资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第4节 空间探索
考点一、火箭
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.制作水火箭
(1)材料与工具
塑料瓶(500mL,2 个)、气门嘴(含气门 芯)、塑料板、彩色卡纸、防水胶带、打孔橡胶 塞、钢直尺、裁纸刀、剪刀、打气筒等。
(2)结构示意图
(3)设计与制作
①“水火箭”头部制作：将塑料板卷成圆锥形并用防水胶带固定，其大小刚好能卡紧带瓶盖的塑料瓶瓶口上沿。用同样的方法制作彩色卡纸圆锥，将其套在塑料板圆锥上，卡 紧并用防水胶带固定。将塑料瓶下端最宽的 地方用剪刀剪开，把底去掉(如图)。
②“水火箭”尾翼制作：切割塑料板，并用 剪刀沿图甲中虚线部分剪开，再交替一前一后 弯成90°,制作四个尾翼。将四个尾翼 用防水胶带对称粘贴到已经去掉底部的另一 个塑料瓶上。
③“水火箭”连接：将“水火箭”头部与带 尾翼的下半部分对接在一起，并用防水胶带固定好。
④“水火箭”喷嘴制作：将气门嘴插入打 孔橡胶塞中，并确保密封性良好(如图乙)。
(4)发射测试
①场地选择：挑选空旷、无障碍物、人员稀少的场地，如学校操场、郊外空地等，确保 发射安全。
②水量调控：水火箭用水量和火箭容气空间有一定比例，最佳水量为火箭容气空间1/4到 2/5间。
③发射角度：水平方向飞行，发射最佳角度在50°到55°之间，可通过控制变量的方法实验确定。
④发射操作：将适量水装入水火箭，安装好橡胶塞，连接到火箭发射器，调整发射角度后进行发射。
⑤安全注意事项：发射时确保火箭和轨道平直一致，严禁朝人发射，围观同学要站到发射手的后方。
(5)数据记录
(6)交流评估
①遇到的问题及解决方法
遇到的问题：a.气密性问题：瓶塞处易漏气。方法：在瓶塞周围缠绕几圈防水胶带，增强密封性。
b.重心不稳：水火箭飞行时摇晃。通过调整尾翼的位置和增加配重，使重心落在合适位置，保证飞行稳定。
改进措施：a.优化箭体形状：将箭体打磨得 更光滑，减少空气阻力，使箭体更接近流线型。
b.升级尾翼：增强尾翼的硬度和稳定性，同时调整尾翼角度，提高飞行姿态的控制精度。
c. 精准控制水量和气压：经过多次实验，确定最佳的水和空气比例，并使用更精确的气压表来控制气压，保证每次发射都能有足够且 稳定的动力。
②水火箭结构包括箭体、尾翼、喷嘴等。“水火箭”向下高速喷出水，利用物体间力的作用是相互的，喷出的水同时给水火箭一个向上的力，使水火箭加速升空。飞得更高的诀窍：优化设计、调好比例、增强气密性等。
③我国科学家研发火箭时，物资匮乏、技术封锁、难题重重，但他们不畏艰难，攻克难 关，其精神值得我们学习传承。
典例1：学校举行火箭模型制作大赛，某项目化小组设计制作了一个以酒精为燃料的模拟火箭发射装置（如图所示）。先用喷雾器在瓶中喷入适量酒精，按下开关，触发点火装置，火箭就可以升空了。如何让火箭模型发射到更高的高度呢 小组同学进行探究实验并获取到如下数据：
序号 箭体质量/克 火箭配重质量/克 燃料质量（喷酒精次数） 发射高度/米
1 80 90 2 1.2
2 80 80 2 1.8
3 80 80 4 2.7
（1）第1、2组实验对照，可以探究　 　对火箭模型发射高度的影响；
（2）根据2、3实验数据得出结论：当火箭配重相同时，　 　，火箭模型发射高度越高；
（3）根据生活经验，你认为火箭模型的发射高度还可能与　 　因素有关。（写出一条）
变式1：某校项目化实验小组的同学利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲所示)，并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。
实验过程：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）水火箭向下喷水，水火箭却向上飞行是由于　 　。
（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0.2s曝光一次，从照片可以看出，水火箭运动情况是　 　(填“匀速”或“变速”)直线运动。
（4）以下是水火箭的部分评价量表：
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≥6s 火箭能顺利升空，在空 中 的上升 时 间13 s≤t<6s 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t<3s或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和时间的关系，请结合评价量表的功能性指标，对该水火箭进行评价并说明理由：　 　。
考点二、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
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。
3.中国空间站组成
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。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。
(1)天和核心舱是空间站的管理和控制中心
发射：2021年4月29日，在文昌航天发 射场由长征五号B 遥二运载火箭发射升空， 标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。
作用：核心舱具备交会对接、转位与停 泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验的各项能力。舱内空间总容积约为 50m , 可支持3名航天员长期在轨驻留。配 置了3个对接口、2个停泊口和1个出舱口。
(2)问天实验舱(中国空间站首个科学实 验舱)
发射：2022年7月24日搭乘长征五号B 遥 三运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空。
作用：主要用于开展空间科学与应用实 验、太空授课等。
(3)梦天实验舱(中国空间站第二个科学 实验室舱)
发射：2022年10月31日搭乘长征五号 B 遥四运载火箭在中国文昌航天发射场发射 升空，11月1日成功对接于天和核心舱前向 端口，11月3日顺利完成转位。
作用：主要用于开展空间科学与应用实验。
(4)载人飞船(神舟系列飞船)负责运送 航天员往返天地
结构组成：采用轨道舱、返回舱、推进舱 组成的三舱方案，返回舱居中。
发射：2003年10月15日神舟五号首次载 人飞行，杨利伟搭乘，使中国成为世界上继美、 俄之后第三个拥有载人航天技术的国家。此后， 神舟系列飞船相继发射，开展空间站相关任务。
(5)货运飞船(天舟系列飞船)承担向空 间站运输物资等任务
发射：2017年4月20日，天舟一号发射成 功，是中国首艘货运飞船。此后，天舟系列飞船 相继发射，不断完善和提升货运能力与技术。
主要用途：一是补给空间站的推进剂消 耗、空气泄漏，运送维修和更换设备，延长空 间站在轨飞行寿命；二是运送航天员工作和 生活用品，保障航天员在轨中长期驻留和工 作；三是运送空间科学实验设备和用品，支持 空间站开展较大规模空间科学实验与应用。
典例1：中国空间站在距离地球400公里的商度自西向东绕地球转动。生活在空间站内的宇航员们除了完成相应的科研和设备维护等工作，他们还在空间站内种植蔬菜、锻炼身体。（注：空间站内处于失重状态，空间站内空气阻力不计。）
（1）天宫中的航天员们锻炼身体，可以选用的健身方式是　 　（选填“拉弹簧拉力器”“举哑铃”或“跳绳”）。
（2）天宫中的航天员，用包有干毛巾的乒乓球拍击打水球，水球会由静止变为运动，这说明　 　（填写力的作用效果），击打出去的水球将做　 　运动。
变式1：2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场发射升空。与此前的天舟系列货运飞船不同，天舟六号经过升级改造，实现了多项突破，其中之一是飞船容积变大，整船的载货能力由6.9吨提高到7.4吨，使天舟六号成为世界现役货物运输能力最大的货运飞船。
（1）天舟六号满载准备发射时，货物受到的重力多大？
（2）在到达入轨轨道后，天舟六号通过6次变轨完成与空间站的交会对接。变轨时天舟六号开启发动机获得推力，说明了力可以改变物体的　 　。
（3）为了给天舟六号腾出后向交会对接口，天舟五号货运飞船于5月5日从空间站组合体分离，转入独立飞行阶段。天舟五号撤离空间站后，逐渐降速，而空间站的运行速度保持不变。此过程中两者的受力情况判断，正确的是
A．天舟五号受力不平衡，空间站受力平衡
B．天舟五号和空间站受力均平衡
C．天舟五号受力平衡，空间站受力不平衡
D．天舟五号和空间站受力均不平衡
考点三、探索月球与火星
1.探索月球
2004年中国开启月球探测工程——“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：又分“绕”“落”“回” 三期，分别对应环绕月球、着陆月球、月球取样 返回的无人探测任务。2007至2020年，5个 嫦娥系列探测器已完成这三期任务。
(2)载人登月阶段：2023年5月启动实 施，总体目标是在2030年前实现载人登陆月 球，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：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.探索火星
(1)命名：2020年4月24日(第五个“中 国航天日”),中国行星探测任务被命名为天问 系列，首次火星探测任务为天问一号。
(2)探测器构成与发射着陆
天问一号探测器由轨道飞行器和火星车 构成。2020年7月23日发射升空，2021年5 月15日祝融号火星车成功着陆火星表面并进 行巡视探测 。
(3)任务成就
实现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。对火 星的表面形貌、土壤特性、物质成分等多方面 进行科学探测，实现了我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。
典例1：阅读下列材料，回答问题。
材料一：火星是和地球最相像的一颗行星，所处的位置在如图甲所示太阳系局部示意图中的某个位置。火星是地球_上人类可以探测的最近的行星，表层具有与地球相近的环境。
材料二：由于不同星球的质量和半径各不相同，所以同一个物体在不同星球上受到的重力并不相等。下表是质量为1 kg的物质在不同星球上受到的重力。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.00
材料三：带着移居火星生活，实现人类真正走出地球的梦想，“天问一号”火星探测器已成功在火星着陆。如图乙所示是质量为5 000 kg的“天问一号”探测器利用YF一36型变推力发动机在火星上空悬停的情景。
（1）结合材料二的信息，计算地球上重力为600 N的宇航员登上月球后所受的重力是多少？
（2）“天问一号”在火星上空悬停时，“天问一号”受到的推力是多少牛？
变式1：2018年5月21日发射嫦娥四号中继星“鹊桥”， 2018年8月15日，中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心，正式启动嫦娥四号任务月球车全球征名活动，并对外公布嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车外观设计构型，并计划于2018年12月发射嫦娥四号探测器。
（1）在嫦娥四号发射后，绕月运行的过程中，“嫦娥四号”的受力情况是　 　。（选填“不受到力的作用”或“受平衡力作用”或“受非平衡力作用”）
（2）在不久的将来，我国的宇航员将登上月球，宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某一时间段内火箭沿虚线方向斜向上做匀速直线运动，如图所示。则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷火方向应该是　 　。
1.天问一号于 2020年7 月 23 日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，天问一号的任务是 (　　)
A．探索月球 B．探索金星 C．探索木星 D．探索火星
2.我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2024年5 月 3 日，嫦娥六号成功发射。嫦娥六号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。
（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　 　(填“相等”或“不相等”)。
（2）火箭上升的作用力来自　 　(填“燃气”或“空气”)。
（3）不久的将来，若我国的航天员登上月球，航天员完成探月任务后乘坐火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动，如图所示。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　 　(填“竖直向下”“火箭运动的反方向”或“水平向左”)。
3.阅读以下材料，回答问题。“天梦一号”巡梦之旅
火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温差很大。自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年7月23日，长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”成功发射，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道。
2021年5月15日，经历了十个月的太空飞行，“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选者陆区。5月22日，“祝融号”（如图2）火星车安全驶离“天问一号”，到达火星表面，开始巡视探测。
（1）天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，其惯性　 　（填“增大”、“不变”或“减小”）；
（2）同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　 　（填“长”或“短”）。
4.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）使火箭箭体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，宁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作匀速直线运动，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")
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第4节 空间探索
考点一、火箭
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.制作水火箭
(1)材料与工具
塑料瓶(500mL,2 个)、气门嘴(含气门 芯)、塑料板、彩色卡纸、防水胶带、打孔橡胶 塞、钢直尺、裁纸刀、剪刀、打气筒等。
(2)结构示意图
(3)设计与制作
①“水火箭”头部制作：将塑料板卷成圆锥形并用防水胶带固定，其大小刚好能卡紧带瓶盖的塑料瓶瓶口上沿。用同样的方法制作彩色卡纸圆锥，将其套在塑料板圆锥上，卡 紧并用防水胶带固定。将塑料瓶下端最宽的 地方用剪刀剪开，把底去掉(如图)。
②“水火箭”尾翼制作：切割塑料板，并用 剪刀沿图甲中虚线部分剪开，再交替一前一后 弯成90°,制作四个尾翼。将四个尾翼 用防水胶带对称粘贴到已经去掉底部的另一 个塑料瓶上。
③“水火箭”连接：将“水火箭”头部与带 尾翼的下半部分对接在一起，并用防水胶带固定好。
④“水火箭”喷嘴制作：将气门嘴插入打 孔橡胶塞中，并确保密封性良好(如图乙)。
(4)发射测试
①场地选择：挑选空旷、无障碍物、人员稀少的场地，如学校操场、郊外空地等，确保 发射安全。
②水量调控：水火箭用水量和火箭容气空间有一定比例，最佳水量为火箭容气空间1/4到 2/5间。
③发射角度：水平方向飞行，发射最佳角度在50°到55°之间，可通过控制变量的方法实验确定。
④发射操作：将适量水装入水火箭，安装好橡胶塞，连接到火箭发射器，调整发射角度后进行发射。
⑤安全注意事项：发射时确保火箭和轨道平直一致，严禁朝人发射，围观同学要站到发射手的后方。
(5)数据记录
(6)交流评估
①遇到的问题及解决方法
遇到的问题：a.气密性问题：瓶塞处易漏气。方法：在瓶塞周围缠绕几圈防水胶带，增强密封性。
b.重心不稳：水火箭飞行时摇晃。通过调整尾翼的位置和增加配重，使重心落在合适位置，保证飞行稳定。
改进措施：a.优化箭体形状：将箭体打磨得 更光滑，减少空气阻力，使箭体更接近流线型。
b.升级尾翼：增强尾翼的硬度和稳定性，同时调整尾翼角度，提高飞行姿态的控制精度。
c. 精准控制水量和气压：经过多次实验，确定最佳的水和空气比例，并使用更精确的气压表来控制气压，保证每次发射都能有足够且 稳定的动力。
②水火箭结构包括箭体、尾翼、喷嘴等。“水火箭”向下高速喷出水，利用物体间力的作用是相互的，喷出的水同时给水火箭一个向上的力，使水火箭加速升空。飞得更高的诀窍：优化设计、调好比例、增强气密性等。
③我国科学家研发火箭时，物资匮乏、技术封锁、难题重重，但他们不畏艰难，攻克难 关，其精神值得我们学习传承。
典例1：学校举行火箭模型制作大赛，某项目化小组设计制作了一个以酒精为燃料的模拟火箭发射装置（如图所示）。先用喷雾器在瓶中喷入适量酒精，按下开关，触发点火装置，火箭就可以升空了。如何让火箭模型发射到更高的高度呢 小组同学进行探究实验并获取到如下数据：
序号 箭体质量/克 火箭配重质量/克 燃料质量（喷酒精次数） 发射高度/米
1 80 90 2 1.2
2 80 80 2 1.8
3 80 80 4 2.7
（1）第1、2组实验对照，可以探究　 　对火箭模型发射高度的影响；
（2）根据2、3实验数据得出结论：当火箭配重相同时，　 　，火箭模型发射高度越高；
（3）根据生活经验，你认为火箭模型的发射高度还可能与　 　因素有关。（写出一条）
【答案】（1）火箭配重质量
（2）燃料质量越大
（3）喷雾器的形状
【解析】由题中表格数据分析解答；影响酒精火箭的发射高度：酒精火箭发射高度可能与喷雾器的形状有关。
【解答】本题考查学生对实验探究中的提出问题和分析处理数据的能力，以及由自然现象概括总结物理规律和原理的能力。
（1）由表中1、2次数据可知，箭体质量和燃料质量不变，火箭的配重是不同的，且火箭配重质量越小，火箭发射高度越大，因此可以探究火箭配重对火箭模型发射高度的影响。
（2）由表中2、3次数据可知，箭体质量和火箭配重质量不变，燃料的质量不同，且燃料质量越大，火箭发射高度越大。
（3）酒精火箭发射高度可能与喷雾器的形状有关。
（1）由表中1、2次数据可知，箭体质量和燃料质量不变，火箭的配重是不同的，且火箭配重质量越小，火箭发射高度越大，因此可以探究火箭配重对火箭模型发射高度的影响。
（2）由表中2、3次数据可知，箭体质量和火箭配重质量不变，燃料的质量不同，且燃料质量越大，火箭发射高度越大。
（3）酒精火箭发射高度可能与喷雾器的形状有关。
变式1：某校项目化实验小组的同学利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲所示)，并进行飞行高度测试实验。水火箭的结构如图乙所示。
实验过程：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）水火箭向下喷水，水火箭却向上飞行是由于　 　。
（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0.2s曝光一次，从照片可以看出，水火箭运动情况是　 　(填“匀速”或“变速”)直线运动。
（4）以下是水火箭的部分评价量表：
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≥6s 火箭能顺利升空，在空 中 的上升 时 间13 s≤t<6s 火箭能顺利升空，在空中的上升时间t<3s或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和时间的关系，请结合评价量表的功能性指标，对该水火箭进行评价并说明理由：　 　。
【答案】（1）喷出的水对火箭产生了一个向上的反作用力
（2）水火箭从发射到落地的时间
（3）变速
（4）优秀；因为根据图丁可知，火箭从发射开始加速，到减速上升到最高点，速度为0，总用时8s，大于6s 的标准
【解析】（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】（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，根据可知，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。
考点二、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
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。
3.中国空间站组成
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。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。
(1)天和核心舱是空间站的管理和控制中心
发射：2021年4月29日，在文昌航天发 射场由长征五号B 遥二运载火箭发射升空， 标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。
作用：核心舱具备交会对接、转位与停 泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验的各项能力。舱内空间总容积约为 50m , 可支持3名航天员长期在轨驻留。配 置了3个对接口、2个停泊口和1个出舱口。
(2)问天实验舱(中国空间站首个科学实 验舱)
发射：2022年7月24日搭乘长征五号B 遥 三运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空。
作用：主要用于开展空间科学与应用实 验、太空授课等。
(3)梦天实验舱(中国空间站第二个科学 实验室舱)
发射：2022年10月31日搭乘长征五号 B 遥四运载火箭在中国文昌航天发射场发射 升空，11月1日成功对接于天和核心舱前向 端口，11月3日顺利完成转位。
作用：主要用于开展空间科学与应用实验。
(4)载人飞船(神舟系列飞船)负责运送 航天员往返天地
结构组成：采用轨道舱、返回舱、推进舱 组成的三舱方案，返回舱居中。
发射：2003年10月15日神舟五号首次载 人飞行，杨利伟搭乘，使中国成为世界上继美、 俄之后第三个拥有载人航天技术的国家。此后， 神舟系列飞船相继发射，开展空间站相关任务。
(5)货运飞船(天舟系列飞船)承担向空 间站运输物资等任务
发射：2017年4月20日，天舟一号发射成 功，是中国首艘货运飞船。此后，天舟系列飞船 相继发射，不断完善和提升货运能力与技术。
主要用途：一是补给空间站的推进剂消 耗、空气泄漏，运送维修和更换设备，延长空 间站在轨飞行寿命；二是运送航天员工作和 生活用品，保障航天员在轨中长期驻留和工 作；三是运送空间科学实验设备和用品，支持 空间站开展较大规模空间科学实验与应用。
典例1：中国空间站在距离地球400公里的商度自西向东绕地球转动。生活在空间站内的宇航员们除了完成相应的科研和设备维护等工作，他们还在空间站内种植蔬菜、锻炼身体。（注：空间站内处于失重状态，空间站内空气阻力不计。）
（1）天宫中的航天员们锻炼身体，可以选用的健身方式是　 　（选填“拉弹簧拉力器”“举哑铃”或“跳绳”）。
（2）天宫中的航天员，用包有干毛巾的乒乓球拍击打水球，水球会由静止变为运动，这说明　 　（填写力的作用效果），击打出去的水球将做　 　运动。
【答案】（1）拉弹簧拉力器
（2）力可以改变物体的运动状态；匀速直线
【解答】(1)航天员可以选用的健身方式是拉弹簧拉力器，因为弹力与是否失重无关；
(2)球拍击打水球，水球反弹回去，说明力可以改变物体的运动状态。由牛顿第一定律可知，击打出去的水球将做匀速直线运动。
变式1：2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场发射升空。与此前的天舟系列货运飞船不同，天舟六号经过升级改造，实现了多项突破，其中之一是飞船容积变大，整船的载货能力由6.9吨提高到7.4吨，使天舟六号成为世界现役货物运输能力最大的货运飞船。
（1）天舟六号满载准备发射时，货物受到的重力多大？
（2）在到达入轨轨道后，天舟六号通过6次变轨完成与空间站的交会对接。变轨时天舟六号开启发动机获得推力，说明了力可以改变物体的　 　。
（3）为了给天舟六号腾出后向交会对接口，天舟五号货运飞船于5月5日从空间站组合体分离，转入独立飞行阶段。天舟五号撤离空间站后，逐渐降速，而空间站的运行速度保持不变。此过程中两者的受力情况判断，正确的是
A．天舟五号受力不平衡，空间站受力平衡
B．天舟五号和空间站受力均平衡
C．天舟五号受力平衡，空间站受力不平衡
D．天舟五号和空间站受力均不平衡
【答案】（1）G = mg = 7.4×103kg×10N/kg = 7.4×104N
（2）运动状态
（3）D
【解析】（1）根据公式G=mg计算货物的重力；
（2）力的作用效果包括：①改变物体的形状；②改变物体的运动状态；
（3）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】（2）变轨时天舟6号的速度和运动方向都会发生改变，即说明力可以改变物体的运动状态。
（3）天舟五号撤离空间站后，逐渐减速，即它的运动状态不断改变；空间站围绕地球公转时，运动轨迹为曲线，即它的运动状态不断改变，那么二者都没有处于平衡状态，因此受力都不平衡，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
考点三、探索月球与火星
1.探索月球
2004年中国开启月球探测工程——“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：又分“绕”“落”“回” 三期，分别对应环绕月球、着陆月球、月球取样 返回的无人探测任务。2007至2020年，5个 嫦娥系列探测器已完成这三期任务。
(2)载人登月阶段：2023年5月启动实 施，总体目标是在2030年前实现载人登陆月 球，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：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.探索火星
(1)命名：2020年4月24日(第五个“中 国航天日”),中国行星探测任务被命名为天问 系列，首次火星探测任务为天问一号。
(2)探测器构成与发射着陆
天问一号探测器由轨道飞行器和火星车 构成。2020年7月23日发射升空，2021年5 月15日祝融号火星车成功着陆火星表面并进 行巡视探测 。
(3)任务成就
实现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。对火 星的表面形貌、土壤特性、物质成分等多方面 进行科学探测，实现了我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。
典例1：阅读下列材料，回答问题。
材料一：火星是和地球最相像的一颗行星，所处的位置在如图甲所示太阳系局部示意图中的某个位置。火星是地球_上人类可以探测的最近的行星，表层具有与地球相近的环境。
材料二：由于不同星球的质量和半径各不相同，所以同一个物体在不同星球上受到的重力并不相等。下表是质量为1 kg的物质在不同星球上受到的重力。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.00
材料三：带着移居火星生活，实现人类真正走出地球的梦想，“天问一号”火星探测器已成功在火星着陆。如图乙所示是质量为5 000 kg的“天问一号”探测器利用YF一36型变推力发动机在火星上空悬停的情景。
（1）结合材料二的信息，计算地球上重力为600 N的宇航员登上月球后所受的重力是多少？
（2）“天问一号”在火星上空悬停时，“天问一号”受到的推力是多少牛？
【答案】（1）m=G/g地 = 600 N/(10 N/kg)=60 kg
G=m×g月=60 kg×1.62 N/kg=97.2 N
（2）F=G=m'g火=5 000 kg×3.76 N/kg=18 800 N
【解析】（1）根据计算质量，然后 根据G=m×g月得出月球上的重力；
（2）根据静止受力平衡计算。
变式1：2018年5月21日发射嫦娥四号中继星“鹊桥”， 2018年8月15日，中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心，正式启动嫦娥四号任务月球车全球征名活动，并对外公布嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车外观设计构型，并计划于2018年12月发射嫦娥四号探测器。
（1）在嫦娥四号发射后，绕月运行的过程中，“嫦娥四号”的受力情况是　 　。（选填“不受到力的作用”或“受平衡力作用”或“受非平衡力作用”）
（2）在不久的将来，我国的宇航员将登上月球，宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某一时间段内火箭沿虚线方向斜向上做匀速直线运动，如图所示。则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷火方向应该是　 　。
【答案】（1）受非平衡力作用
（2）与月球表面垂直向下(或竖直向下)
【解析】（1）物体在平衡力的作用下保持平衡状态，在非平衡力的作用下，运动状态发生改变；
（2）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】（1）由题意可知，嫦娥五号绕月的过程中，其速度和方向是变化的，即运动状态发生了改变，因此其受到的一定是非平衡力的作用；
（2）在月球表面上，以月球为参照物，火箭虽然是沿斜向上方向运动，但是做的是匀速直线运动，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，只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，为得到竖直向上的力，所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的方向施加，即与月球表面垂直向下。
1.天问一号于 2020年7 月 23 日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，天问一号的任务是 (　　)
A．探索月球 B．探索金星 C．探索木星 D．探索火星
【答案】D
【解析】天问一号探测器升高，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，使我国称为第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
【解答】天问一号的任务是探索火星，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰等进行探索。
故答案为：D。
2.我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2024年5 月 3 日，嫦娥六号成功发射。嫦娥六号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。
（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　 　(填“相等”或“不相等”)。
（2）火箭上升的作用力来自　 　(填“燃气”或“空气”)。
（3）不久的将来，若我国的航天员登上月球，航天员完成探月任务后乘坐火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动，如图所示。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　 　(填“竖直向下”“火箭运动的反方向”或“水平向左”)。
【答案】（1）不相等
（2）燃气
（3）竖直向下
【解析】（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】（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。
3.阅读以下材料，回答问题。“天梦一号”巡梦之旅
火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温差很大。自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年7月23日，长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”成功发射，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道。
2021年5月15日，经历了十个月的太空飞行，“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选者陆区。5月22日，“祝融号”（如图2）火星车安全驶离“天问一号”，到达火星表面，开始巡视探测。
（1）天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，其惯性　 　（填“增大”、“不变”或“减小”）；
（2）同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　 　（填“长”或“短”）。
【答案】（1）不变（2）长
【解析】惯性不是力，不能给物体作用，大小只和质量有关。滑动摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关，粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大，滑行距离越近。
【解答】（1）惯性只跟质量有关，天问一号探测器从地球运动到火星的过程中，质量不变，则其惯性不变。
（2）根据文意，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，则物体在火星上对火星表面的压力小，摩擦力小，则在火星上滑行的距离会比地球上长。
4.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）使火箭箭体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，宁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作匀速直线运动，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")
【答案】（1）不相等（2）燃气（3）竖直向下
【解析】（1）根据力与运动的关系分析；
（2）根据相互作用力的知识分析判断；
（3）根据二力平衡的条件和相互作用力的知识分析判断。【解答】（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。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑