与“勇气”号探测器有关的创新题
美国“勇气”号火星探测器2004年1月4日成功登陆火星，而且登陆后的表现也非常出色。给地球发回首批珍贵的黑白照片后，还发回更为精彩的彩色照片和更多科学数据。在太阳系中，火星是靠近地球最近的一个行星，因此许多国家都在准备对火星进行探测。下面就以此为题材进行命题，意在培养学生应用知识解决问题的能力。
1．若“勇气”号一直沿地球、火星的连线运动，当地球对它的引力和火星对它的引力大小相等时，“勇气”号距地球与距火星的距离之比为 。（已知地球质量大约是火星质量的9倍）
2．探测器有可能在一些环形山中发现质量密集区。当飞越这些密集区时，通过地面的大口径射电望远镜观察，探测器的轨道参数发生微小变化。这些可能的变化是（）
A．半径变小 B．半径变大 C．速率变小 D．速率变大
3．火星探测器中的机器人测得火星上一昼夜的时间为1.9×104s，并在火星的赤道上，用弹簧秤称得一个铅球的重力是在火星两极重力的90％，则火星的平均密度为
kg/m3。
4．美国的“勇气”号着陆后将对火星矿物进行勘探，以期证实火星早期曾存在高温热水的设想；“勇气”号则用于对火星水的形成原因进行研究。科学家研究水是根据中子光谱仪探知的，这种仪器若发现，中子的速度在火星尘土中某些部分出现了明显下降，就可以知道火星尘土中有大量的氢离子。
（1）从碰撞实验的角度说明为什么中子速度明显下降，表明有氢离子存在，从而间接证明可能存在水。
（2）这类似物理学史上什么著名实验？
5．按照预定计划，“勇气”号探测器将花费9个火星日左右的时间进行设备自检，从登陆舱平台上逐渐站起来，然后驶向火星表面。“勇气”号的观测使命将持续90个火星日。科学家们希望它能通过勘探分析周围的土壤和岩石等，解答有关这个地方过去是否存在过水的问题。据认为，“古谢夫环形山”在火星远古时期可能是一片湖泊。若存在冰冻水，有可能是彗星撞击火星而来，也有可能有火星上的氧化铁使太阳风中的质子氧化而成，几十亿年累积的水约6×1011t，如其中10％是由氧化铁使质子氧化生成，求火星俘获质子的总质量。
说明：以上创新试题使用年级，高一下学期期末考试、高三备考复习。
参考答案：
1．3:1
2． AD
3．3.9×103kg/m3
4．（1）中子的质量与质子的质量相近，根据弹性碰撞规律知道，中子与质子相碰后速度发生交换，中子速度明显下降，质子则获得较大的速度。中子速度明显下降表明大量氢离子（质子）的存在，从而间接证明火星存在水。（2）发现中子的实验。
5． 6.7×109t