航天器习题专练

胡光学

基础过关

1．2022年8月5日，我国在酒泉卫星发射中心，运用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器，如图1所示是火箭发射时的现场画面。火箭向下喷射气体，气体将火箭托向太空。在此过程中，燃料燃烧将     能转化为         能；空氣向下喷射的同时，火箭被空气向上托起，说明         。

2. 我国新一代载人飞船具有可重复使用的特点，返回舱预计能够重复飞行10次。如图2所示是近地轨道运载能力为8.8吨的长征二号F运载火箭升空情景，它可以将航天器送入2000km的预定轨道，其最大做功可达         J（g取10N/kg）。若航天器在预定轨道上向地面发射信号，至少经过           s才能被地面监测仪器接收。（计算结果保留两位小数）

3.当航天器返回地面时，为了能够减少飞船在大气层因高速摩擦产生的热量所带来的破坏，科研人员一般会在火箭外部涂一层特殊的固体材料（烧蚀层）。如图3所示，当这种材料在         成气体时，会         大量的热量，以保护火箭有用的部分不被燃烧。

能力提升

4.长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力装置系统、逃逸系统等共10个系统组成。如图4所示，运载火箭的助推器、芯级第一级、芯级第二级、整流罩、逃逸塔等箭体结构组成了火箭的“身体”。当燃烧剂完全燃烧后芯级将自动抛弃，此时火箭整体的质量减小，     也会减小。此时飞船已完全处于太空，经过一系列姿态调整后会进入预定轨道绕地转动。飞船绕地转动的过程中，其运动状态        ；飞船的机械能       （以上两空均选填“改变”或“不变”）

提分锦囊

1．燃料燃烧时，内部的化学能转化为内能，高温高压的气体向下喷射。同时由于物体间力的作用是相互的，气体对火箭产生向上的反作用力，将火箭推上太空。

2.根据做功的公式可以计算出火箭的最大做功：W=Fs=Gh=mgh=8.8×103kg×10N/kg×2×106m=1.76×1011J。由于航天器发射的信号为电磁波信号，其传输速度为3×108m/s，根据速度的计算公式：v=s/t，t=s/v=2×106m/（3×108m/s）=6.67×10-3s

3.固体材料直接变成气体属于升华现象，同时会吸收大量的热，以此保护火箭不被烧毁。

4.飞船的质量减小，其惯性也会减小。飞船在围绕地球转动过程中，由于受到地球的引力，其运动状态时刻改变。同时飞船在太空中没有空气阻力，只有动能和势能相互转化，机械能守恒不变。

答案：

1.化学；内；物体间力的作用是相互的

2.1.76×1011J；6.67×10-3s

3.升华；吸收

4.惯性；改变；不变

（作者单位：沈阳市南昌初级中学）