Question

2013年12月24日21时，嫦娥三号探测器搭载着“玉兔号”月球车经过主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等6个阶段，最终于21时12分成功降落月面．假如从主减速段到悬停段可视为垂直月面的直线运动，且探测器下落高度与时间的图象如图1所示．在主减速段探测器从距月面15km处进行动力下降，探测器相对月面的速度要从1.7×10³m/s逐渐减速，当高度下降到3km，开始进入快速调整段，此阶段下落的平均速度为20m/s．然后进入接近段，在距月面100m处时，探测器悬停，对月面进行拍照，在避障段中探测器根据照片中提供的信息不断调整自己的位置，寻找最佳着陆点．到距离月面30m处时，探测器开始缓速下降．探测器着陆后，进行了月球车和探测器的“两器分离”，分离后嫦娥三号和玉兔号互拍照片，如图2所示．

请回答下列问题：
（1）以下说法中正确的是（只有一个选项正确）

 

：
A．在整个降落过程中，月球车相对于探测器是运动的
B．在避障段，月球车和探测器相对于月面是静止的
C．月球车上的照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理制成的
D．“两器分离”后月球车和探测器可以利用超声波进行联系
（2）在主减速段，探测器降落的平均速度是多少？（写出具体计算过程）
（3）在快速调整段所用的时间是多少？（写出具体计算过程）
（4）假如今后我国“载人探月”计划实现，请你根据所学物理知识分析宇航员在月球上的工作、生活有什么不方便之处，并提出针对性的建议．（不方便之处写出1点即可）

Answer 1

分析：（1）①在研究物体的运动情况时，要先选取一个标准做为参照物，研究对象和参照物的位置发生了改变，就是运动的，如果位置没有发生改变，则是静止的．
②凸透镜成像的三种情况和应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．
③声音不能在真空中传播；
（2）已知路程和时间，根据公式v=

s

t

可求速度的大小；
（3）根据图象信息，利用速度公式变形求得在快速调整段所用的时间；
（4）我们生活的地球里有空气，在月球上面没有空气，根据这一点分析宇航员在月球上的工作、生活有什么不方便之处，并提出建议．

解答：解：（1）A．在整个降落过程中，月球车相对于探测器的位置没有发生改变，故是静止的，故A错误；
B．在避障段，月球车和探测器相对于月面是运动的，故B错误；
C．月球车上的照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理制成的，故C正确；
D．因为声音不能在真空中传播，所以“两器分离”后月球车和探测器不可以利用超声波进行联系．
（2）由图象可知，在主减速段，s=15km-3km=12km=12000m，t=8min=480s
则v=

s

t

=

12000m

480s

=25m/s，
（3）已知此阶段下落的平均速度V₁=20m/s．由图象可知，s₁=3km-2.4km=0.6km=600m，
∵v=

s

t

，
∴在快速调整段所用的时间t₁=

s1

v1

=

600m

20m/s

=30s；
（4）我们生活的地球里有空气，也就是有气压，而我们一般就在一个标准大气压，我们之所以能够在一个标准大气压里生活，是因为我们体内有与一个标准大气压相平衡的向外的压力，在月球上面没有空气，也就没有气压，我们如果在月球上面生活而没有宇航服或者其他能改变气压等工具，我们会因为体内的压力胀裂导致爆开而死，因此要穿宇航服，带氧气瓶等．
故答案为；（1）C；（2）探测器降落的平均速度是25m/s；（3）在快速调整段所用的时间是30s；（4）在月球上的工作、生活要穿宇航服，带氧气瓶等．

点评：本题从月球的特点入手，考查了运动和静止的相对性、速度公式及其应用等知识，重点考查学生运用所学知识解决实际问题的能力．