北师大版九年级年级全一册10.5火箭同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 10.5 火箭 同步练习
一、单选题
1．关于热机，下列说法正确的是
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．汽油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
D．四个冲程中，做功冲程是唯一一个对外做功的冲程
2．有一种利用玻璃纤维和碳纤维制成的“发热纸“，末端接上电池不久后就会发热，用它可以包装面包等小食品，这种“发热纸”中发生的能量转化是
A．内能转化为电能 B．电能转化为内能
C．化学能转化为电能 D．电能转化为化学能
3．2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是（　　）
A．天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B．天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
4．轻轨大大方便了重庆人民的出行，当轻轨快速通过时人和车厢之间空气流速就会增大，压强就会减小，站台上的人将会感到有力把自己往车厢方向推。因此为了安全，站台上有一条黄线，轻轨进站时，人不能越过黄线。以下实例中，应用了流体压强与流速规律使物体向上运动的是（　　）
A．气球的升空 B．大型客机的升空 C．潜水艇上浮 D．火箭的升空
5．下列关于能量的说法中，正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，将动能转化为重力势能
B．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律
D．烧水过程中壶盖跳起时，机械能转化为内能
6．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面说法中正确的是
A．热机的效率越高，热机的功率就越大
B．热机的效率越高，在单位时间内消耗的燃料越少
C．热机的效率越高，在同样的时间内转化的机械能多
D．热机的效率越高，燃料释放的内能转化为机械能的百分比越大
7．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（　　）
A．电能转化成热能 B．电能转化成机械能
C．机械能转化成电能 D．太阳能转化成机械能
8．如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是
A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能
C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加
9．如图所示是我区职业教育集团校使用的“风光互补”景观照明灯．它头顶“小风扇”，肩扛光电池板，腰挎照明灯，脚踩蓄电池．下列关于这种景观照明灯说法
① 光电池板可将电能转化为光能
② “小风扇”利用风力发电，将机械能转化为电能
③ 蓄电池充电时，将电能转化为化学能
④ 景观照明灯利用的太阳能和风能都属于可再生能源
正确的有
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
10．如图所示长征七号火箭使用的是液氧煤油推进剂，无毒、无污染，清洁环保．下列说法正确的是（ ）
A．“长征七号”上升过程中是动能转化为重力势能
B．“长征七号”上升过程中是燃料通过燃烧释放内能，内能转化为机械能
C．发射场地有大量的水池，是利用水的密度大特性
D．液态煤油的热量大
二、填空题
11．载人登月一直是中国人的梦想，在不久的将来中国人将梦想成真发射飞船的运载火箭自带燃料和氧化剂，它工作时不需要空气，他需要的燃料要求必须在相同质量条件下能够提供更为充足的能量，它的燃料大多使用液氢，是因为液氢的______大。飞船与地面指挥中心是通过______传递信息的。
12．4月20日，我国的大型运载火箭把重达8吨的天舟1号货运飞船从地面送入轨道，这个过程中化学能主要转化为_____；两天后，天舟1号与已经在轨飞行近1年的空间实验室天宫2号成功对接，连为一体，为其送去各种物资补偿，如图，以天宫2号为参照物，天舟1号是_____．
13．2011年9月29日，我国成功发射了“天宫一号”卫星．点火后燃气向后高速喷出，推动运载火箭腾空而起，这个能量转化过程和四冲程汽油机一个工作循环中的______ 冲程相同（选填“压缩”或“做功”）；运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的______ （选填“密度”、“热值”或“比热容”）．
14．请写出下列现象中能量的转化：
煤油燃烧：__
摩擦生热：__
植物进行光合作用：__
15．建设具有国际先进水平的空间站，解决较大规模的 长期有人照料的空间站应用问题，是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标 2020年5月5日18时，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程第三步任务的序幕 如图所示，是火箭首飞时的情景：该火箭起飞后，火箭升空过程中，发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的_______冲程
三、综合题
16．如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的_____推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为_____能．
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．
①该发动机在1s内做功_____J，单缸排量V=_____L．
②在每个做功冲程里，发动机做功W=_____J．
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=_____Pa．（1L=10﹣3m3）
（4）如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=_____，燃气对活塞所做的功W=_____，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=_____，故W=pV．
17．请阅读《嫦娥五号中的物理》并回答。
嫦娥五号中的物理
2020年11月24日4时30分，嫦娥五号探测器在文昌航天发射场成功发射。探测器由俗称“胖五”的长征五号运载火箭送入预定轨道，开启了我国首次地外天体采样的返回之旅。
长征五号运载火箭将嫦娥五号送入轨道，要以几千米每秒的高速穿越大气层。在这么高的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会导致高温，尤其是火箭头部的温度会高达上千摄氏度。火箭之所以能承受如此高的温度，得益于其表面的一种既耐高温又有良好隔热性能的涂层材料。
科学家们在耐高温的有机合成树脂中，添加一些无机填料（如二氧化硅、云母粉、碳硼纤维等）和氧化硒、硫化汞等物质，发明了一种既耐高温又有良好隔热性能的耐烧蚀隔热涂料。把这种涂料喷涂在火箭的外壳上，就形成了一个保护层。当火箭在大气中高速飞行时，涂层中的氧化硒、硫化汞等物质会因受热而由固态直接变成气态，而耐高温有机树脂则形成微孔的碳化层。氧化硒、硫化汞等物质在由固态直接变成气态过程中带走部分热量，而留下的碳化层就像一道隔热的屏障，把外界大部分热量与火箭外壳隔开，从而保证了火箭在高温下高速运行。
2020年12月17日1时59分，嫦娥五号的返回器带着1731克的月壤，在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。
返回器从38万公里之外的月球飞往地球的过程中，相当于从38万公里的高度“掉”向地球，来到地球附近的时候，其速度接近地球的第二宇宙速度（11.2km/s）！返回器以这样高的速度进入大气层，一不小心， 就有可能像流星一样化为青烟。为了克服这一难关， 设计师们决定借助地球大气层这个天然屏障，通过空气摩擦产生的阻力实现减速目的，并提出了一个大胆的方案一半弹道跳跃式再入返回，就像在太空中“打水漂”。返回器先是高速进入大气层，再借助大气层提供的升力跃出大气层，然后再以第一宇宙速度（7.9km/s） 扎入大气层，保证了返回器的顺利着陆。
（1）试分析说明，科学家采用了什么方法，保证火箭在上升过程中，在高温下也能安全运行___________ 。
（2）嫦娥五号返回器从38万千米之外的月球飞往地球，若始终以第二宇宙速度飞行，需要___________ s 到达地球（最后结果保留整数）。
18．今年6月23日上午，我国西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射北斗系统最后一颗组网卫星，北斗系统为推动全球经济发展，和平利用外太空做出了巨大贡献。下图是发射升空图片，请从卫星发射过程中找出你发现的物理现象，以及所涉及的物理知识。
例如：物理现象：火箭与卫星分离后会落回地面
物理知识：受到重力作用
物理现象：______
物理知识：______
19．朱雀二号（ZQ-2）运载火箭是蓝箭航天（蓝箭航天空间科技股份有限公司）完全自主研发、具备自主知识产权的一款中型液体运载火箭系统。配备具有自主知识产权的液氧甲烷低温发动机，也是国内首款液氧甲烷推进剂运载火箭。
(1)液氧甲烷燃料（液氧（-182℃）和甲烷（-162℃））采用先降低温度再进行_____的方式液化而成。朱雀二号发动机_____（选填“属于”“不属于”）热机。
(2)液态甲烷密度为420千克/立方米，低于煤油的840千克/立方米，同等质量/能量燃料需求体积降低很多，84吨液态甲烷比煤油体积增加了_____m3，放出的热量增加了_____J。（液态甲烷热值为5.6 107J/kg，没有热值为4.6 107J/kg）
(3)组装火箭的时候用如图所示装置提升一个100N的部件，所用的拉力为40N，且部件上升过程中动滑轮恰好转过1圈。已知动滑轮周边凹槽的周长C=0.3m，部件上升过程中的拉力所做的总功为_____J，滑轮组的机械效率为_____%。
(4)朱雀二号火箭飞行的速度为7.9km/s，火箭从西向东飞越我国领土上空（东西相距约5200km）的时间为_____h。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
解答：A. 汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴．此选项错误；B. 工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气．此选项错误；C. 汽油机上安装笨重的飞轮，是为了靠它的惯性完成吸气、压缩和排气冲程，不为了提高效率，故C错误；D. 四个冲程中，做功冲程是唯一一个对外做功的冲程，基余冲程靠飞轮的惯性来完成．此选项正确．
点睛：①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③热机工作过程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．
2．B
【详解】
这种发热纸接通电池就会发热，该过程中消耗电能、产生内能，即电能转化为内能，故ACD错误、B正确．
故选B．
3．D
【详解】
ABC．机械能是动能和势能之和，天舟二号货运飞船加速上升过程中，重力势能和动能都增大，机械能变大，是将燃料的内能转化为机械能，故ABC错误；
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变，同步运行，处于相对静止状态，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．气球的升空，是因为气球受到的浮力大于重力，不符合题意；
B．客机的机翼上面凸起，下面平直，客机升空时，流过机翼上方的空气流速大压强小，流过机翼下方的空气流速小压强大，便形成了向上的升力，符合题意；
C．潜水艇上浮，是因为潜水艇受到的浮力大于重力，不符合题意；
D．火箭升空靠喷气发动机产生的动力上升，不符合题意。
故选B。
5．B
【详解】
A．火箭在加速上升的过程中，利用内能做功，将内能转化为动能和重力势能，故A错误；
B．用热水泡脚，内能从热水传递到脚，身体的内能会增加，会感觉暖和，说明内能可以转移，故B正确；
C．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误；
D．壶盖跳起时，売内水蒸气的内能减少，盖获得了机械能，所以是内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A、热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，功率是功与时间的比值，二者没有关系，故A错误；
BCD、热机的效率越高是指燃料释放的内能转化为机械能的百分比越大，故D正确，BC错误．
故选D．
点睛：本题考查了对热机效率物理意义的理解．热机的效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比．要注意其与功率概念的区别．
7．B
【详解】
电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故只有B正确．
8．D
【详解】
AB．火箭升空时，卫星的质量不变，而速度增大，所以动能增大；因为高度增大，所以重力势能增大；因此动能和重力势能都增大；故AB不符合题意；
CD．因为动能增大，重力势能增大，而机械能＝动能＋重力势能，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．B
【详解】
① 光电池板可将光能转化为电能，故错误；
② “小风扇”利用风力发电，将机械能转化为电能，利用了电磁感应原理，正确；
③ 蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存在电池中，说法正确；
④太阳能和风能属于可再生能源，说法正确．
故选B．
10．B
【详解】
A、“长征七号”上升过程中质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，动能没有转化为重力势能；故A错误；
B、“长征七号”上升过程中，利用内能做功，内能转化为动能和机械能；故B正确；
C、发射塔下的大水池盛满了水，这是利用了水的比热容大的特性，升高相同的温度，带走的热量多；故C错误；
D、“长征七号”发动机用液氧煤油做燃料，原因是液氧煤油具有较高的热值，完全燃烧相同质量的该燃料时，可以释放出更多的热量；故D错误．
故选B．
11． 热值 电磁波
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2]电磁波可以在真空中传播，所以飞船与地面指挥中心是通过电磁波进行联系的。
12． 机械能 静止的
（1）燃料燃烧过程是化学能转化为内能，推动火箭做功是内能转化为机械能；
（2）飞船相对于火箭的运动情况，即是以火箭为参照物，去判断飞船的运动状态．
【详解】
大型运载火箭把重达8吨的天舟1号货运飞船从地面送入轨道，这个过程中消耗了化学能，转化为内能，内能再通过火箭转化为机械能，即飞船获得了速度和高度，所以化学能主要转化为机械能；
两天后，天舟1号与已经在轨飞行近1年的空间实验室天宫2号成功对接，连为一体，为其送去各种物资补偿，如图，以天宫2号为参照物，天舟1号与天宫2号没有发生位置的变化，所以是静止的．
13． 做功 热值
【详解】
火箭升空时的能量转化：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把内能转化为火箭的机械能．所以和内燃机的做功冲程的原理相同；
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的其它燃料和氢比较，氢可以释放出更多的热量．
14． 化学能转化为内能 机械能转化为内能 太阳能（或光能）转化为化学能
【详解】
试题分析：煤油燃烧时化学能转化为内能；摩擦生热时机械能转化为内能；植物进行光合作用时太阳能（或光能）转化为化学能．
考点：能量转化
15．做功
【详解】
火箭是利用自身携带的燃料（推进剂），在发动机中燃烧产生高温高压的燃气，内能转化为机械能，故火箭发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的做功冲程。
16． 内 机械 1.2×105 0.5 600 1.2×106 pS pSl Sl
【详解】
试题分析：（1）在内燃机的做功冲程中，是燃气的内能转化为活塞的机械能；
（2）发动机做的功W=Pt，将功率值代入即可求解；
四缸发动机的容量是2.0L，所以每个汽缸的容量是0.5L；
解决此题要知道发动机飞轮每转动两周里做功一次，所以结合表格数据可知，该发动机每分钟可以做功3000次；
（3）结合公式W=pV变形可得P=，将功和单缸排量值代入即可得出答案；
（4）推导公式时需要结合压强公式、功的公式及几何知识进行分析解答．
解：
（1）在做功冲程中，燃气内能对外做功，将内能转化为机械能；
（2）已知输出功率是120kW，所以每秒做功W=1.2×105W×1s=1.2×105J；
由表格信息可知，
①因为转速为6000r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，
所以1s内做功50次，
因为四缸总排量为2.0L，
单缸排量：v=×2.0L=0.5L，
所以发动机在1s内做功1.2×105J，
②因为发动机有四个缸同时工作，
所以每个缸1s内做功：
W=×1.2×105J=3×104J，
因为1s内做功50次，
所以每个做功冲程做功：
W′=×3×104J=600J．
（3）因为W′=pV，V=0.5L=0.5×10﹣3m3，
所以燃气对活塞的压强：
p===1.2×106Pa
（4）由压强公式p=可知，F=PS，
活塞做功W=Fl=pSl，而V=Sl，
所以W=pV；
故答案为（1）内；机械；（2）①1.2×105；0.5；②600；（3）1.2×106；（4）pS；psl；Sl．
【点评】此类综合性的题目，要结合内燃机的四个冲程特点，压强公式及其做功公式，联系几何知识共同解答．
17． 见解析 33929
【详解】
（1）[1]由材料可知，火箭之所以能承受如此高的温度，得益于其表面的一种既耐高温又有良好隔热性能的涂层材料。
（2）[2]嫦娥五号返回器返回到地球所用的时间为
18． 火箭燃料燃烧时会使周围空气温度升高 燃料燃烧将化学能转化为内能
【详解】
[1]火箭燃料燃烧时会使周围空气温度升高。
[2]火箭升空时有燃料燃烧，使化学能转化为内能，通过热传递的方式将能量传给空气，所以空气会吸收热量温度会升高。
19． 压缩体积 属于 100 12 83.3 18.3
【详解】
(1)[1]使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种，运载火箭所用的燃料就是液态的氢和氧是通过采用了先降低温度再压缩体积方式液化。
[2]热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，朱雀二号发动机属于热机。
(2)[3][4]体积增加量为
放出的热量增加为
(3)[5][6]动滑轮转过一圈，绳子自由端移动的距离是动滑轮的一个周长，拉力所做的总功为
动滑轮与3股绳连接，重物上升高度为动滑轮周长的三分之一，有用功为
则滑轮组的机械效率为
(4)[7]朱雀二号飞越我国领土上空所需时间为
答案第1页，共2页
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