8. 在跨学科实践课上,某小组在老师的指导下开展了“设计火箭发射系统”的项目式学习活动。

【项目主题】
(1)制作简易火箭。
(2)优化火箭发射系统。
【项目实施】
(3)制作简易火箭。
通过课堂学习,同学们知道了火箭属于
(4)优化火箭发射系统。
考虑到直接用点火器点火距离火箭太近不安全,于是同学们设计了如图丙所示的电路,将火箭扣在电热丝上,闭合开关一段时间后,电热丝的温度升高,从而引燃箭体内的酒精蒸汽,完成火箭的发射。
【项目拓展】
(5)火箭专用的燃料被称为推进剂,推进剂在火箭发动机中剧烈燃烧为火箭飞行提供能量。液态甲烷可以作为低温推进剂,因为甲烷的比热容较
【项目主题】
(1)制作简易火箭。
(2)优化火箭发射系统。
【项目实施】
(3)制作简易火箭。
通过课堂学习,同学们知道了火箭属于
热
机。于是他们以酒精为燃料制作简易火箭。如图甲所示,他们剪掉饮料瓶的瓶底,用纸壳做支架制成箭体,用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火箭立在地面上,用点火器在火箭底部引燃酒精蒸汽,燃气就将瓶体顶飞出去了。简易火箭发射过程的能量转化流程图如图乙所示,请参考图中示例,将流程图补充完整:①燃气的内能
,②火箭的机械能
。(4)优化火箭发射系统。
考虑到直接用点火器点火距离火箭太近不安全,于是同学们设计了如图丙所示的电路,将火箭扣在电热丝上,闭合开关一段时间后,电热丝的温度升高,从而引燃箭体内的酒精蒸汽,完成火箭的发射。
【项目拓展】
(5)火箭专用的燃料被称为推进剂,推进剂在火箭发动机中剧烈燃烧为火箭飞行提供能量。液态甲烷可以作为低温推进剂,因为甲烷的比热容较
大
,是良好的冷却剂。答案
8. (3)热 ①燃气的内能 ②火箭的机械能 (5)大
解析
【分析】
首先明确火箭的工作原理:热机是利用内能做功的机械,火箭依靠燃料燃烧释放的内能推动自身运动,因此属于热机。接着分析能量转化:燃料燃烧时,化学能先转化为燃气的内能,燃气的内能再转化为火箭的机械能,对应流程图的①和②。最后,冷却剂需要比热容大的物质,因为相同质量的物质升高相同温度时,比热容大的吸收热量更多,适合做冷却剂,据此判断甲烷的比热容特点。
【解析】
(3)热机是将内能转化为机械能的装置,火箭利用燃料燃烧产生的内能做功,因此属于热机;燃料燃烧时,化学能转化为燃气的内能,故①处为燃气的内能;燃气推动火箭运动,将内能转化为火箭的机械能,故②处为火箭的机械能。
(5)根据热量公式Q=cmΔt,当质量和升高温度相同时,比热容越大,吸收的热量越多,冷却效果越好,因此液态甲烷作为冷却剂是因为其比热容较大。
【答案】
(3)热;①燃气的内能;②火箭的机械能 (5)大
【知识点】
热机;能量转化;比热容
【点评】
本题结合跨学科实践场景,考查热机概念、能量转化和比热容的应用,紧密联系实际,侧重基础知识的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确火箭的工作原理:热机是利用内能做功的机械,火箭依靠燃料燃烧释放的内能推动自身运动,因此属于热机。接着分析能量转化:燃料燃烧时,化学能先转化为燃气的内能,燃气的内能再转化为火箭的机械能,对应流程图的①和②。最后,冷却剂需要比热容大的物质,因为相同质量的物质升高相同温度时,比热容大的吸收热量更多,适合做冷却剂,据此判断甲烷的比热容特点。
【解析】
(3)热机是将内能转化为机械能的装置,火箭利用燃料燃烧产生的内能做功,因此属于热机;燃料燃烧时,化学能转化为燃气的内能,故①处为燃气的内能;燃气推动火箭运动,将内能转化为火箭的机械能,故②处为火箭的机械能。
(5)根据热量公式Q=cmΔt,当质量和升高温度相同时,比热容越大,吸收的热量越多,冷却效果越好,因此液态甲烷作为冷却剂是因为其比热容较大。
【答案】
(3)热;①燃气的内能;②火箭的机械能 (5)大
【知识点】
热机;能量转化;比热容
【点评】
本题结合跨学科实践场景,考查热机概念、能量转化和比热容的应用,紧密联系实际,侧重基础知识的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
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