Đề minh họa tốt nghiệp THPT môn Toán có đáp án năm 2025 (Đề 2)

Các thiên thạch có đường kính lớn hơn 140 m và có thể lại gần

16/22

Các thiên thạch có đường kính lớn hơn 140 m và có thể lại gần Trái Đất ở khoảng cách nhỏ hơn 7 500 000 km được coi là những vật thể có khả năng va chạm gây nguy hiểm cho Trái Đất. Để theo dõi những thiên thạch này, các nhà nghiên cứu của trung tâm Vũ Trụ Nasa đã thiết lập các trạm quan sát các vật thể bay gần Trái Đất. Giả sử có một hệ thống có khả năng theo dõi các vật thể ở độ cao không quá 4 600 km so với mực nước biển. Coi Trái Đất là khối cầu có bán kính 6 400 km. Chọn hệ trục tọa độ blobid266-1739253680.png trong không gian có gốc blobid267-1739253680.png là tâm Trái Đất và đơn vị độ dài mỗi trục tọa độ là 1 000 km. Một thiên thạch (coi như một hạt) chuyển động với tốc độ blobid268-1739253680.png không đổi theo đường thẳng xuất phát từ điểm blobid269-1739253680.png đến blobid270-1739253680.png

blobid271-1739253680.png

a) Khoảng cách thiên thạch gần với Trái Đất nhất có độ dài bằng 3 449 km (kết quả được làm tròn đến hàng đơn vị).

b) Các nhà nghiên cứu của trung tâm vũ trụ Nasa đưa ra giả thiết nếu lúc thiên thạch đang ở vị trí blobid272-1739253680.png bất ngờ đổi hướng và lao xuống Trái Đất với phương thẳng thì quãng đường dài nhất nó có thể va chạm với Trái Đất là 14 490 km (kết quả được làm tròn đến hàng đơn vị).

c) Tại thời điểm thiên thạch ở vị trí blobid272-1739253680.png thì có hai vệ tinh đang ở vị trí blobid273-1739253680.png, blobid274-1739253680.png có vận tốc khác nhau di chuyển trong mặt phẳng trung trực của blobid275-1739253680.png và luôn cách Trái Đất với khoảng cố định. Khoảng cách xa nhất của 2 vệ tinh có thể đạt là 18 412 km (kết quả được làm tròn đến hàng đơn vị).

d) Nếu vệ tinh blobid276-1739253680.png đi với vận tốc blobid277-1739253680.png thì sẽ va chạm với thiên thạch.

0/3000 ký tự
Giải thích

a) Đúng. Ta có blobid229-1739253668.png

Xét đường thẳng blobid230-1739253668.png đi qua điểm blobid231-1739253668.png có vectơ chỉ phương blobid232-1739253668.png.

Phương trình đường thẳng blobid233-1739253668.png

Gọi điểm blobid234-1739253668.png là hình chiếu vuông góc của điểm blobid235-1739253668.png trên blobid230-1739253668.png. Ta có blobid236-1739253668.png.

blobid237-1739253668.pngblobid238-1739253668.png.

Do đó, blobid239-1739253668.png. Thiên thạch gần Trái Đất nhất khi thiên thạch đi qua blobid234-1739253668.png.

Khoảng cách gần nhất của thiên thạch với Trái Đất là:

blobid240-1739253668.png

blobid241-1739253668.png

b) Sai. Từ vị trí blobid242-1739253668.png thiên thạch đổi hướng lao xuống Trái Đất theo phương thẳng thì tại vị trí phương thẳng tiếp xúc với Trái Đất (phương thẳng là tiếp tuyến với Trái Đất) quãng đường dài nhất thiên thạch có thể va chạm với Trái Đất bằng quãng đường blobid243-1739253668.png.

Ta có tam giác blobid244-1739253668.png vuông tại blobid245-1739253668.png, có blobid246-1739253668.png.

Khi đó, blobid247-1739253668.png.

Nên quãng đường dài nhất xấp xỉ bằng: blobid248-1739253668.png.

c) Sai. 

blobid249-1739253668.png

Ta có mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng blobid230-1739253668.png blobid250-1739253668.png.

Do đó các vệ tinh blobid251-1739253668.png nằm trong mặt phẳng blobid252-1739253668.png và nằm quay quanh các đường tròn tâm blobid235-1739253668.png có bán kính lần lượt là blobid253-1739253668.png.

Khoảng cách giữa hai vệ tinh lớn nhất khi blobid235-1739253668.png nằm giữa blobid254-1739253668.pngblobid255-1739253668.png.

Khoảng cách xa nhất của 2 vệ tinh có thể đạt được là:

blobid256-1739253668.png.

d) Đúng. Để thiên thạch và vệ tinh blobid254-1739253668.png va chạm vào nhau thì chúng va chạm tại điểm blobid239-1739253668.png là giao của blobid230-1739253668.png và mặt phẳng blobid252-1739253668.png vì vệ tinh blobid254-1739253668.png di chuyển trên mặt phẳng blobid257-1739253668.png

Ta có blobid258-1739253668.png.

Thời gian để thiên thạch đi hết quãng đường blobid259-1739253668.png là: blobid260-1739253668.png.

Ta có blobid235-1739253668.png là trung điểm của blobid261-1739253668.png. Nên quãng đường vệ tinh di chuyển từ blobid254-1739253668.png đến blobid234-1739253668.png bằng nửa chu vi đường tròn bán kính blobid262-1739253668.png và bằng: blobid263-1739253668.png.

Thời gian để vệ tinh di chuyển từ blobid254-1739253668.png đến blobid234-1739253668.png: blobid264-1739253668.png.

Suy ra blobid265-1739253668.png do đó thiên thạch và vệ tinh blobid254-1739253668.png va chạm với nhau.