Question

7．如图玉兔号是中国首辆月球车，和着陆器共同组成嫦娥三号探测器，玉兔号月球车设计质量140千克，肩部有两片可以打开的太阳能电池帆板，她的腿部都是六个轮状的移动装置，能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境．月球车具备20度爬坡，20厘米越障能力，并配备有全景相机、红外成像光谱仪，测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器．
（1）玉兔号工作时，太阳电池帆板将可再生（“可再生”、“不可再生”）的太阳能转化为电能；全景相机将拍摄的照片通过电磁波将信息传到地面指挥中心，信息从38.4万千米远的月球车到达地球需要多少时间？
（2）若每个轮子与月球的接触面积为20cm²，则月球车到月球地面的压强？（月球的重力为地球的六分之一）

Answer 1

分析 （1）在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，常见的可再生能源有：风能、太阳能、水能等．电磁波可以传递信息；电磁波的速度c=3×10⁸m/s，
由速度公式变形可求得时间；
（2）已知每个轮子与月球的接触面积为20cm²，可求得6个轮子与月球的接触面积，已知玉兔号月球车设计质量140千克，可求得其重力，月球的重力为地球的六分之一，可知在月球上的重力，此时的重力等于其对月球的压力，然后利用压强公式求解．

解答 解：（1）太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用；全景相机将拍摄的照片通过，电磁波将信息传到地面指挥中心，
由v=$\frac{s}{t}$可得，信息从38.4万千米远的月球车到达地球需要t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3.84×1{0}^{8}m}{3×1{0}^{8}m/s}$=1.28s．
（2）S=6×20cm²=120cm²=1.2×10^-2m²，
G=mg=140kg×10N/kg=1400N，
F=G_月=$\frac{1}{6}$×1400N=$\frac{700}{3}$N，
月球车到月球地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{\frac{700}{3}N}{1.2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$≈1.94×10⁴Pa．
答：（1）可再生；电磁波；信息从38.4万千米远的月球车到达地球需要1.28s时间；
（2）月球车到月球地面的压强为1.94×10⁴Pa．

点评 此题以玉兔号中国首辆月球车为载体，考查能源的分类、电磁波的传播、速度公式及其变形的应用、压强的计算等多个知识点，是一道综合性较强的题目．