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7 新素养 探究实践 某科技小组利用塑料瓶、打气筒、橡皮塞、水等制作了水火箭，如图甲所示，制作好后，在塑料瓶中装入适量的水，在尾部塞好橡皮塞后放在发射架上，用打气筒向瓶内打气，当瓶内水面上方气压达到一定程度时，高压气体将水和橡皮塞从瓶口冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向远处。
（1）高压气体将水和橡皮塞冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向高空，这利用了
（2）水火箭成功飞出后，科技小组想让水火箭飞得更远，于是提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关呢？他们猜想可能与发射的角度有关。你认为影响因素还有
（3）科技小组继续探究水火箭飞行的距离与发射角度的关系。为了排除其他因素的影响，他们需要控制其他因素不变，改变
（1）高压气体将水和橡皮塞冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向高空，这利用了
力的作用是相互的
原理，锥形箭尖的设计，是为了减小飞行中的阻力
。水火箭中的水喷完后，空中的水火箭还能继续上升一会儿，这是因为水火箭具有惯性
。（2）水火箭成功飞出后，科技小组想让水火箭飞得更远，于是提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关呢？他们猜想可能与发射的角度有关。你认为影响因素还有
水火箭内水的质量(合理即可)
（写出一点即可）。（3）科技小组继续探究水火箭飞行的距离与发射角度的关系。为了排除其他因素的影响，他们需要控制其他因素不变，改变
发射角度
，然后进行实验探究；科技小组根据记录的实验数据作出如图乙所示的图像，由图像可知，随着发射角度的增大，水火箭的飞行距离先变大后变小
。答案
7.（1）力的作用是相互的 阻力 惯性 （2）水火箭内水的质量(合理即可) （3）发射角度 先变大后变小
解析
【分析】
本题围绕水火箭的物理原理展开，需结合力学相关知识逐一分析：
1. 第一问：高压气体向下冲出水和橡皮塞时，水火箭向上运动，利用力的作用相互性；锥形箭尖的流线型设计可减小空气阻力；水喷完后，水火箭因惯性保持运动状态继续上升。
2. 第二问：水火箭飞行距离的影响因素除发射角度外，还可从水的质量、气压等角度考虑，合理即可。
3. 第三问：探究发射角度对飞行距离的影响时，需用控制变量法，只改变发射角度；观察图像可知，发射角度增大时，飞行距离先变大后变小。
【解析】
（1）高压气体对水和橡皮塞施加向下的力，根据力的作用是相互的，水和橡皮塞对水火箭施加向上的力，使水火箭升空；锥形箭尖的设计能减小飞行时的空气阻力；水喷完后，水火箭具有惯性，会保持原来的运动状态继续上升。
（2）水火箭飞行距离的影响因素有多个，例如水火箭内水的质量（或瓶内气压、尾翼形状等，合理即可）。
（3）探究飞行距离与发射角度的关系时，需控制其他因素不变，只改变发射角度；由图乙可知，发射角度从35°增大到48°时，飞行距离变大，超过48°后，飞行距离随角度增大而减小，因此飞行距离先变大后变小。
【答案】
（1）力的作用是相互的；阻力；惯性
（2）水火箭内水的质量（合理即可）
（3）发射角度；先变大后变小
【知识点】
力的作用相互性；减小阻力；惯性；控制变量法
【点评】
本题结合水火箭的探究实践，考查力学基础知识点，体现物理知识的实际应用，培养学生的探究分析能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕水火箭的物理原理展开，需结合力学相关知识逐一分析：
1. 第一问：高压气体向下冲出水和橡皮塞时，水火箭向上运动，利用力的作用相互性；锥形箭尖的流线型设计可减小空气阻力；水喷完后，水火箭因惯性保持运动状态继续上升。
2. 第二问：水火箭飞行距离的影响因素除发射角度外，还可从水的质量、气压等角度考虑，合理即可。
3. 第三问：探究发射角度对飞行距离的影响时，需用控制变量法，只改变发射角度；观察图像可知，发射角度增大时，飞行距离先变大后变小。
【解析】
（1）高压气体对水和橡皮塞施加向下的力，根据力的作用是相互的，水和橡皮塞对水火箭施加向上的力，使水火箭升空；锥形箭尖的设计能减小飞行时的空气阻力；水喷完后，水火箭具有惯性，会保持原来的运动状态继续上升。
（2）水火箭飞行距离的影响因素有多个，例如水火箭内水的质量（或瓶内气压、尾翼形状等，合理即可）。
（3）探究飞行距离与发射角度的关系时，需控制其他因素不变，只改变发射角度；由图乙可知，发射角度从35°增大到48°时，飞行距离变大，超过48°后，飞行距离随角度增大而减小，因此飞行距离先变大后变小。
【答案】
（1）力的作用是相互的；阻力；惯性
（2）水火箭内水的质量（合理即可）
（3）发射角度；先变大后变小
【知识点】
力的作用相互性；减小阻力；惯性；控制变量法
【点评】
本题结合水火箭的探究实践，考查力学基础知识点，体现物理知识的实际应用，培养学生的探究分析能力。
【难度系数】
0.6
8 天问一号火星探测器成功在火星着陆，使中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家！
（1）探测器软着陆是最难的，需要经历减速、悬停、着陆等阶段，期间探测器不断向下喷气。如图为探测器悬停阶段，与其重力相平衡的力的施力物体是
（2）科学家还发现，跟地球上一样，在其他星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。若将体积为100 cm³，密度为0.8 g/cm³的物体带到火星上，则它在火星上受到的重力为多少牛？
（3）着陆后，祝融号火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240 kg，共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10⁻³ m²，则火星车对火星水平平整表面的压强是多少？
（1）探测器软着陆是最难的，需要经历减速、悬停、着陆等阶段，期间探测器不断向下喷气。如图为探测器悬停阶段，与其重力相平衡的力的施力物体是
喷出的气体
。（2）科学家还发现，跟地球上一样，在其他星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。若将体积为100 cm³，密度为0.8 g/cm³的物体带到火星上，则它在火星上受到的重力为多少牛？
（3）着陆后，祝融号火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240 kg，共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10⁻³ m²，则火星车对火星水平平整表面的压强是多少？
答案
8.（1）喷出的气体 （2）物体的质量 m=Vρ=100 cm³×0.8 g/cm³=80 g=0.08 kg,物体在火星上受到的重力 G=mg火星=0.08 kg×3.76 N/kg=0.300 8 N （3）火星车的重力 G₁=m₁g火星=240 kg×3.76 N/kg=902.4 N,火星车对火星水平平整表面的压力 F=G₁=902.4 N,火星车对火星水平平整表面的压强 p = F/S = 902.4 N/(4.0×10⁻³ m²×6) =3.76×10⁴ Pa
解析
【分析】
本题结合航天热点考查力学相关知识，需分三个小问题逐一解决：（1）根据力的作用相互性，分析悬停时平衡力的施力物体；（2）利用密度公式计算物体质量，再结合火星的g值计算重力；（3）先计算火星车在火星上的重力（即对表面的压力），再根据压强公式计算压强，解题时注意单位换算。
【解析】
（1）探测器悬停时受力平衡，向下喷气时，根据力的作用是相互的，喷出的气体会对探测器施加向上的反作用力，该力与探测器的重力平衡，因此与重力相平衡的力的施力物体是喷出的气体。
（2）由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$得，物体质量$m=\rho V=0.8g/cm^3×100cm^3=80g=0.08kg$；物体在火星上的重力$G=mg_{火星}=0.08kg×3.76N/kg=0.3008N$。
（3）火星车在火星上的重力$G_1=m_1g_{火星}=240kg×3.76N/kg=902.4N$；火星车对火星水平表面的压力等于自身重力，即$F=G_1=902.4N$；总接触面积$S=6×4.0×10^{-3}m^2=0.024m^2$；根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，得压强$p=\frac{902.4N}{0.024m^2}=3.76×10^4Pa$。
【答案】
（1）喷出的气体；（2）0.3008N；（3）$3.76×10^4Pa$
【知识点】
力的作用相互性、重力计算、压强计算
【点评】
本题以天问一号着陆为背景，考查力学基础知识点，解题需掌握平衡力判断、质量与重力换算、压强公式应用，注意单位统一，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合航天热点考查力学相关知识，需分三个小问题逐一解决：（1）根据力的作用相互性，分析悬停时平衡力的施力物体；（2）利用密度公式计算物体质量，再结合火星的g值计算重力；（3）先计算火星车在火星上的重力（即对表面的压力），再根据压强公式计算压强，解题时注意单位换算。
【解析】
（1）探测器悬停时受力平衡，向下喷气时，根据力的作用是相互的，喷出的气体会对探测器施加向上的反作用力，该力与探测器的重力平衡，因此与重力相平衡的力的施力物体是喷出的气体。
（2）由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$得，物体质量$m=\rho V=0.8g/cm^3×100cm^3=80g=0.08kg$；物体在火星上的重力$G=mg_{火星}=0.08kg×3.76N/kg=0.3008N$。
（3）火星车在火星上的重力$G_1=m_1g_{火星}=240kg×3.76N/kg=902.4N$；火星车对火星水平表面的压力等于自身重力，即$F=G_1=902.4N$；总接触面积$S=6×4.0×10^{-3}m^2=0.024m^2$；根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，得压强$p=\frac{902.4N}{0.024m^2}=3.76×10^4Pa$。
【答案】
（1）喷出的气体；（2）0.3008N；（3）$3.76×10^4Pa$
【知识点】
力的作用相互性、重力计算、压强计算
【点评】
本题以天问一号着陆为背景，考查力学基础知识点，解题需掌握平衡力判断、质量与重力换算、压强公式应用，注意单位统一，难度适中。
【难度系数】
0.5
