Question

2013年12月24日21時(shí)，嫦娥三號(hào)探測(cè)器搭載著“玉兔號(hào)”月球車經(jīng)過主減速段、快速調(diào)整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個(gè)階段，最終于21時(shí)12分成功降落月面．假如從主減速段到懸停段可視為垂直月面的直線運(yùn)動(dòng)，且探測(cè)器下落高度與時(shí)間的圖象如圖1所示．在主減速段探測(cè)器從距月面15km處進(jìn)行動(dòng)力下降，探測(cè)器相對(duì)月面的速度要從1.7×10³m/s逐漸減速，當(dāng)高度下降到3km，開始進(jìn)入快速調(diào)整段，此階段下落的平均速度為20m/s．然后進(jìn)入接近段，在距月面100m處時(shí)，探測(cè)器懸停，對(duì)月面進(jìn)行拍照，在避障段中探測(cè)器根據(jù)照片中提供的信息不斷調(diào)整自己的位置，尋找最佳著陸點(diǎn)．到距離月面30m處時(shí)，探測(cè)器開始緩速下降．探測(cè)器著陸后，進(jìn)行了月球車和探測(cè)器的“兩器分離”，分離后嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)互拍照片，如圖2所示．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）以下說法中正確的是（只有一個(gè)選項(xiàng)正確）

 

：
A．在整個(gè)降落過程中，月球車相對(duì)于探測(cè)器是運(yùn)動(dòng)的
B．在避障段，月球車和探測(cè)器相對(duì)于月面是靜止的
C．月球車上的照相機(jī)是利用凸透鏡成倒立、縮小、實(shí)像的原理制成的
D．“兩器分離”后月球車和探測(cè)器可以利用超聲波進(jìn)行聯(lián)系
（2）在主減速段，探測(cè)器降落的平均速度是多少？（寫出具體計(jì)算過程）
（3）在快速調(diào)整段所用的時(shí)間是多少？（寫出具體計(jì)算過程）
（4）假如今后我國(guó)“載人探月”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)分析宇航員在月球上的工作、生活有什么不方便之處，并提出針對(duì)性的建議．（不方便之處寫出1點(diǎn)即可）

Answer 1

分析：（1）①在研究物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，要先選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做為參照物，研究對(duì)象和參照物的位置發(fā)生了改變，就是運(yùn)動(dòng)的，如果位置沒有發(fā)生改變，則是靜止的．
②凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．
③聲音不能在真空中傳播；
（2）已知路程和時(shí)間，根據(jù)公式v=

s

t

可求速度的大小；
（3）根據(jù)圖象信息，利用速度公式變形求得在快速調(diào)整段所用的時(shí)間；
（4）我們生活的地球里有空氣，在月球上面沒有空氣，根據(jù)這一點(diǎn)分析宇航員在月球上的工作、生活有什么不方便之處，并提出建議．

解答：解：（1）A．在整個(gè)降落過程中，月球車相對(duì)于探測(cè)器的位置沒有發(fā)生改變，故是靜止的，故A錯(cuò)誤；
B．在避障段，月球車和探測(cè)器相對(duì)于月面是運(yùn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；
C．月球車上的照相機(jī)是利用凸透鏡成倒立、縮小、實(shí)像的原理制成的，故C正確；
D．因?yàn)槁曇舨荒茉谡婵罩袀鞑�，所以“兩器分離”后月球車和探測(cè)器不可以利用超聲波進(jìn)行聯(lián)系．
（2）由圖象可知，在主減速段，s=15km-3km=12km=12000m，t=8min=480s
則v=

s

t

=

12000m

480s

=25m/s，
（3）已知此階段下落的平均速度V₁=20m/s．由圖象可知，s₁=3km-2.4km=0.6km=600m，
∵v=

s

t

，
∴在快速調(diào)整段所用的時(shí)間t₁=

s1

v1

=

600m

20m/s

=30s；
（4）我們生活的地球里有空氣，也就是有氣壓，而我們一般就在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，我們之所以能夠在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓里生活，是因?yàn)槲覀凅w內(nèi)有與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相平衡的向外的壓力，在月球上面沒有空氣，也就沒有氣壓，我們?nèi)绻�在月球上面生活而沒有宇航服或者其他能改變氣壓等工具，我們會(huì)因?yàn)轶w內(nèi)的壓力脹裂導(dǎo)致爆開而死，因此要穿宇航服，帶氧氣瓶等．
故答案為；（1）C；（2）探測(cè)器降落的平均速度是25m/s；（3）在快速調(diào)整段所用的時(shí)間是30s；（4）在月球上的工作、生活要穿宇航服，帶氧氣瓶等．

點(diǎn)評(píng)：本題從月球的特點(diǎn)入手，考查了運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性、速度公式及其應(yīng)用等知識(shí)，重點(diǎn)考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．