Question

【題目】閱讀下列短文，回答問(wèn)題。

“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”成功對(duì)接

我國(guó)自主研制的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室已于2016年9月15日發(fā)射成功。“天宮二號(hào)”在距離地面高度380km的圓形軌道上繞地球勻速運(yùn)行，繞地球一周的運(yùn)行時(shí)間為90分鐘，“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日由長(zhǎng)征七號(hào)火箭成功發(fā)射升空，并于2017年4月22日與“天宮二號(hào)”首次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功，如題23-1圖所示，為建立我國(guó)自己的空間站邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

發(fā)射“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)火箭的燃料由液態(tài)煤油和液氧混合構(gòu)成，火箭點(diǎn)火起飛時(shí)，火箭內(nèi)的燃料燃燒從箭體尾部噴出火焰幾乎直擊發(fā)射平臺(tái)，使得發(fā)射平臺(tái)核心區(qū)的溫度接近3000℃，足以熔化絕大多數(shù)金屬和非金屬材料，長(zhǎng)征七號(hào)火箭發(fā)射時(shí)與其它火箭不同的是發(fā)射平臺(tái)旁的“噴水降溫降噪系統(tǒng)”，其采取的是國(guó)際上先進(jìn)的噴水降溫方法，如題23-2圖所示，在發(fā)射中火箭飛到5m高以后，“噴水降溫降噪系統(tǒng)”向箭體尾部火焰中心噴水20余秒，噴水量約為400t，一部分的水會(huì)汽化到大氣中，大部分的水則通過(guò)導(dǎo)流槽流走，于是大流量噴水能夠帶走大量的熱起到降溫的作用，防止了火箭發(fā)射臺(tái)內(nèi)部的儀器設(shè)備可能因高溫受到影響。[圓周率π=3，c水=4.2×103J/kg·℃]

（1）設(shè)“噴水降溫降噪系統(tǒng)”噴出400t水初溫為20℃，在噴水20秒內(nèi)全部變成100℃的水，則水帶走的熱量為_____________J。

（2）如題23-3圖所示，設(shè)地球半徑為6370km，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室在圓形軌道上正常運(yùn)行，圓形軌道的半徑為________km，圓形軌道的周長(zhǎng)為________km。“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船成功發(fā)射及正常入軌后，與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功對(duì)接，對(duì)接時(shí)“天舟一號(hào)”的運(yùn)行速度為_________km/s。

（3）長(zhǎng)征七號(hào)火箭所搭載的“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船在上升過(guò)程中的機(jī)械能不斷_______（選填“變大”、“變小”或“不變”），長(zhǎng)征七號(hào)火箭燃料的________能燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

Answer 1

【答案】1.344×1011J67504.05×1047.5變大化學(xué)

【解析】

（1）根據(jù)計(jì)算水帶走的熱量為：

（2）如3圖所示，地球半徑為6370km，“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室在圓形軌道上正常運(yùn)行，所以圓形軌道的半徑為：

；

圓形軌道的周長(zhǎng)為：

；

“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接時(shí)“天舟一號(hào)”的運(yùn)行速度與“天宮二號(hào)”的速度相同，速度為：

；

（3）“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船在上升過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度增加，速度增大，所以重力勢(shì)能和動(dòng)能都增大，即機(jī)械能不斷變大；

長(zhǎng)征七號(hào)火箭燃料燃燒，釋放內(nèi)能，溫度升高，內(nèi)能增大，所以能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程是燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。