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近年来,因中国的“嫦娥探月”、美国的火箭撞月、印度的“月船一号”等让公众重新燃起了对月球的激情.某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料为:地球半径R=6400km,月球半径r=1740km,地球表面重力加速度g0=9.80m/s2,月球表面重力加速度g′=1.56m/s2,月球绕地球转动的线速度v=1000m/s,月球绕地球转动一周的时间T=27.3天,光速c=2.998×105km/s,假设某次实验中用激光器向位于头顶正上方的月球表面发射出的激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面发射回来的激光信号,利用上述数据可算出地球表面与月球表面之间的距离s,则下列方法正确的是(  )
A、利用激光束的发射,用s=cg
t
2
计算出s
B、利用月球运动的线速度及周期关系v=
2π(s+R+r)
T
计算s
C、利用地球表面的重力加速度、地球半径及月球运动的 线速度关系mg0=m
v2
s+R+r
计算s
D、利用月球表面的重力加速度、地球半径及月球运动周期关系mg′=m
2
T2
(s+R+r)
计算s
分析:分析题意可知可以利用从月球表面发射回来的激光信号和月球运动的线速度及周期关系计算地球表面与月球表面之间的距离.
解答:解:假设某次实验中用激光器向位于头顶正上方的月球表面发射出的激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面发射回来的激光信号,根据光的可逆性和光速,利用上述数据可算出地球表面与月球表面之间的距离s=c
t
2
,故A项错误;
也可利用月球运动的线速度及周期关系v=
2π(s+R+r)
T
计算s,故B项正确.
利用月球处的重力加速度g″、地球半径及月球运动的线速度关系
mg″=m
v2
s+R+r
=m
2
T2
(s+R+r)
计算s,但g″≠g′≠g0,故CD项错误.
故选:B.
点评:此题关键是知道计算月球表面到地球表面的距离的两种方法,然后分别计算即可求得.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2007年10月24日18时05分,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空,“嫦娥奔月”成为中国航天的现实,为了方便研究,我们将“嫦娥奔月”的过程简化为:“嫦娥一号”升空后,首先进入周期为T1的近地圆轨道,然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获,在距离月球表面为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.已知地球质量为M1,半径为R1,月球质量为M2,半径为R2.求:“嫦娥一号”绕月球运动时的周期T2(最终结果用题目中的物理量为表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

中国的探月计划分三个阶段,2007年10月24日18时05分,搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射,这是第一阶段,卫星将环月飞行,拍摄一些月球表面的三维图象.第二阶段,探测器将在月球上实现软着陆.而在第三阶段,中国将发射一个能收集月球样品,并能重返地球的宇宙飞行器.中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测,如图所示,届时将发射一颗运动半径为r的绕月卫星,登月着陆器从绕月卫星出发,沿椭圆轨道降落到月球的表面上,与月球表面经多次碰撞和弹跳停下来.假设着陆器第一次弹起的最大高度为h,水平速度为v1,第二次着陆时速度为v2,已知月球半径为R,着陆器质量为m,不计一切阻力和月球的自转.求:
(1)月球表面的重力加速度g
(2)在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆的轨道绕月飞行.为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化,卫星将获得的信息持续地用微波信号发回地球.设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T.假定在卫星绕月运行的一个周期内,卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地面的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(选做,适合选修3-4的同学)
我国登月的“嫦娥计划”已经启动,2007年10月24日,我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射.相比较美国宇航员已经多次登陆月球.而言,中国航天还有很多艰难的路要走.若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况,他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表,测了一下时间,于是他估测出月球表面上的自由落体加速度.请探究一下,他是怎样估测的?

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