嫦娥探月考题归类例析
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嫦娥探月考题归类例析
关注科技和社会的发展,注重试题素材的时代性,反映科技新成就或科技大事件,历来是中考的热点。去岁至今,令世人瞩目的莫过于“嫦娥”成功落月、“玉兔”月面勘察。现以嫦娥探月为素材,编选相关试题归类例析如下,以供复习备考参考。
一、发射升空
“嫦娥三号”是国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器(包括着陆器和巡视器即“玉兔号”月球车)。2013年12月2日,“嫦娥三号”探测器由“长征三号乙”运载火箭从西昌卫星发射中心发射。考题以火箭发射升空为情景,考查相关知识的应用。
例1.如图1所示是搭载“嫦娥三号”探测器的“长征三号乙”运载火箭发射时的壮观情景。
(1)火箭发射时,产生的高温火焰喷到发射架下的大水池中,利用水来吸收巨大的热量,从而保护发射架;火箭升空瞬间,看到的白色“气团”是水蒸气形成的。
(2)由于地球自西向东不停地自转,为使火箭获得更快的速度,又要节省燃料,火箭升空后应向(填“偏东”或“偏西”)方向飞行。
(3)运载火箭用液态氢做燃料,主要原因是液态氢的高。火箭发射升空时,燃料通过燃烧将能转化为燃气的内能,燃气推动火箭上升,又将能转化为能。
(4)火箭在穿越大气层时速度越来越快,在此过程中,火箭受到的重力的施力物体是,火箭受到的推力与自身重力大小(填“相等”或“不相等”)。
(5)火箭加速上升过程中,火箭与空气摩擦导致内能,此内能改变是通过的方式实现的;“嫦娥三号”探测器的机械能(填“守恒”或“不守恒”)。
解析:(1)高温火焰喷到水中,水汽化变成水蒸气,吸收巨大的热量;水蒸气遇到周围的冷空气液化成小液滴,就形成了看到的白色“气团”。
(2)因地球是自西向东转动的,由于惯性,火箭升空后的飞行方向应与地球自转方向相同,故火箭升空后应向偏东方向飞行,既可使火箭获得更快的速度,又能节省燃料。
(3)火箭用液态氢做燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放更多的热量。燃料燃烧是化学变化产生化学能,使燃气温度升高,内能增加;燃气推动火箭上升,燃气的内能转化为火箭的机械能。
(4)火箭的重力是由于地球的吸引而产生的,故重力的施力物体是地球;火箭在穿越大气层时做加速运动,火箭的推力大于自身重力,故二力大小不相等。
(5)火箭加速上升过程中,火箭克服摩擦做功,内能增大;探测器的质量不变,速度、高度都变大,机械能增大,故机械能不守恒。
二、嫦娥绕月
“嫦娥三号”在奔月过程中,先是实施近月制动,准确进入半径约为100km的环月近圆轨道;然后再次变轨,进入近月点15km、远月点100km的椭圆轨道,从而进入预定的月面着陆准备轨道。考题以“嫦娥三号”绕月运动为情景,考查相关知识的应用。
例2.“嫦娥三号”探测器在飞向月球的过程中,在距月球表面200km的高度经过多次“刹车制动”,顺利进入如图2所示的环月椭圆轨道。
(1)如果你乘“嫦娥三号”在飞向月球的过程中,会发现地球的外层空间是(填“黑暗”或“明亮”)的。
(2)“嫦娥三号”在“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对“嫦娥三号”施加制动力,这说明力的作用是的。
(3)“嫦娥三号”绕月飞行时,(填“受”或“不受”)月球引力作用,它的运动状态(填“不变”或“改变”)。
(4)当“嫦娥三号”从远月点向近月点运动时,它的势能和动能如何变化?
解析:(1)在太空,没有大气层,光无法反射、折射和
散射,故在太空中看地球的外层空间是黑暗的。
(2)“嫦娥”沿运动方向喷射高温气体,高温气体对探测器施加制动力,这说明物体间力的作用是相互的。
(3)“嫦娥”绕月飞行时,受到月球的吸引力在其椭圆形的环月轨道上运行;运行过程中,速度方向不断改变,运动状态不断改变。
(4)“嫦娥”在绕月运动过程中质量不变,在近月点时速度最大,动能最大;在远月点时相对高度最大,势能最大。从远月点向近月点运动时,势能转化为动能,势能减小,动能增大。
三、嫦娥落月
2013年12月14日,“嫦娥三号”着陆器在月球正面的虹湾以东地区着陆。考题以着陆器落月为情景,考查相关知识的应用。
例3.如图3所示,“嫦娥三号”着陆器在月球上实现软着陆。为避免着陆器与月球猛烈碰撞,以下措施最合理的是()
A.选择松软的月球表面降落
B.着陆器底部垫有硬度小的材料
C.临近月球时向下喷气反推减速
D.临近月球时打开降落伞减速
解析:选择松软的月球表面和着陆器底部垫有硬度小的
材料,都可以起到缓冲的作用,一定程度上可避免着陆器与月球猛烈碰撞,但不是最佳的方法;临近月球时向下喷气,会产生一个向下的作用力,根据力的相互作用可知,月球表面会给着陆器一个向上的作用力,该力可降低着陆器的速度,达到软着陆的目的;降落伞是利用空气阻力,依靠相对于空气运动充气展开的可展式动力减速器,因为月球上没有空气,降落伞的减速作用可以忽略,故不能利用降落伞进行月面着陆。答案为C。
四、玉兔巡察
2013年12月15日,“玉兔”号月球车与“嫦娥三号”进行器件分离,“玉兔”告别“嫦娥”驶上月面,在月面踏出“中国脚印”;“嫦娥三号”着陆器和“玉兔”号月球车进行互成像实验,“两器”互拍,“嫦娥三号”任务圆满完成;随后,月球车开始月面测试工作,并前往更远的区域继续月面巡视勘察。考题以“两器”分离、月球车的构造与功能、月球车月面行走与勘察等为情景,考查相关知识的应用。
例4.“嫦娥三号”与“玉兔”号月球车分离前,以为参照物,月球车是运动的。如图4所示,“两器”分离后,月球车沿着斜梯款步而下,缓缓向右驶上月面,以月球车为参照物,“嫦娥三号”的运动情况是(填“静止”、“向右运动”或“向左运动”)。解析:“两器”分离前与月球一起绕地球运动,以地球为参照物,月球车与地球之间发生了位