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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.
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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)
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.
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