15.阅读短文《月背之旅》,回答下列问题。
月球是地球的天然卫星,它在绕地球转动中,总有一面朝向地球,而另一面则永远背对着地球。嫦娥四号探测器经历了地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。 如图甲,嫦娥四号这次任务的一大难点是着陆区位于月球背面,由于月球遮挡,探测器无法同地球控制中心直接通信,必须通过中继星“鹊桥”进行中继。尤其是在下降过程中,着陆器的所有信息传输也只能通过中继星进行操作,而通过中继星传递信息会造成通信延迟,这无疑极大增加了落月任务的难度。“鹊桥”中继星被放置在地月拉格朗日2点,距离地球约 48万千米,距离月球约 8万千米。

(1)地球控制中心与中继星是通过
(2)在月背上,两个人要交流,也必须借助电磁波作为载体实现信息交换。由于该载体在真空中
(3)嫦娥四号将所拍摄的月背影图像(如图乙所示)传回地球的路径如图甲
所示,则此次图像传输所需时间约为
月球是地球的天然卫星,它在绕地球转动中,总有一面朝向地球,而另一面则永远背对着地球。嫦娥四号探测器经历了地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。 如图甲,嫦娥四号这次任务的一大难点是着陆区位于月球背面,由于月球遮挡,探测器无法同地球控制中心直接通信,必须通过中继星“鹊桥”进行中继。尤其是在下降过程中,着陆器的所有信息传输也只能通过中继星进行操作,而通过中继星传递信息会造成通信延迟,这无疑极大增加了落月任务的难度。“鹊桥”中继星被放置在地月拉格朗日2点,距离地球约 48万千米,距离月球约 8万千米。
(1)地球控制中心与中继星是通过
电磁波
传递信息的。(2)在月背上,两个人要交流,也必须借助电磁波作为载体实现信息交换。由于该载体在真空中
沿直线
传播,故而月球车不能与地球控制中心直接通信,而需要借助中继星作为“鹊桥”传递信息。(3)嫦娥四号将所拍摄的月背影图像(如图乙所示)传回地球的路径如图甲
所示,则此次图像传输所需时间约为
1.9
s(保留一位小数)。答案
电磁波
沿直线
1.9
沿直线
1.9
解析
【解析】
(1) 太空是真空环境,电磁波可以在真空中传播,因此地球控制中心与中继星通过电磁波传递信息。
(2) 电磁波在真空中沿直线传播,月球会遮挡直线传播的电磁波,所以月球车无法与地球控制中心直接通信,需借助中继星。
(3) 图像传输的总路程:$ s = 48×10^4\ \mathrm{km} + 8×10^4\ \mathrm{km} = 56×10^4\ \mathrm{km} = 5.6×10^8\ \mathrm{m} $,电磁波在真空中的速度$ c = 3×10^8\ \mathrm{m/s} $,根据$ t = \frac{s}{c} $,可得传输时间:$ t = \frac{5.6×10^8\ \mathrm{m}}{3×10^8\ \mathrm{m/s}} \approx 1.9\ \mathrm{s} $。
【答案】
(1) 电磁波
(2) 沿直线
(3) 1.9
【知识点】
电磁波的应用;电磁波的传播;速度的计算
【点评】
本题结合航天热点问题,考查电磁波的相关知识与速度计算,引导学生运用物理知识解决实际问题,体现物理与科技的联系。
【难度系数】
0.7
(1) 太空是真空环境,电磁波可以在真空中传播,因此地球控制中心与中继星通过电磁波传递信息。
(2) 电磁波在真空中沿直线传播,月球会遮挡直线传播的电磁波,所以月球车无法与地球控制中心直接通信,需借助中继星。
(3) 图像传输的总路程:$ s = 48×10^4\ \mathrm{km} + 8×10^4\ \mathrm{km} = 56×10^4\ \mathrm{km} = 5.6×10^8\ \mathrm{m} $,电磁波在真空中的速度$ c = 3×10^8\ \mathrm{m/s} $,根据$ t = \frac{s}{c} $,可得传输时间:$ t = \frac{5.6×10^8\ \mathrm{m}}{3×10^8\ \mathrm{m/s}} \approx 1.9\ \mathrm{s} $。
【答案】
(1) 电磁波
(2) 沿直线
(3) 1.9
【知识点】
电磁波的应用;电磁波的传播;速度的计算
【点评】
本题结合航天热点问题,考查电磁波的相关知识与速度计算,引导学生运用物理知识解决实际问题,体现物理与科技的联系。
【难度系数】
0.7
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