2020年高考物理考點(diǎn)練習(xí)5.19 月球探測(cè)(提高篇)(解析版)

1、2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練（必修部分）第五部分萬(wàn)有引力定律和航天專題5.19月球探測(cè)（提高篇）一選擇題1.（2019安徽合肥二模）嫦娥四號(hào)”在月球背面軟著陸和巡視探測(cè)，創(chuàng)造了人類探月的歷史。為了實(shí)現(xiàn)“嫦娥四號(hào)”與地面間的太空通訊，我國(guó)于2018年5月發(fā)射了中繼衛(wèi)星“鵲橋”，它是運(yùn)行于地月拉格朗日l(shuí)2點(diǎn)的通信衛(wèi)星，l2點(diǎn)位于地球和月球連線的延長(zhǎng)線上。若某飛行器位于l2點(diǎn)，可以在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的k倍，飛行器質(zhì)量遠(yuǎn)小于月球質(zhì)量，地球與月球中心距離是l2點(diǎn)與月球中心距離的n倍。下列說法正確的是（A. 飛行器的加

2、速度大于月球的加速度B. 飛行器的運(yùn)行周期大于月球的運(yùn)行周期C.飛行器所需的向心力由地球?qū)ζ湟μ峁〥.k與n滿足k=n3（n+1）23n2+3n+1【參考答案】AD【命題意圖】此題以運(yùn)行于地月拉格朗日l(shuí)2點(diǎn)的通信衛(wèi)星一一中繼衛(wèi)星“鵲橋”為情景，考查萬(wàn)有引力定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)題述，位于l2點(diǎn)的飛行器與月球同步繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，二者圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度W相同，周期相同，由于飛行器圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r大于月球，由a=W2r可知，飛行器的加速度大于月球的加速度，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；飛行器圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由地球?qū)ζ湟驮虑驅(qū)ζ湟Φ暮狭μ峁x項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)月

3、球質(zhì)量為M,飛行器質(zhì)量為m，L2點(diǎn)與月球中心距離為r,月kM2kMm球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，G=Mw2nr，位于L點(diǎn)的飛行器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，G+nrJ22（n+1）2r2Mmn3（n+1）2G二叫2（n+l）r,聯(lián)立解得k與n滿足k=，選項(xiàng)D正確。r23n2+3n+1【易錯(cuò)警示】解答此題常見錯(cuò)誤主要有：一是對(duì)題述情景理解不到位；二是不能正確運(yùn)用萬(wàn)有引力提供向心力列方程解得結(jié)果。2.（2019年1月云南昆明復(fù)習(xí)診斷測(cè)試）2018年12月8日，中國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭把“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，踏上了奔赴月球的征程，“嫦娥四號(hào)”將經(jīng)過多次變軌，預(yù)計(jì)2019年初降落在月球背面。如圖所示為

4、某次變軌時(shí)的示意圖，軌道I為繞月運(yùn)行的橢圓軌道，軌道II為繞月運(yùn)行的圓軌道,兩軌道相切于P點(diǎn)，下列說法正確的是（）三!、pi;IqA. “嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度小于在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度B. “嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度小于在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度C. “嫦娥四號(hào)”在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等子在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度D. 若已知“嫦娥四號(hào)”繞月圓軌道II的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，可算出月球的密度【參考答案】AC【命題意圖】本題考查萬(wàn)有引力定律、宇宙探測(cè)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用?！窘忸}思路】“嫦娥四號(hào)”圍繞月球在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，在近月點(diǎn)引

5、力勢(shì)能較小，動(dòng)能較大速度較大，所以“嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度小于在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度，選項(xiàng)A正確；“嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)需要減速才能轉(zhuǎn)移到軌道II上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以“嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大于在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力定律，“嫦娥四號(hào)”經(jīng)過同一點(diǎn)所受萬(wàn)有引力相等，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，“嫦娥四號(hào)”在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的Mm2兀4兀2r3加速度等于在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度，選項(xiàng)C正確；由G=mr（）2,解得M=，若已知r2TGT2“嫦娥四號(hào)”圍繞月球運(yùn)動(dòng)圓軌道II的半徑r,運(yùn)動(dòng)周期T和引力常量G,可以得出月球的質(zhì)量M

6、。由于不知道月球半徑R,不能得出月球的密度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【方法歸納】衛(wèi)星問題，一般利用萬(wàn)有引力等于向心力列出相關(guān)方程，分析解答。3（2019湖北百所名校大聯(lián)考）嫦娥四號(hào)于2019年1月3日在月球背面著陸，嫦娥五號(hào)也討劃在今年發(fā)射。如果嫦娥五號(hào)經(jīng)過若干次軌道調(diào)整后，先在距離月球表面h的高度處繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后開啟反沖發(fā)動(dòng)機(jī)，嫦娥五號(hào)著陸器暫時(shí)處于懸停狀態(tài)，最后實(shí)現(xiàn)軟著陸，自動(dòng)完成月面樣品采集，并從月球起飛，返回地球。月球的半徑為R且小于地球的半徑，月球表面的重力加速度為g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量為G。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A. 嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球做勻速圓

7、周運(yùn)動(dòng)的速度可能大于地球的第一宇宙速度B.月球的平均密度P=2go_4兀GRtC. 嫦娥五號(hào)探測(cè)器在繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的t時(shí)間內(nèi)，繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)n=tD. 根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)無(wú)法求出月球的第一宇宙速度【參考答案】BC【名師解析】嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于月球的第一宇宙速度，根據(jù)第一宇宙速度公式，v廣JgR，月球的半徑為R且小于地球的半徑，月球表面的重力加速度為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，所以嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球做勻速圓周MmgR2運(yùn)動(dòng)的速度一定小于地球的第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由G怎=mgo,可得月球質(zhì)量隹飛，月球體積V=4兀R3，月球的平均密度P=V=43Gr，選項(xiàng)B正確；由G/=m（R+h）（琴）2,n=t/T,3V4兀GR（R+h）2T聯(lián)立解得.嫦娥五號(hào)探測(cè)器在繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的t時(shí)間內(nèi)，繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)ttR'gn=帛=小小八、，選項(xiàng)C正確。根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù)，利用第一宇宙速度公式，v=JgR，可T2兀（R+h）R+h以求出月球的第一宇宙速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4（2019江蘇宿遷期末）2018年12月8日2時(shí)23分，我國(guó)成功發(fā)射“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器?！版隙鹚奶?hào)”探測(cè)器經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行，最終于2019年1月3日1