北师大版物理九年级上册课时同步训练
第十章 机械能、内能及其转化
第五节 火 箭
自主预习 要点感知
要点 火箭
1. 火箭的工作原理：使用喷气式发动机。燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出，产生很大的反冲力推动机身向前运动。
2. 分类
(1) ：只携带燃料，需要外界空气来助燃，不宜在空气稀薄的空间飞行，所以其飞行高度受限制。
(2) ：携带燃料和氧化剂，不需要依靠外界空气来助燃，所以飞行高度不受限制。
3. 现代火箭的特点
(1)功率巨大、热效率高、可以飞出大气层。
(2)由单级发展为多级，成为星际航行的运载工具。
课后集训 巩固提升
1. 将卫星送入太空的工具是( )
A. 喷气式飞机 B. 火箭 C. 普通飞机 D. 气球
2. 下面有关火箭的说法中，错误的是( )
A. 火箭发动机也是一种热机
B. 火箭发射升空时，既有内能转化为机械能，又有机械能转化为内能
C. 火箭上一般用偏二甲肼作为燃料
D. 火箭发动机属于热机中的内燃机
3. 下列关于火箭的说法正确的是( )
A. 火箭使用的是喷气式发动机，与内燃式发动机的工作原理完全相同
B. 火箭在工作时需要像活塞、螺旋桨等那样的传递结构
C. 火箭是热机的一种，工作时使燃料的化学能转化为火箭的机械能
D. 火箭升空时不需要反作用力推动机身向前运动
4. 关于现代火箭，下列几种说法不正确的是( )
A. 火箭可以用来发射人造卫星及探测仪器
B. 火箭是一种热机
C. 火箭所携带的燃料是利用大气中的氧化剂来燃烧的
D. 火箭是利用喷气时获得的反作用力推动机身向前运动
5. 下列说法错误的是( )
A. 燃料在燃烧室内燃烧产生高温、高压气体向后喷出时对火箭产生巨大的反冲推力
B. 多级火箭一般采用二级或三级
C. 火箭用的燃料和氧化剂有液体的、固体的和气体的
D. 在设计制造火箭时，总是想办法减小火箭结构部分质量
6. 目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是( )
A. 中国高铁交流异步牵引电动机
B. 052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C. 歼20战机涡扇15煤油发动机
D. 长征五号火箭液氢液氧发动机
7. 如图所示的是火箭发射时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将 能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的 能。
8. 随着火箭发动机的轰鸣，长征二号FY11运载火箭将我国载人航天飞船神舟十一号送入太空。小宇利用星期天的休息时间在网上观看了有关神舟十一号的航天展，他搜集了一些问题，回到班中想要考考同学们。
(1)如图甲所示，液体燃料火箭主要由输送装置和 、 、 、 、
组成。
甲
(2)火箭输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初用 点燃，产生高温、高压的气体，此后，由于 的温度已高，随后继续进入燃烧室的燃料和氧化剂可以自行燃烧。
(3)长征二号FY11运载火箭的发动机工作时将内能转化为 能。它是利用向后喷出气流而使自身受力前进的，这是运用了力的作用是 这一道理。
(4)如图乙所示，飞船上的太阳能电池翼是为飞船提供能量的装置，它的作用是将太阳能转化为
能。
乙
9. 2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空。在火箭点火时，只见火箭底部的水池中涌出大量的“白汽”，火箭和卫星就逐渐加速向上腾空而起，场面蔚为壮观。
(1)这些“白汽”实质上是水蒸气 而形成的(填物态变化的名称)，水蒸气在发生这一变化的过程中需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
(2)根据这个过程的现象，请参照下面的示例，说出两个与能量相关的物理知识。
示例：火箭点火时，燃料的化学能转化为内能。
① 。
② 。
10. 2019年4月24日是国务院正式批准“中国航天日”三周年。1970年4月24日“长征一号”运载火箭将我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”卫星送入太空。时至今日，卫星围绕地球轨道继续运行。小宇利用星期天的休息时间到会展中心观看了有关“东方红一号”的图片展，他搜集了一些问题，回到班中想要考考你：
资料库——火箭发动机
它是喷气发动机的一种，自带燃料和氧化剂，工作不需要空气，可以在大气层外工作。
点火后，燃料和氧化剂在燃料室混合燃烧，向后喷出强大的气流，同时气体对火箭产生一个向前的反作用力，从而推动火箭前进。
“长征一号”火箭的发动机是一种三级火箭发动机。
(1)“长征一号”火箭的发动机工作时将内能转化为 能。它是利用向后喷出气流而使自身受力前进的，这是运用了力的作用是 这一道理。
(2)卫星上的太阳能电池翼是为卫星提供能源的装置。它的作用是将太阳能转化为 能。
(3)卫星的运行过程：卫星沿椭圆轨道围绕地球运行，轨道上离地面最近点439km，最远点2384km，从远地点到近地点运行的过程中，卫星的速度 ，势能 。
(4)太空生活与工作：若不穿太空服，只带氧气瓶，航天员能否去舱外？运用你所学的物理知识说出一条理由。
答： (选填“能”或“不能”)，因为舱外 。
11. 四十年来，我国成功发射了各种用途的航天器进入太空，这标志着我国的运载火箭技术水平已跻身于世界先进行列。
(1)我国向国际市场提供的“长征三号”运载火箭，如图所示，氢和氧以液态装在火箭里，将它们液化的最大好处是什么？
(2)发射场正在进行火箭发射实验，设火箭起飞时质量m＝4.6×105kg，竖直向上的起飞推力F＝5.88×106N，请求出该火箭起飞时所受的合力。(不计空气阻力，g取10N/kg)
(3)为了减少太空污染，一般航天器在完成预定任务后，应使它坠落销毁。坠落过程中可简化为从一个圆轨道开始，并经过与大气摩擦，航天器的绝大部分经过升温、熔化、最后净化而销毁，剩下的残片坠入大海。航天器原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量)。已知：从圆轨道坠落开始时航天器的机械能E＝4.0×1012J，质量M＝1.17×105kg，入海时残片的质量m＝1.2×104kg，温度升高Δt＝3.0×103℃，动能Ek＝0.7×109J；航天器材料每1kg升温1℃平均消耗能量c＝1.0×103J，航天器材料每销毁1kg平均消耗能量μ＝1.0×107J。试导出用以上所列各物理量的符号表示E′的表达式并估算出E′的数值。
参考答案
自主预习 要点感知
要点 2. (1)空气喷气式 (2)火箭喷气式
课后集训 巩固提升
1. B 2. D 3. C 4. C 5. C 6. A
7. 化学 机械
8. (1)整流罩 氧化剂箱 燃料箱 燃烧室 喷口 (2)电火花 燃烧室 (3)机械 相互的 (4)电
9. (1)液化 放出 (2)①火箭升空过程中，动能、势能都增大 ②火箭在大气层中与空气摩擦，火箭的温度会升高
(2)火箭起飞时所受的合力：F合＝F－G＝F－mg＝5.88×106N－4.6×105×10N＝1.28×106N，方向竖直向上。
(3)航天器材料销毁所需的能量：E销＝(M－m)μ＝(1.17×105－1.2×104)×1.0×107J＝1.05×1012J。残片升温所需的能量：E残＝Q＝cmΔt＝1.0×103×1.2×104×3.0×103J＝3.6×1010J。由能量守恒定律得：E＝E销＋E残＋Ek＋E′，E′＝E－E销－E残－Ek＝E－(M－m)μ－cmΔt－Ek＝(4.0×1012－1.05×1012－3.6×1010－0.7×109)J＝2.9133×1012J≈2.9×1012J。
