“天舟一号”与“天宫二号”成功对接我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发*成功.“天宫...
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“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发*成功.“天宫二号”在距离地面高度380km的圆形轨道上绕地球匀速运行,绕地球一周的运行时间为90分钟,“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发*升空,并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功,如题23-1图所示,为建立我国自己的空间站迈出了坚实的一步.
发*“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氧混合构成,火箭点火起飞时,火箭内的燃料燃烧从箭体尾部喷出火焰几乎直击发*平台,使得发*平台核心区的温度接近3000℃,足以熔化绝大多数金属和非金属材料,长征七号火箭发*时与其它火箭不同的是发*平台旁的“喷水降温降噪系统”,其采取的是*上先进的喷水降温方法,如题23-2图所示,在发*中火箭飞到5m高以后,“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒,喷水量约为400t,一部分的水会汽化到大气中,大部分的水则通过导流槽流走,于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温的作用,防止了火箭发*台内部的仪器设备可能因高温受到影响.(圆周率π=3,c水=4.2×103J/kg·℃)
(1)设“喷水降温降噪系统”喷出400t水初温为20℃,在喷水20秒内全部变成100℃的水,则水带走的热量为_____________J.
(2)如题23-3图所示,设地球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行,圆形轨道的半径为________km,圆形轨道的周长为________km.“天舟一号”货运飞船成功发*及正常入轨后,与“天宫二号”空间实验室成功对接,对接时“天舟一号”的运行速度为_________km/s.
(3)长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断_______(选填“变大”、“变小”或“不变”),长征七号火箭燃料的________能燃烧时转化为内能.
【回答】
1.344×1011J 6750 4.05×104 7.5 变大 化学
【解析】
(1)根据计算水带走的热量为:
(2)如3图所示,地球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行,所以圆形轨道的半径为:
;
圆形轨道的周长为:
;
“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室对接时“天舟一号”的运行速度与“天宫二号”的速度相同,速度为:
;
(3)“天舟一号”货运飞船在上升过程中,质量不变,高度增加,速度增大,所以重力势能和动能都增大,即机械能不断变大;
长征七号火箭燃料燃烧,释放内能,温度升高,内能增大,所以能量的转化过程是燃料的化学能转化为内能.
知识点:机械能及其转化
题型:综合题
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