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高考考点:人类首次嫦娥四号成功登陆月背

来源:网络整理 2019-01-16 19:33:42

  2019年1月3日上午10点26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。

  而此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信。这对我国航天事业的发展起到了巨大的作用也是一起重大的进步。

  作为高三生的我们,在为祖国感到自豪的同时,可别忘了“嫦娥四号”的背后还隐藏着许多的高考知识点,今天高考君为大家整理了一系列有关“嫦娥四号”的高考知识点,说不定下次考试或者高考就考到了呢?

  “嫦娥”登月中的政治知识

  一、【时政背景】

  2018年12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

  嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。

  嫦娥四号任务的工程目标:一是研制发射月球中继通信卫星,实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信;二是研制发射月球着陆器和巡视器,实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。

  嫦娥四号的科学任务主要是:开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组分及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。

  为增进国际交流与合作,扩大开放共享,嫦娥四号任务中,与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作,搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等国内高校研制的科学技术试验项目。

  嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施,包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙遥二十七运载火箭成功发射,进入环地月拉格朗日L2点使命轨道,目前状态正常。

  探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中,工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担;中继星、探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;地面应用系统由中国科学院国家天文台承担,有效载荷由中国科学院和中国航天科技集团有限公司相关单位研制。此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。

  二、【考点链接】

  1、经济生活

  (1)财政的作用。探月工程是一个高风险的高新技术产业,耗资巨大,我国政府承担了整个工程的全部研发费用,体现了财政具有调节资源配置的作用。

  (2)科学的宏观调控是社会主义市场经济的基本特征之一。探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成,嫦娥四号成功发射,集中体现了社会主义国家能集中人力物力办大事的优势。

  (3)嫦娥四号探测器的成功发射,背后是国防科工局、中国航天集团有限责任公司诸多国有企事业单位的默默奉献,显示了我国国有经济的巨大实力。巩固和发展、壮大国有经济,对于增强综合国力,引领科技进步,保障国家安全,发展战略性新兴产业具有关键作用。

  (4)创新驱动发展战略。嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。这些工程的顺利实施,无不体现我国科技创新的最新成果。

  2、政治生活

  (1)我国的国家性质。我国是人民民主专政的社会主义国家,其本质是人民当家作主。我国重视航天事业的发展,是于综合国力竞争和实现社会主义现代化目标的需要,也是基于全面建成惠及全体中国人民的全面小康社会的需要。

  (2)政府的职能、宗旨和原则。近年来,我国政府重视航天事业的发展,对航天事业实行了投资政策倾斜和其他政策措施。这是我国政府组织社会主义经济建设、文化建设职能的体现,也表明我国政府是人民的政府,坚持为人民服务的宗旨和对人民负责的原则。

  (3)党的领导。中国探月工程是党中央的重大战略部署,体现中国共产党是中国特色社会主义事业领导核心。

  (4)国家利益是国际关系的决定因素,共同利益是国家间合作的基础。嫦娥四号任务中,与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的进行国际交流合作,扩大共享。

  (5)当今世界的主题。和平与发展是当代世界的主题。嫦娥四号的成功发射表明中国人能够在人类探索外层空间的伟大事业中有所创造、有所作为,为促进人类科技进步,推进人类和平与发展的崇高事业做出应有的贡献。

  (6)国际竞争的知识。国际竞争的实质是以经济和科技为基础的综合国力的较量。我国探月工程的成功推进,既是我国科技实力的展示,又表明我国综合国力的提高。

  3、文化生活

  (1)文化越来越成为民族凝聚力和创造力的重要源泉,越来越成为综合国力竞争的重要因素。嫦娥四号成功发射是中国太空计划的最新一步,也是中国全球地位不断提升的标志。有利于提高我国文化软实力,增强文化国际竞争力。

  (2)文化与经济相互交融、相互影响。在嫦娥四号任务发射过程中,中国航天科工的技术产品再次发挥突出作用。这表明在经济发展中,科学技术的作用越来越重要,文化生产力在现代经济的总体格局中的作用越来越突出。

  (3)大力弘扬民族精神。航天精神展示了中华民族精神的基本内涵,是中华民族精神在社会主义革命和建设时期的丰富和发展。弘扬航天精神是提高全民族综合素质和增强我国国际竞争力的要求。

  4、生活与哲学

  (1)事物发展是前进性和曲折性的统一。我们既要对事物的发展前途充满信心,又要对前进道路上的困难有足够的思想准备。“嫦娥四号”探测器产品和技术都是新的,又是第一次执行任务,风险极大。因而,要准备走曲折的道路。

  (2)尊重客观规律和发挥主观能动性相结合。“嫦娥四号”探测器的发射成功,既尊重了客观规律,又发挥了人的主观能动性。中国航天工程的成功实践告诉我们,发挥主观能动性是取得事业成功的重要因素。

  (3)辩证的否定观。辩证的否定观要求我坚持辩证法的革命精神和批判性思维,树立创新意识,不断进行创新。我国航天工程在比较短的时间里不断取得历史性突破,一个极其重要的原因在于,中国航天人敢于攻坚、勇于创新。

  (4)联系的观点。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成,要求各个系统间相互协调互相配合,以优化的秩序构成整体,实现1+1>2的效果。通过“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信,体现了联系是客观的,但人可以根据事物固有的联系,改变事物的状态,建立新的具体联系。

  (5)可知论。意识能够正确认识客观事物,通过嫦娥四号探测器,可以完成月球背面低频射电天文观测与研究及月球背面巡视区形貌、矿物组分及月表浅层结构探测与研究等科学任务。

  (6)实践和认识的关系。实践是认识的基础,通过嫦娥四号探测器的探测,我们可以获得很多月亮背面的新知,体现了实践是认识的来源。

  (7)量变与质变关系。我国计划在2020年前按“绕、落、回”的发展思路分3期组织实施,实现探月工程既定目标。

  “嫦娥”登月中的物理知识

  嫦娥四号首先从地球以大于第一宇宙速度7.9km/s的速度发射,经过多次变轨,达到了拉格朗日点,对于地月系统,到达拉格朗日点的含义就是,探测器相对于地球月球组成的系统保持相对静止,也就是说,地球和月球对探测器的万有引力之和力,是探测器环绕地球的向心力。

  并且,探测器的周期和月球环绕地球的周期一致,形成了拉格朗日点相对静止的意义。关于变轨以及拉格朗日点这种类型,在下面的两道题中有所体现:

  1.探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,关于变轨后探测器运行的情况,下列说法正确的是(  )

  A.线速度变小

  B.角速度变小

  C.轨道半径变大

  D.向心加速度变大

  探测器绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力等于向心力,得G=mr=m=mω2r=ma

  解得:T=2π,v=,ω=,a=,选D

  2.2011年8月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的

  A.线速度大于地球的线速度

  B.向心加速度大于地球的向心加速度

  C.向心力仅由太阳的引力提供

  D.向心力仅由地球的引力提供

  根据刚才的说明,AB正确,CD错误。

  接下来,在着陆月球前,先围绕月球,在其附近轨道做匀速圆周运动。月球对嫦娥四号的万有引力提供向心力。而这个考点,在高考中万有引力板块,属于比较重点的部分。下面就这个知识点,我们选取一道例题进行讲解。

  3.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的(  )

  A.线速度v=     B.角速度ω=

  C.运行周期T=2π     D.向心加速度a=

  根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出:

  A、G得v=,故A正确;

  B、mg=mω2R得ω=,故B错误;

  C、T=得T=2π,故C错误;

  D、a==G,故D正确。

  围绕月球做匀速圆周以后,不断地进行减速,当速度小于月球的第一宇宙速度(注意不是7.9km/s)的时候,再次反向推进减速,最后着陆到月球表面。

  嫦娥四号的成功发射,标志着中国航天技术已经处于世界领先行列。许多国家几代人的努力,被中国航天实现了超越。并且中国承诺将和全人类一起共同解开宇宙的无穷奥秘。

  而至于这块在高考中的知识点,主要集中于,上述的变轨问题,万有引力公式问题,拉格朗日点问题。

  对于变轨问题,可以牢记一句口诀, 高轨低速大周期,它适用于一切对于单一中心天体运动的情况,但对于双星问题不适用。 拉格朗日点问题,也不可以使用高轨低速大周期的口诀。因为探测器的周期和月球周期是一致的,而轨道不一致,应牢记合力充当向心力。而对于万有引力定律公式问题是最经常出现的内容,只记住一个原则,万有引力充当向心力,对于嫦娥四号的热点问题,就可以迎刃而解了。

  4.在新型运载火箭设计成功后,需要选择一种合适的燃料,请从下表中选择合适的燃料,并说明原因,并进一步设想由所选燃料带来的需要解决的技术问题。

  ①所选燃料:___

  ②原因:___

  ③需要解决的技术问题:___

  ④解决方法:___

 燃料 热值  燃料  热值 
 酒精 3.0×107/kg  汽油   4.6×107/kg
 柴油 4.3×107/kg  氢  1.4×108/kg
 煤油 4.6×107/kg     

  根据表中数据可知,氢的热值最大,所以运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料;

  相同质量氢气与液态氢的体积相差很大,为了减小燃料的体积,需要使氢气液化,使气体液化有两种方式:降低温度、压缩体积;运载火箭中使氢气液化的方法是在常温下压缩体积。

  故答案为:①氢;②液态氢具有较大的热值;③使氢气液化;④压缩体积。

  关于月亮的语文知识

  关于月亮的诗词

  《霜月》 李商隐

  初闻征燕已无蝉,

  百尺楼台水接天。

  青女素娥俱耐冷,

  月中霜里斗婵娟。

  此诗写深秋月夜景色,然不作静态描写,而借神话传说宛言月夜冷艳之美。首句以物候变化说明霜冷长天,深秋已至;次句言月华澄明,天穹高迥;三四句写超凡神女,争美竞妍。全诗以想象为主,意境清幽空灵,冷艳绝俗。诗人的笔触完全在空际点染盘旋,诗境如海市蜃楼,弹指即逝;诗的形象是幻想和现实交织在一起而构成的完美的整体。诗人将静景活写,前两句生发出了后两句想象中的意境,栩栩然传达了一种生动而优美的景象。

  《水调歌头·明月几时有》 苏轼

  明月几时有?把酒问青天。

  不知天上宫阙、今夕是何年?

  我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,

  高处不胜寒。

  起舞弄清影,何似在人间?

  转朱阁,低绮户,照无眠。

  不应有恨、何事长向别时圆?

  人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,

  此事古难全。

  但愿人长久,千里共婵娟。

  这首词以月起兴,与其弟苏辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想象和思考,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追寻之中,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。词作上片问天反映执著人生,下片问月表现善处人生。落笔潇洒,舒卷自如,情与景融,境与思偕,思想深刻而境界高逸,充满哲理,是苏轼词的典范之作。

  《泊船瓜洲》 王安石

  京口瓜洲一水间,

  钟山只隔数重山。

  春风又绿江南岸,

  明月何时照我还?

  诗中首句通过写京口和瓜洲距离之短及船行之快,流露出一种轻松、愉悦的心情;第二句写诗人回望居住地钟山,产生依依不舍之情;第三句描写了春意盎然的江南景色;最后以疑问语气结尾,借明月再一次强调了对故乡的思念。全诗不仅借景抒情,寓情于景,而且在叙事上也富有情致,境界开阔,格调清新。

  关于月亮的美称

  1、臂如银钩,这是指悬挂在天空的弯弯弦月。

  2、银兔,这是借代月宫里那只捣药的玉兔,来指银色的月儿。

  3、玉蟾,玉的意思同上。蟾是指蟾蜍,也就是我们常说的癞蛤蟆。古代最早传说,月宫里没有嫦娥,而是有一只三条腿的玉色蟾蜍。用玉色蟾蜍指代月亮。

  4、冰鉴,冰就是指水结的透明而冰凉的结晶体。鉴,古人指镜子,这里比喻圆圆的月亮仿佛一面冰镜,剔透而冰冷。

  5、玉壶,这是南宋词人辛弃疾《青玉案?元夕》中所言:“凤箫声动,玉壶光转,一夜色龙舞。”指皎洁的月亮像一把美玉制成的酒壶,在元旦夜空里缓缓游动,把光辉洒向人间,仿佛在向人间倾洒美酒,装点着节日的喜庆。

  6、玉盘,比喻满月像一只玉质的盘子。

  7、玉弓,前面的蟾轮、冰鉴、玉鉴、冰轮、玉盘都是形容满月,这里的玉弓特指弯月,如同玉质的弓。

  8、素娥,指的就是嫦娥,不过特指她的衣养是素色,也就是沽白色,这正是月亮的色泽。用神话的女仙来指代月亮,更使月亮充满了超凡脱俗的意味。

  “嫦娥”登月中的地理知识

  卫星发射基地的区位选择

  我国卫星发射基地有:酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心、太原卫星发射中心,文昌卫星发射中心。

  酒泉卫星发射中心位于中国西北部内蒙古阿拉善旗与甘肃省酒泉市之间,海拔1000米,始建于1958年10月,占地面积约2800平方公里。该地区地势平坦,人烟稀少,属内陆及沙漠性气候,年平均气温8、7摄氏度,相对湿度为35%-55%,常年干燥少雨,春秋两季较短,冬夏两季较长,一年四季多晴天,云量小,日照时间长,生活环境艰苦,但可为航天发射提供良好的自然环境条件。每年约有300天可进行发射试验

  太原卫星发射中心位于山西省太原市西北的高原地区,地处温带,海拔1500米左右,与芦芽山风景区毗邻,是中国试验卫星、应用卫星和运载火箭发射试验基地之一。发射中心拥有火箭和卫星测试厂房、设备处理间、发射操作设施、飞行跟踪及安全控制设施。太原卫星发射中心具备了多射向、多轨道、远射程和高精度测量的能力,担负太阳同步轨道气象、资源、通信等多种型号的中、低轨道卫星和运载火箭的发射任务。发射中心始建于1967年。这里冬长无夏,春秋相连,无霜期只有90天,全年平均气温5℃。

  西昌卫星发射中心位于四川省境内,中心总部设在四川省西昌市北约60公里处的秀山丽水间,卫星发射场位于西昌市西北65公里处的大凉山峡谷腹地---冕宁县泽远乡封家湾。卫星发射测试、指挥控制、跟踪测量、通信、气象、勤务保障六大系统的相应场区,都分散在峡谷之中的不同区域。该地区属亚热带气候,全年平均气温为16℃,全年地面风力柔和适度。这里每年10月至次年5月是最佳发射季节。

  文昌卫星发射中心位于海南省海南文昌市龙楼镇星光村的一片西瓜地,纬度约为19°30”,毗邻大海,不仅具有良好的海上运输条件,而且火箭航区和残骸落区安全性好。建设新发射场,是为了适应我国航天事业可持续发展战略,满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射任务需求。新发射场建成后,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。

  月球运动

  月球的运动分为自转和公转。围绕地球公转,周期为27.32天,月球自转,周期为27天7小时43分。由于自转和公转周期十分接近,因此,我们只能看见月球的一面。由于地球绕太阳公转,月球作为地球的卫星也会绕太阳转,但是受地球的影响,月球绕太阳的轨迹并不是线状的圆形或椭圆形,而螺旋状绕太阳运动。

  “嫦娥”登月的历史知识

  2007年10月24日18时05分左右,中国成功发射了嫦娥一号月球探测器。嫦娥一号的发射成功,标志着中国成为世界第五个成功发射月球探测器的国家。

  2010年10月1日18时59分57秒,中国又在西昌卫星发射中心发射了“嫦娥二号”月球探测器,并获得了圆满成功。

  2013年12月2日1时30分,嫦娥三号月球探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射2013年12月14日成功软着陆于月球雨海西北部,登月任务获得成功。

  2018年12月8日2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

  扩展:到目前为止,成功实现载人登月的国家是美国。

  1961年5月,美国总统肯尼迪在国会上提出了在60年代末把人送到月球上探测的计划“阿波罗月球探测计划”。“阿波罗”计划的任务包括为载人月球飞行作准备(由“阿波罗”1——10号完成),并进行载人月球飞行(由“阿波罗”11——17承担)。

  1969年7月20日,“阿波罗”登月舱降落到月面,开始了人类有史以来的登月活动。到了1972年,人类先后登月6次,对月球进行了一系列的科学考察,使人类对月球的认识更加全面、更加深入。

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