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专题5.9 月球探测
【考纲解读与考频分析】
我国多次发射月球探测器探测月球，月球探测成为高考命题热点。 【高频考点定位】： 月球探测
考点一：月球探测 【3年真题链接】
1.（2019全国理综II卷14）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是（ ）
【参考答案】.D
【命题意图】本题考查万有引力及其相关知识点，考查的核心素养是以嫦娥四号成功在月球背面软着陆为背景，提升民族自信，弘扬我国科技成就。
【解题思路】在嫦娥四号探测器“奔向” 月球过程中，根据万有引力定律，随着离开地面距离h的增大，所受地球引力一定不均匀减小，能够描述f随h变化关系正确的是D。
2.（2019高考理综天津卷）2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
1
4π2r3A.周期为 GMC.角速度为 B.动能为
GMm 2RGM 2RGm 3r D.向心加速度为
【参考答案】A
mM2?2mM4π2r32
【名师解析】由G2=mr（），解得探测器的周期T=，选项A正确；由G2=mrω，解
rTrGMmMv212GMmGM得探测器的角速度ω=，选项C错误；由G=m，Emv，解得探测器的动能为E，k=k=23r22rrr选项B错误；；由G【2年模拟再现】
1. （2019河南郑州二模）.2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，首次实现人类探测器月球背面软着陆。12月12日16时45分，号探测器成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100km的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
mMGM=ma解得探测器的向心加速度a=，选项D错误。 r2r2
A.嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度
B.嫦娥四号在100km环月轨道运行通过P点时的加速度 和在椭圆环月轨道运行通过P点时加速度相同
C.嫦娥四号在100km环月轨道运动的周期等于在椭圆环月轨道运动周期
D.嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时和在100km环月轨道经过P点时的速度相同 【参考答案】B
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【命题意图】本题以嫦娥四号实施近月制动为情景，考查对宇宙速度的理解、万有引力定律和牛顿运动定律、开普勒定律、探测器的变轨及其相关知识点。
【解题思路】若嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度，则嫦娥四号将脱离地球的引力范围，就不会被月球捕获，因此若嫦娥四号的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，选项A错误；嫦娥四号通过同一点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，嫦娥四号在100km环月轨道运行通过P点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过P点时的加速度相同，选项B正确；嫦娥四号在100km环月轨道运行的轨道半径大于在椭圆环月轨道运行的轨道半长轴，根据开普勒第三定律，嫦娥四号在100km环月轨道运行的周期大于在椭圆环月轨道运行的周期，选项C错误；嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时需要“太空刹车”（即减小速度）才能被月球捕获环月运行，选项D错误。
2．（3分）(2019浙江台州模拟)2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器成功发射，并于2019年1月3日实现人类首次在月球背面软着陆。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，当嫦娥四号在绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r。下列说法正确的是（ ）
A．月球的密度为
B．嫦娥四号绕月做匀速圆周运动的线速度为RC．嫦娥四号绕月做匀速圆周运动的周期为2π
D．若嫦娥四号要进入低轨道绕月做圆周运动，需要点火加速 【参考答案】.B
【命题意图】 本题以“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆切入，考查万有引力定律、牛顿运动定律、匀速圆周运动及其相关的知识点。
【解题思路】根据在月球表面附近万有引力等于重力得：GV=?R，联立解得：ρ=Mm=mg，月球平均密度ρ=M/V，月球体积2R4333g，选项A错误；嫦娥四号绕月做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力
4?GRg，选项B正确；根据万有引力提供向心力得：rMmMmv2得：G2=m，G2=mg，联立解得：v=R
rRr 3
Mm2?2MmGr3G2=mr()，G2=mg，联立解得：T＝2π，选项C错误；若嫦娥四号要进入低轨道绕月做2rTRgR圆周运动，需要点火减速，选项D错误。
【关键点拨】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和月球表面的物体受到的重力等于万有引力两个公式的综合应用，注意轨道半径与星体半径的关系。根据在月球表面万有引力等于重力得出月球的质量，结合月球的体积求出月球的平均密度。
3.（2019四川内江二模）“嫦娥四号”探测器于2018年12月8日由长征三号乙运载火箭发射升空，经过了26天飞行之后，于2019年1月3日成功着陆月球背面，通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。如图所示为“嫦娥四号”飞行轨道示意图。下列说法正确的是（ ）
A. “嫦娥四号”探测器在与火箭分离前始终处于失重状态 B. “嫦娥四号”探测器在月球附近降轨前后，机械能增大
C. “嫦娥四号”探测器由地球飞向近月轨道过程中，引力势能先减小后增大 D. 不通过“鹊桥”中继星，在月球背面的着陆器无法将信息直接传回地球 【参考答案】D 【名师解析】
发射过程中，加速上升，处于超重状态，选项A错误； “嫦娥四号”探测器在月球附近降轨时，需点火减速，作用力做负功，故其机械能减小，故选项 B错误；“嫦娥四号”探测器飞向近月轨道过程中，万有引力先做负功，再做正功，所以引力势能先增大后减小，故C错误； 因月球绕地球公转与自转的周期相同，人类在地球上看到的月球只有一面始终面对地球，月球背面发出的信息，不借助卫星，信息将无法直接传回地球，选项D正确。
4．（2019新疆三模）如图所示为位于月球背面的我国“嫦娥四号”探测器A通过“鹊桥”中继星B向地球
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