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    中国探月首席科学家、中科院院士欧阳自远于2007年5月16日说，中国探月工程分三步走，即绕月、落月、和采样返回，都属不载人探月活动，目前已经实施的第一期探月工程就是在2007年发射的第一颗围绕月球飞行的卫星--“嫦娥一号”．已知地球质量M和月球质量m之比
    M
    m
    =81    ，地球半径R与月球半径r之比
    R
    r
    =3.6    ，地球的第一宇宙速度v=7.9km/s，试求：
    （1）月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比；
    （2）围绕月球表面附近飞行的卫星的速度．
    分析：忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式．
    根据等式表示出所要求解的物理量，再根据已知条件进行比较．
    求解第一宇宙速度（贴近中心天体表面的速度即为第一宇宙速度）应该根据万有引力提供向心力来计算．
    解答：解：（1）忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：
    GMm
    R2
    =mg
    g=
    GM
    R2

    月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比
    g月
     g
    =
    GM月
    R
    2
    月
    G M  地
    R
    2
      地

    已知地球质量M和月球质量m之比
    M
    m
    =81    ，地球半径R与月球半径r之比
    R
    r
    =3.6    ，
    解得：
    g月
     g
    =0.16
    （2）对近地卫星，根据万有引力提供向心力得：
    GMm
    R2
    =m
    v2
    R

    对近月卫星，根据万有引力提供向心力得：
    Gmm′
    r2
    =m
    v
    2
    月
     r

    联立得：v月=
    m
    M
    ×
    R
    r
    =1.67km/s
    答：（1）月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比是0.16；
    （2）围绕月球表面附近飞行的卫星的速度是1.67km/s．
    点评：本题关键是根据第一宇宙速度和重力加速度的表达式列式求解，其中第一宇宙速度为贴近星球表面飞行的卫星的环绕速度！
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：038

    在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会，关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题．

    　　科学家们认为，21世纪人类把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、寻求在月球建立永久基地，作为人类拓展生存空间的第一步；二、通过月球探测，带动高科技的发展和研究，包括空间军事技术的发展；三、为将来全面开发月球矿产资源和能源，解决地球能源枯竭，为人类社会可持续发展提供资源储备．例如月球上氦-3资源总量约为100万吨～500万吨，建设一个500MW的核聚变发电站，每年消耗的氦-3仅仅50公斤，全世界的年总发电量只需100吨氦-3，也就是说，月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上．此外，月球表面的特殊空间环境，为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景，这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力．

    　　中国月球探测首席科学家欧阳自远指出，3年内，我国要完成首次月球探测，这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后，我国空间科技发展的第三个里程碑．我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段．作为世界主要航天国家，我国开展月球探测，对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义．

    　　氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子；氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”．经试验证实，利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应，原因是：（1）这种聚变不产生中子，所以放射性小；（2）它转化为电能的效率高；（3）反应过程易于控制；可算是既无污染又安全．

    　　结合材料回答下列问题

    　　（1）估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量．（煤的燃烧值q=2.9×107J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u）

    　　（2）太阳辐射的能量是由聚变反应产生的，已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg，则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量．

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    科目：高中物理 来源：物理教研室 题型：038

    在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会，关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题．

    　　科学家们认为，21世纪人类把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、寻求在月球建立永久基地，作为人类拓展生存空间的第一步；二、通过月球探测，带动高科技的发展和研究，包括空间军事技术的发展；三、为将来全面开发月球矿产资源和能源，解决地球能源枯竭，为人类社会可持续发展提供资源储备．例如月球上氦-3资源总量约为100万吨～500万吨，建设一个500MW的核聚变发电站，每年消耗的氦-3仅仅50公斤，全世界的年总发电量只需100吨氦-3，也就是说，月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上．此外，月球表面的特殊空间环境，为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景，这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力．

    　　中国月球探测首席科学家欧阳自远指出，3年内，我国要完成首次月球探测，这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后，我国空间科技发展的第三个里程碑．我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段．作为世界主要航天国家，我国开展月球探测，对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义．

    　　氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子；氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”．经试验证实，利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应，原因是：（1）这种聚变不产生中子，所以放射性小；（2）它转化为电能的效率高；（3）反应过程易于控制；可算是既无污染又安全．

    　　结合材料回答下列问题

    　　（1）估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量．（煤的燃烧值q=2.9×107J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u）

    　　（2）太阳辐射的能量是由聚变反应产生的，已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg，则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （10分）中国探月首席科学家、中科院院士欧阳自远于2007年5月16日说，中国探月工程分三步走，即绕月、落月、和采样返回，都属不载人探月活动，目前已经实施的第一期探月工程就是在2007年发射的第一颗围绕月球飞行的卫星――“嫦娥一号”。已知地球质量M和月球质量m之比，地球半径R与月球半径r之比，地球的第一宇宙速度v＝7.9km/s,试求：

    （1）月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比；

    （2）围绕月球表面附近飞行的卫星的速度。

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