19. 情境素材 科技成就「2025山东中考，★★」(11分)近年来，我国探月工程不断取得突破性成果，并计划于2035年前基本建成月球科研站。为支撑月球科研站等深空探测重大工程，2025年4月29日，“天都一号”通导技术试验星成功完成全球首次白天强光干扰条件下的地月空间激光测距技术试验，有效拓展了激光测距技术的观测窗口，过程示意如图。研究人员表示未来嫦娥八号将会携带试验装置登陆月球开展试验，比如聚焦太阳光熔化月壤，获得可以用于月球科研站建设的材料等。月球环境近似为真空。$g_{月}$大约是地球上$g$的$\frac{1}{6}$。

(1)聚焦太阳光熔化月壤过程是能转化为能；
(2)测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是；
(3)假定激光站和“天都一号”之间为真空环境，激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为2.5 s，求激光站与“天都一号”间的距离；(激光的传播速度取$3×10^8$ m/s)
(4)小明畅想未来在月球科研站内的生活：“未来在月球上，我的质量变小了，完成引体向上更轻松了。”请你对小明的畅想作出评析。

19.答案 （1）太阳 内
（2）电磁波
（3）$3.75×10^8\ \mathrm{m}$
（4）见解析
解析 （1）聚焦太阳光熔化月壤,是将太阳能转化为内能,使月壤的温度升高从而熔化。
（2）电磁波可以传递信息,且传播不需要介质,月球是真空环境,因此测控站与“天都一号”间的信号传递利用的是电磁波。
（3）已知激光站发射激光和收到回波信号的时间间隔为 2.5 s,则激光站与“天都一号”间的距离 $s=\frac{1}{2}vt=\frac{1}{2}×3×10^8\ \mathrm{m/s}×2.5\ \mathrm{s}=3.75×10^8\ \mathrm{m}$。
（4）质量是物体的一种基本属性,与形状、状态、所处空间位置无关,因此在月球上小明的质量不变;月球上$g_{\mathrm{月}}$大约是地球上$g$的$\frac{1}{6}$,根据 $G=mg$,在质量 $m$ 不变的情况下,重力 $G$ 会变小,做引体向上时需要克服的重力变小,所以完成引体向上会更轻松,小明说质量变小是错误的,说完成引体向上更轻松是正确的。

【分析】
本题围绕探月工程的真实情境，考查能量转化、电磁波应用、速度公式计算、质量与重力的区别等基础物理知识。解题时需逐一分析各问题：(1)聚焦太阳光熔化月壤，是将太阳能转化为内能；(2)太空为真空环境，信号传递需用能在真空中传播的电磁波；(3)激光往返时间对应两倍的地月距离，需先求单程时间再用速度公式计算；(4)明确质量是物体的属性，不随位置改变，而重力随位置变化，结合引体向上克服重力的原理分析。
【解析】
(1) 聚焦太阳光时，太阳能被月壤吸收，使月壤温度升高熔化，因此是太阳能转化为内能；
(2) 测控站与“天都一号”之间是真空环境，电磁波可以在真空中传播，所以信号传递利用电磁波；
(3) 激光站发射激光到“天都一号”再反射回激光站，总时间间隔为2.5s，因此激光单程传播时间为 $ t = \frac{2.5\ \mathrm{s}}{2} = 1.25\ \mathrm{s} $，根据速度公式 $ s = vt $，可得激光站与“天都一号”间的距离：$ s = 3×10^8\ \mathrm{m/s} × 1.25\ \mathrm{s} = 3.75×10^8\ \mathrm{m} $；
(4) 质量是物体的基本属性，与所处空间位置无关，因此在月球上小明的质量不变；月球上 $ g_{\mathrm{月}} = \frac{1}{6}g $，根据 $ G = mg $，质量不变时，重力变小，完成引体向上需要克服的重力变小，所以更轻松。因此小明“质量变小”的说法错误，“完成引体向上更轻松”的说法正确。
【答案】
(1) 太阳；内
(2) 电磁波
(3) $ 3.75×10^8\ \mathrm{m} $
(4) 小明的说法中“质量变小”是错误的，因为质量是物体的基本属性，与所处空间位置无关，在月球上小明的质量不变；“完成引体向上更轻松”是正确的，因为月球上的重力约为地球上的$\frac{1}{6}$，在质量不变时，重力变小，完成引体向上需要克服的重力变小，所以更轻松。
【知识点】
能量转化、电磁波应用、速度计算、质量与重力
【点评】
本题结合探月科技的真实情境，将物理知识与实际应用结合，考查学生对基础概念和公式的掌握，难度适中，需要学生准确区分质量和重力的概念，熟练应用速度公式解决实际问题。
【难度系数】
0.5