Question

2007年10月24日傍晚，随着指挥员“点火”一声令下，巨型运载火箭喷出一团橘红色的烈焰，将“嫦娥一号”探月卫星平地托起，直冲云天，实现了中国人奔月的千年梦想．
（1）“嫦娥一号”探月，将通过三个轨道：调相轨道，地月转移轨道，环月轨道，完成“三级跳”．在此过程中，都是通过火箭发动机点火，喷射燃气来调整飞行速度求飞行轨道的．这说明力能改变物体的

运动状态

；截止目前，“嫦娥一号”已经发回了多幅月球地况照片，研究发现，月球表面富含核聚变原料一氦核，除核聚变以外，利用原子能的另外一种核变化是

核裂变

；月球上没有磁场和空气，月球对物体的引力为地球的六分之一，在月球表面上能做到的是

④

（填序号）
①举行露天演唱会　　②电风扇吹风　　③指南针定向　　④用天平称质量
（2）地球距离月球3×10⁸m，人类发射月球的探测器能够在自动导航系统的控制下在月球上行走，且每隔5秒向地球发射一次信号，该信号的传播的速度是

3×10⁸

m/s．某时刻，控制中心数据显示在探测器前方相距32米处存在障碍物，经过5秒，控制中心数据显示探测器距离障碍物22米；再经过5秒，控制中心得到探测器上刹车装置出现故障的信息，为避免探测器撞击障碍物，科学家决定对探测器进行人工刹车遥控操作，科学家输入命令需要3秒，则探测器接收到地面刹车指令时，探测器距离障碍物

4

m．

Answer 1

分析：（1）火箭的运动状态的不断改变，是由向下高速喷出的燃气对火箭施加了力的作用造成的，由此可以确定力的作用效果．根据有关核能的利用的相关基础知识可以知道两种得到核能的方式核聚变和核裂变．
根据月球表面与地球表面的区别：无磁场；无大气层、对物体的吸引力小，根据声音的传播、指南针的工作原理以及托盘天平的制成原理的知识，即可确定哪种情况在月球上可以操作．
（2）发射的信号是通过电磁波来传递的，根据电磁波的传播速度可以确定信号的传播速度；根据某时刻，控制中心数据显示在探测器前方相距32米处存在障碍物，经过5秒，控制中心数据显示探测器距离障碍物22米；可以确定探测器的速度；利用探测器的速度，结合其运动的时间，可以求得探测器接收到地面刹车指令时，探测器距离障碍物有多远．

解答：解：（1）火箭在燃气推力的作用下运动状态不断地改变，体现了力可以改变物体的运动状态．
获得核能的方法有两种：可以控制的核裂变；不能控制的核聚变．
①由于月球上没有大气层，声音的传播需要介质，也就是说没有声音传播的介质，所以不能看演唱会，人类在太空中交流，即使面对面也要用无线电．
②风是由空气的流动形成的，没有空气，当然形成不了风，故用电风扇吹风也不可能．
③指南针是由于受到地磁场的作用而指向南北方向的，月球上没有地磁场，所以指南针不能工作．
④托盘天平是利用杠杆的平衡条件制成的，设物体的质量为m_物，砝码的质量为m_砝，托盘天平的力臂为L．此时作用在杠杆上的是砝码和物体受到的重力：G_物L=G_砝L，即：m_物gL=m_砝gL，由于gL相等，所以m_物=m_砝．
到了月球上，由于月球对物体的吸引力变为地球的六分之一，即：

1

6

G_物L=

1

6

G_砝L，仍然可以得到m_物=m_砝．所以托盘天平可以在月球上使用．
（2）无线电通讯中使用的是电磁波，电磁波的速度是3×10⁸m/s；
由某时刻，控制中心数据显示在探测器前方相距32米处存在障碍物，经过5秒，控制中心数据显示探测器距离障碍物22米可知，探测器在5s的时间t内通过的距离s=10m，由此可以求得探测器的速度：v=

s

t

=

10m

5s

=2m/s，
从探测器距离障碍物22m开始计时，到探测器接收到地面刹车指令用的时间有以下几部分组成：确定探测器上刹车装置出现故障的时间t₁=5s，科学家输入指令的时间t₂=3s，携带刹车信号的电磁波传到探测器的时间t₃．
其中，t₃可以利用月球与地球之间到的距离S_月=3×10⁸m和电磁波的速度c=3×10⁸m/s求得
t₃=

S月

c

=

3×108m

3×108m/s

=1s，
所以从探测器距离障碍物22m开始计时，到探测器接收到地面刹车指令用的时间T=t₁+t₂+t₃=5s+3s+1s=9s，
在该过程中探测器通过的距离：S₁=vT═2m/s×9s=18m，
所以此时距离障碍物的距离S′=22m-18m=4m．
故答案为：（1）运动状态；核裂变；④．
（2）3×10⁸；4．

点评：此题易出错的地方有两个：
①受惯性思维的影响，托盘天平在太空中不能用，因为太空中的物体不受重力．在此题中托盘天平不是在太空中，而是在月球上，月球对物体有吸引力．审题要认真．
②在求解探测器距离障碍物多远时，涉及的时间路程太繁琐，容易搞错对应关系，也容易漏掉t₃，而出现错误．明确其对应的过程是解决此题的关键．