《2025年世纪金榜金榜学案九年级物理全一册人教版》

(1)过程
为探究火箭发射原理,同学们先进行了下面的实验,如图甲所示在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热,加热一段时间后我们看到的现象是塞子被冲出,说明利用内能可以做功。

答案： 塞子被冲出 内能

(2)通过学习,同学们知道火箭属于热机。于是同学们以酒精为燃料制作简易火箭。如图乙,饮料瓶剪掉底,用纸壳做支架就制成箭体。用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火箭立在桌面上,用如图丙所示的打火器在火箭底部引燃酒精蒸气,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方框所示,请你补充完整:①内能,②机械能。以上能量的转化过程中,能量的总量不变。
|燃料燃烧的化学能|→|①内能|→|②机械能|

答案： 热 ①内能 ②机械能 不变

(3)优化火箭发射系统
同学们在实践过程中考虑到直接用打火器点火距离火箭太近不安全,于是设计了如图的电路,将火箭扣在电热丝上,闭合开关后,电热丝温度升高,将电能转化为内能,引燃箭体内酒精蒸气,完成火箭的发射。

答案： 电能 内能

【项目拓展】
(4)经查阅资料,我国自主研制的朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。这是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。火箭专用的燃料被称为推进剂,推进剂在火箭发动机中加速燃烧为火箭飞行提供能量。液态甲烷可以作为低温推进剂,因为甲烷的比热容大,是良好的冷却剂。另外液态甲烷的温度与液态氧的温度非常接近,这就节省了如液氧液氢方案给燃料剂箱和氧化剂箱做隔热的成本,液态甲烷密度为$ 422 kg/m^3,$远高于液氢的$71 kg/m^3。$这意味着在同等体积下,能够为火箭加注更多的燃料。更重要的是液态甲烷的制备成本低于液氢、煤油,加上其绿色环保的特点,因此,液态甲烷正在成为继煤油、液氢等传统燃料之后的一种新型航天能源。请计算1 立方米的液态甲烷和液氢完全燃烧放出热量谁比谁多多少 J?(液态甲烷的热值为$5.0×10^7 J/kg,$液氢的热值为$ 1.4×10^8 J/kg,$为方便计算,数据做了简化处理)
液态甲烷比液氢多1.116×10¹⁰J，计算过程见解析

答案： 大 液态甲烷比液氢多1.116×10¹⁰J，计算过程见解析