胡光學

基礎過關

1．2022年8月5日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，運用長征二號F運載火箭，成功發(fā)射一型可重復使用的試驗航天器，如圖1所示是火箭發(fā)射時的現(xiàn)場畫面。火箭向下噴射氣體，氣體將火箭托向太空。在此過程中，燃料燃燒將? ? ?能轉(zhuǎn)化為? ? ? ? ?能；空氣向下噴射的同時，火箭被空氣向上托起，說明? ? ? ? ?。

2. 我國新一代載人飛船具有可重復使用的特點，返回艙預計能夠重復飛行10次。如圖2所示是近地軌道運載能力為8.8噸的長征二號F運載火箭升空情景，它可以將航天器送入2000km的預定軌道，其最大做功可達? ? ? ? ?J（g取10N/kg）。若航天器在預定軌道上向地面發(fā)射信號，至少經(jīng)過? ? ? ? ? ?s才能被地面監(jiān)測儀器接收。（計算結果保留兩位小數(shù)）

3.當航天器返回地面時，為了能夠減少飛船在大氣層因高速摩擦產(chǎn)生的熱量所帶來的破壞，科研人員一般會在火箭外部涂一層特殊的固體材料（燒蝕層）。如圖3所示，當這種材料在? ? ? ? ?成氣體時，會? ? ? ? ?大量的熱量，以保護火箭有用的部分不被燃燒。

能力提升

4.長征二號F運載火箭由箭體結構系統(tǒng)、動力裝置系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)等共10個系統(tǒng)組成。如圖4所示，運載火箭的助推器、芯級第一級、芯級第二級、整流罩、逃逸塔等箭體結構組成了火箭的“身體”。當燃燒劑完全燃燒后芯級將自動拋棄，此時火箭整體的質(zhì)量減小，? ? ?也會減小。此時飛船已完全處于太空，經(jīng)過一系列姿態(tài)調(diào)整后會進入預定軌道繞地轉(zhuǎn)動。飛船繞地轉(zhuǎn)動的過程中，其運動狀態(tài)? ? ? ? ；飛船的機械能? ? ? ?（以上兩空均選填“改變”或“不變”）

提分錦囊

1．燃料燃燒時，內(nèi)部的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高溫高壓的氣體向下噴射。同時由于物體間力的作用是相互的，氣體對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，將火箭推上太空。

2.根據(jù)做功的公式可以計算出火箭的最大做功：W=Fs=Gh=mgh=8.8×103kg×10N/kg×2×106m=1.76×1011J。由于航天器發(fā)射的信號為電磁波信號，其傳輸速度為3×108m/s，根據(jù)速度的計算公式：v=s/t，t=s/v=2×106m/（3×108m/s）=6.67×10-3s

3.固體材料直接變成氣體屬于升華現(xiàn)象，同時會吸收大量的熱，以此保護火箭不被燒毀。

4.飛船的質(zhì)量減小，其慣性也會減小。飛船在圍繞地球轉(zhuǎn)動過程中，由于受到地球的引力，其運動狀態(tài)時刻改變。同時飛船在太空中沒有空氣阻力，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒不變。

答案：

1.化學；內(nèi)；物體間力的作用是相互的

2.1.76×1011J；6.67×10-3s

3.升華；吸收

4.慣性；改變；不變

（作者單位：沈陽市南昌初級中學）