
·20世纪，科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或到达太阳系的某些行星。
探索活动
（1）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右方，松开吹气口，观察气球的运动情况，感受气球喷出的空气所产生的力。
（4）重复步骤 2 和 3。
（5）分析气球运动的动力来源。
推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。因为物体间力的作用是相互的，气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时，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前进。
2、火箭的动力原理
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）设计原因
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，可以使火箭飞得更高、更远。为此，科学家研制出多级火箭。
（2）结构特点
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）中国多级火箭
我国目前用于发射神舟系列飞船的长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭，特别是被人们亲切地称为“胖五”的长征五号运载火箭，是我国目前推力最大、运载能力最强的运载火箭。
科学阅读：万户与古代火箭
我国明朝时期的万户，本名陶成道，是世界上利用火箭升空的第一人。他设计并制造了一种“飞龙”火箭，这种火箭用引信点燃后，可飞行约1km，万户试图用火箭做空中飞行。一天，他坐在带有两只大风筝的木质 “飞船”（椅子）里，“飞船”的周围绑上47支“飞龙”火箭，设想等火箭升空后就用风筝飞行“飞龙”将万户带上天空，但不久“飞船”就坠落到山脚，万户为此献出了生命。1970年，国际天文学联合会用他的名字命名了月球背面的一座环形山，以纪念这位火箭飞行的先驱者。
工程实践
（1）器材：可乐瓶，剪刀，小刀，木塞，球类气针，圆珠笔芯，订书机，双面胶，彩色装饰纸，火箭发射器。
（2）制作：根据小组讨论确定的设计方案，制作水火箭。
（3）发射：选择一个空旷的场地，对水火箭进行发射试验。
（4）记录：把测试情况填入表。
（5）展示交流：分析优点和不足，进一步改进和优化水火箭。
一、中国空间站
1、空间站的作用
（1）促进科技发展
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、生命科学等空间技术的发展，辐射带动相关领域技术创新。
（2）提升国防实力
空间站也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、中国航天工程三步走战略
1992年9月21日，我国政府决定实施载人航天工程，确定了三步走的发展战略。
（1）第一步——载人飞船阶段
发射载人飞船（即神舟系列飞船），建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间实验。
（2）第二步——空间实验室阶段
突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。
（3）第三步——空间站建设阶段
建造载人空间站，解决较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。至2022年11月，中国空间站全面建成，6名航天员可以同时在轨开展科学研究。
3、中国空间站的组成
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。
科学拓展：说明力和运动关系的 “太空抛物” 实验
2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”开课，“太空教师”王亚平、叶光富演示了“太空抛物”实验。如图所示，在空间站里，王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件，“冰墩墩”被抛出后几乎不受外力作用影响，接连几个“空翻”画出一条直线径迹，保持近似的匀速直线运动，最后稳稳地站在叶光富的手中。“太空抛物”实验展示了牛顿第一定律所描述的现象。
思考与讨论：在中国空间站上可以开展许多科学实验，很多国家申请希望和我国共同开发利用空间站，一起来探索宇宙的奥秘。面对这样的申请，你的态度如何？为什么？
二、探索月球和火星
1、嫦娥工程
2004年，我国开启月球探测工程——“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。
（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、天问系列
（1）任务概况
2020年4月24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。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，祝融号火星车于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。
（2）成就
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。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。
到目前为止，人类的航天探测器已经访问了几乎所有的太阳系行星，帮助科学家解开了太阳系的许多奥秘。它们还探测了许多卫星、小行星和彗星，这些探测器收集的信息给科学家带来了许多新的发现，让人类对不同行星及其周围的环境有了新的认识。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．2021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
（1题图） （2题图）
2．2021年5月“祝融号”火星车在火星着陆，开始对这颗红色星球展开实地探索。与地球相比，火星上的陨石坑更多更大的原因是（）
A．火星表面没有液态水
B．火星的公转周期比地球的公转周期长
C．火星和太阳的距离比地球和太阳的距离更远
D．火星表面大气密度比地球表面大气密度小得多
3．关于中国空间站的轨道参数和功能，下列选项中描述正确的是（）
A．轨道倾角为30度，主要承担军事监测任务
B．设计寿命20年，可扩展为200吨级八舱组合体
C．轨道高度400～450公里，用于开展大规模空间科学实验
D．各飞行器不具备独立的飞行能力，只有与核心舱组合才能够飞行
4．校园科技节开展了水火箭的项目化学习研究：
【项目主题】制作一个一级水火箭
【项目内容】在瓶内装入一定量的水，再用带有阀门的瓶塞将瓶口塞住，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，打开阀门，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。
【项目实施】制作水火箭准备的材料清单如下：饮料瓶、带阀门的金属管、彩纸、玻璃胶、降落伞材料、棉线、密封胶。
制作好如图甲的水火箭后，试飞时控制其它条件不变，项目组不断改变装水量占瓶内容量的比例，记录多组升空高度的数据，如下表所示：
装水量占瓶内容量的比例 1/5 1/4 1/3 1/2 2/3
升高的高度 26m 30m 35m 24m 15m
【项目评价】
等级 优秀 良好 待改进
指标 能升空，高度不低于30m；稳定性好，落地后水火箭主体完好，能反复回收使用 能升空，高度低于30m，但高于20m；稳定性好，落地后水火箭主体基本完好，简单加固后能再次使用 能升空，高度低于20m；稳定性差，落地后水火箭主体受损，且无修复价值
请结合以上材料，回答以下问题：
（1）使水火箭升空的施力物体是　 　。
（2）根据实验得到的数据，项目组可得到的结论是　 　。
（3）图乙是某小组制作的水火箭，其水量约占火箭容积的1/3。根据项目评价量表该水火箭被评为待改进。请结合材料清单对水火箭进行改进，使其等级能接近或达到良好指标 (写出一条)。
5．2021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。
【课后练习】
1．2024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
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．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
4．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
5．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，科学社团的同学们制作了如图甲所示的水火箭。如图乙所示为水火箭的简易原理图，使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭底部向下快速喷出，从而使水火箭升空。结合题中信息判断，下列说法中正确的是（　　）
A．用力打气，瓶体膨胀起来，说明力可以改变物体的运动状态
B．水火箭向下喷水的过程中，水火箭对水向下的力大于水对水火箭向上的力
C．水火箭向下喷水的过程中，水火箭的惯性减小
D．水火箭喷完水后，若所受的力全部消失，则它将静止不动
6．如图是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是（　　）
A．采用多级火箭，上升过程中速度不变
B．火箭升空时受到平衡力的作用
C．火箭升空利用了力的作用是相互的
D．火箭升空时受到惯性力的作用
7．继“嫦娥”“玉兔”“北斗”“神舟”之后，“祝融”也成功奔向外太空，在飞行近10个月之后，“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，首次在火星上留下了中国人的印记，并在2021年5月17日8时通过环绕器传回火星车遥测数据。下列说法中，不正确的是（　　）
A．火星车对火星表面的压力是由火星车车轮发生形变产生的
B．当火星车做匀速直线运动时，受到的摩擦力和牵引力是一对平衡力
C．火星车登上火星后，由于所受引力变小，所以其惯性也变小
D．与在地球上相比，火星车对火星表面的压强变小了
8．几十年来，我国航天事业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。下列说法中，不正确的是（　　）
A．中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块
B．中国载人航天工程三步走战略的第三步目标是建造载人空间站
C．梦天实验舱是中国空间站首个科学实验舱，主要用于开展空间科学与应用实验
D．“天宫一号”与“神舟八号”交会对接标志着中国载人航天工程三步走战略第二步的完成
9．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”).
10．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　 　。
11．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）。
12．2023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____。
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　 　。
13．2021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
14．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
15．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1-2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：　 　。
参考答案
课堂练习
1．【答案】B
【知识点】人类对月球和火星的探测；中国的航天事业
【解析】【分析】A、根据地球自转和公转知识分析；
B、根据太空大气压的特点分析；
C、根据力的作用分析；
D、根据大气分层知识分析。
【解答】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。
故答案为：B。
2．【答案】D
【知识点】人类对月球和火星的探测；中国的航天事业
【解析】【分析】火星是太阳系八大行星之一，火星大气远比地球的稀薄，所以陨石下落过程中受到的空气阻力非常小，据此分析。
【解答】太空中飞行的陨石接近火星时，被火星吸引而下落，撞击火星表面形成陨石坑。由于火星空气密度太小，陨石下落过程中空气阻力接近为零，所以对火星表面的撞击力特别大，造成火星上的陨石坑更多更大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
3．【答案】C
【知识点】人类对月球和火星的探测；中国的航天事业
【解析】【分析】A、根据中国空间保存进入下一题站的主要作用来分析；
B、根据中国空间站的寿命为10年来分析；
C、根据中国空间站的主要任务来分析；
D.根据中国空间站中的飞行器的作用来分析。
【解答】A、中国空间站轨道倾角约为42-43度，并非30度，并且中国空间站主要用于开展空间科学实验、技术验证以及科普教育等和平用途，不是主要承担军事监测任务。所以选项A错误。
B、中国空间站设计寿命为10年，并非20年；总重量可达180吨左右，不是可扩展为200吨级八舱组合体。所以选项B错误。
C、中国空间站轨道高度为400-450公里，其主要任务之一就是开展大规模空间科学实验，该选项关于轨道高度和功能的描述是正确的。所以选项C正确。
D、中国空间站各飞行器既是独立的飞行器，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协同工作。并非各飞行器不具备独立飞行能力，只有与核心舱组合才能够飞行。所以选项D错误。
故答案为：C。
4．【答案】（1）水
（2）当其他条件相同时，随着装水量的增加，水火箭升空高度先变大后边小（或装水量达1/3时，升空高度最大）
（3）给水火箭加装降落伞
【知识点】力的作用是相互的；水火箭模型
【解析】【分析】相互性（相互作用力）：任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。
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】 （1）使水火箭升空的施力物体是瓶内被压缩的气体和水。当打开阀门时，瓶内的水在压缩气体的压力作用下向下喷出，根据力的作用是相互的，水和气体对火箭产生向上的反作用力，从而使水火箭升空。
（2）根据实验得到的数据，项目组可得到的结论是：在一定范围内，随着装水量占瓶内容量比例的增加，水火箭升高的高度先增加后减小，当装水量占瓶内容量的比例为时，水火箭升空高度最高。
（3）改进方法：可以使用密封胶对水火箭的各个连接部位进行更严密的密封，防止飞行过程中出现漏气、漏水现象，以提高水火箭的稳定性和性能，使其更接近或达到良好指标。
5．【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
【知识点】太阳系的组成；人类对宇宙的认识；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】 （1）火星上拥有大气、水源和有机物存的迹象，火星上有的四季变化；
（2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的，力可以改变体运动状态。
【解答】 （1）火星上拥有大气；
（2）火星车着陆过程中的减速原理：第一阶段，火星车在进入火星大气层以后首先借助火星大气进行气动减速，阻力主要是大气摩擦力；第二阶段，打开降落伞进行伞系减速，使其速度降至100米/秒；第三阶段，通过反推发动机进行减速，由大气减速阶段进入动力减速阶段，该阶段反推发动机向下喷火由于物体间的作用是相互的，火星车受到一向上反作用力，这个反用力使其速度进步下降为零，从达到悬停。“天问一号”进入悬停阶段，完成精避障和缓速下降后，着陆巡视器在缓冲机构的保护下，抵达火星表面。
课后练习
1．【答案】B
【知识点】密度公式的应用；材料的利用与发展；不同物质的物理性质；中国的航天事业
【解析】【分析】根据题中信息和密度公式进行分析，体积一定时，质量小说明材料的密度小。
【解答】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，故B错误
故答案为：B。
2．【答案】A
【知识点】科学探究的基本环节；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】存在主观判断的问题不属于科学问题。
【解答】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。
故答案为：A。
3．【答案】C
【知识点】月球的概况；行星及其卫星；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】月球是地球的卫星，火星与地球一样，都属于行星。
【解答】A、火星是行星，故A错误；
B、目前未发现月球和火星有大量液态水，故B错误；
C、月球和火星质量小于地球，引力更小，故C正确；
D、月球和火星均不发光，靠反射太阳光，故D错误。
故答案为：C。
4．【答案】A
【知识点】质量及其特性；参照物及其选择；力与运动的关系；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】运动和静止是相对的，物体与参照物之间的空间位置没有发生改变，则物体是静止的，物体与参照物之间的空间位置发生改变，则物体是运动的。
【解答】对接时两物体位置不变化，即相对静止，才能顺利对接。
故答案为：A。
5．【答案】C
【知识点】力的作用效果；力的作用是相互的；牛顿第一定律；惯性；水火箭模型
【解析】【分析】由牛顿第一定律可知，一切物体在不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。
相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
【解答】A、瓶体膨胀是由于内部气压增大导致形变，属于力改变物体的形状，而非运动状态，故A错误；
B、水火箭对水的力和水对水火箭的力属于相互作用力，大小相等、方向相反，故B错误；
C、惯性大小与质量有关，水火箭质量减小，所以惯性减小，故C正确；
D、水火箭喷完水后仍在运动，若所受的力全部消失，它将保持匀速直线运动而非静止，故D错误。
故答案为：C。
6．【答案】C
【知识点】机械运动的分类；力的作用是相互的；惯性；平衡状态的判断；火箭模型
【解析】【分析】物体受平衡力或不受力时，运动状态不会发生改变，将保持静止或做匀速直线运动。
【解答】A、火箭在上升过程中，燃料燃烧产生推力，速度是不断增加的（尤其是在多级火箭中，每一级点火后速度会显著提升），故A错误；
B、火箭升空时运动状态发生改变，说明受非平衡力的作用，故B错误；
C、火箭向下喷出气体时，气体会对火箭施加一个大小相等、方向相反的反作用力（推力），推动火箭上升，利用了力的作用是相互的，故C正确；
D、惯性不是力，不能给物体作用，故D错误。
故答案为：C。
7．【答案】C
【知识点】惯性；平衡力的辨别；弹力；增大或减小压强的方法；中国的航天事业
【解析】【分析】平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
由可知，压力越大，受力面积越小，压强越大。
【解答】A、压力是由物体发生形变而产生的弹力。火星车对火星表面的压力是由于车轮受到火星引力作用而发生形变，从而对火星表面施加压力，故A正确，不符合题意；
B、根据牛顿第一定律，物体做匀速直线运动时，受力平衡。火星车匀速运动时，牵引力和摩擦力大小相等、方向相反，是一对平衡力，故B正确，不符合题意；
C、惯性是物体保持原有运动状态的性质，只与质量有关，与引力无关。虽然火星引力比地球小，但火星车的质量不变，惯性不变，故C错误，符合题意；
D、与在地球上相比，火星车压力减小，受力面积不变，由可知，压强减小，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
8．【答案】C
【知识点】人类对月球和火星的探测；中国的航天事业
【解析】【分析】中国首个空间实验室是“天宫一号”， “天宫一号”与“神舟八号”交会对接标志着中国载人航天工程三步走战略第二步的完成 。
【解答】A、 中国空间站（天宫空间站）的基本构型包括：天和核心舱：空间站的主控舱段，负责空间站的统一管理和控制、 问天实验舱：首个科学实验舱，支持空间科学与应用实验、 梦天实验舱：第二个科学实验舱，进一步扩展实验能力、载人飞船（神舟系列）：用于航天员往返、货运飞船（天舟系列）：用于物资补给，故A正确，不符合题意；
B、中国载人航天工程的三步走战略： 第一步：发射载人飞船（神舟五号，2003年），实现载人航天飞行；第二步：突破交会对接技术（如天宫一号与神舟八号、九号、十号的对接），发射空间实验室； 第三步：建造长期驻留的载人空间站（即天宫空间站），故B正确，不符合题意；
C、问天实验舱是首个科学实验舱，于2022年7月发射、梦天实验舱是第二个实验舱，于2022年10月发射，故C错误，符合题意；
D、“天宫一号”是中国首个空间实验室，与“神舟八号”的对接（2011年）实现了无人交会对接技术、 这是第二步的关键任务之一，标志着第二步的完成（后续还有神舟九号、十号的载人对接），故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
9．【答案】不变；0.09kg；不变
【知识点】质量及其特性；密度及其特性；中国的航天事业
【解析】【分析】质量指的是物体所含物质的多少，其大小与物体的位置、状态等无关。
【解答】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
10．【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
【知识点】水火箭模型
【解析】【分析】（1）根据评价标准和材料本身的性质进行分析，可知棉线和降落伞可以防止或减轻水火箭落地时主体部分受损。
（2）实验变量为发射的角度，可知探究的是发射高度与角度的关系。
（3）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。
【解答】(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。
11．【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
【知识点】力的作用是相互的；水火箭模型
【解析】【分析】（1）相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
（2）根据控制变量法可知，在探究水的质量的影响时，应控制气压和发射角度相同。
（3）实验采用了转换法，用飞行时间来反映飞行的高度。
（4）安装尾翼可以提高水火箭的稳定性。
（5）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、空气阻力等都可能会影响飞行的最大高度。
【解答】（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。
故答案为：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的飞行距离。
12．【答案】（1）B
（2）变小
（3）不能；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
【知识点】惯性；压力的作用效果；大气压强的测量方法；中国的航天事业
【解析】【分析】（1）A苹果落地是因为受到重力的作用；C子弹继续飞行是由于惯性；D瓶子被压扁是由于存在水的压强。
（2）惯性是物体的属性，其大小只和质量有关，质量大，惯性大。
（3）托里拆利实验的原理利用液体压强等于大气压强来测量气压大小的，在太空中液体处于失重状态，液体压强是由于液体受到重力，可知不能利用托里拆利实验测量压强大小。
【解答】(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
故答案为：B。
(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
13．【答案】（1）D
（2）F＞G
（3）不可见光；AB
（4）C
【知识点】紫外线、红外线；速度公式及其应用；力与运动的关系；地球公转；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】（1）根据题中关于火星的描述和地球公转的时间、地球平均温度及大气成分进行分析判断。
（2）力是改变物体运动状态的原因，当合力的方向与物体运动方向相反时，物体做减速运动。当合力的方向与物体运动的方向相同时，物体做加速运动。
（3）紫外线和红外线肉眼都无法看见。
（4）根据速度的变式：时间等于路程除以速度进行计算注意单位换算。
【解答】（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错误。
故答案为：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。
故答案为：AB。
（4）根据t760s≈12min。
故答案为：C。
14．【答案】（1）③①②⑥④⑤
（2）C
（3）B
（4）二；制作成本
（5）B
【知识点】工程方案设计；人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】（1）在设计时要先，明确问题，再根据问题提出设计方案，实施计划制作模型，接着检验产品，并对产品进行改进和完善，最后发布成果。
（2）结合实际情况进行分析，可知最合适的是通过查阅资料获取信息。
（3）太阳能尺寸更大，可以接收更多的太阳能，转化更多的电能为祝融号所用。
（4）将各组的分数进行汇总，得分最高的一组为制作模型最好的一组。
（5）模型不论成功与否，都是有意义的，都能为火星车模型的改进提供参考。
【解答】(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)A、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，故A错误；
B、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，故B错误；
C、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，故C正确；
D、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，故D错误。
故答案为：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。、
故答案为：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)A、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，故A错误；
B、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，故B正确；
C、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，故C错误；
D、“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，故D错误。
故答案为：B。
15．【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。
【知识点】水火箭模型
【解析】【分析】（1）相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
（2）根据水火箭飞行距离的影响因素进行提出建议，例如选择合适的发射角度等。
【解答】（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。
故答案为：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。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
核心素养
科学观念：了解火箭的发展历程，认识到人类对空间探索的持续努力；掌握火箭升空的动力原理，多级火箭的设计原因和结构特点。认识中国空间站、月球探测工程和火星探测任务的基本情况，理解空间探索活动与科学技术发展的关系。
科学思维：通过参与气球喷气的探索活动，观察气球的运动情况，分析其动力来源，培养从实验现象中提炼科学原理的观察与分析能力。理解中国载人航天工程“三步走”战略、嫦娥工程三阶段等规划的逻辑结构，理解各阶段任务之间的递进关系和内在联系。
探究实践：通过小活动，了解火箭长空的原理和动力来源；通过图片、事件查阅等，了解我国航天发展的强劲势头；
态度责任：了解我国长征五号火箭、嫦娥四号着陆器等航天成就，增强民族自豪感和责任感，认识到空间探索对人类发展的重要意义。感受中国航天事业从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程，激发民族自豪感和爱国主义情怀。
【课前预习】
1.火箭的工作原理——力的作用是相互的
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。
2.火箭的工作过程
火箭飞行时，燃料仓空了若不扔掉会成 为负担。多级火箭就是把空燃料仓分离扔掉， 让火箭飞得更高更远。
多级火箭一般有三级，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。
我国用于发射神舟系列飞船的长征二 号、长征五号系列火箭均是多级火箭。长征五号运载火箭(“胖五”)是我国目前推力最大、 运载能力最强的运载火箭。
3.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。
4.空间站发展战略
第一步：发射载人飞船(即神舟系列飞 船)。建成初步配套的试验性载人飞船工程， 开展空间实验。
第二步：突破载人飞船和空间飞行器的 交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发 射一个空间实验室。解决有一定规模的、短期 有人照料的空间应用问题。
第三步：建造载人空间站。解决较大 规模的、长期有人照料的空间应用问题。至 2022年11月，中国空间站全面建成。6名航 天员可以同时在轨开展科学研究。
【课中研学】
自古以来，人们一直梦想着有朝一日能在太空中遨游。尽管太阳系中的行星和卫星要比其他恒星距离我们近得多，但是它们离我们的距离仍然很远。
如何才能到达那么远的行星上？
1、火箭的历史探索
（1）古代尝试
14 世纪末，我国能工巧匠万户利用自制火箭驱动“飞船”升空飞行。
（2）现代发展
·19 世纪60年代，法国著名科幻作家凡尔纳设想用大炮将一艘宇宙飞船发射到月球。
·20世纪，科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或到达太阳系的某些行星。
探索活动
（1）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右方，松开吹气口，观察气球的运动情况，感受气球喷出的空气所产生的力。
（4）重复步骤 2 和 3。
（5）分析气球运动的动力来源。
推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。因为物体间力的作用是相互的，气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时，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前进。
2、火箭的动力原理
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）设计原因
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，可以使火箭飞得更高、更远。为此，科学家研制出多级火箭。
（2）结构特点
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）中国多级火箭
我国目前用于发射神舟系列飞船的长征二号、长征五号系列火箭都是多级火箭，特别是被人们亲切地称为“胖五”的长征五号运载火箭，是我国目前推力最大、运载能力最强的运载火箭。
科学阅读：万户与古代火箭
我国明朝时期的万户，本名陶成道，是世界上利用火箭升空的第一人。他设计并制造了一种“飞龙”火箭，这种火箭用引信点燃后，可飞行约1km，万户试图用火箭做空中飞行。一天，他坐在带有两只大风筝的木质 “飞船”（椅子）里，“飞船”的周围绑上47支“飞龙”火箭，设想等火箭升空后就用风筝飞行“飞龙”将万户带上天空，但不久“飞船”就坠落到山脚，万户为此献出了生命。1970年，国际天文学联合会用他的名字命名了月球背面的一座环形山，以纪念这位火箭飞行的先驱者。
工程实践
（1）器材：可乐瓶，剪刀，小刀，木塞，球类气针，圆珠笔芯，订书机，双面胶，彩色装饰纸，火箭发射器。
（2）制作：根据小组讨论确定的设计方案，制作水火箭。
（3）发射：选择一个空旷的场地，对水火箭进行发射试验。
（4）记录：把测试情况填入表。
（5）展示交流：分析优点和不足，进一步改进和优化水火箭。
一、中国空间站
1、空间站的作用
（1）促进科技发展
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、生命科学等空间技术的发展，辐射带动相关领域技术创新。
（2）提升国防实力
空间站也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、中国航天工程三步走战略
1992年9月21日，我国政府决定实施载人航天工程，确定了三步走的发展战略。
（1）第一步——载人飞船阶段
发射载人飞船（即神舟系列飞船），建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间实验。
（2）第二步——空间实验室阶段
突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。
（3）第三步——空间站建设阶段
建造载人空间站，解决较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。至2022年11月，中国空间站全面建成，6名航天员可以同时在轨开展科学研究。
3、中国空间站的组成
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。
科学拓展：说明力和运动关系的 “太空抛物” 实验
2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”开课，“太空教师”王亚平、叶光富演示了“太空抛物”实验。如图所示，在空间站里，王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件，“冰墩墩”被抛出后几乎不受外力作用影响，接连几个“空翻”画出一条直线径迹，保持近似的匀速直线运动，最后稳稳地站在叶光富的手中。“太空抛物”实验展示了牛顿第一定律所描述的现象。
思考与讨论：在中国空间站上可以开展许多科学实验，很多国家申请希望和我国共同开发利用空间站，一起来探索宇宙的奥秘。面对这样的申请，你的态度如何？为什么？
二、探索月球和火星
1、嫦娥工程
2004年，我国开启月球探测工程——“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。
（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、天问系列
（1）任务概况
2020年4月24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。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，祝融号火星车于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。
（2）成就
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。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。
到目前为止，人类的航天探测器已经访问了几乎所有的太阳系行星，帮助科学家解开了太阳系的许多奥秘。它们还探测了许多卫星、小行星和彗星，这些探测器收集的信息给科学家带来了许多新的发现，让人类对不同行星及其周围的环境有了新的认识。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．2021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
（1题图） （2题图）
2．2021年5月“祝融号”火星车在火星着陆，开始对这颗红色星球展开实地探索。与地球相比，火星上的陨石坑更多更大的原因是（）
A．火星表面没有液态水
B．火星的公转周期比地球的公转周期长
C．火星和太阳的距离比地球和太阳的距离更远
D．火星表面大气密度比地球表面大气密度小得多
3．关于中国空间站的轨道参数和功能，下列选项中描述正确的是（）
A．轨道倾角为30度，主要承担军事监测任务
B．设计寿命20年，可扩展为200吨级八舱组合体
C．轨道高度400～450公里，用于开展大规模空间科学实验
D．各飞行器不具备独立的飞行能力，只有与核心舱组合才能够飞行
4．校园科技节开展了水火箭的项目化学习研究：
【项目主题】制作一个一级水火箭
【项目内容】在瓶内装入一定量的水，再用带有阀门的瓶塞将瓶口塞住，利用打气筒向瓶内打气，当瓶内气压足够大时，打开阀门，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。
【项目实施】制作水火箭准备的材料清单如下：饮料瓶、带阀门的金属管、彩纸、玻璃胶、降落伞材料、棉线、密封胶。
制作好如图甲的水火箭后，试飞时控制其它条件不变，项目组不断改变装水量占瓶内容量的比例，记录多组升空高度的数据，如下表所示：
装水量占瓶内容量的比例 1/5 1/4 1/3 1/2 2/3
升高的高度 26m 30m 35m 24m 15m
【项目评价】
等级 优秀 良好 待改进
指标 能升空，高度不低于30m；稳定性好，落地后水火箭主体完好，能反复回收使用 能升空，高度低于30m，但高于20m；稳定性好，落地后水火箭主体基本完好，简单加固后能再次使用 能升空，高度低于20m；稳定性差，落地后水火箭主体受损，且无修复价值
请结合以上材料，回答以下问题：
（1）使水火箭升空的施力物体是　 　。
（2）根据实验得到的数据，项目组可得到的结论是　 　。
（3）图乙是某小组制作的水火箭，其水量约占火箭容积的1/3。根据项目评价量表该水火箭被评为待改进。请结合材料清单对水火箭进行改进，使其等级能接近或达到良好指标 (写出一条)。
5．2021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。
【课后练习】
1．2024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
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．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
4．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
5．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，科学社团的同学们制作了如图甲所示的水火箭。如图乙所示为水火箭的简易原理图，使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭底部向下快速喷出，从而使水火箭升空。结合题中信息判断，下列说法中正确的是（　　）
A．用力打气，瓶体膨胀起来，说明力可以改变物体的运动状态
B．水火箭向下喷水的过程中，水火箭对水向下的力大于水对水火箭向上的力
C．水火箭向下喷水的过程中，水火箭的惯性减小
D．水火箭喷完水后，若所受的力全部消失，则它将静止不动
6．如图是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是（　　）
A．采用多级火箭，上升过程中速度不变
B．火箭升空时受到平衡力的作用
C．火箭升空利用了力的作用是相互的
D．火箭升空时受到惯性力的作用
7．继“嫦娥”“玉兔”“北斗”“神舟”之后，“祝融”也成功奔向外太空，在飞行近10个月之后，“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，首次在火星上留下了中国人的印记，并在2021年5月17日8时通过环绕器传回火星车遥测数据。下列说法中，不正确的是（　　）
A．火星车对火星表面的压力是由火星车车轮发生形变产生的
B．当火星车做匀速直线运动时，受到的摩擦力和牵引力是一对平衡力
C．火星车登上火星后，由于所受引力变小，所以其惯性也变小
D．与在地球上相比，火星车对火星表面的压强变小了
8．几十年来，我国航天事业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。下列说法中，不正确的是（　　）
A．中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块
B．中国载人航天工程三步走战略的第三步目标是建造载人空间站
C．梦天实验舱是中国空间站首个科学实验舱，主要用于开展空间科学与应用实验
D．“天宫一号”与“神舟八号”交会对接标志着中国载人航天工程三步走战略第二步的完成
9．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”).
10．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　 　。
11．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）。
12．2023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____。
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　 　。
13．2021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
14．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
15．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1-2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：　 　。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑