题目内容

19.2013年12月2日1时30分,由月球车(如图甲)和着陆器组成的“嫦娥三号”月球探测器从西昌卫星发射中心升空,飞行约18min后,“嫦娥三号”进入如图乙所示的地月转移轨道AB,A为入口点,B为出口点.“嫦娥三号”在B点,进入距离月面100公里的环月圆轨道,然后择机在月球虹湾地区实现软着陆,展开月面巡视勘察.已知月球和地球的质量之比为$\frac{1}{81}$,图乙中环月圆轨道的半径与地球半径之比约为$\frac{1}{4}$,地球的第一宇宙速度约为7.9km/s,下列说法正确的是(  )
A.“嫦娥三号”进入地月转移轨道前,在近地圆轨道正常运行的速度大于7.9km/s
B.“嫦娥三号”在图乙中环月轨道上做匀速圆周运行的线速度约1.8km/s
C.携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中一定处于失重状态
D.“嫦娥三号”在B点,制动减速进入距离月面100公里的环月圆轨道

分析 嫦娥三号卫星在近地圆轨道运行的速度等于7.9km/s.嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约等于月球的第一宇宙速度,根据第一宇宙速度的表达式,计算月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比.携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中,先加速下降再减速下降,故先失重再超重.

解答 解:A、嫦娥三号进入月地转移轨道前,在近地圆轨道上运行的速度小于7.9km/s,故A错误
B、嫦娥三号在环月轨道上做匀速圆周运动的线速度为$v′=\sqrt{\frac{GM′}{R′}}=\sqrt{\frac{G\frac{1}{81}M}{\frac{1}{4}R}}=\frac{2}{9}\sqrt{\frac{GM}{R}}$=$\frac{2}{9}×7.9km/s≈1.8km/s$,故B正确;
C、携带月球车的着陆器在月球上着陆过程中,先加速下降再减速下降,故先失重再超重,故C错误.
D、在B点,万有引力大于所需要的向心力,制动减速使得万有引力等于所需要的向心力,才能进入距离月面100公里的环月圆轨道,故D正确
故选:BD

点评 本题要知道嫦娥三号在图乙中环月圆轨道上做匀速圆周运动的线速度约等于月球的第一宇宙速度,根据第一宇宙速度的表达式计算月球的第一宇宙速度和地球的第一宇宙速度之比,进一步计算月球的第一宇宙速度

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