專題11-月球探測(cè)-高考物理萬(wàn)有引力與航天常用模型(原卷版)

高考物理《萬(wàn)有引力與航天》常用模型最新模擬題精練專題11.月球探測(cè)一．選擇題 1．.(2022年福建漳州七校聯(lián)考)嫦娥五號(hào)返回器從月球歸來(lái)初入大氣層時(shí)的速度可以接近第二宇宙速度，為避免高速帶來(lái)的高溫過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)，采用了“半彈道跳躍式返回”減速技術(shù)。如圖所示，返回器從a點(diǎn)第一次進(jìn)入大氣層，調(diào)整返回器姿態(tài)，使其經(jīng)b點(diǎn)升高，再?gòu)腸點(diǎn)“跳”出大氣層，在太空中瀟灑地打個(gè)“水漂”，升高到距地面高度為h的d點(diǎn)后，再次從e點(diǎn)進(jìn)入大氣層返回地球。假設(shè)返回器從c到e的過(guò)程為無(wú)動(dòng)力飛行。已知地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，引力常量為G。結(jié)合以上信息，下列說(shuō)法正確的是（）A.從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，返回器機(jī)械能守恒 B.在d點(diǎn)，返回器的速度大于第一宇宙速度C.在d點(diǎn)，返回器的加速度大小為 D.在e點(diǎn)返回器處于超重狀態(tài)2．(2022福建南平聯(lián)考)如圖所示，月球探測(cè)器在一個(gè)環(huán)繞月球的橢圓軌道上運(yùn)行，周期為，飛行一段時(shí)間后實(shí)施近月制動(dòng)，進(jìn)入距月球表面高度為的環(huán)月圓軌道，運(yùn)行周期為。月球的半徑為。下列說(shuō)法正確的是（）A．根據(jù)題中數(shù)據(jù)，無(wú)法求出月球探測(cè)器的質(zhì)量B．探測(cè)器在橢圓軌道遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度大于近月點(diǎn)的速度C．橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為D．探測(cè)器在橢圓軌道上運(yùn)行的最大速度為3．（2021天津和平區(qū)期末）2020年11月24日凌晨，嫦娥5號(hào)探測(cè)器發(fā)射成功，開(kāi)啟了探月工程難度最大的階段.某研究小組的同學(xué)們?cè)诰W(wǎng)上查閱了關(guān)于月球的信息：地球半徑約是月球半徑的倍，地球質(zhì)量約是月球質(zhì)量的倍.借助所學(xué)知識(shí)，可以對(duì)繞月飛行的有關(guān)規(guī)律做出如下推斷（）A.月球表面的重力加速度大于地球表面重力加速度B.飛船繞月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是繞地球表面運(yùn)動(dòng)周期的倍C.月球的第一宇宙速度大于D.探測(cè)器在月球表面受到的萬(wàn)有引力等于在地球表面所受的萬(wàn)有引力4.(2021江西南昌一模)2020年12月17日，我國(guó)自主研發(fā)的探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器在月球表面挖取2千克重的月壤樣本后成功返回地球，完成了我國(guó)迄今為止最為復(fù)雜的航天任務(wù)，標(biāo)志著我國(guó)的航天技術(shù)處于世界巔峰水平。隨著人類航天技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的其它星球的物質(zhì)被運(yùn)回地球，假設(shè)最終使得地球的質(zhì)量逐漸增大，而月球的質(zhì)量保持不變且只考慮地月間的萬(wàn)有引力，下列說(shuō)法正確的是（）A.月球受到地球的引力將逐漸變小 B.月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑將逐漸變小C.月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度將逐漸變大 D.月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期將逐漸變大5.（2021廣東惠州第三次調(diào)研）“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察?！版隙鹞逄?hào)”月球探測(cè)器在月球上空巡視可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為r,運(yùn)動(dòng)周期為T(mén).已知地球質(zhì)量為M1、半徑為R1、表面的重力加速度為g，月球質(zhì)量為M2、半徑為R2，兩者均可視為質(zhì)量分布均勻的球體。則月球表面的重力加速度為A．B．C．D.6．（2021高考二輪驗(yàn)收評(píng)估模擬）2019年1月3日，“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器順利著陸在月球背面，成為人類首顆軟著陸月背的探測(cè)器．著陸前，探測(cè)器先在距月面高度約為100km的環(huán)月段圓軌道Ⅰ上運(yùn)行；然后在A點(diǎn)實(shí)施變軌，使運(yùn)行軌道變?yōu)檫h(yuǎn)月點(diǎn)A高度約為100km，近月點(diǎn)P高度約為15km的環(huán)月段橢圓軌道Ⅱ；再在P點(diǎn)實(shí)施制動(dòng)，降落到月球上．設(shè)“嫦娥四號(hào)”在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬(wàn)有引力，下列說(shuō)法正確的是()A．“嫦娥四號(hào)”在實(shí)施制動(dòng)減速下降階段，其機(jī)械能減小B．“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器的發(fā)射速度大于地球的第二宇宙速度C．“嫦娥四號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移段上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度D．若已知引力常量、“嫦娥四號(hào)”在軌道Ⅰ的運(yùn)動(dòng)半徑和周期，則可算出月球的質(zhì)量7.（2020江蘇高考仿真模擬3）2018年12月8日發(fā)射成功的嫦娥四號(hào)探測(cè)器經(jīng)過(guò)約110小時(shí)奔月飛行，到達(dá)月球附近，成功實(shí)施近月制動(dòng)，順利完成“太空剎車”，被月球捕獲并順利進(jìn)入環(huán)月軌道。若將發(fā)射過(guò)程簡(jiǎn)化如下：探測(cè)器從地球表面發(fā)射后，進(jìn)人地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)變軌進(jìn)入距離月球表面100km的圓形軌道I，在軌道I上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)再次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，之后將擇機(jī)在Q點(diǎn)著陸月球表面。下列說(shuō)法正確的是（）圖A．“嫦娥四號(hào)”在軌道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度圖B．“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度C．“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期D．“嫦娥四號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的動(dòng)能大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的動(dòng)能8.（2021北京海淀一模）2020年12月17日凌晨，嫦娥五號(hào)返回器在我國(guó)內(nèi)蒙古中部四子王旗著陸場(chǎng)成功著陸，這一事件標(biāo)志著我國(guó)首次月球采樣任務(wù)取得圓滿成功。此次任務(wù)中，為了節(jié)省燃料、保證返回器的安全，也為之后的載人登月返回做準(zhǔn)備，返回器采用了半彈道跳躍返回方式，具體而言就是返回器先后經(jīng)歷兩次“再入段”，利用大氣層減速。返回器第一次再入過(guò)程中，除受到大氣阻力外還會(huì)受到垂直速度方向的大氣升力作用，使其能再次跳躍到距地面高度120km以上的大氣層，做一段跳躍飛行后，又再次進(jìn)入距地面高度120km以下的大氣層，使再入速度達(dá)到安全著陸的要求。這一返回過(guò)程如圖10所示。若不考慮返回器飛行中質(zhì)量的變化，從以上給出的信息，可以判斷下列說(shuō)法中正確的是A．若沒(méi)有大氣層的減速作用，返回器返回著陸點(diǎn)時(shí)的速度等于第一宇宙速度B．返回器在第一次再入段，經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)前已開(kāi)始減速C．返回器在第一次再入段，經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)所受大氣升力與萬(wàn)有引力大小相等D．返回器從第一次再入至著陸過(guò)程中與大氣摩擦產(chǎn)生的熱量等于其第一次再入時(shí)的動(dòng)能9..（2021遼寧模擬預(yù)測(cè)12）我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃嫦娥工程已經(jīng)啟動(dòng)，“嫦娥1號(hào)”探月衛(wèi)星也已發(fā)射。設(shè)想嫦娥1號(hào)登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船發(fā)射的月球車在月球軟著陸后，自動(dòng)機(jī)器人在月球表面豎直向上以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)，已知該月球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，月球質(zhì)量分布均勻，則月球的質(zhì)量為（）A． B． C． D．10.（2021東北三省四市教研聯(lián)合體模擬）2020年11月24日“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器發(fā)射，12月1日成功著陸月球正面預(yù)選區(qū)。著陸月球前，探測(cè)器先在圓軌道I上環(huán)月飛行；然后在A點(diǎn)實(shí)施變軌，使運(yùn)行軌道變?yōu)榄h(huán)月橢圓軌道II；最后在近月點(diǎn)P實(shí)施制動(dòng)下降，降落到月球上。設(shè)“嫦娥五號(hào)”在軌道I和II上運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅受到月球的萬(wàn)有引力作用。已知引力常量為G，以下說(shuō)法正確的是（）A.若已知探測(cè)器在軌道I運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，則可求出月球的質(zhì)量B.在軌道II上A點(diǎn)加速度大于在軌道I上A點(diǎn)時(shí)的加速度C.在軌道II運(yùn)行經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度等于沿軌道I運(yùn)行經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度D.沿軌道II運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期11.（2021廣東模擬）2020年12月17日，嫦娥五號(hào)成功返回地球，創(chuàng)造了我國(guó)到月球取土的偉大歷史。如圖所示，嫦娥五號(hào)取土后，在P處由圓形軌道Ⅰ變軌到橢圓軌道Ⅱ，以便返回地球。下列說(shuō)法正確的是（）A.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行時(shí)均超重B.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行時(shí)機(jī)械能相等C.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)速率相等D.嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ和Ⅱ運(yùn)行至P處時(shí)加速度大小相等12．（2021四川綿陽(yáng)三模）2020年12月17日凌晨，嫦娥五號(hào)成功著陸在內(nèi)蒙古四子王旗，標(biāo)志著我國(guó)首次月球采樣返回任務(wù)圓滿完成。若嫦娥五號(hào)在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)1,在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)2,則地球與月球的平均密度之比為A.B.C.D.13.（2021寧夏銀川模擬）嫦娥五號(hào)（chang’e5）由國(guó)家航天局組織實(shí)施研制，是中國(guó)首個(gè)實(shí)施無(wú)人月面取樣返回的月球探測(cè)器，為中國(guó)探月工程本階段的收官之戰(zhàn)。已知登月探測(cè)器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行，然后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，在理月面4m高處做一次懸停（可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器自由下落，取樣后再擇機(jī)返回地球。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為8.2×103kg，地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則此探測(cè)器A．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB．懸停時(shí)受到的反沖作用力約為8.0×104NC．從離開(kāi)近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒D．在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度14.（2021廣州一模）我國(guó)于2020年11月24日發(fā)射的嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器成功實(shí)施無(wú)人月面取樣返回。已知地球的質(zhì)量為M1、表面的重力加速度大小為g1、半徑為R1、第一宇宙速度為v1，月球的質(zhì)量為M2、表面的重力加速度大小為g2、半徑為R2、月球探測(cè)器近月環(huán)繞速度為v2,則v1與v2之比為A.B.C.D.15.（2021山西太原期末）嫦娥五號(hào)返回器帶著月壤初入大氣層時(shí)，速度高達(dá)11km/s為利用大氣層多次減速，采用了跳躍式返回技術(shù)——太空“打水漂”。如圖，虛線球面為大氣層的邊界，返回器從a點(diǎn)無(wú)動(dòng)力滑入大氣層，然后經(jīng)b點(diǎn)從c點(diǎn)“跳”出，到達(dá)最遠(yuǎn)的d點(diǎn)后以7.9km/s的速度從e點(diǎn)二次進(jìn)入大氣層。已知d離地面高h(yuǎn)，地球質(zhì)量為M、半徑為R，引力常量為G，不考慮其他變化，則返回器（）A.在b點(diǎn)的機(jī)械能小于在c點(diǎn)的機(jī)械能B.在d點(diǎn)加速度的大小為C.在d點(diǎn)速度的大小為D.在c、e兩點(diǎn)的動(dòng)能相等16.（2021遼寧適應(yīng)性考試）“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑為r，速度大小為v。已知月球半徑為R，引力常量為G，忽略月球自轉(zhuǎn)的影響。下列選項(xiàng)正確的是（）A.月球平均密度為B.月球平均密度為C.月球表面重力加速度為D.月球表面重力加速度為17.（2021遼寧撫順重點(diǎn)高中期末）2020年11月24日，“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器發(fā)射成功，這是我國(guó)首次執(zhí)行月球采樣返回任務(wù)，也是迄今為止我國(guó)執(zhí)行的最為復(fù)雜的航天任務(wù)?！版隙鹞逄?hào)”探測(cè)器由四大部分組成：軌道器、著陸器、上升器和返回器。下列說(shuō)法正確的是（）A．軌道器駐留在繞月軌道上，其速度大于月球的第一宇宙速度B．著陸器在靠近月球表面時(shí)需要啟動(dòng)反推火箭徐徐降落以實(shí)現(xiàn)軟著陸，在軟著陸的過(guò)程中其機(jī)械能減小C．上升器以著陸器作為發(fā)射架，從月面上加速起飛，這時(shí)月壤樣品處于失重狀態(tài)D．返回器在回到與軌道器相同的繞月軌道后，可以直接加速，實(shí)現(xiàn)與軌道器的對(duì)接18．[2021·遼寧沈陽(yáng)鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器于2018年12月8日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射成功．“嫦娥四號(hào)”經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行，最終實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察．已知地球質(zhì)量為M1、半徑為R1、地球表面的重力加速度為g，月球質(zhì)量為M2、半徑為R2，兩者均可視為質(zhì)量分布均勻的球體．則下列說(shuō)法正確的是()A．月球表面的重力加速度為eq\f(M2g,M1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R2,R1)))2B．探測(cè)器在月面行走時(shí)，探測(cè)器內(nèi)的儀器處于完全失重狀態(tài)C．月球的第一宇宙速度為R1eq\r(\f(M2g,M1R2))D．“嫦娥四號(hào)”環(huán)月飛行的最小周期為2πeq\r(\f(M1R\o\al(3,2),M2gR\o\al(2,1)))19.（2020年5月北京朝陽(yáng)模擬）中國(guó)探月工程三期主要實(shí)現(xiàn)采樣返回任務(wù)，部分過(guò)程可簡(jiǎn)化如下：探測(cè)器完成樣本采集后從月球表面升空，沿橢圓軌道在遠(yuǎn)月點(diǎn)與繞月圓軌道飛行的嫦娥五號(hào)完成對(duì)接。已知月球半徑約為地球半徑的1/4，月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/100，地球表面的重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器從月球表面發(fā)射時(shí)的速度至少為7.9km/sB．對(duì)接前嫦娥五號(hào)飛行的加速度小于1.6m/s2C．若對(duì)接后嫦娥五號(hào)在圓軌道上運(yùn)行，則其速度比對(duì)接前的大D．對(duì)接前探測(cè)器在橢圓軌道上運(yùn)行的周期大于嫦娥五號(hào)的運(yùn)行周期20.（2020江蘇高考仿真模擬3）2018年12月8日發(fā)射成功的嫦娥四號(hào)探測(cè)器經(jīng)過(guò)約110小時(shí)奔月飛行，到達(dá)月球附近，成功實(shí)施近月制動(dòng)，順利完成“太空剎車”，被月球捕獲并順利進(jìn)入環(huán)月軌道。若將發(fā)射過(guò)程簡(jiǎn)化如下：探測(cè)器從地球表面發(fā)射后，進(jìn)人地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)變軌進(jìn)入距離月球表面100km的圓形軌道I，在軌道I上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)再次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，之后將擇機(jī)在Q點(diǎn)著陸月球表面。下列說(shuō)法正確的是（）A．“嫦娥四號(hào)”在軌道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度B．“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度C．“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期D．“嫦娥四號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的動(dòng)能大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的動(dòng)能21.（2020河南南陽(yáng)期末）按照我國(guó)月球探測(cè)活動(dòng)計(jì)劃，在第一步“繞月”工程圓滿完成各項(xiàng)目標(biāo)和科學(xué)探測(cè)任務(wù)后，第二步是“落月”工程，該計(jì)劃已在2013年之前完成。設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道I運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)。則（）A.飛船在軌道1上運(yùn)行的線速度大小為v=

B.飛船在A點(diǎn)變軌時(shí)動(dòng)能增大

C.飛船在軌道Ⅲ繞月球運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間為T(mén)=2π

D.飛船從A到B運(yùn)行的過(guò)程中機(jī)械能增加22．（2020江蘇高考仿真模擬2）如圖所示，“嫦娥四號(hào)”由地面發(fā)射后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月球表面100公里、周期為118分鐘的圓軌道Ⅲ，此后在該軌道再次成功實(shí)施變軌控制，順利進(jìn)入預(yù)定的著陸準(zhǔn)備軌道，并于2019年1月3日成功著陸在月球背面的艾特肯盆地馮.卡門(mén)撞擊坑的預(yù)選著陸區(qū)，自此中國(guó)成為全球首個(gè)在月球背面著陸的國(guó)家。不計(jì)四號(hào)衛(wèi)星的質(zhì)量變化，下