神舟九号天宫一号飞船相关物理知识点与习题

神舟九号九飞船相关物理知识点与习题（含答案）

火箭发射的知识点一：

火箭发射台下的水池中的水是起冷却发射底座作用的，火箭发射时，底部形成庞大的“白

气团”， “白气团”并非水蒸气，而是水蒸气液化形成的小水珠形成的。这里涉及到物理知

识是，水的汽化吸热，使发射底座的温度不致于升得过高，产生的水蒸气遇冷后又液化成小

水珠悬在空中形成“白气团”。

练习1、火箭发射架下建有大水池，让高温火焰喷到水中，通过水发生————————————来吸收

大量的热；火箭升空瞬间，会看到巨大的白色“气团”，这是水蒸气——————形成的（选填物

态变化的名称）．

练习1、汽化 液化

火箭发射的知识点二：

火箭升空过程中，它的动能增加，重力势能也增加，也就是说机械能在增加，这些增加的机

械能是从氢燃料燃烧中获得的。很多学生以为火箭升空过程中的动能在转化为重力势能，这

是一个错误的观点。火箭发射上升时是内能（推进剂-燃料燃烧）转化为火箭的动能和势能。

练习2.2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载

火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道. 图2是火箭发射升空时的情

景，以下说法正确的是

A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大

B．火箭升空利用了力的作用是相互的

C．火箭升空时受到平衡力的作用

D．火箭升空时受到惯性力的作用

练习2答案：C

练习3．神州号飞船在发射时，高度增大，速度增加，在这个过程中

A.动能增加，势能减小，机械能不变

B.动能不变，势能增加，机械能增加

C. .动能增加，势能增加，机械能增加

D. 动能增加，势能增加，机械能不变

练习3答案：C

火箭发射知识点三：

火箭的发射受地球的自转影响 在不同纬度上发射所需燃料是不同的 地球在自转过程中 地

面各点角速度相同 而线速度从极点（0km/d)到赤道（20000km/d）越来越大 而发射点的地

理位置的线速度会为火箭的发射提供初始速度 所以 在世界各国发射火箭的时候 都会选择

纬度较低 也就是距离赤道更近的位置 使火箭具有较大的初始速度 以便节省燃料 增大有

效载荷 以中国为例 在中国航天计划中 载人航天计划（神舟）选择在位于中国西部的甘肃

酒泉 而中国探月工程计划（嫦娥）则选在四川西昌 就是因为探月工程的轨道远高于只环绕

与近地面的神舟飞船 在西昌发射有利与提高有效载荷 就是可以让卫星更大 更重一些 而

之所以向东发射 是利用地球自转带来的离心作用 为火箭发射助力 两者都能让火箭在消耗

更少燃料的情况下发射更大质量的航天器

练习4：为了节省燃料并使火箭获得最大的推力，火箭发射应选择的地点与方向是（）

①较高纬度 ②较低纬度 ③向东发射 ④向西发射

A.①②

B.②③

C.①③

D.③④

练习四答案：B

火箭发射知识点四：

在地球表面上方不太高的范围内，质点因受地球引力作用而产生的加速度，称为“重力加速

度”。也可以说：物体由于重力作用而获得的加速度叫做“重力加速度”。地面附近的物体，

由于其它天体距离它很远，地球上其他物体对它的万有引力很小，所以读物体的重力皆指地

球对它的万有引力，其方向指向地心。在地面附近，任何物体的重力加速度在同一地点都相

同，但在不同地点，物体的重力加速度稍有不同。这种加速度用字母g表示。经测定，在赤

道附近，g＝9.78米／秒2；在地球北极g＝9.83米／秒2；在北京g＝9.80米／秒2；在上海

g＝9.79米／秒2。在一般要求不须太精确的计算中，可近似地取g＝9.8米／秒2。竖直上抛

物体的运动是一种匀减速直线运动，在运动过程中只受到重力作用（空气阻力忽略不计），

这时它的加速度也就是重力加速度。但是加速度的方向和物体开始竖直上抛时的初速度方向

相反。如果取运动物体竖直向上的方向为正，则加速度的方向应取负值，即a=-g=-9.8米／

秒2。以上各地的重力加速度，都是就平均海平面处而言。在离地面极高处，重力加速度就

显著减小。又因地球是椭圆球，其极半径比赤道半径约小0.3%，所以同一物体在不同的地

域所受重力略有不同。地面附近的物体随地球一起转动，万有引力还必须提供其向心力，所

以同一物体在不同的地域所受的重力不仅数值略有不同，而且方向也并不指向地心。因此在

不同地域的重力加速度也略有不同，方向也并不指向地心。G可简单的看做是自身重量的倍

数，超重1个g相当于你背着一个和你体重一样的人，2个g就是背两个人，一般人也就能

3到5个g，飞行员、宇航员最高能到10个g，不过要有特殊保护。国家现行的战斗机所能

承受的最大负荷是8个G，也就是说，超过这个值，飞机就会有解体的可能。所以，战斗机

飞行员在训练的时候，不可能超过8个G的超重值。而事实上，一般战斗机的飞行不会超

过5个G，所以战斗机飞行员的超重训练一般不会要求超过5个G。

练习五：一枚小火箭由地面竖直向上发射，55秒后关闭发动机。其速度-时间图像问：

（1）地面的重力加速度g=（ ）ms-1

（2）火箭上升的最大高度h=（ ）m

(3)火箭的整个飞行速度时间t=（ ）s

答案

1）地面的重力加速度g=（ 8 ）ms-1;

注：由于55秒后关闭发动机，所以火箭

只有重力作用，则BC段的斜率即为重

力加速度=200/（80-55）=8m/s^2;

（2）火箭上升的最大高度h=（8750）m

注：图中可以看出，火箭速度一直为正

值，所以它在前80秒内是一直上升的，

所以图中所围面积即为火箭上升的最大

高度=8750m;

(3)火箭的整个飞行速度时间t=

（ 126.77）s

首先：前80秒肯定是在飞行的，且80秒时速度为零；

其次：80秒后火箭做自由落体运动，且加速度为8，初速度为0，路程为8750，所以耗时间

约为46.77s；

最后：将两时间加起来，就是总飞行时间=126.77s 了

火箭发射知识点五

在火箭发射前几个小时，

电源系统会被充满电，从火箭发射的那一刻起，就开始工作了。在

火箭发射后，人们都会非常关注飞船太阳能帆板是否能够顺利展开，因为电源系统实际上就

是一个光伏系统，像一个小“发电场”，能源的来源就是太阳能，只有太阳能电池帆板展开

了，电源系统才能正常工作。而依靠太阳能发的电，一部分供给飞船使用，一部分则用蓄电

池储存起来。那么神舟九号飞船绕地球飞行1小时耗电多少？也许你猜不到，它的电功率只

有1800瓦，相当于一个普通家用空调或者是一个功率高点的微波炉的耗电量，但飞船与家

用电器比起来，可是个十足的大个头。一天飞行下来，“神九”耗电量只有——————————度。

虽然“神九”耗电不大，但却有一颗强大的“心脏”即电源系统，时时刻刻为“神九”的飞

行提供电力保障。

练习六：如上所述：神九每天飞行下来的耗电量为——————kWh，太阳能电池板是把—

—————能转化为——————能，它给蓄电池充电是把————能转化为————能。

答案：43.2 太阳能 电能，电能 化学能。

火箭发射知识点六：

火箭发射过程中，由于速可达7.9千米/秒，它与空气摩擦生热，产生高温，特别是飞船的返

回舱，会产生2000摄氏度的高温，可以熔化任何金属，因此在火箭头部和返回舱表面涂有

烧蚀层，利用烧蚀层的熔化并汽化吸热来防止温度过高。

练习七：火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度。在火箭上

涂一，这种材料在高温下熔化并且汽化，能防止烧坏火箭头部的作用，这是因为 ？ （ ）

A、熔化和汽化都放热 B、熔化和汽化都吸热

C、熔化吸热，汽化放热 D、熔化放热，汽化吸热

答案：B

神九与天宫对接知识点七

2012年6月16日发射的神九飞船进入预定轨道后，经过4次变轨，于18日中午抵达距天

宫一号后下方52公里处，彼此建立稳定的空空通信链路，开始自主导航。

5公里、400米、140米„„飞船在距离天宫一号30米停泊点进行最后一次停泊后，以0.2

米/秒的相对速度缓缓接近天宫一号。两个飞行器上的对接机构先后完成捕获、缓冲、拉近

和锁紧，独自在太空等待了215天的天宫一号与载客前来的神舟九号稳稳地连接在了一起。

练习八：神九在与天宫一号在对接以前是相对————的，对接以后它们之间是相对——

——的。从30米停泊处到对接的时间大约是————秒。

答案：运动 静止 150

练习九：我国将于今年实施“神舟九号”飞船与“天宫一号”飞行器载人交会对接，

对接后，“神舟九号”相对“天宫一号”是 （1） 的（选填“运动”或“静止”）。

若“神舟九号”在太空中短时间的运动可视为匀速直线运动，测得它5秒钟飞行39.5

千米，它的飞行速度为 （2） 千米/秒。“神舟九号”载人飞船可以通过 （3） 把

宇航员的信息传送回地球。

练习答案：（1）静止； （2）7.9； （3）无线电波。

神九与天宫对接知识点八：

某神九与天宫对接后的组合休沿一椭圆轨道绕地球运动，其近地点离地面高度h1=300千米，

远地点离地面高度h2=1400千米。在运行过程中，

练习十：从近地点向远地点运行过程中，速度————，动能————，重力势能———

—此过程中是——————能转化为————能。若它从远地点向近地点运行的过程中，速

度————，动能————，重力势能————此过程中是——————能转化为————

能。

答案：减小 减小 增大 动能 重力势能 增大 增大 减小 重力势能 动能。

神九返舱知识点九：

返回舱又称座舱，它是航天员的“驾驶室”。是航天员用来返回地球的舱。飞船起飞、上升

到入轨及返回着陆时，航天员都在返回舱内。抛弃轨道舱之后减轻了重量，因此更容易实现。

密闭结构，前端有舱门。

返回舱首先是确保密闭性。与飞船其它载人舱段一样，返回舱有很高的密封性。但与轨道舱

不同的是，返回舱在高温、高压作用下仍需保证气密性。为避免与大气剧烈摩擦产生的高热

烧穿舱壁，返回舱表面涂有烧蚀材料，利用材料的热解、熔化、蒸发等方式散热。这种材料

是石棉、玻璃与酚醛掺合形成的复合材料。直径2.5米的神舟返回舱表面积有22.4平方米，

防热材料总重量约500千克。为避免局部过热，返回舱有滚转调姿发动机，会通过自转来均

匀受热。有了这么多保护措施，仍要考虑座舱破裂的可能性。届时身着密闭航天服的航天员

将接管自动驾驶仪、通过手动操作备份系统，控制飞船紧急返回。 安全进入大气层后，还

需进一步控制落地速度。

航天飞船的返回舱在以超高速进入大气层时会产生激波，使返回舱表面与周围气体分子呈黏

滞状态，温度不易散发，形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。高温区内的气体和返回舱

表面材料的分子被分解和电离，形成一个等离子区。它像一个套鞘似地包裹着返回舱。因为

等离子体能吸收和反射电波，会使返回舱与外界的— — —通信衰减，甚至中断。这种现象就

称为黑障。

答案：无线电

神九返回舱着陆知识点十：

由于受到大气阻力的作用，飞船在进入大气层以后，速度会迅速下降。到距离地球表面约

15公里时，飞船速度由超音速下降到亚音速，稳定在200米／秒左右。如果飞船以这样的

速度冲向地面，航天员着陆时所受到的冲击，仍然如同从100层高楼上飞身跳下。飞船减速

首先依靠降落伞。当返回舱下降到距地面大约10公里的高度时，返回舱自动打开伞舱盖，

引导伞打开后，再拉出减速伞。为了减少开伞冲击力，减速伞还特意设计为两级充气，分两

次打开，使返回舱的速度下降到80米／秒左右。减速伞工作16秒钟后，与返回舱分离，同

时拉出主伞。主伞也采取两级充气的方法，先张开一个小口，然后慢慢地全部张开，使返回

舱的下降速度逐渐由80米／秒减到40米／秒，然后再减至8米－10米／秒。然而，即使

是以8米／秒的速度着陆，飞船所受的冲击力仍可能对航天员的脊柱造成损伤。飞船距离地

面大约1米时，安装在返回舱底部的4台反推火箭还将点火工作，使返回舱速度一下子降到

2米／秒以内。反推火箭利用的物理知识是：物体间的力的作用是相互的，以及力可以改变

物体的运动状态。

练习十一：天宫一号是中国首个空间实验室的名称，中国于2011年9月29日发射“天宫一

号”目标飞行器，将分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接。从而建立第一个中

国空间实验室。

（1）运载火箭将“天宫一号”平地托起，直冲云天。它向后喷出气流而使自身受力前进，

这是运用了力的作用是___ ____的道理。在升空过程中，火箭受 的作用（选填“平

衡力”或“非平衡力”）

（2）“神八”与“天宫一号”进行对接前，“神八”相对“天宫一号”是 的，“神八”

与“天宫一号”进行对接成功后高速运行，此时两物体间彼此处于相

对 状态．若以太阳为参照物，“神八”与“天宫一号”都是 运动 的。

（3）天宫一号空间实验室长约9m、质量量约8.5t，在太空中处于失重状态， 其质

量 8.5t（选填“大于”、“等于”或“小于”）

（4）在太空飞行中，如果天宫一号受到的一切外力消失，那么它将