专题12月球登陆与返回模型-2023年高考物理万有引力与航天常用模型最新模拟题精练

令学利阿 学科网原制鞋品，社你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 高考物理《万有引力与航天》常用模型最新模拟题精练 专题12.月球登录和返回模型 二.计算题 1.(2022湖南永州三模)嫦娥五号探月器成功登陆月球并取回月壤，成为中国的骄做。登月取壤过程可简 化：着陆器与上升器组合体随返回器和轨道器组合体绕月球做半径为3R的圆轨道运行；当它们运动到轨道 的A点时，着陆器与上升器组合体被弹离，返回器和轨道器组合体速度变大沿大椭圆轨道运行：若陆器与 上升器组合体速度变小沿小椭圆轨道运行半个周期登上月球表而的B点，在月球表面工作一段时间后，上 开器经快速启动从B点沿原小椭圆轨道运行半个周期回到分离点A与返回器和轨道器组合体实现对接，如 图所示。己知月球半径为R、月球表面的重力加速度为g月。 (1)求返回器与轨道器、着陆器与上升器的组合体一起在圆轨道上绕月球运行的周期T: (2)若返回器和轨道器组合体运行的大椭圆轨道的长轴为8R,为保证上升器能顺利返回A点实现对接， 求上升器在月球表面停留的时间t。 的组合体 返回与轨道墨 :若陆器上升期 的组合体 返间器写轨道器 的组合体 3R 【参考答案】(1)T=6π (2)t=4π(4n-2)】 R (其中=1、2、3、) g月 【名师解析】(1)对组合体 4n2 GMm。=m。723R 3R)2 在月球表面 GMm R2 二g月 解得 T=6π 3R g厅 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利阿 学科网原制鞋品，社你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 (2)设着陆器与上升器在小椭圆轨道运行的周期是T1,返回器与轨道器在大椭圆轨道运行的周期是T2 对若陆器与上升器有 T2 (3R(2R 解得 x=267 9 对返回器与轨道器有 (3R3(4R 解得 万-8w57 9 上升器逗留的时间1应满足 nT-T1(其中n=1、2、3、.) 解得 -85r-25r-a- R 9 (其中m=1、2、3、.) g 2.(18分)(2021天津市河东区一模)嫦娥五号成功实现月球着陆和返回，鼓舞人心，小明知道月球上没有 空气，无法靠降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图所示，该装置由船舱、闻距为I的平行 导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“Λ”型刚性线框组成，“个”型线 框b边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在起，总质量为m1,整个装置竖直着陆到月球表 面前瞬间的速度大小为ⅴ，接触月球表面后线框速度立即变为零。经过减速，在导轨下方缓冲弹簧接触月 球表面前船舱已可视为匀速。已知船舱电阻为3，“∧”型线框的质量为m2,其7条边的边长均为1，每边电 阻均为：月球表面的承力加速度为三。整个运动过程中只有b边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计 导轨电阻和摩擦阻力。 (1)求着陆装置接触到月球表面后瞬间线框b边产生的电动势E: (2)面出等效电路图，并求着陆装置接触到月球表面后瞬间流过线框b边的电流l: 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利阿 学科网原制鞋品，社你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 (3)求船舱匀速运动时的速度大小v: (4)同桌小张认为在磁场上方、两导轨之间连接一个电容为C的电容器，在着陆减速过程中还可以回收部 分能量，在其他条件均不变的情况下，求船舱匀速运动时的速度大小ⅴ‘和此时电容器所带电荷量q。 船舱 入八型线相 【名师解析】(1)由法拉第电磁感应定律，着陆装置接触到月球表面后瞬间线框b边产生的 电动势EBvo (2)根据题述，外电阻为三个3r电阻并联，画出等效电路图如图，可知电路总电阻R=2, 由闭合电路欧姆定律，着陆装置接触到月球表面后瞬间流过b型线框的电流1ER=B 2r (3)以速度v匀速运动时线框受到的安培力F= B212v 2r 根据牛顿第三定律，质量为m1部分受力F=F4,方向竖直向上 匀速运动条件，下=m超 6 联立解得：=m8贮 3B212 (4)匀速运动时电容器不充电放电，vv="8 3B212 3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利阿 学科网原制鞋品，社你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 电容器两端电压U=IX3rr-B-m,8. 26B1 电容器所带电荷量q-C=m,8rC 6B1 3(2021福建龙岩一模)嫦娥五号任务的圆满完成，标志着我国航天事业发展中里程碑式的新跨越。嫦 娥五号从地面发射后进入地月转移轨道，再经过变轨后进入绕月圆形轨道，已知圆形轨道距月球表面高度 为h,月球半径为R,月球表面重力加速度为go。求 (1)月球质量M: (2)探测器在圆轨