关于“嫦娥一号”的理综物理创新试题

关于 嫦娥一号 的理综物理创新试题 山东 贾玉兵 2007 年 10 月 24 日 我国自主研发的 嫦娥一号 探月卫星发射升空 11 月 5 日与月球 相会 实现了中华民族千年奔月的梦想 预计 2008 年高考 与探月相关的天体运动问题一 定会成为高考命题的热点 下面是笔者以 嫦娥一号 的探月之旅为背景 依据 2007 年的 考 试大纲 编制的相关试题 以飨读者 1 2007 年 10 月 31 日 嫦娥一号 卫星在近地点 600km 处通过发动机短时点火 实施变 轨 变轨后卫星从远地点高度 12 万余公里的椭圆轨道进入远地点高度 37 万余公里的椭 圆轨道 直接奔向月球 则卫星在近地点变轨后的运行速度 A 小于 7 9km sB 大于 7 9km s 小于 11 2 km s C 大于 11 2 km sD 大于 11 2 km s 小于 16 7 km s 2 2007 年 10 月 31 日 嫦娥一号 卫星在近地点 600km 处通过发动机短时点火 实施变 轨 变轨后卫星从远地点高度 12 万余公里的椭圆轨道进入远地点高度 37 万余公里的椭 圆轨道 直接奔向月球 若地球半径为 6400km 地面重力加速度取 9 8m s2 估算卫星在 近地点变轨后的向心加速度约为 A 7 m s2 B 8 m s2 C 9 m s2 D 9 8 m s2 3 2007 年 9 月 24 日 嫦娥一号 探月卫星发射升空 实现了中华民族千年奔月的梦想 嫦娥一号 卫星在距月球表面 200 公里 周期 127 分钟的圆形轨道上绕月球做匀速圆 周运动 已知月球半径约为 1700km 引力常量Nm2 kg2 忽略地球对 11 1067 6 G 嫦娥一号 的引力作用 由以上数据可以估算出的物理量有 A 月球的质量 B 月球的平均密度 C 月球表面的重力加速度 D 月球绕地球公转的周期 4 2007 年 11 月 5 日 嫦娥一号 探月卫星沿地月转移轨道到达月球 在距月球表面 200km 的 P 点 进行第一次 刹车制动 后被月球捕获 进入 椭圆轨道 绕 月 飞行 如图所示 之后 卫星在 P 点 经过几次 刹车制动 最终在 距月球表面 200km 的 圆形轨道 上绕月球做匀速圆周运动 用 分别表 1 T 2 T 3 T 示卫星在椭圆轨道 和圆形轨道 的周期 用 1 a 2 a 分别表示卫星沿三个轨道运动到 P 点 的加速度 则下面说 3 a 法正确的是 A B D 1 T A 项正确 不管沿哪一轨道运动到 P 点 卫星所受月球的引力都相等 2 T 3 T 由牛顿第二定律得 故 CD 项均错误 1 a 2 a 3 a 5 BC 解析 卫星沿椭圆轨道运动时 周期的平方与半长轴的立方成正比 圆形轨道可以 看成是半长轴和半短轴相等的椭圆 故卫星在 轨道 上的周期比轨道 上的周期短 B 项正确 卫星在月球附近做匀速圆周运动所具有的线速度称为月球的第一宇宙速度 故 C 正确 卫星沿轨道 运动到 P 点 尚未制动 时所受月球的引力等于沿轨 道 运动时所受的引力 故加速度相等 D 项错误 6 AB 解析 万有引力提供向心力 由可得向心加速度 2 22 2 4 T mr r v mma r Mm G 之比 A 正确 线速度之比 B 正确 周期 16 81 2 1 2 2 2 1 2 1 r r M M a a 2 9 1 2 2 1 2 1 r r M