第四章综合测试
一、单项选择题（每小题 4 分，共 40 分）
1.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是（ ）
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆
C.所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
D.所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比
2.如图所示，关于物体的重力，下列说法中正确的是（ ）
A.同一物体在地球上的任何位置所受重力都相同
B.把物体从地面移向高空中，物体所受重力减小
C.同一物体在赤道上受到的重力比两极大
D.物体所受重力的方向与所受万有引力的方向一定不相同
3.下列说法正确的是（ ）
A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动
C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
D.托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”现在看来都是不完全正确的
4.一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直
径的两倍，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的
（ ）
A.0.25 倍 B.0.125 倍 C.2.0 倍 D.4.0 倍
5.如图所示的三个人造地球卫星，则下列说法正确的是（ ）
①卫星可能的轨道为 a 、b 、 c
高中物理 必修第二册 1 / 5
②卫星可能的轨道为 a 、 c
③同步卫星可能的轨道是 a 、 c
④同步卫星可能的轨道是 a
A.①③是对的
B.②④是对的
C.②③是对的
D.①④是对
6.两颗人造卫星 A、B 绕地球做匀速圆周运动，周期之比为T ，则轨道半径之比和A :TB 1:8
运动速率之比分别为（ ）
A. RA : RB 4的:1， vA : vB 1: 2 B. R ， A : RB 4 :1 vA : vB 2 :1C. RA : RB 1: 4， vA : vB 1: 2 D. RA : RB 1: 4， vA : vB 2 :1 7.如图为嫦娥一号卫星撞月的模拟图，卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月，假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为 R，周期为 T，引力常量为 G，根据以上信息，可以
求出（ ）
A.月球 质量
B.地球的质量
C.嫦娥一号卫星的质量
D.月球对嫦娥一号卫星的引力
8.下列关的于地球同步通信卫星的说法中，正确的是（ ） A.为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B.通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度可以不同 C.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上 D.不同国家发射通信卫星 地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
9.如图所示，嫦娥四号着陆器携带“玉兔二号”于 2019 年 1 月 3 日 10 时 26 分成功完成世
界首次在月球背面软着陆，嫦娥四号在地月转移轨道上被月球引力捕获后逐渐向月球靠近。
在 P 点实施一次近月制动进入环月圆形轨道 I，再经过系列调控使之进人准备“落月”的椭
圆轨道 II，绕月运行时只考的虑月球引力作用。下列关于嫦娥四号的说法中正确的是（ ） 高中物理 必修第二册 2 / 5
A.嫦娥四号的发射速度必须达到第二宇宙速度
B.沿轨道 I 运行的周期小于沿轨道 II 运行的周期
C.沿轨道 I 运行的机械能小于沿轨道 II 运行的机械能
D.沿轨道 I 运行至 P 点的速度大于沿轨道 II 运行至 P 点的速度
10.为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登
1 1
火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的 ，质量是地球质量的 ，自转周期也基本相
2 9
同。地球表面重力加速度是 g ，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是 h ，在忽略自转影
响的条件下，下述分析正确的是（ ）
9
A.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的
4
2
B.火星表面的重力加速度是 g
3
9
C.王跃以相同的初速度在火星上起跳时，在空中的时间为在地球上的 倍
4
3
D.王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是 h
2
二、多项选择题（每小题 5 分，共 20 分。不选、多选、错选者得 0 分，少选者得 3 分）
11.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：（ ）
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C.它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
12.如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在 P 点
变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的 P，远地点为同步圆轨
道上的 Q），到达远地点 Q 时再次变轨，进入同步轨道，设卫星在近地圆轨道上运行的速率
为 v ，在椭圆形转移轨道的近地点 P 点的速率为 v ，沿转移轨道刚到达远地点 Q 时的速率1 2
为 v ，在同步轨道上的速率为 v ，三个轨道上运动的周期分别为 T1、T2、T3，则下列说法正3 4
确的是（ ）
高中物理 必修第二册 3 / 5
A.在 P 点变轨时需要加速，Q 点变轨时要减速
B.在 P 点变轨时需要加速，Q 点变轨时要加速
C.T 1＜T2＜T3
D. v2＞v1＞4＞v 3
13.如图所示是牛顿研究抛体运动时绘制的一幅草图，以不同速度抛出的物体分别沿
a、b、c、d 轨迹运动，其中 a 是一段曲线，b 是贴近地球表面的圆，c 是椭圆，d 是双曲线
的一部分，已知引力常量为 G、地球质量为 M、半径为 R、地面附近的重力加速度为 g ，以
下说法中正确的是（ ）
A.沿 a 运动的物体初速度一定小于 gR
B.沿 GMb 运动的物体速度等于
R
C.沿 c 运动的物体初速度一定大于第二宇宙速度
D.沿 d 运动的物体初速度一定大于第三宇宙速度
14.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系（CNSS），建成
后的北斗卫星导航系统包括 5 颗同步卫星和 30 颗一般轨道卫星，关于这些卫星，以下说法
正确的是（ ）
A.5 颗同步卫星的轨道半径都相同
B.5 颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小
二、计算题（本题型有 4 个小题，每题 10 分，共 40 分）
15.地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50 1011 m ，周期为 365 天，月球绕地球运行的轨道半
高中物理 必修第二册 4 / 5
长轴为3.8 108 m ，周期为 27.3 天，求：
3
（1）对于绕太阳运行的行星 a 的值；
T 2
3
（2）对于绕地球运行的卫星 a 的值。
T 2
16.嫦娥三号是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星。若嫦娥三号
在离月球表面为 h的圆形轨道绕月球飞行，周期为 T1，已知地球中心到月球中心距离为地球
半径 R 的 n倍，月球半径 r ，月球公转周期 T2，引力常量 G。求：
（1）月球的质量；
（2）地球受月球的吸引力。
17.“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形。2013 年 6 月，
“神舟十号”与“天宫一号”成功对接，6 月 20 日 3 位航天员为全国中学生上了一节生动
的物理课。已知“天宫一号”飞行器运行周期 T，地球半径为 R，地球表面的重力加速度为
g ，“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动，引力常量为 G。求：
（1）地球的密度；
（2）地球的第一宇宙速度 v ；
（3）“天宫一号”距离地球表面的高度。
18.太空中存在一些离其他恒星很远的、由三颗星体组成的三星系统，可忽略其他星体对它
们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是直线三星系统—
—三颗星体始终在一条直线上；另一种是三角形三星系统——三颗星体位于等边三角形的
三个顶点上。已知某直线三星系统 A 每颗星体的质量均为m，相邻两颗星体中心间的距离
都为 R；某三角形三星系统 B 的每颗星体的质量恰好也均为m，且三星系统 A 外侧的两颗
星体与三星系统 B 每颗星体做匀速圆周运动的周期相等。引力常量为 G，求：
（1）三星系统 A 外侧两颗星体运动的角速度大小；
（2）三星系统 B 任意两颗星体中心间的距离 L。
高中物理 必修第二册 5 / 5第四章综合测试
答案解析
开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆
焦
选项A正确,B错
开普勒第三定律知所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的
公转周期的二次方的比值都相等,选项C、D错
解析】同一物体在地球上的不同位置所
同,在地球上同一高度
物体在两极
的重
赤
球的质量
半径为R,物体的质
的高度为
考虑地球自转的影
得
当把物
移向高空
减小,物体的质量m不变,则物体的重力
减小,故
地球自转的角速度为
赤道上,物体随地球自转需要向心力,则有
两极,物体不需要向心力,则有
见,赤道物
的重力mg赤比两极的重力mg小,故C错误;在地球上赤道和两极,物体所受重力的方
所受万有引力的方向是
案
解析】托勒密的
说”和哥白尼
说”,都具有历史局限性,是人类发展到不
历史时期的产物,D正确:太阳、地球等天体都是运动的,并且运动的
太阳系在银河系中运动,银河系
动
动是绝对的
是相对的,B
误;故选D
解析】设地球质量为M,半径为R,宇航员的质量为m,可知地球对宇航员的万有引力
求对宇航员的万有
GMm
地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的地心,所以凡是地球卫星,轨
面必定经过地球
所以b轨道
是可能的:同步卫星的轨道是固定的
定跟赤道面重合,所以C不可能是同步卫星
能,所以②④正确:故选B
高中物理必修第二册1
解析】根据开普勒第三定律
解得
速度公式
计算结果不符
错
R,: R.=4: 1
1,与计算结果不符,故B错误
计算结果不符,故C错误
算结果相符,故D正确
解析】研究卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,解得」
正确;地球不是
体,不能求出地球质量,故B错误
嫦娥
星
环绕天体,不是中心天体
求出质量,故C错误
星质量不知道
所以无法求出月球对“嫦娥一号
改D错误,所以A正确BCD错
解析】同步卫星运行
为
球赤道平面上空圆形轨道,轨道固定不变,故A错误
错误
星定点在地球上空某处,各个通信卫星的角速度相同,线速度也相等
不同国家发射
星的地点不同,但射通信卫星是
轨道固定不变,所以
星轨道一定在同一平面内
正确
解析】嫦娥四号绕月
没脱离地球的引力,所以发射速度达不到第二宇宙速度
道1的
大于轨道Ⅱ的半长
普勒第三定律知沿轨道
周期大于
沿轨道Ⅱ运行的周期,B错;
轨道1从P点变到轨
要减速,所以沿轨
运行至P点的速度大于沿轨道Ⅱ运行至P点的速度
确;C错误
解析
因
错
因此B错误
的运动时间
知
因此C正确。由竖直上抛的最大高度
故本题选
高中物理必修第二册
