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飞天科幻故事:夏夜·奔月
2040年6月25日晴
科幻漫画——少年透过望远镜看到奇异的“嫦娥”光影
一个戴着耳机的少年站在天文望远镜前，望远镜的镜筒中投射出一道时光漩涡般的光影，光影中浮现着嫦娥六号探测器的形象。初二学生星航在自家小院架好天文望远镜，想观测月球。当他凑近目镜时，一道奇异的光闪过，他感觉自己仿佛穿越了时空，来到了16年前的2024年，化身为嫦娥六号探测器，亲历那场史诗级的奔月之旅……
第一幕:启程·飞向未知
时间:2024年5月3日
地点:海南文昌航天发射场
随着巨大的轰鸣声,我(嫦娥六号)搭乘长征五号遥八火箭腾空而起。火箭的体重超过8 t,由四个部分组成。飞着飞着,火箭不得不甩掉一些“包袱”——火箭的级间分离。进入地月转移轨道,我以每秒10.9千米左右的速度直奔38万千米外的月球。
1.星航通过望远镜看到火箭起飞的情景,若以地面为参照物,他是的;若以嫦娥六号为参照物,他是的。这体现了运动和静止的性。
下列选项正确的是 ()
A.运动 静止 相对 B.静止 运动 相对
C.运动 运动 绝对 D.静止 静止 绝对
2.新闻报道中提到,长征五号“起飞重量超8 t”。
$8\ \mathrm{t}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg}$,在地球上,它所受的重力约为$\mathrm{N}$($g$取10 N/kg)。当嫦娥六号进入环月轨道后,它的质量将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2040年6月25日晴
科幻漫画——少年透过望远镜看到奇异的“嫦娥”光影
一个戴着耳机的少年站在天文望远镜前，望远镜的镜筒中投射出一道时光漩涡般的光影，光影中浮现着嫦娥六号探测器的形象。初二学生星航在自家小院架好天文望远镜，想观测月球。当他凑近目镜时，一道奇异的光闪过，他感觉自己仿佛穿越了时空，来到了16年前的2024年，化身为嫦娥六号探测器，亲历那场史诗级的奔月之旅……
第一幕:启程·飞向未知
时间:2024年5月3日
地点:海南文昌航天发射场
随着巨大的轰鸣声,我(嫦娥六号)搭乘长征五号遥八火箭腾空而起。火箭的体重超过8 t,由四个部分组成。飞着飞着,火箭不得不甩掉一些“包袱”——火箭的级间分离。进入地月转移轨道,我以每秒10.9千米左右的速度直奔38万千米外的月球。
1.星航通过望远镜看到火箭起飞的情景,若以地面为参照物,他是的;若以嫦娥六号为参照物,他是的。这体现了运动和静止的性。
下列选项正确的是 ()
A.运动 静止 相对 B.静止 运动 相对
C.运动 运动 绝对 D.静止 静止 绝对
2.新闻报道中提到,长征五号“起飞重量超8 t”。
$8\ \mathrm{t}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg}$,在地球上,它所受的重力约为$\mathrm{N}$($g$取10 N/kg)。当嫦娥六号进入环月轨道后,它的质量将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
1.B 2. 8 000 80 000 不变
解析
【分析】
要解决本题，需掌握参照物判断运动状态的方法、质量单位换算、重力计算及质量的固有属性：
1. 判断物体运动或静止，核心是看研究对象与所选参照物的位置是否变化：以地面为参照物，星航相对地面位置未变，故静止；以嫦娥六号为参照物，星航相对嫦娥六号位置不断变化，故运动，这体现了运动和静止的相对性，据此选答案。
2. 质量单位换算遵循1t=1000kg；重力用公式G=mg计算；质量是物体固有属性，与位置无关，据此分析填空。
【解析】
1. 第一问：
以地面为参照物，星航相对于地面的位置没有发生改变，因此星航是静止的；
以嫦娥六号为参照物，星航相对于嫦娥六号的位置不断发生变化，因此星航是运动的；
运动和静止的状态由所选参照物决定，体现了运动和静止的相对性，故正确选项为B。
2. 第二问：
质量单位换算：因为1t=1000kg，所以8t=8×1000kg=8000kg；
重力计算：根据公式G=mg，代入m=8000kg、g=10N/kg，得G=8000kg×10N/kg=80000N；
质量是物体所含物质的多少，与位置无关，因此嫦娥六号进入环月轨道后，质量不变。
【答案】
1.B；2.8000；80000；不变
【知识点】
参照物与运动相对性、质量与重力、质量的属性
【点评】
本题结合科幻情境考察初中物理基础知识点，涵盖运动状态判断、单位换算、重力计算及质量特性，题目贴近生活，难度适中，注重对基础概念的理解与应用。
【难度系数】
0.7
要解决本题，需掌握参照物判断运动状态的方法、质量单位换算、重力计算及质量的固有属性：
1. 判断物体运动或静止，核心是看研究对象与所选参照物的位置是否变化：以地面为参照物，星航相对地面位置未变，故静止；以嫦娥六号为参照物，星航相对嫦娥六号位置不断变化，故运动，这体现了运动和静止的相对性，据此选答案。
2. 质量单位换算遵循1t=1000kg；重力用公式G=mg计算；质量是物体固有属性，与位置无关，据此分析填空。
【解析】
1. 第一问：
以地面为参照物，星航相对于地面的位置没有发生改变，因此星航是静止的；
以嫦娥六号为参照物，星航相对于嫦娥六号的位置不断发生变化，因此星航是运动的；
运动和静止的状态由所选参照物决定，体现了运动和静止的相对性，故正确选项为B。
2. 第二问：
质量单位换算：因为1t=1000kg，所以8t=8×1000kg=8000kg；
重力计算：根据公式G=mg，代入m=8000kg、g=10N/kg，得G=8000kg×10N/kg=80000N；
质量是物体所含物质的多少，与位置无关，因此嫦娥六号进入环月轨道后，质量不变。
【答案】
1.B；2.8000；80000；不变
【知识点】
参照物与运动相对性、质量与重力、质量的属性
【点评】
本题结合科幻情境考察初中物理基础知识点，涵盖运动状态判断、单位换算、重力计算及质量特性，题目贴近生活，难度适中，注重对基础概念的理解与应用。
【难度系数】
0.7
第二幕:近月制动·太空刹车
一条长长的地月转移轨道从地球延伸到月球附近。经过5天的飞行,我抵达月球附近。此时我必须实施近月制动,也就是所谓的“太空刹车”。在靠近月球的位置,我的发动机朝前点火,喷出长长的火焰。此时,探测器的速度方向(指向月球)和制动力方向恰好相反,以实现减速。如果我刹不住车,就会飞离月球。如果刹车过猛,又可能撞上月球。
3.嫦娥六号实施近月制动时,发动机向
一条长长的地月转移轨道从地球延伸到月球附近。经过5天的飞行,我抵达月球附近。此时我必须实施近月制动,也就是所谓的“太空刹车”。在靠近月球的位置,我的发动机朝前点火,喷出长长的火焰。此时,探测器的速度方向(指向月球)和制动力方向恰好相反,以实现减速。如果我刹不住车,就会飞离月球。如果刹车过猛,又可能撞上月球。
3.嫦娥六号实施近月制动时,发动机向
前
（选填“前”或“后”）喷火,利用力的作用是相互的
原理来减速。答案
3.前 相互的
解析
【分析】
首先提取题目关键信息：题目明确说明“发动机朝前点火，喷出长长的火焰”，且制动力与探测器速度方向相反以实现减速，据此确定发动机喷火方向；再结合力的作用规律，发动机对燃气施力时，燃气会对发动机产生反作用力，这一规律对应力的作用原理，以此确定第二个空的答案。
【解析】
根据题目描述，嫦娥六号实施近月制动时，发动机需向前喷火，才能产生与速度方向相反的制动力实现减速；发动机喷火时，对燃气施加一个向前的力，由于力的作用是相互的，燃气会对发动机施加一个向后的反作用力，该反作用力使探测器减速，因此利用了力的作用是相互的原理。
【答案】
前；相互的
【知识点】
力的作用相互性；力与运动的关系
【点评】
本题结合航天实际场景，考查力的作用相互性的应用，属于基础物理知识的实际应用，难度较低，学生易理解掌握。
【难度系数】
0.8
首先提取题目关键信息：题目明确说明“发动机朝前点火，喷出长长的火焰”，且制动力与探测器速度方向相反以实现减速，据此确定发动机喷火方向；再结合力的作用规律，发动机对燃气施力时，燃气会对发动机产生反作用力，这一规律对应力的作用原理，以此确定第二个空的答案。
【解析】
根据题目描述，嫦娥六号实施近月制动时，发动机需向前喷火，才能产生与速度方向相反的制动力实现减速；发动机喷火时，对燃气施加一个向前的力，由于力的作用是相互的，燃气会对发动机施加一个向后的反作用力，该反作用力使探测器减速，因此利用了力的作用是相互的原理。
【答案】
前；相互的
【知识点】
力的作用相互性；力与运动的关系
【点评】
本题结合航天实际场景，考查力的作用相互性的应用，属于基础物理知识的实际应用，难度较低，学生易理解掌握。
【难度系数】
0.8
第三幕:月面工作·挖取土特产
时间:2024年6月2日
地点:月球背面南极—艾特肯盆地
我成功着陆了! 放眼望去,这里不是桂树成林的月宫,而是一片荒凉。这里没有空气,万籁寂静。我伸出了长长的采样臂,我要在这里“钻取”和“表取”约2000 g的月球“土特产”。
4.在没有大气的月球上,天空的背景是黑色的,即使阳光直射,我们也看不到蓝天。这主要是因为 (
A.月球上没有生命
B.月球表面全是岩石
C.月球没有大气对太阳光的散射作用
D.月球距离太阳太远
5.嫦娥六号计划采集2000 g的样品。采样前,科研人员需要预估月壤的体积。已知地球土壤密度约为2.6 g/cm³,而月壤由于长期受陨石撞击,比较疏松,密度约为1.6 g/cm³。那么,要采集2000 g月壤,理论上采样装置至少需要有
6.若采集到的月壤样品在地球上用弹簧测力计称量,示数为20 N。当它被带回地球后,其质量为
第四幕:月面上升·交会对接
采样完成后,装着样品的上升器必须从月面起飞,与在环月轨道上等待的轨返组合体进行“握手”——也就是交会对接。为了对接精准,我国采用了先进的激光雷达和光学成像系统。
7.轨道器上搭载了激光角反射镜。当激光照射到反射镜上时,会发生
8.交会对接过程中,装载样品的容器要从上升器转移到返回器内。整个过程样品转移行程626 mm,耗时约11 min。求样品容器移动的平均速度。(结果保留1位小数)
第五幕:回家·打水漂
时间:2024年6月25日
地点:内蒙古四子王旗着陆场上空
带着珍贵的月壤,我(返回器)以接近11.2 km/s的第二宇宙速度冲回地球。这个速度太快了,直接冲下去会像流星一样烧毁。于是,我采用了一种神奇的“打水漂”式返回——先冲入大气层,利用大气的升力让我像石片一样“弹”起来,跳出去,再落下来,以此减速。
第六幕:圆满成功
经过一系列的惊险旅程,返回器在距地面约10千米高度时打开了降落伞,最终稳稳地落在了预定的着陆区。星航也从那奇异的梦境中醒来,他低头一看,手里竟然多了一块黑乎乎的、闪着金属光泽的“石头”——难道是穿越时空带回的“月壤”样本?但不管怎样,探索宇宙的种子已经在他心中种下。
9.地面搜救队需要快速找到返回器。最后一次落点预报的坐标与最终实际落点坐标相距仅1720 m。若直升机的飞行速度为80 m/s,则从预报点飞到实际落点需要
时间:2024年6月2日
地点:月球背面南极—艾特肯盆地
我成功着陆了! 放眼望去,这里不是桂树成林的月宫,而是一片荒凉。这里没有空气,万籁寂静。我伸出了长长的采样臂,我要在这里“钻取”和“表取”约2000 g的月球“土特产”。
4.在没有大气的月球上,天空的背景是黑色的,即使阳光直射,我们也看不到蓝天。这主要是因为 (
C
)A.月球上没有生命
B.月球表面全是岩石
C.月球没有大气对太阳光的散射作用
D.月球距离太阳太远
5.嫦娥六号计划采集2000 g的样品。采样前,科研人员需要预估月壤的体积。已知地球土壤密度约为2.6 g/cm³,而月壤由于长期受陨石撞击,比较疏松,密度约为1.6 g/cm³。那么,要采集2000 g月壤,理论上采样装置至少需要有
1250
cm³的容积。6.若采集到的月壤样品在地球上用弹簧测力计称量,示数为20 N。当它被带回地球后,其质量为
2.0
kg。假如把这些样品拿回月球,用同样的弹簧测力计去称,示数会变为3.3
N。(已知月球表面重力约为地球的$\frac{1}{6}$, $g_{地}=10\ \mathrm{N/kg}$,计算结果保留小数点后1位)第四幕:月面上升·交会对接
采样完成后,装着样品的上升器必须从月面起飞,与在环月轨道上等待的轨返组合体进行“握手”——也就是交会对接。为了对接精准,我国采用了先进的激光雷达和光学成像系统。
7.轨道器上搭载了激光角反射镜。当激光照射到反射镜上时,会发生
镜面
反射,这保证了反射光线能准确地沿原路返回,从而精确测量距离。8.交会对接过程中,装载样品的容器要从上升器转移到返回器内。整个过程样品转移行程626 mm,耗时约11 min。求样品容器移动的平均速度。(结果保留1位小数)
第五幕:回家·打水漂
时间:2024年6月25日
地点:内蒙古四子王旗着陆场上空
带着珍贵的月壤,我(返回器)以接近11.2 km/s的第二宇宙速度冲回地球。这个速度太快了,直接冲下去会像流星一样烧毁。于是,我采用了一种神奇的“打水漂”式返回——先冲入大气层,利用大气的升力让我像石片一样“弹”起来,跳出去,再落下来,以此减速。
第六幕:圆满成功
经过一系列的惊险旅程,返回器在距地面约10千米高度时打开了降落伞,最终稳稳地落在了预定的着陆区。星航也从那奇异的梦境中醒来,他低头一看,手里竟然多了一块黑乎乎的、闪着金属光泽的“石头”——难道是穿越时空带回的“月壤”样本?但不管怎样,探索宇宙的种子已经在他心中种下。
9.地面搜救队需要快速找到返回器。最后一次落点预报的坐标与最终实际落点坐标相距仅1720 m。若直升机的飞行速度为80 m/s,则从预报点飞到实际落点需要
21.5
s。答案
4.C 5.1 250
6.2.0 3.3
【解析】在地球上,$G=mg$,所以$m_{地}=\frac{G_{地}}{g_{地}}=\frac{20\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.0\mathrm{kg}$。在月球上,重力$G_{月}=\frac{1}{6}× G_{地}=\frac{1}{6}×20\,\mathrm{N}\approx3.3\,\mathrm{N}$。
7.镜面
8.解:路程$s=626\ \mathrm{mm}=0.626\,\mathrm{m}$,
时间$t=11\ \mathrm{min}=11×60\ \mathrm{s}=660\,\mathrm{s}$。
速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.626\ \mathrm{m}}{660\ \mathrm{s}}\approx9.5×10^{-4}\,\mathrm{m/s}$。
9.21.5
【解析】根据公式$t=\frac{s}{v}$,$s=1\ 720\ \mathrm{m},v=80\ \mathrm{m/s}$。
$t=\frac{1\ 720\ \mathrm{m}}{80\ \mathrm{m/s}}=21.5\ \mathrm{s}$。
6.2.0 3.3
【解析】在地球上,$G=mg$,所以$m_{地}=\frac{G_{地}}{g_{地}}=\frac{20\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.0\mathrm{kg}$。在月球上,重力$G_{月}=\frac{1}{6}× G_{地}=\frac{1}{6}×20\,\mathrm{N}\approx3.3\,\mathrm{N}$。
7.镜面
8.解:路程$s=626\ \mathrm{mm}=0.626\,\mathrm{m}$,
时间$t=11\ \mathrm{min}=11×60\ \mathrm{s}=660\,\mathrm{s}$。
速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.626\ \mathrm{m}}{660\ \mathrm{s}}\approx9.5×10^{-4}\,\mathrm{m/s}$。
9.21.5
【解析】根据公式$t=\frac{s}{v}$,$s=1\ 720\ \mathrm{m},v=80\ \mathrm{m/s}$。
$t=\frac{1\ 720\ \mathrm{m}}{80\ \mathrm{m/s}}=21.5\ \mathrm{s}$。
解析
【分析】
本题结合探月工程情境，考查光学、力学的基础应用。解题思路如下：
1. 第4题：依据光的散射原理，地球天空呈蓝色源于大气对太阳光的散射，月球无大气则无散射作用，据此判断；
2. 第5题：利用密度公式变形V=m/ρ，代入月壤质量和密度计算体积；
3. 第6题：质量是物体固有属性，不随位置改变；重力与质量满足G=mg，月球重力为地球的1/6，据此计算；
4. 第7题：激光角反射镜依靠镜面反射使光线原路返回，保证测距精准；
5. 第8题：先统一路程、时间的单位，再用速度公式v=s/t计算平均速度；
6. 第9题：利用时间公式t=s/v，代入路程和速度计算时间。
【解析】
4. 地球天空呈蓝色是因为大气对太阳光的散射，月球无大气，无法发生散射，故天空为黑色，答案选C。
5. 由密度公式ρ=m/V变形得，月壤体积V=m/ρ=2000g÷1.6g/cm³=1250cm³。
6. 质量是物体的固有属性，与位置无关，故月壤在地球上的质量m=G地/g地=20N÷10N/kg=2.0kg，带回地球后质量仍为2.0kg；月球上重力G月=1/6 G地=1/6×20N≈3.3N，即弹簧测力计示数为3.3N。
7. 激光照射到反射镜上发生镜面反射，使反射光线沿原路返回，保证测距精准，故填镜面。
8. 单位换算：s=626mm=0.626m，t=11min=11×60s=660s；平均速度v=s/t=0.626m÷660s≈9.5×10^-4 m/s。
9. 由t=s/v得，t=1720m÷80m/s=21.5s。
【答案】
4.C；5.1250；6.2.0；3.3；7.镜面；8.约9.5×10^-4 m/s；9.21.5
【知识点】
密度公式应用、重力与质量的关系、速度公式应用
【点评】
本题以探月工程为背景，将物理基础知识点与实际科技情境结合，注重考查学生对物理公式的理解和应用能力，题目难度适中，适合基础阶段学生练习。
【难度系数】
0.6
本题结合探月工程情境，考查光学、力学的基础应用。解题思路如下：
1. 第4题：依据光的散射原理，地球天空呈蓝色源于大气对太阳光的散射，月球无大气则无散射作用，据此判断；
2. 第5题：利用密度公式变形V=m/ρ，代入月壤质量和密度计算体积；
3. 第6题：质量是物体固有属性，不随位置改变；重力与质量满足G=mg，月球重力为地球的1/6，据此计算；
4. 第7题：激光角反射镜依靠镜面反射使光线原路返回，保证测距精准；
5. 第8题：先统一路程、时间的单位，再用速度公式v=s/t计算平均速度；
6. 第9题：利用时间公式t=s/v，代入路程和速度计算时间。
【解析】
4. 地球天空呈蓝色是因为大气对太阳光的散射，月球无大气，无法发生散射，故天空为黑色，答案选C。
5. 由密度公式ρ=m/V变形得，月壤体积V=m/ρ=2000g÷1.6g/cm³=1250cm³。
6. 质量是物体的固有属性，与位置无关，故月壤在地球上的质量m=G地/g地=20N÷10N/kg=2.0kg，带回地球后质量仍为2.0kg；月球上重力G月=1/6 G地=1/6×20N≈3.3N，即弹簧测力计示数为3.3N。
7. 激光照射到反射镜上发生镜面反射，使反射光线沿原路返回，保证测距精准，故填镜面。
8. 单位换算：s=626mm=0.626m，t=11min=11×60s=660s；平均速度v=s/t=0.626m÷660s≈9.5×10^-4 m/s。
9. 由t=s/v得，t=1720m÷80m/s=21.5s。
【答案】
4.C；5.1250；6.2.0；3.3；7.镜面；8.约9.5×10^-4 m/s；9.21.5
【知识点】
密度公式应用、重力与质量的关系、速度公式应用
【点评】
本题以探月工程为背景，将物理基础知识点与实际科技情境结合，注重考查学生对物理公式的理解和应用能力，题目难度适中，适合基础阶段学生练习。
【难度系数】
0.6
