2020年高考物理考点练习5.19 月球探测(提高篇)(解析版).doc
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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(必修部分)第五部分 万有引力定律和航天专题5.19月球探测(提高篇)一选择题1(2019安徽合肥二模)嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测,创造了人类探月的历史。为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通讯,我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”,它是运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星,L2点位于地球和月球连线的延长线上。若某飞行器位于L2点,可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动,如图所示。已知地球质量是月球质量的k倍,飞行器质量远小于月球质量,地球与月球中心距离是L2点与月球中心距离的n倍。下列说法正确的是( )A飞行器的加
2、速度大于月球的加速度 B飞行器的运行周期大于月球的运行周期C飞行器所需的向心力由地球对其引力提供 Dk与n满足k=【参考答案】AD【命题意图】此题以运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星中继卫星“鹊桥”为情景,考查万有引力定律及其相关知识点。【解题思路】根据题述,位于L2点的飞行器与月球同步绕地球做匀速圆周运动,二者围绕地球做圆周运动的角速度相同,周期相同,由于飞行器围绕地球运动的轨道半径r大于月球,由a=2r可知,飞行器的加速度大于月球的加速度,选项A正确B错误;飞行器围绕地球圆周运动所需的向心力由地球对其引力和月球对其引力的合力提供,选项C错误;设月球质量为M,飞行器质量为m,L2点与月球中心
3、距离为r,月球绕地球做匀速圆周运动,G=M2nr,位于L2点的飞行器绕地球做匀速圆周运动,G+ G=m2(n+1)r,联立解得k与n满足k=,选项D正确。【易错警示】解答此题常见错误主要有:一是对题述情景理解不到位;二是不能正确运用万有引力提供向心力列方程解得结果。2. (2019年1月云南昆明复习诊断测试)2018年12月8日,中国长征三号运载火箭把“嫦娥四号”探测器送入地月转移轨道,踏上了奔赴月球的征程,“嫦娥四号”将经过多次变轨,预计2019年初降落在月球背面。如图所示为某次变轨时的示意图,轨道为绕月运行的椭圆轨道,轨道II为绕月运行的圆轨道,两轨道相切于P点,下列说法正确的是( )A.
4、“嫦娥四号”在轨道I上经过Q点时的速度小于在轨道I上经过P点时的速度B.“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时的速度小于在轨道上经过P点时的速度C.“嫦娥四号”在轨道1上经过P点时的加速度等子在轨道上经过P点时的加速度D.若已知“嫦娥四号”绕月圆轨道的半径、运动周期和引力常量,可算出月球的密度【参考答案】AC【命题意图】本题考查万有引力定律、宇宙探测及其相关知识点的理解和运用。【解题思路】“嫦娥四号”围绕月球在椭圆轨道上运动,机械能守恒,在近月点引力势能较小,动能较大,速度较大,所以“嫦娥四号”在轨道I上经过Q点时的速度小于在轨道I上经过P点时的速度,选项A正确;“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时需要
5、减速才能转移到轨道II上做匀速圆周运动,所以“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时的速度大于在轨道II上经过P点时的速度,选项B错误;根据万有引力定律,“嫦娥四号”经过同一点所受万有引力相等,根据牛顿运动定律可知,“嫦娥四号”在轨道I上经过P点时的加速度等于在轨道II上经过P点时的加速度,选项C正确;由G=mr()2,解得M=,若已知“嫦娥四号”围绕月球运动圆轨道II的半径r,运动周期T和引力常量G,可以得出月球的质量M。由于不知道月球半径R,不能得出月球的密度,选项D错误。【方法归纳】卫星问题,一般利用万有引力等于向心力列出相关方程,分析解答。3(2019湖北百所名校大联考)嫦娥四号于2019年1
6、月3日在月球背面着陆,嫦娥五号也讨划在今年发射。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后,先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动,然后开启反冲发动机,嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态,最后实现软着陆,自动完成月面样品采集,并从月球起飞,返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径,月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度,引力常量为G。不考虑月球的自转,则下列说法正确的是( )A.嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度B.月球的平均密度C.嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内,绕月球运转圈数D.根据题目给出的数据无法求出月球的第一宇宙速度【参考答案】
7、BC【名师解析】嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度小于月球的第一宇宙速度,根据第一宇宙速度公式,v1=,月球的半径为R且小于地球的半径,月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度,可知月球的第一宇宙速度一定小于地球的第一宇宙速度,所以嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度一定小于地球的第一宇宙速度,选项A错误;由G=mg0,可得月球质量M=,月球体积V=,月球的平均密度,选项B正确;由G=m(R+h)()2,n=t/T,联立解得.嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内,绕月球运转圈数,选项C正确。根据题目给出的数据,利用第一宇宙速度公式,v1=,可以求出月球的第一宇宙
8、速度,选项D错误。4(2019江苏宿迁期末)2018年12月8日2时23分,我国成功发射“嫦娥四号”探测器。“嫦娥四号”探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终于2019年1月3日10时26分实现人类首次月球背面软着陆。假设“嫦娥四号”在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力,则“嫦娥四号”()A在减速着陆过程中,其引力势能减小B在环月椭圆轨道上运行时,其速率不变C由地月转移轨道进入环月轨道,应让其加速D若知其环月圆轨道的半径、运行周期和引力常量,则可算出月球的密度【参考答案】A【名师解析】嫦娥三号在着陆过程中,万有引力做正功,引力势能减小,故A正确。在椭圆轨道上,由远月点到近
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