专题5.20 月球探测(能力篇)(原卷版)
阶段质量检测(一)A卷
阶段质量检测（一）(A卷学业水平达标)(时间：60分钟满分：51分)一、新闻阅读(38分)(一)阅读下面的文字，完成后面的题目。
(14分)“嫦娥”奔向月宫我国的月球探测工程作为一项国家战略性科技工程，整个工程规划贯彻“有所为、有所不为”的方针，选择有限目标，突出重点，集中力量，力求在关键领域取得突破，循序渐进，持续发展，为深空探测活动奠定坚实的基础。
嫦娥工程将实施三步战略。
第一步是发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现首次绕月飞行。
第二步是发射月球软着陆器，并携带月球巡视勘察器(俗称月球车)，在着陆器降落区附近进行就位探测，这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。
在人类进行的月球与深空探测活动中，环绕探测、软着陆探测和巡视勘察是最主要的探测手段，软着陆更是踏上另一个星球进行实地科学探测的第一步，从获取探测数据的直接性和丰富性的角度来看，软着陆和巡视勘察是其他探测形式所不能替代的，在月球与深空探测技术发展中占据着十分重要的地位。
第三步是发射月球采样返回器，软着陆在月球表面特定区域，并进行分析采样，然后将月球样品带回地球，在地面上对样品进行详细研究。
这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术，完成月球表面采样，以实施对月壤、月壳和月球形成和演化的深度认识，为月球探测后续工程提供数据支持。
新闻链接一：__________________嫦娥的传说来自古代中原地带。
几千年前，中国人就已经给月亮编织了一个美丽的故事：上面有月宫，琼楼玉宇；有仙子，美丽的广寒宫主嫦娥；有伐桂的吴刚，有捣药的玉兔，那里是一个天上人间。
这反映出古代人民对月亮美丽的幻想。
“嫦娥不是一个真实的存在。
”南开大学文学博士生导师李剑国教授说。
古代的月神叫作“常仪(音娥)”，后来这两个字转化为“嫦娥”。
嫦娥最早的名字是“姮娥”，而“姮”这个字在古代和“嫦”同音，到了汉代为了避讳汉文帝刘恒，遂改为“嫦娥”。
2024年中考地理++时事热点专题【探月工程】命题方向+试题
2024中考地理| 时事热点专题【探月工程】命题方向+试题【命题方向】1、我国四大卫星发射中心的地理位置、发射条件。
2、高新技术产业的发展；3、探月工程等人类太空探索的进展与意义；4、关于节气和时间——考查地球公转和自转的地理意义5.关于国家宇宙安全和探索意义。
【试题练习】【一】2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。
嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极-艾特肯盆地。
返回之旅。
下图示意地球公转，读图完成1～5题。
1、该日，地球运行在（）A．①－②之间B．②－③之间C．③－④之间D．④－①之间2、该日，徐州昼夜长短情况是（）注：图中阴影部分为夜，空白部分为昼3、“嫦娥六号”成功发射期间，徐州可能出现的地理现象是（）A．北海清波浮画舫，香山红叶染霜天B．黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙C．燕山雪花大如席，纷纷吹落轩辕台D．水积春塘晚，阴交夏木繁4、与文昌卫星发射中心相比，酒泉卫星发射中心的优势条件有（）①纬度低，热量充足；②地处沿海，海运便利；③人烟稀少，安全性好；④降水少，晴朗天气多.Ａ．②③Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．①③5．纬度越低，卫星发射的初速度越大，越节省燃料。
在我国四大卫星发射中心发射卫星时，最节省燃料的是（）Ａ．酒泉Ｂ．太原Ｃ．西昌Ｄ．文昌【二】2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。
嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅。
图为2024年中国航天任务示意图。
据此完成1-2题。
1、我国航空事业蓬勃发展反映我国（）①进入创新型国家行业；②高新技术产业发展迅速；③轻工业发达；④拥有雄厚的军事实力.Ａ．①②③Ｂ．①②④Ｃ．②③④Ｄ．①③④2、嫦娥六号探测器的研发和发射有利于我国（）①维护月球权益；②促进科技发展；③扩大领土面积④开展太空探测活动.Ａ．①②④Ｂ．②③④Ｃ．①②③Ｄ．①③④【三】2023年7月12日，中国载人航天工程办公室披露，中国计划在2030年前实现载人登月。
2020年北京卷语文长阅读 嫦娥四号探月工程 和参考答案
2020年北京卷语文长阅读、嫦娥四号探月工程阅读下面材料，完成1－5 题。
本大题共5 小题，共18 分。
材料一由于月球绕地球公转与月球自转的周期相同，所以月球的一面总是背对着地球，这一面称为月球背面。
人类在地球上始终无法看到月球背面。
2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号探测器，包括着陆器和玉兔二号月球车，成功实现人类首次月球背面软着陆，并开展就位探测和巡视探测。
人类此前的所有登月活动都是在月球正面完成的，嫦娥四号创造了历史。
嫦娥四号着陆于月背的南极——艾特肯盆地。
与相对平坦的月球正面不同，月背地形更为复杂，几乎全是环形山和古老的陨石坑，更接近月球最原始的面貌。
玉兔二号在月背巡视，开展地形地貌测量、浅层结构和矿物成分探测，将为人类研究月球矿物质结构和太阳系起源提供更为丰富的第一手资料。
同时，由于月球自身对月背形成天然的屏障，没有来自地球的各种辐射干扰，可以为各类天文观测提供难得的纯净环境，填补地面射电观测的诸多空白。
在嫦娥四号探测器登陆月背之前，前苏联与美国虽然已完成了月背的成像工作，但一直没有航天器造访这片古老的神秘之地，其中一个主要原因是通信障碍。
由于月球自身的阻挡，地球上的测控站无法与月背建立无线电通信联系，也就无法对着陆月背的航天器进行测控。
为解决这一难题，必须建立一座连接地球和月背的通信基站。
经过专家们的反复论证，最终决定在环绕“地月拉格朗日L2 点”的Halo 轨道上放置一颗“鹊桥”中继星。
“地月拉格朗日L2 点”是地月系统中的五个平动点之一，位于地球至月球连线的延长线上，与地球、月球的位置相对固定。
L2 点特殊的动力学特性和在三体问题中相对固定的几何位置，决定了它在停泊中转、中继通信、天文观测、星际转移等深空探测任务中，具备独特的工程应用价值。
“鹊桥”中继星是我国也是世界首颗地球轨道外的专用中继卫星，2018 年5 月21 日发射后，在地面的控制下，完成了地月转移、月球借力转向、Halo 轨道捕获等关键控制，成功实现了沿Halo 轨道的飞行。
专题5.9 月球探测(原卷版)-3年高考2年模拟1年原创备战2020高考精品系列之物理
专题5.9 月球探测【考纲解读与考频分析】我国多次发射月球探测器探测月球，月球探测成为高考命题热点。
【高频考点定位】：月球探测考点一：月球探测【3年真题链接】1.（2019全国理综II 卷14）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h 表示探测器与地球表面的距离，F 表示它所受的地球引力，能够描F 随h 变化关系的图像是（ ）2.（2019高考理综天津卷）2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。
已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的（ ）A. B.动能为2GMm RC. D.向心加速度为2GM R【2年模拟再现】1. （2019河南郑州二模）.2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，首次实现人类探测器月球背面软着陆。
12月12日16时45分，号探测器成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100km 的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的是（ ）A.嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度B.嫦娥四号在100km 环月轨道运行通过P 点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过P 点时加速度相同C.嫦娥四号在100km 环月轨道运动的周期等于在椭圆环月轨道运动周期D.嫦娥四号在地月转移轨道经过P 点时和在100km 环月轨道经过P 点时的速度相同2．（3分）(2019浙江台州模拟)2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器成功发射，并于2019年1月3日实现人类首次在月球背面软着陆。
已知月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，万有引力常量为G ，当嫦娥四号在绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r 。
专题5.18 月球探测(基础篇)(原卷版)
图高考物理100考点最新模拟题千题精练第五部分 万有引力定律和航天专题5.18月球探测（基础篇）一．选择题1. （2020河南南阳期末）按照我国月球探测活动计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，该计划已在2013年之前完成。
设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0，飞船沿距月球表面高度为3R 的圆形轨道I 运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。
则（ ）A. 飞船在轨道1上运行的线速度大小为v =B. 飞船在A 点变轨时动能增大C. 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间为T =2πD. 飞船从A 到B 运行的过程中机械能增加 2．（2020江苏高考仿真模拟2） 如图所示，“嫦娥四号”由地面发射后进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里、周期为118分钟的圆轨道Ⅲ，此后在该轨道再次成功实施变轨控制，顺利进入预定的着陆准备轨道，并于2019年1月3日成功着陆在月球背面的艾特肯盆地冯.卡门撞击坑的预选着陆区，自此中国成为全球首个在月球背面着陆的国家。
不计四号卫星的质量变化，下列说法正确的是( )A ．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期B ．“嫦娥四号”在轨道Ⅲ上经过P 点时的加速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时的加速度小C ．“嫦娥四号”在轨道Ⅲ上经过P 点时的运行速度比在轨道Ⅱ上经过P 点时的运行速度大D ．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅲ上的机械能大 3.（2019河南郑州二模）.2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，首次实现人类探测器月球背面软着陆。
12月12日16时45分，号探测器成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100km 的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的是A.嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度B.嫦娥四号在100km环月轨道运行通过P点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过P点时加速度相同C.嫦娥四号在100km环月轨道运动的周期等于在椭圆环月轨道运动周期D.嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时和在100km环月轨道经过P点时的速度相同4．（3分）(2019浙江台州模拟)2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器成功发射，并于2019年1月3日实现人类首次在月球背面软着陆。
专题5.17 航天和宇宙探测(提高篇)(原卷版)
高考物理100考点最新模拟题千题精练第五部分 万有引力定律和航天专题5.17航天和宇宙探测（提高篇）一．选择题1. （2019湖南长沙长郡中学二模）2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。
如图所示，在绕月椭圆轨道上，已关闭动力的探月卫星仪在月球引力作用下向月球靠近，片在B 处变轨进入半径为r 、周期为T 的环月圆轨道运行。
已知引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）A. 图中探月卫星飞向B 处的过程中动能越来越小B. 图中探月卫星飞到B 处时应减速才能进入圆形轨道C. 由题中条件可计算出探月卫星受到月球引力大小D. 由题中条件可计算月球的密度2. (2016·河北百校联考)嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。
探测器预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg 月球样品。
某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( ) 月球半径R 0 月球表面处的重力加速度g 0 地球和月球的半径之比R R 0＝4 地球表面和月球表面的重力加速度之比g g 0＝6 A.23 B.32 C ．4 D ．63．(2019·永州联考)如图所示，两星球相距为L ，质量比为m A ∶m B ＝1∶9，两星球半径远小于L 。
从星球A 沿A 、B 连线向星球B 以某一初速度发射一探测器，只考虑星球A 、B 对探测器的作用，下列说法正确的是 ( )A ．探测器的速度一直减小B ．探测器在距星球A 为L 4处加速度为零C ．若探测器能到达星球B ，其速度可能恰好为零D ．若探测器能到达星球B ，其速度一定大于发射时的初速度4．(2015·聊城二模，17)探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终进入距月球表面高为h 的圆形工作轨道。
万有引力与航天专题(2024高考真题及解析)
万有引力与航天专题1.[2024·安徽卷] 2024年3月20日,我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空.当抵达距离月球表面某高度时,鹊桥二号开始进行近月制动,并顺利进入捕获轨道运行,如图所示,轨道的半长轴约为51 900 km.后经多次轨道调整,进入冻结轨道运行,轨道的半长轴约为9900 km,周期约为24 h.则鹊桥二号在捕获轨道运行时()A.周期约为144 hB.近月点的速度大于远月点的速度C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度1.B[解析] 冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球,根据开普勒第三定律得T12R13=T22R23,整理得T2=T1√R23R13≈288 h,A错误;根据开普勒第二定律得,鹊桥二号在捕获轨道运行时在近月点的速度大于在远月点的速度,B正确;在近月点从捕获轨道到冻结轨道变轨时,鹊桥二号需要减速进行近月制动,故鹊桥二号在捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度,C错误;在两轨道的近月点所受的万有引力相同,根据牛顿第二定律可知,在捕获轨道运行时近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度,D错误.2.[2024·北京卷] 科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型:在宇宙大尺度上,所有的宇宙物质(星体等)在做彼此远离运动,且质量始终均匀分布,在宇宙中所有位置观测的结果都一样.以某一点O为观测点,以质量为m的小星体(记为P)为观测对象.当前P到O点的距离为r0,宇宙的密度为ρ0.(1)求小星体P远离到2r0处时宇宙的密度ρ;(2)以O点为球心,以小星体P到O点的距离为半径建立球面.P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力.已知质量为m1和m2、距离为R的两个质点间的引力势能E p=-G m1m2R,G为引力常量.仅考虑万有引力和P远离O点的径向运动.①求小星体P从r0处远离到2r0处的过程中动能的变化量ΔE k;②宇宙中各星体远离观测点的速率v满足哈勃定律v=Hr,其中r为星体到观测点的距离,H为哈勃系数.H与时间t有关但与r无关,分析说明H随t增大还是减小.2.(1)18ρ0 (2)①-23G πρ0m r 02 ②H 随t 增大而减小[解析] (1)在宇宙中所有位置观测的结果都一样,则小星体P 运动前后距离O 点半径为r 0和2r 0的球内质量相同,即ρ0·43πr 03=ρ·43π(2r 0)3解得小星体P 远离到2r 0处时宇宙的密度ρ=18ρ0(2)①此球内的质量M =ρ0·43πr 03 P 从r 0处远离到2r 0处,由能量守恒定律得 动能的变化量ΔE k =-G Mmr 0-(-GMm 2r 0)=-23G πρ0m r 02 ②由①知星体的速度随r 0增大而减小,星体到观测点距离越大运动时间t 越长,由v =Hr知,H 减小,故H 随t 增大而减小3.[2024·甘肃卷] 小杰想在离地表一定高度的天宫实验室内,通过测量以下物理量得到天宫实验室轨道处的重力加速度,可行的是 ( ) A .用弹簧测力计测出已知质量的砝码所受的重力 B .测量单摆摆线长度、摆球半径以及摆动周期 C .从高处释放一个重物,测量其下落高度和时间D .测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径3.D [解析] 在天宫实验室内,物体处于完全失重状态,重力提供了物体绕地球做匀速圆周运动的向心力,故A 、B 、C 中的实验均无法得到天宫实验室轨道处的重力加速度;物体所受的万有引力提供物体绕地球做匀速圆周运动的向心力,有mg =G Mm r 2=m 4π2T 2r ,整理得轨道处的重力加速度为g =4π2T 2r ,故通过测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径可行,D 正确.4.(多选)[2024·广东卷] 如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞,在接近某行星表面时以60 m/s 的速度竖直匀速下落.此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接.已知探测器质量为1000 kg,背罩质量为50 kg,该行星的质量和半径分别为地球的110和12.地球表面重力加速度大小g 取10 m/s 2.忽略大气对探测器和背罩的阻力.下列说法正确的有 ( )A .该行星表面的重力加速度大小为4 m/s 2B .该行星的第一宇宙速度为7.9 km/sC .“背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为80 m/s 2D .“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为30 kW4.AC [解析] 设地球的质量为M ,半径为R ,行星的质量为M',半径为R',在星球表面可近似认为物体所受重力等于其所受万有引力,有GMm R2=mg ,可得GM =gR 2,同理,在该行星表面有GM'=g'R'2,联立得该星球表面的重力加速度g'=M 'R 2MR '2g =110×22×10 m/s 2=4 m/s 2,A 正确;地球的第一宇宙速度v =√GMR=7.9 km/s,则该行星的第一宇宙速度v'=√GM 'R '=√15×GM R =√15×7.9 km/s,B 错误;探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞,在接近某行星表面时以v =60 m/s 的速度竖直匀速下落,此时背罩受到降落伞的拉力F =(m 探+m 背)g'=4200 N,“背罩分离”后瞬间,由牛顿第二定律有F -m 背g'=m 背a ,解得背罩的加速度大小为a =80 m/s 2,C 正确;“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为P =m 探g'v =1000×4×60 W=2.4×105 W=240 kW,D 错误.5.[2024·广西卷] 潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同.图中a 、b 和c 处单位质量的海水受月球引力大小在( )A .a 处最大B .b 处最大C .c 处最大D .a 、c 处相等,b 处最小5.A [解析] 根据万有引力公式F =G Mm R 2,可知图中a 处单位质量的海水受到月球的引力最大,故选A .6.[2024·海南卷] 神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆,在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速,返回舱速度大大减小,在减速过程中()A.返回舱处于超重状态B.返回舱处于失重状态C.主伞的拉力不做功D.重力对返回舱做负功6.A[解析] 返回舱在减速过程中,加速度竖直向上,处于超重状态,故A正确,B错误;主伞的拉力与返回舱运动方向相反,对返回舱做负功,故C错误;返回舱的重力与返回舱运动方向相同,重力对返回舱做正功,故D错误.7.[2024·海南卷] 嫦娥六号进入环月圆轨道,周期为T,轨道高度与月球半径之比为k,引力常量为G,则月球的平均密度为 ()A.3π(1+k)3GT2k3B.3πGT2C.π(1+k)3GT2k D.3πGT2(1+k)37.D[解析] 设月球半径为R,质量为M,对嫦娥六号,根据万有引力提供向心力得G Mm [(k+1)R]2=m4π2T2·(k+1)R,月球的体积V=43πR3,月球的平均密度ρ=MV,联立可得ρ=3πGT2(1+k)3,故选D.8.(多选)[2024·河北卷] 2024年3月20日,“鹊桥二号”中继星成功发射升空,为“嫦娥六号”在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯.“鹊桥二号”采用周期为24 h的环月椭圆冻结轨道(如图所示),近月点A距月心约为2.0×103 km,远月点B距月心约为1.8×104 km,CD 为椭圆轨道的短轴,下列说法正确的是()A.“鹊桥二号”从C经B到D的运动时间为12 hB.“鹊桥二号”在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1C.“鹊桥二号”在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线D.“鹊桥二号”在地球表面附近的发射速度大于7.9 km/s且小于11.2 km/s8.BD[解析] “鹊桥二号”围绕月球沿椭圆轨道运动,根据开普勒第二定律可知,在近地点A处的速度最大,在远地点B处的速度最小,则从C→B→D的平均速率小于从D→A→C 的平均速率,所以从C→B→D的运动时间大于半个周期,即大于12 h,A错误;在A点,根据牛顿第二定律有G Mm(r OA)2=ma A,在B点,根据牛顿第二定律有G Mm(r OB)2=ma B,联立解得“鹊桥二号”在A、B两点的加速度大小之比约为a A∶a B=81∶1,B正确;物体做曲线运动时速度方向沿该点的切线方向,所以“鹊桥二号”在C、D两点的速度方向不垂直于其与月心的连线,C错误;“鹊桥二号”发射后围绕月球沿椭圆轨道运动,并未脱离地球引力束缚,所以“鹊桥二号”在地球表面附近的发射速度大于7.9 km/s且小于11.2 km/s,D正确.9.[2024·湖北卷] 太空碎片会对航天器带来危害.设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动,如图中实线所示.为了避开碎片,空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体,使空间站获得一定的反冲速度,从而实现变轨.变轨后的轨道如图中虚线所示,其半长轴大于原轨道半径.则()A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大9.A[解析] 空间站在P点变轨前、后所受到的万有引力不变,根据牛顿第二定律可知F 万=ma加,则空间站变轨前、后在P点的加速度相同,故A正确;空间站的圆轨道运动可以看作特殊的椭圆轨道运动,因为变轨后其轨道半长轴大于原轨道半径,根据开普勒第三定律可知a 2T2=k,则空间站变轨后的运动周期比变轨前的大,故B错误;变轨后在P点获得方向沿径向指向地球的反冲速度,与原来做圆周运动的速度合成,合速度大于原来的速度,故C错误;由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前的大,但变轨后在P点的速度比同一轨道上在近地点的速度小,所以空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小,故D错误.10.(多选)[2024·湖南卷] 2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道,正式开启月球之旅.相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”,本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集,并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱,返回舱再通过返回轨道返回地球.设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道,半径近似为月球半径.已知月球表面重力加速度约为地球表面的16,月球半径约为地球半径的14.关于返回舱在该绕月轨道上的运动,下列说法正确的是( )A .其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度B .其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度C .其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的√23倍 D .其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的√32倍10.BD [解析] 返回舱绕月运行的轨道为圆轨道,半径近似为月球半径,则由万有引力提供向心力,有GM 月m r 月2=mv 月2r 月,根据在月球表面万有引力和重力的关系有GM 月m r 月2=mg 月,联立解得v 月=√g 月r 月,由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度,同理可得v 地=√g 地r 地,则v 月v 地=√g 月g 地·r 月r 地=√16×14=√612,所以v 月<v 地,故A 错误,B 正确;根据线速度和周期的关系有T =2πv ·r ,则T 月T 地=r 月r 地·v 地v 月=14×√6=√32,故C 错误,D 正确.11.[2024·江西卷] “嫦娥六号”探测器于2024年5月8日进入环月轨道,后续经调整环月轨道高度和倾角,实施月球背面软着陆.当探测器的轨道半径从r 1调整到r 2时(两轨道均可视为圆形轨道),其动能和周期从E k1、T 1分别变为E k2、T 2.下列选项正确的是 ( )A .E k1E k2=r 2r 1,T 1T 2=√r 13√r 2B .E k1E k2=r 1r 2,T 1T 2=√r 13√r 2C .E k1E k2=r 2r 1,T 1T 2=√r 23√r 1D .E k1E k2=r 1r 2,T 1T 2=√r 23√r 1311.A [解析] 探测器环月运行,由万有引力提供向心力有G Mmr 2=m v 2r ,得v 2=GMr,其中M 为月球质量,m 为“嫦娥六号”质量,动能E k =12mv 2,则E k1E k2=r2r 1,B 、D错误;同理,由G Mm r 2=m 4π2T2r得T =√4π2r 3GM ,则T 1T 2=√r 13r 23,A 正确,C 错误.12.[2024·辽宁卷] 如图甲所示,将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点O ,竖直向上为正方向,建立x 轴.若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图乙所示(不考虑自转影响).设地球、该天体的平均密度分别为ρ1和ρ2,地球半径是该天体半径的n 倍,ρ1ρ2的值为 ( )A .2nB .n 2C .2n D .12n12.C [解析] 设地球表面的重力加速度为g ,球状天体表面的重力加速度为g',弹簧的劲度系数为k ,根据简谐运动的对称性有k ·4A -mg =mg ,k ·2A -mg'=mg',解得gg '=2,设球状天体的半径为R ,则地球的半径为nR ,在地球表面有G ρ1·43π(nR )3·m(nR )2=mg ,在球状天体表面有G ρ2·43πR 3·mR 2=mg',联立解得ρ1ρ2=2n,故C 正确.13.[2024·全国甲卷] 2024年5月,“嫦娥六号”探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅.将采得的样品带回地球,飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程.月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16.下列说法正确的是 ( )A .在环月飞行时,样品所受合力为零B .若将样品放置在月球正面,它对月球表面压力等于零C .样品在不同过程中受到的引力不同,所以质量也不同D .样品放置在月球背面时对月球的压力比放置在地球表面时对地球的压力小13.D [解析] 在环月飞行时,样品所受合力提供所需的向心力,不为零,故A 错误;若将样品放置在月球正面,则它处于平衡状态,它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小,由于月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16,则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力,所以样品放置在月球背面时对月球的压力比放置在地球表面时对地球的压力小,故B 错误,D 正确;样品在不同过程中受到的引力不同,但样品的质量不变,故C 错误.14.[2024·山东卷] “鹊桥二号”中继星环绕月球运行,其24小时椭圆轨道的半长轴为a.已知地球同步卫星的轨道半径为r ,则月球与地球质量之比可表示为 ( )A .√r 3a 3 B .√a 3r3C .r 3a3 D .a 3r314.D [解析] “鹊桥二号”中继星环绕月球运动的24小时椭圆轨道的半长轴为a ,则其24小时圆轨道的半径也为a ,由万有引力提供向心力得G M 月m 中a 2=m 中(2πT )2a ,对地球同步卫星,由万有引力提供向心力得GM 地m 同r 2=m 同(2πT )2r ,联立解得M 月M 地=a 3r 3,D 正确.15.[2024·新课标卷] 天文学家发现,在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行,其中行星GJ1002c 的轨道近似为圆,轨道半径约为日地距离的0.07倍,周期约为0.06年,则这颗红矮星的质量约为太阳质量的 ( ) A .0.001倍 B .0.1倍 C .10倍 D .1000倍15.B [解析] 设红矮星的质量为M 1,行星GJ1002c 的质量为m 1,轨道半径为r 1,运动周期为T 1;太阳的质量为M 2,地球的质量为m 2,日地距离为r 2,地球运动的周期为T 2;根据万有引力定律提供向心力有GM 1m 1r 12=m 14π2T 12r 1,G M 2m 2r 22=m 24π2T 22r 2,联立可得M 1M 2=(r 1r 2)3·(T 2T 1)2,由于行星GJ1002c 的轨道半径约为日地距离的0.07倍,周期约为0.06年,可得M 1M 2≈0.0730.062≈0.1,选B 正确.16.[2024·浙江6月选考] 与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示,假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内,地球的公转半径为R ,小行星甲的远日点到太阳的距离为R 1,小行星乙的近日点到太阳的距离为 R 2,则 ( )A .小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度B .小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度C .小行星甲与乙的运行周期之比T1T 2=√R 13R 23D .甲、乙两行星从远日点到近日点的时间之比t 1t 2=√(R 1+R)3(R 2+R)316.D [解析] 由开普勒第二定律知小行星甲在远日点的速度小于在近日点的速度,A 错误;小行星乙在远日点到太阳的距离与地球到太阳的距离相等,由G Mmr 2=ma 可知,小行星乙在远日点的加速度和地球公转加速度大小相等,B 错误;根据开普勒第三定律有(R 1+R 2)3T 12=(R 2+R 2)3T 22,解得T 1T 2=√(R 1+R)3(R 2+R)3,C错误;甲、乙两行星从远日点到近日点的时间之比t 1t 2=T 12T 22=√(R 1+R)3(R 2+R)3,D 正确.。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题5.19 月球探测(提高篇)(解析版)
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L 2点的通信卫星，L 2点位于地球和月球连线的延长线上。
若某飞行器位于L 2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L 2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D ．k 与n 满足k=133)1(223+++n n n n 【参考答案】AD【命题意图】此题以运行于地月拉格朗日L 2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L 2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ω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=ω2r 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 ，L 2点与月球中心距离为r ，月球绕地球做匀速圆周运动，G ()22kM nr =M ω2nr ，位于L 2点的飞行器绕地球做匀速圆周运动，G ()221kMmn r ++ G 2Mm r=m ω2(n+1)r ，联立解得k 与n 满足k=133)1(223+++n n n n ，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。
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第五部分万有引力定律和航天
专题5.20月球探测（能力篇）
一．选择题
1．（2020年5月北京朝阳模拟）中国探月工程三期主要实现采样返回任务，部分过程可简化如下：探测器完成样本采集后从月球表面升空，沿椭圆轨道在远月点与绕月圆轨道飞行的嫦娥五号完成对接。
已知月球半径约为地球半径的1/4，月球质量约为地球质量的1/100，地球表面的重力加速度g=10m/s2。
下列说法正确的是（）
A．探测器从月球表面发射时的速度至少为7.9km/s
B．对接前嫦娥五号飞行的加速度小于1.6 m/s2
C．若对接后嫦娥五号在圆轨道上运行，则其速度比对接前的大
D．对接前探测器在椭圆轨道上运行的周期大于嫦娥五号的运行周期
2.（2020江苏高考仿真模拟3）2018年12月8日发射成功的嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。
若将发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进人地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在Q点着陆月球表面。
下列说法正确的是（）
A．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
B．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度
C．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期
D．“嫦娥四号”在地月转移轨道上经过M点的动能大于在轨道Ⅰ上经过M点的动能
3.（2019安徽江南十校二模）2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功软着陆在月球背面预选区域。
发射后，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入距离月球表面高度为h 的环月轨道。
若忽略月球自转，月球的半径为R ，将嫦娥四号探测器的环月轨道视为圆形轨道，运动周期为T ，引力常量为G ，不计因燃料消耗而损失的质量，则下列说法正确的是
A 嫦娥四号在轨道上的速度与月球的第一宇宙速度之比是R h R +
B 嫦娥四号在轨道上的速度与月球的第一宇宙速度之比是
R h R + C.嫦娥四号在轨道上的加速度与月球表面的重力加速度之比是22
)
(h R R + D 嫦娥四号在轨道上的加速度与月球表面的重力加速度之比是
h
R R +
4.（2019山东聊城一模）嫦娥四号探测器平稳落月，全国人民为之振奋。
已知嫦娥四号探测器在地球上受到的重力为G 1，在月球上受到月球的引力为G 2，地球的半径为R 1，月球的半径为R 2，地球表面处的重力加速为g 。
则下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面处的重力加速度为
B. 月球与地球的质量之比为
C. 若嫦娥四号在月球表面附近做匀速圆周运动，周期为
D. 月球与地球的第一宇宙速度之比为
5.（2019山西三模）2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆
地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。
“嫦娥四号”从距月面15km的近月轨道下降着陆必须实行动力下降，通过发动机喷气获得动力。
其减速着陆的轨迹如图所示，其中ab段为主减速段，假设ab段轨迹为倾斜直线，则在ab段发动机喷气的方向可能是（）
A．v1方向B．v2方向C．v3方向D．v4方向
6.（2018中原名校联盟质检）“嫦娥五号”作为我国登月计划中第三期工程的“主打星”，计划于2017年在
海南文昌卫星发射中心发射，登月后又从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”成功返回地面，完成探月第三期工程的重大跨越一带回月球样品．“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后进入大气层．如图所示，虚线为大气层的边界，已知地球半径为R，d点与地心距离为r，地球表面重力加速度为g．下列说法正确的是
A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态
B．“嫦娥五号”在d点的向心加速度大小等于
2
2 gr R
C．“嫦娥五号”在a点和c点的速率相等
D．“嫦娥五号”在c点和e点的速率相等
二．计算题
1..（2019新疆二诊）2019年1月3日。
我国“嫦娥四号“探测器在月球背面成功着陆。
着陆时，“嫦娥四号”从距月面H=7km沿竖直方向匀减速降落至距月面h=100m处，悬停t0=8s，然后以v1=1.2m/s的平均速度竖直降落至距月面h0=4m处关闭发动机。
关闭发动机后，嫦娥四号以v2=0.37m/s的初速度自由降落至月面，整个过程所用的时间t=330s。
已知在匀减速过程中“嫦娥四号”发动机向下喷出燃料的速度v2=3000m/s，“嫦娥四号”的质量m=4.0t（忽略其质量变化），地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2，地球
质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的3.67倍，求：
（1）月球表面的重力加速度g月的大小（结果保留三位有效数字）；
（2）从距月面7km降落至距月面100m过程中，“嫦娥四号”的加速度大小（结果保留两位有效数字）；
（3）从距月面7km降落至距月面100m的过程中“嫦娥四号”发动机每秒喷出燃料的质量m0（结果保留两位有效数字）。
2.（2018福建高考训练题）
如图所示，为某月球探测器在月面软着陆的最后阶段的运动示意图。
探测器原来悬停在A点，为避开正下方B处的障碍物，探测器需先水平运动到C点，再沿CD竖直下降，到达D点时速度变为0，此后探测器关闭所有发动机，在自身重力作用下自由下落至月面E点。
已知月球表面重力加速度g = 1.62 m/s2，AC =1.6 m，CD = 26 m，DE = 4 m。
探测器在A点时质量m = 1000 kg，从C点运动到D点所用时间为15 s。
探测器主发动机M竖直向下喷气，可产生0 ~ 7500 N的变推力，辅助发动机P、Q分别水平向左、水平向右喷气，产生的推力恒为400 N，所有发动机喷出的气体相对探测器的速度大小均为u = 2000 m/s，且发动机的推力F与喷气速度u、秒流量Q（单位时间内喷出的气体质量）满足F = u·Q。
探测器在如图所示的整个过程中所消耗的燃料质量Δm << m。
求：
（1）探测器着陆前瞬间的速度；
（2）探测器从C点运动到D点过程中所消耗的燃料质量Δm1；
（3）探测器从A点运动到C点过程消耗的燃料质量（即喷出的气体质量）Δm2的最小值。
3．（8分）（2019福建福州期末）如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。
已知月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，不考虑月球的自转。
求：
（1）月球的质量M；
（2）轨道舱绕月飞行的周期T。