Question

【题目】我国计划2017年11月在海南文昌发射场将“嫦娥五号”送上38万公里外的月球，采回月壤，实现航天工程绕、落、回的收关阶段。到时着陆器将自动从月面取样后从月表起飞，并在近月轨道实现自动交会对接后和返回舱一起返回地面，供科学家分析。了解这则新闻后物理兴趣小组进行了热烈讨论，绘制出了“嫦娥五号”奔向月球和返回地球的示意图，图中对接为取样后的对接点，实线圆为绕行器在半径为r的圆轨道绕月等待着陆器返回的轨道，设着陆器取样并返回到绕行器的时间t内绕行器飞行N圈，全过程不考虑空气阻力的影响。已知引力常量为G，月球的半径为R，则兴趣小组提出了下列有关结论，其中表示正确的是

A. 从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨，当其速度达到第二宇宙速度时才能飞抵月球

B. “嫦娥五号”沿椭圆轨道向38万公里外的月球飞行时，只有月球也运动到椭圆轨道的远地点附近时才能将“嫦娥五号”捕获，否则还要沿椭圆轨道返回

C. 结合题中信息可知月球的质量为，二者在对接过程中有一定的机械能损失

D. 绕行器携带样品沿椭圆轨道返回地球时，虽然引力做功，动能增大，但系统的机械能不变

Answer 1

【答案】BC

【解析】从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨，以提高其绕行速度，但由于月球在地月系内，因此“嫦娥五号”不需要达到逃离地球的第二宇宙速度，A项错误；由于月球也在绕地运行，只有当“嫦娥五号”沿椭圆轨道运动到远地点时，刚好月球也运动到这一位置，才能减速被月球捕获，若月球尚未到达目的地，地球的引力还会使“嫦娥五号”沿椭圆轨道返回，等待月球的下次到来，因此发射时还要通过计算选择窗口时间，以便“嫦娥五号”一去就被月球捕获，B项正确；着陆器取样返回后与绕行器对接过程是合二为一的过程，一定有机械能损失，绕行器由引力提供向心力知，又，故，C项正确；绕行器携带样品沿椭圆轨道返回近地轨道时，先经历了一个加速离心上高轨的过程，再沿椭圆轨道绕地球运动，接近地球时又要减速才能下低轨，进入近地轨道，这一返回过程有两个时段内有外力做功，只有椭圆一段外力不做功，由于题中指代不清，故D项错误。