2021年中考物理三轮冲刺过关 专题27 航天航空热点问题解决思路（教师版含解析）

2021年中考物理三轮冲刺过关

专题27 航天航空热点问题对策  

解决专题问题策略

要熟练掌握与专题有关的物理知识：

1.运动的相对性。

2.机械能及其转化。

3.电磁波。

4.地球自转规律。

5.月球上物体的重力。

6.改变物体内能的方式。

7.物态变化。

8.能源。

9.速度公式及其应用。

10.其他方面。

中考典型例题解析

【例题1】(2020宁夏)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，火箭相对于发射架是________的；地面控制中心通过_______波向它发出指令；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｡此过程，火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过_______改变箭体的内能｡

【答案】 运动   电磁   做功   做功

【解析】火箭起飞后，火箭与发射架之间的位置发生变化，故火箭相对于发射架是运动的。

电磁波可以传递信息，地面控制中心通过电磁波向它发出指令。

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，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。

火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过做功改变箭体的内能｡

【例题2】(2020四川南充)2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功，它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是(　　)

A. 该卫星在加速升空的过程中，机械能不变

B. 该卫星进入同步轨道后，相对地表静止

C. 该卫星运行一周的时间约为365天

D. 该卫星与地面基站可通过超声波传递信息

【答案】B

【解析】A．在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；

B．卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；

C．地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；

D．卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。

临门一脚预测练

一、选择题

1.(2020四川乐山)2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，

成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正

确的是(　　)

A. 动能增大，势能减小 B. 动能不变，势能增大

C. 动能增大，势能增大 D. 动能减小，势能增大

【答案】C

【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。

2.我国自行研制的“嫦娥三号”登月探测器(包括着陆器和“玉兔”月球车)发射成功，并在月球成功实施软着陆，假设月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的六分之一，则下列说法正确的是(　　)

A．在地球上质量为140kg的“玉兔”月球车，在月球上仍然是140kg；

B．“嫦娥三号”探测器向地球传递信号既可以用电磁波，也可以用次声波；

C．制造“玉兔”月球车的金属在月球上的密度只有地球上的六分之一；

D．“玉兔”月球车上的相机在地球上重为60N，在月球上重为10N

【答案】AD。

【解析】A、在地球上质量为140kg的“玉兔”月球车，在月球上还是140kg，因为质量不随位置的变化而变化，故A正确；

B、声音不能在真空中传播；因此“嫦娥三号”探测器向地球传递信号可以用电磁波，不可以用次声波，故B错误；

C、密度是物质的属性，与材料、温度等因素有关，与它所处于的位置无关，故C错误；

D、因为月球对其表面的物体的引力只有地球的六分之一，所以，月球车上的相机在地球上重为60N，到达月球后，重了变为10N，故D正确。故选AD。

3．(2020湖南衡阳)2020年6月23日，最后一颗北斗卫星在西昌顺利发射升空，标志我国自主研发、组建的北斗卫星定位系统成功组网。下列说法中错误的是(　　)

A．其中的地球“同步”卫星相对于地球是静止的 

B．其中沿椭圆轨道绕地球运行的卫星在远地点时，重力势能最大，动能为0 

C．卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息 

D．卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能

【答案】B

【解析】A.因为同步卫星的转动和地球的转动是同步的，它相对地球的位置没有发生变化，所以地球

同步通讯卫星相对于地球是静止的，故A正确；

B.卫星运行到远地点时，速度最小，距离地球的高度最大，此时卫星的重力势能最大，动能最小，故B错误；

C.电磁波传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故C正确；

D.卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故D正确。

4.(2021湖州一模)2019年1月嫦娥四号探测器成功着陆月球“背面”，之后月球车开始在月球“背面”的A处巡视探测，如图所示。月球在绕地球一周的过程中，月球车要经历强光照射的高温考验时段，该时段为农历(   ) 

A.   初一前后   B. 初七前后     C. 十五前后      D. 二十二前后

【答案】 A  

【解析】月球车在月球“背面”A处巡视时，月球车被强光照射，则月球向地球的一面没有阳光，则在地球上看不到月亮。月球车在月球“背面”被强光照射，则月球朝向地球的一面没有阳光，则该时段为农历初一前后.

5.(2021·杭州一模)如图是太阳系部分天体的运行模式图,地球上每天的昼夜交替主要与图中的哪一运动有关(   ) 

A. A运动     B. B运动    C. C运动      D. D运动

【答案】 B  

【解析】地球在公转轨道上绕太阳一周的时间是一年，月亮在公转轨道上绕地球一圈的时间是一月，地球自转一周的时间是一天，据此解答。

地球上每天的昼夜交替就是一天的间，也就是地球自传一周的时间，因此主要与图中的地球运动有关，故B正确，而A、C、D错误。

二、填空题

6.2020年6月23日上午，我国在西昌卫星发射中心，用长征三号乙运载火箭成功发射了北斗三号最后一颗全球组网卫星。火箭发射时发动机向地面喷火，火箭向上运动，这说明物体间力的作用是______的；如图所示，卫星展开的板状两翼将太阳能转化为电能，太阳能属于______(选填“一次能源”或“二次能源”)。

【答案】  相互    一次能源

【解析】火箭点火向下喷出气体，火箭向上运动，是因为气体也给火箭一个向上的力，说明物体间力的作用是相互的。

太阳能可以从自然界直接获取的能源，属于一次能源。

7．通过银幕，看着宇航员在失重状态下的太空中工作，的确是一件很酷的事情。假如你自己是在太空中工作的宇航员，在你面前有一大块与你相对静止的太空巨石，你用力向前将它推开请你展开想象，你将会怎样？　　，其原因是　　。

【答案】向后运动；物体间力的作用是相互的。

【解析】假如你自己是在太空中工作的宇航员，在你面前有一大块与你相对静止的太空巨石，你用力向前将它推开，人会受到巨石的反作用力，故人会向后运动，原因是：物体间力的作用是相互的。

8.(2021金华一模)2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器在某天体成功着陆，实现了航天器首次在该天体背面巡视探测，该天体是地球的天然卫星。本次探测还进行了多种植物种子萌发的实验，最终棉花种子首先萌发出土，长出第一片嫩芽。   

(1)“嫦娥四号”探测器着陆的天体是__________(填字母)；           

A. 月球                                         B. 火星                                         C. 太阳

(2)萌发实验中要为种子提供充足的水分和氧气、适宜的________。   

【答案】 (1)A(2)温度    

【解析】月球，是地球的卫星，并且是太阳系中第五大的卫星。月球直径大约是地球的四分之一，质量大约是地球的八十一分之一。种子萌发是指种子从吸胀作用开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程。种子的萌发需要适宜的温度，适量的水分，充足的空气。

9. (2020山东东营)2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星｡发射时，发射架下腾起大量的“白气”，它是由水蒸气发生_____(填写物态变化名称)现象形成的；地面指挥中心是通过______(选填“电磁波”或“超声波”)与运行的卫星联系的｡

【答案】  液化   电磁波

【解析】火箭发射架下建有大水池，让高温火焰喷到水中，通过水发生汽化来吸收大量的热；火箭升空瞬间，水蒸气遇到周围冷的空气就会发生液化，液化成小液滴，就形“白气”

地面指挥中心与卫星是通过电磁波通信的。

10. 2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。此次发射的是北斗三号系统中最后一颗地球静止轨道卫星，卫星距离地面高约36000km。静止轨道卫星以地面为标准是静止的，以地心为标准是运动的，且24h绕地心转1周。这颗卫星在轨道上运行时，绕地心运动的速度约________km/h(结果保留小数点后1位)，回传信息的无线电波到达地球表面的最短时间约______s。(地球半径约6400km，无线电波传播速度约3×108m/s，π取3.14)

【答案】  1.1×104     0.12

【解析】卫星在轨道上运行一周运动的距离为

运动速度为

回传信息的无线电波尚直线传播到达地球表面的时间最短，约为

11.(2020新疆)2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，为我国空间站建设奠定了基础：

(1)长征五号B运载火箭穿越大气层时，火箭上部外壳——整流罩温度升高，其分子的动能_________(填“增大”或“减小”)，其内能的改变是通过_________(填“做功”或“热传递”)的方式实现的。火箭发动机在没有空气的环境中_________(填“能”或“不能”)正常工作；

(2)未来两三年我国将完成中国空间站的建设。空间站运行时，其动力补充来源于_________次能源——太阳能。有阳光时，空间站利用光伏发电的功率为60 kW。1 h发电_________kW•h。空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为_________光年。

【答案】 (1)增大  (2)做功  (3)能 (4) 一  (5) 60  (6) 2.6×10-5

【解析】整流罩温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大。

整流罩克服空气摩擦做功，是通过做功改变内能。

火箭发动机自带燃料和助燃剂，可以在真空中工作。

太阳能可直接获取利用，属于一次能源

1h发电

空间站以7.8×103 m/s的速度运行一年，通过的路程为

光年

三、综合应用题

12.(2020福建)如图所示，“玉免二号”月球车在月球表面留下属于中国的第一道印记。登月前，在水平地面上进行测试月球车匀速直线行驶90m用时30min，月球车的质量为135kg，车轮与地面接触的总面积为1.5×10-2m2，g取10N/kg。求：

(1)测试时，月球车行驶的速度；

(2)测试时，月球车对水平地面的压强；

(3)登月后，月球车在月球上的质量。

【答案】(1)0.05m/s；(2)9×104Pa；(3)135kg

【解析】(1)测试时，月球车行驶的速度

v==0.05m/s

(2)月球车受到的重力

G=mg=135kg×10N/kg=1350N

月球车对水平地面的压力

F=G=1350N

月球车对水平地面的压强

p==9×104Pa

(3)质量是物体的一种属性，与位置无关，登月后，月球车在月球上的质量不变，为135kg。

13．(2020齐齐哈尔)阅读短文，回答问题：

今年6月，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功地将北斗导航系统的最后一颗组网卫星送入太空，如图是长征三号运载火箭发射时的情景，火箭加速离开地面时，发出巨大的轰鸣声，拖着长长的橘红色火焰直奔天际。

北斗导航系统的最后一颗组网卫星准确进入轨道，并进行工作，标志着北斗导航系统可以成功为全球用户提供定位和导航服务。北斗导航系统中有地球同步卫星，地球同步卫星运行方向与地球自转方向相同，绕地球转动的周期跟地球自转周期相同。

地球同步卫星可以对所覆盖区域实现24小时不间断的卫星通信。其优点是：只要在卫星覆盖范围内，任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响；同时可在多处接收。

(1)火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是　   　的。

(2)火箭加速离开地面的过程中，动能　   　，重力势能　   　。(均选填“减小”或“增大”)。

(3)地球同步卫星绕地球转动时，卫星的运动状态　   　(选填“不变”或“改变”)。

(4)卫星通信是通过　   　(选填“超声波”或“电磁波”)传递信息的。

【答案】(1)相互；(2)增大；增大；(3)改变；(4)电磁波

【解析】(1)火箭发射时，高温高压的燃气从尾部喷出，火箭对气体产生一个向下的力，气体对火箭产生一个向上的力，火箭获得上升的推力，这是利用了力的作用是相互的；

(2)火箭加速离开地面的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大；

(3)地球同步卫星绕地球转动时，方向不断变化，卫星的运动状态改变。

(4)电磁波可以在真空中传播，卫星通信是通过电磁波传递信息的。

14. (2020山东潍坊)阅读短文，回答问题：

火星探测器“天问一号”

火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温度适宜，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4月24日，国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上还没有先例。

“绕”，探测器经过7个月的长途飞行，预计明年2月抵达火星附近，之后沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的远、近火点环绕探测。离火星最近的点叫近火点，离火星最远的点叫远火点。

“落”，使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0。我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至342km/h；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至3.6m/s；第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。

“巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。

人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望璀璨星空，我们追梦不止！

(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，探测器的动能______，机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(2)探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至______m/s；

(3)巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力；

(4)在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时其质量为m，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为______。

【答案】 (1)减小   不变 (2)95  (3)不是  (4)mg火

【解析】(1) 探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能变大，动能转化为重力势能，动能减小，机械能不变。

(2)由材料知，探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至342km/h，合95m/s。

(3)巡视器降落到火星表面后，巡视器处于平衡状态，受力平衡，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力是一对相互作用力。

(4)在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时其质量为m，探测器在火星上空悬停时受到的重力为

G火=mg火

反推发动机喷出的气体对探测器的作用力与探测器受到的重力相互平衡，故气体对探测器的作用力大小为

F= G火=mg火