《第3節(jié) 人類對太空的不懈追求》（同步訓(xùn)練）高中物理必修2-魯科版-2024-2025學(xué)年

《第3節(jié)人類對太空的不懈追求》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、人類首次成功登上月球是哪一年？A、1961年B、1969年C、1971年D、1979年2、下列哪一項(xiàng)不是國際空間站的優(yōu)勢？A、進(jìn)行長時(shí)期太空實(shí)驗(yàn)B、提供太空旅游服務(wù)C、促進(jìn)國際合作與交流D、作為太空中的科學(xué)和技術(shù)研究平臺3、題干：以下關(guān)于人類探索太空的歷史事件中，哪一個(gè)不屬于早期太空探索的成功案例？A、1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號”B、1961年蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的人C、1969年美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗登上月球D、1998年美國發(fā)射火星探測飛船“奧德賽號”4、題干：以下關(guān)于太空探索技術(shù)的說法，錯(cuò)誤的是：A、載人航天需要強(qiáng)大的推進(jìn)系統(tǒng)以保證飛船能夠在太空環(huán)境中正常飛行B、空間站的建設(shè)需要精密的對接機(jī)構(gòu)技術(shù)來確保不同飛船和航天員的安全對接C、太空望遠(yuǎn)鏡利用反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)，不受大氣湍流影響，觀測效果更加清晰D、液氫液氧是常用的太空推進(jìn)劑，適用于各種類型的太空任務(wù)5、關(guān)于人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度，下列說法正確的是：A.衛(wèi)星離地面越高，速度越大B.衛(wèi)星離地面越高，速度越小C.衛(wèi)星速度與高度無關(guān)D.所有衛(wèi)星的速度相同6、當(dāng)火箭發(fā)射升空時(shí)，以下哪項(xiàng)描述是正確的？A.火箭噴射出的氣體產(chǎn)生向后的力，使火箭向前加速B.火箭在真空中無法獲得推力C.火箭的推進(jìn)力主要來自于空氣的反作用力D.火箭的加速度與噴氣速度成正比，與火箭質(zhì)量成反比7、以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了人類探測太空的主要動力來源？A.地球重力B.太陽能C.核能D.潮汐能二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于人類對太空的探索，以下哪些說法是正確的？A、人類首次實(shí)現(xiàn)載人航天飛行是在20世紀(jì)中葉B、蘇聯(lián)宇航員加加林是世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人C、阿波羅11號成功登月發(fā)生在1969年D、國際空間站是由多個(gè)國家共同建設(shè)的E、人類已經(jīng)在土星上建立了永久性的居住地2、太空探索對人類社會有哪些積極影響？A、促進(jìn)了航天技術(shù)的發(fā)展B、提高了全球的環(huán)境意識和保護(hù)能力C、增強(qiáng)了國際友好的氛圍D、推動了新材料、新能源的發(fā)展E、徹底解決了地球上各種資源短缺問題3、關(guān)于航天技術(shù)的發(fā)展，以下哪些說法是正確的？A、航天技術(shù)的發(fā)展離不開固體燃料火箭的發(fā)明B、人造衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著載人航天時(shí)代的到來C、宇宙飛船可以長時(shí)間在太空執(zhí)行任務(wù)D、太空探索為科學(xué)家們提供了大量的實(shí)驗(yàn)和研究機(jī)會三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目描述：自古以來，人類就夢想著探索宇宙的奧秘。從最早的天文觀測到現(xiàn)代的航天技術(shù)，人類在探索太空的道路上從未停止過腳步。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：1.描述地球引力對火箭發(fā)射的影響，并解釋為什么大多數(shù)火箭發(fā)射場都位于赤道附近。2.說明人造衛(wèi)星保持軌道運(yùn)行的基本原理。3.討論載人航天任務(wù)面臨的主要挑戰(zhàn)及其解決方案。4.探討深空探測的意義以及我國在該領(lǐng)域的成就。第二題題目：閱讀以下關(guān)于太空探索的描述，然后回答問題。描述：隨著科技的進(jìn)步，人類對太空的探索從未停止。從1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克”開始，到1969年美國宇航員阿姆斯特朗踏上月球，再到近年來我國成功發(fā)射的天宮空間站，太空探索已經(jīng)取得了舉世矚目的成就。以下是我國在太空探索方面的一些重要事件：（1）1970年，我國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”；（2）2003年，我國首位宇航員楊利偉乘坐神舟五號飛船成功進(jìn)入太空；（3）2013年，我國發(fā)射天宮一號空間實(shí)驗(yàn)室；（4）2016年，我國發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室；（5）2021年，我國成功發(fā)射天問一號火星探測器。問題：1.簡述我國在太空探索方面取得的四項(xiàng)重要成就。2.結(jié)合所學(xué)物理知識，分析我國在太空探索中所使用的幾種關(guān)鍵技術(shù)。第三題題目假設(shè)你需要設(shè)計(jì)一個(gè)航天器，目的是從地球發(fā)射后，圍繞其他行星進(jìn)行觀測。你需要考慮的主要因素包括發(fā)射速度、軌道選擇、燃料消耗等。軌道可以是橢圓或圓形，任務(wù)要求航天器在每個(gè)目標(biāo)行星的表面做短暫停留，采集數(shù)據(jù)后繼續(xù)前往下一個(gè)目標(biāo)行星。如果現(xiàn)有的技術(shù)條件下，你只能選擇一個(gè)行星作為下一個(gè)飛行目標(biāo)，假設(shè)其他飛行目標(biāo)行星之間的距離為已知，你會選擇哪個(gè)行星，說明你的理由。第四題某探測器繞火星做橢圓軌道運(yùn)動，最近距離火星表面高度為h，最遠(yuǎn)距離火星表面高度為H?；鹦前霃綖镽。（1）求探測器在近日點(diǎn)的線速度v1和遠(yuǎn)日點(diǎn)的線速度v2；（2）若探測器在近日點(diǎn)的動能Ek1不變，求其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的勢能Ep2。第五題題目：閱讀以下材料，回答問題。材料一：20世紀(jì)40年代，隨著火箭技術(shù)的發(fā)展，人類開始探索太空。1957年，蘇聯(lián)成功發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號”，標(biāo)志著人類太空時(shí)代的到來。材料二：我國自1970年成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”以來，先后發(fā)射了“嫦娥一號”、“嫦娥二號”、“嫦娥三號”等月球探測衛(wèi)星，并成功實(shí)現(xiàn)了載人航天和深空探測。問題：結(jié)合所學(xué)知識，分析人類對太空不懈追求的原因?！兜?節(jié)人類對太空的不懈追求》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、人類首次成功登上月球是哪一年？A、1961年B、1969年C、1971年D、1979年答案：B、1969年解析：1969年7月20日，美國“阿波羅11號”飛船成功登月，宇航員尼爾·阿姆斯特朗成為了人類第一個(gè)登上月球的人。2、下列哪一項(xiàng)不是國際空間站的優(yōu)勢？A、進(jìn)行長時(shí)期太空實(shí)驗(yàn)B、提供太空旅游服務(wù)C、促進(jìn)國際合作與交流D、作為太空中的科學(xué)和技術(shù)研究平臺答案：B、提供太空旅游服務(wù)解析：雖然一些企業(yè)如維珍銀河等正在進(jìn)行太空旅游的嘗試，但國際空間站本身主要是用于科學(xué)研究和國際合作，正式的太空旅游服務(wù)并非是其主要功能。3、題干：以下關(guān)于人類探索太空的歷史事件中，哪一個(gè)不屬于早期太空探索的成功案例？A、1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號”B、1961年蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的人C、1969年美國宇航員尼爾·阿姆斯特朗登上月球D、1998年美國發(fā)射火星探測飛船“奧德賽號”答案：D解析：選項(xiàng)A、B和C都屬于人類早期太空探索的成功案例。而選項(xiàng)D中的“奧德賽號”火星探測飛船是1998年發(fā)射的，雖然它也是一項(xiàng)重要的太空探測任務(wù)，但不屬于早期太空探索的成功案例。早期太空探索通常指的是20世紀(jì)50年代和60年代的成就。因此，正確答案是D。4、題干：以下關(guān)于太空探索技術(shù)的說法，錯(cuò)誤的是：A、載人航天需要強(qiáng)大的推進(jìn)系統(tǒng)以保證飛船能夠在太空環(huán)境中正常飛行B、空間站的建設(shè)需要精密的對接機(jī)構(gòu)技術(shù)來確保不同飛船和航天員的安全對接C、太空望遠(yuǎn)鏡利用反射望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)，不受大氣湍流影響，觀測效果更加清晰D、液氫液氧是常用的太空推進(jìn)劑，適用于各種類型的太空任務(wù)答案：D解析：液氫液氧確實(shí)是常用的太空推進(jìn)劑，但由于液氫的沸點(diǎn)非常低（約-253°C），需要在極低溫的條件下儲存，這對技術(shù)水平提出了很高的要求。此外，液氫液氧作為推進(jìn)劑，雖然具有較高的比沖，但并不適用于所有類型的太空任務(wù)，例如固體燃料火箭因?yàn)榇鎯凸芾淼膹?fù)雜性通常用于近地軌道的發(fā)射。因此，說液氫液氧適用于各種類型的太空任務(wù)是錯(cuò)誤的。正確答案是D。5、關(guān)于人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度，下列說法正確的是：A.衛(wèi)星離地面越高，速度越大B.衛(wèi)星離地面越高，速度越小C.衛(wèi)星速度與高度無關(guān)D.所有衛(wèi)星的速度相同答案：B解析：根據(jù)開普勒第三定律和牛頓引力定律可以推導(dǎo)出，人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度v與其軌道半徑r成反比，即v=GMr，其中6、當(dāng)火箭發(fā)射升空時(shí)，以下哪項(xiàng)描述是正確的？A.火箭噴射出的氣體產(chǎn)生向后的力，使火箭向前加速B.火箭在真空中無法獲得推力C.火箭的推進(jìn)力主要來自于空氣的反作用力D.火箭的加速度與噴氣速度成正比，與火箭質(zhì)量成反比答案：D解析：火箭的工作原理基于牛頓第三定律——作用與反作用定律?；鸺ㄟ^向后高速噴射燃料產(chǎn)生的氣體來獲得向前的推力。即使在沒有空氣的真空中，火箭也能通過這種方式獲得推力?；鸺募铀俣萢可以用公式F=ma表示，其中F是推力，m是火箭的質(zhì)量。推力F還可以表示為F=m7、以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了人類探測太空的主要動力來源？A.地球重力B.太陽能C.核能D.潮汐能答案：C解析：人類探測太空的主要動力來源是核能。核能通過核反應(yīng)產(chǎn)生的巨大能量可以推動航天器進(jìn)入太空，實(shí)現(xiàn)太空探測任務(wù)。地球重力和潮汐能主要用于地球上的能源利用，而太陽能雖然廣泛用于航天器的能源供應(yīng)，但不是探測太空的主要動力來源。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于人類對太空的探索，以下哪些說法是正確的？A、人類首次實(shí)現(xiàn)載人航天飛行是在20世紀(jì)中葉B、蘇聯(lián)宇航員加加林是世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人C、阿波羅11號成功登月發(fā)生在1969年D、國際空間站是由多個(gè)國家共同建設(shè)的E、人類已經(jīng)在土星上建立了永久性的居住地答案：A、B、C、D解析：A選項(xiàng)正確，載人航天飛行開始于20世紀(jì)50年代末。B選項(xiàng)正確，1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林成為第一個(gè)訪問太空的人。C選項(xiàng)正確，阿波羅11號任務(wù)于1969年7月20日實(shí)現(xiàn)了人類第一次登月。D選項(xiàng)正確，國際空間站是多個(gè)國家合作的項(xiàng)目，始建于1998年。E選項(xiàng)不正確，人類尚未在土星上建立永久性居住地，這只是未來的規(guī)劃目標(biāo)之一。2、太空探索對人類社會有哪些積極影響？A、促進(jìn)了航天技術(shù)的發(fā)展B、提高了全球的環(huán)境意識和保護(hù)能力C、增強(qiáng)了國際友好的氛圍D、推動了新材料、新能源的發(fā)展E、徹底解決了地球上各種資源短缺問題答案：A、B、C、D解析：A選項(xiàng)正確，太空探索促進(jìn)了衛(wèi)星技術(shù)、火箭技術(shù)等航天技術(shù)的發(fā)展。B選項(xiàng)正確，通過太空探索，人們可以更好地了解地球的環(huán)境狀況，提高環(huán)境意識和保護(hù)能力。C選項(xiàng)正確，太空探索活動常常需要國際合作，促進(jìn)了不同國家和地區(qū)的交流與協(xié)作。D選項(xiàng)正確，為了應(yīng)對太空任務(wù)中的各種需求，科學(xué)家和工程師研發(fā)了許多新材料和新能源，如高密度材料、太陽能電池等。E選項(xiàng)不正確，雖然太空探索涉及資源開發(fā)，但它并不能解決地球上的所有資源短缺問題，這需要綜合采取多種措施。3、關(guān)于航天技術(shù)的發(fā)展，以下哪些說法是正確的？A、航天技術(shù)的發(fā)展離不開固體燃料火箭的發(fā)明B、人造衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著載人航天時(shí)代的到來C、宇宙飛船可以長時(shí)間在太空執(zhí)行任務(wù)D、太空探索為科學(xué)家們提供了大量的實(shí)驗(yàn)和研究機(jī)會答案：C、D解析：A選項(xiàng)固體燃料火箭的發(fā)明雖然是航天技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，但并非唯一必要條件，故A選項(xiàng)不正確。B選項(xiàng)雖然人造衛(wèi)星的成功發(fā)射確實(shí)標(biāo)志著載人航天時(shí)代的到來，但該選項(xiàng)沒有完整地涵蓋航天技術(shù)發(fā)展的全部內(nèi)容，因此B選項(xiàng)不正確。C選項(xiàng)宇宙飛船可以長時(shí)間在太空執(zhí)行任務(wù)，是正確的，因?yàn)樽詮?969年美國阿波羅11號宇宙飛船首次實(shí)現(xiàn)月球著陸以來，宇宙飛船能夠在太空中長時(shí)間運(yùn)行。D選項(xiàng)太空探索為科學(xué)家們提供了大量的實(shí)驗(yàn)和研究機(jī)會，也是正確的，因?yàn)樘窄h(huán)境提供了地球上無法獲得的特殊條件，有利于進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目描述：自古以來，人類就夢想著探索宇宙的奧秘。從最早的天文觀測到現(xiàn)代的航天技術(shù)，人類在探索太空的道路上從未停止過腳步。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：1.描述地球引力對火箭發(fā)射的影響，并解釋為什么大多數(shù)火箭發(fā)射場都位于赤道附近。2.說明人造衛(wèi)星保持軌道運(yùn)行的基本原理。3.討論載人航天任務(wù)面臨的主要挑戰(zhàn)及其解決方案。4.探討深空探測的意義以及我國在該領(lǐng)域的成就。答案與解析：1.地球引力對火箭發(fā)射的影響及發(fā)射場選址原因地球的引力是火箭發(fā)射時(shí)必須克服的一個(gè)重要因素。為了進(jìn)入預(yù)定軌道，火箭必須達(dá)到足夠的速度（即逃逸速度）來對抗地球的引力。地球的引力隨著距離地心的距離增加而減小，因此火箭發(fā)射時(shí)需要消耗大量的燃料來抵抗這一引力。此外，地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可以為向東發(fā)射的火箭提供額外的速度增益。因此，大多數(shù)火箭發(fā)射場都盡可能靠近赤道設(shè)置，以便利用地球自轉(zhuǎn)提供的這一優(yōu)勢，減少所需的燃料量，提高發(fā)射效率。2.人造衛(wèi)星保持軌道運(yùn)行的基本原理人造衛(wèi)星能夠維持其軌道運(yùn)行主要依賴于牛頓的第一運(yùn)動定律和萬有引力定律。當(dāng)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)，地球?qū)ζ涫┘拥囊μ峁┫蛐牧?，使衛(wèi)星沿著一個(gè)封閉的軌跡（通常是橢圓形或圓形）運(yùn)動。只要衛(wèi)星的速度和軌道高度適當(dāng)，它就能在不受其他外力干擾的情況下持續(xù)沿軌道運(yùn)行。如果衛(wèi)星的速度過快或過慢，或者軌道高度不當(dāng)，則可能脫離原有軌道，導(dǎo)致墜落或遠(yuǎn)離地球。3.載人航天任務(wù)面臨的主要挑戰(zhàn)及其解決方案載人航天任務(wù)面臨著多重挑戰(zhàn)，包括但不限于生命支持系統(tǒng)的可靠性、長期太空旅行對人體健康的影響、空間輻射防護(hù)、精確的軌道控制以及安全返回地球等問題。為了解決這些問題，科學(xué)家們設(shè)計(jì)了高效的生命保障系統(tǒng)，能夠循環(huán)利用水和氧氣；研究了宇航員在太空中長時(shí)間停留的生理變化，并采取措施減輕負(fù)面影響；開發(fā)了特殊的材料和技術(shù)來屏蔽宇宙射線；同時(shí)，還不斷優(yōu)化飛行器的設(shè)計(jì)，確保宇航員的安全。4.深空探測的意義以及我國在該領(lǐng)域的成就深空探測對于拓展人類對宇宙的認(rèn)知邊界、推動科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、激發(fā)青少年科學(xué)興趣等方面具有重要意義。通過深空探測，我們不僅能更深入地了解太陽系乃至整個(gè)宇宙的歷史和現(xiàn)狀，還能促進(jìn)新材料、新能源等高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。中國在深空探測方面取得了顯著成就，例如成功實(shí)施嫦娥工程實(shí)現(xiàn)了月球軟著陸與巡視探測，天問一號火星探測器成功著陸火星并開展科學(xué)探測工作，這些成就標(biāo)志著中國在深空探測領(lǐng)域已躋身世界前列。第二題題目：閱讀以下關(guān)于太空探索的描述，然后回答問題。描述：隨著科技的進(jìn)步，人類對太空的探索從未停止。從1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克”開始，到1969年美國宇航員阿姆斯特朗踏上月球，再到近年來我國成功發(fā)射的天宮空間站，太空探索已經(jīng)取得了舉世矚目的成就。以下是我國在太空探索方面的一些重要事件：（1）1970年，我國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”；（2）2003年，我國首位宇航員楊利偉乘坐神舟五號飛船成功進(jìn)入太空；（3）2013年，我國發(fā)射天宮一號空間實(shí)驗(yàn)室；（4）2016年，我國發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室；（5）2021年，我國成功發(fā)射天問一號火星探測器。問題：1.簡述我國在太空探索方面取得的四項(xiàng)重要成就。2.結(jié)合所學(xué)物理知識，分析我國在太空探索中所使用的幾種關(guān)鍵技術(shù)。答案：1.我國在太空探索方面取得的四項(xiàng)重要成就是：（1）成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”；（2）首位宇航員楊利偉乘坐神舟五號飛船成功進(jìn)入太空；（3）發(fā)射天宮一號空間實(shí)驗(yàn)室；（4）發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室。2.我國在太空探索中所使用的幾種關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)：利用火箭將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，需要掌握火箭推進(jìn)、制導(dǎo)、姿態(tài)控制等技術(shù)；（2）載人航天技術(shù)：包括飛船的設(shè)計(jì)、宇航員的選拔與訓(xùn)練、生命保障系統(tǒng)等；（3）空間站建設(shè)技術(shù)：涉及空間結(jié)構(gòu)的搭建、對接技術(shù)、空間實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝與運(yùn)行等；（4）深空探測技術(shù)：如探測器的設(shè)計(jì)、發(fā)射、軌道設(shè)計(jì)、著陸與巡視等。解析：本題考查了學(xué)生對我國太空探索成就和物理知識的綜合運(yùn)用能力。在回答第一問時(shí)，只需列舉我國太空探索的四項(xiàng)重要成就即可。在回答第二問時(shí)，需要結(jié)合所學(xué)物理知識，分析我國在太空探索中使用的幾種關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)包括衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)、載人航天技術(shù)、空間站建設(shè)技術(shù)和深空探測技術(shù)?？忌诮獯饡r(shí)，應(yīng)圍繞這些技術(shù)進(jìn)行展開，并結(jié)合實(shí)際案例說明。第三題題目假設(shè)你需要設(shè)計(jì)一個(gè)航天器，目的是從地球發(fā)射后，圍繞其他行星進(jìn)行觀測。你需要考慮的主要因素包括發(fā)射速度、軌道選擇、燃料消耗等。軌道可以是橢圓或圓形，任務(wù)要求航天器在每個(gè)目標(biāo)行星的表面做短暫停留，采集數(shù)據(jù)后繼續(xù)前往下一個(gè)目標(biāo)行星。如果現(xiàn)有的技術(shù)條件下，你只能選擇一個(gè)行星作為下一個(gè)飛行目標(biāo)，假設(shè)其他飛行目標(biāo)行星之間的距離為已知，你會選擇哪個(gè)行星，說明你的理由。答案選擇的一個(gè)行星應(yīng)當(dāng)充分考慮以下因素：1.飛行距離：距離較近的行星可以顯著減少燃料消耗，提高任務(wù)的可行性和效率。2.數(shù)據(jù)豐富性：選擇可以提供更多科學(xué)數(shù)據(jù)、更具科學(xué)研究價(jià)值的行星。3.技術(shù)挑戰(zhàn)：考慮當(dāng)前航天技術(shù)的局限，選擇能盡量減少技術(shù)挑戰(zhàn)的行星。根據(jù)這些因素，習(xí)慣上我們會選擇火星作為下一個(gè)飛行目標(biāo)。解析1.飛行距離火星是除月球之外飛行距離最近的最佳選擇。相對于其他行星，如金星、木星、土星等，飛行距離較短，燃料消耗較低，這有利于延長航天器在太空中的工作壽命和提高任務(wù)成功的可能性。2.數(shù)據(jù)豐富性火星是研究太陽系內(nèi)外行星的代表之一，具有獨(dú)特的地質(zhì)、氣候特征以及可能存在的微生物生命等現(xiàn)象。火星上曾經(jīng)存在液態(tài)水的證據(jù)表明它可能有潛在的宜居性，這使得火星成為了科學(xué)界高度重視的觀測目標(biāo)。通過綜合利用多種探測手段和數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以獲取更多關(guān)于火星乃至太陽系其他行星的詳細(xì)信息。3.技術(shù)挑戰(zhàn)與其它行星相比，火星的天體條件更接近地球，技術(shù)和工程上的挑戰(zhàn)相對較小。例如，對接和著陸火星的技術(shù)難度比木星或土星等氣體巨行星低很多，并且火星表面相對平坦，可以提供較穩(wěn)定的樣本返回條件等。此外，人類已成功發(fā)射多艘探測器前往火星，積累了大量的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。綜上所述，選擇火星作為下一個(gè)飛行目標(biāo)是比較合理的，不僅考慮了節(jié)省燃料、提高效率，更重要的還有其科學(xué)價(jià)值和未來探索的可能性。第四題某探測器繞火星做橢圓軌道運(yùn)動，最近距離火星表面高度為h，最遠(yuǎn)距離火星表面高度為H?；鹦前霃綖镽。（1）求探測器在近日點(diǎn)的線速度v1和遠(yuǎn)日點(diǎn)的線速度v2；（2）若探測器在近日點(diǎn)的動能Ek1不變，求其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的勢能Ep2。答案：（1）依據(jù)開普勒第二定律（等面積定律），探測器在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)掃過的面積速度大小相等，即：v1t1=v2t2=2S/a其中，a是探測器軌道半長軸，S是探測器近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)連線的弧長。因?yàn)镾=πR，所以有：t1=S/v1t2=S/v2結(jié)合以上兩式可以得到：v1/v2=t2/t1=(S/v2)/(S/v1)=v1/v2進(jìn)一步可以得到：v1=√(aR)v2=√(a(R+2h))又因?yàn)榻拯c(diǎn)到火星表面的距離加上火星的半徑等于遠(yuǎn)日點(diǎn)到火星表面的距離，所以有：R+h=R+H+2hH=h代入數(shù)據(jù)得到：v1=√(2Rh)v2=√(2R(2h))最后計(jì)算得：v1=√(2R)√(h)v2=√(4R)√(h)=2√(2R)√(h)（2）在近日點(diǎn)，探測器的動能Ek1為：Ek1=1/2mv1^2在遠(yuǎn)日點(diǎn)，探測器的動能Ek2為：Ek2=1/2mv2^2由于在近日點(diǎn)的動能Ek1不變，得：1/2mv1^2=1/2mv2^2代入v1和v2的表達(dá)式，得到：1/2m(2R)=1/2m(4R)解得mR=mR因?yàn)樵谶h(yuǎn)日點(diǎn)，探測器受到的引力勢能為：Ep2=-GMm/R其中，G是萬有引力常數(shù)，M是火星質(zhì)量。根據(jù)能量守恒定律，有：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2代入動能和