桃中2022年秋学期高三第四次月考
物理试题
一、单选题（共30分）
1．（本题6分）2008年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的米望远镜，发现了一颗绕恒星HD 173416运动的系外行星HD 173416b，2019年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“和“望舒”，天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为（ ）
A． B．2 C． D．
2．（本题6分）在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线（如图）。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部（ ）
A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 B．动量大小先增大后减小
C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 D．加速度大小先增大后减小
3．（本题6分）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为，紫光光子的能量范围为。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（ ）
A． B． C． D．
4．（本题6分）如图所示，质量为M的大圆环，用轻绳悬挂于天花板上，两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下，当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f，则此时大环对绳的拉力大小是（ ）
A．Mg B． C． D．
5．（本题6分）如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为、，，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法（ ）
A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B．将小球B的质量增加到原来的4倍
C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D．将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
二、多选题（共18分）
6．（本题6分）空间中存在一静电场，一电子从处以一定的初速度沿轴方向射出，仅在电场力作用下在x轴上做直线运动，其电势能，随位置x变化的关系如图所示。则下列判断正确的是（ ）
A．处电场强度比处电场强度大 B．处电势最大、电场强度最小
C．处的电场强度方向沿x轴正方向 D．电子在处的速度大于处的速度
7．（本题6分）如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置．如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比（ ）
A．两小球的间距变大 B．B球受到的推力F变大
C．A球对竖直墙面的压力变小 D．水平地面给B球的支持力不变
8．（本题6分）如图所示，一条光滑绝缘柔软轻绳跨过一定滑轮，轻绳两端连接质量分别为、的两个带同种电荷的小球，稳定时，两侧轻绳的长度分别为、，且，与竖直方向的夹角分别为、，现缓慢减少小球的电荷量到一定值，系统重新稳定，两侧轻绳的长度分别变为、，与竖直方向的夹角分别变为、，关于稳定时的情景，下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题（共16分）
9．（本题8分）在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻约为，实验室备有下列实验器材：
A．电压表（量程0~3V，内阻约为）；
B．电压表（量程0~15V，内阻约为）；
C．电流表（量程0~3A，内阻约为）；
D．电流表（量程，内阻约为）；
E．滑动变阻器（，）；
F．滑动变阻器（，）；
G．电池组E（3V）；
H．开关S，导线若干。
（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有________（填器材前面的序号）。
（2）为减小实验误差，本实验采用电路图如图所示。请把如图中的实物图用线连接起来________。
（3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________。
10．（本题8分）实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关S，导线还有下列器材供选用：
A．灵敏电流计G（，内阻为）
B．定值电阻（，额定电流）
C．定值电阻（，额定电流1A）
D．电阻箱R（，额定电流3A）
（1）为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻________（选填“”或“”）；
（2）在虚线框中画出实验电路图________；
（3）按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________（结果均保留两位有效数字）。
四、解答题（共46分）
11．（本题12分）中国小将谷爱凌在北京冬奥会上获自由式滑雪女子坡面障碍技巧赛银牌。现假设运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示，测得a、b间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度，不计空气阻力。
（1）求运动员从a处飞出时的速度；
（2）求运动员从a处飞出到离斜坡面最远所需的时间。
12．（本题14分）如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强的理想气体A，左管上端封有长度的理想气体B，左，右两侧水银面高度差，其温度均为280K。
（1）求初始时理想气体B的压强；
（2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左右两侧液面相平时气体B的温度。
13．（本题20分）如图所示，是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？
（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达D点时受到轨道的作用力大小？
（3）改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。
高三月考4物理参考答案
1．C【详解】地球绕太阳公转和行星望舒绕恒星羲和的匀速圆周运动都是由万有引力提供向心力，有解得公转的线速度大小为
其中中心天体的质量之比为，公转的轨道半径相等，则望舒与地球公转速度大小的比值为，故选C。
2．D 【详解】AB．由题知假人的头部只受到安全气囊的作用，则图像的面积即合外力的冲量，再根据动量定理可知图像的面积也是动量的变化量，且图线一直在t轴的上方，由于头部有初动量，由图可知，动量变化越来越大，则动量的大小一直减小到再合假人头静止，动量变化最大，AB错误；
C．根据动量与动能的关系有，而图像的面积是动量的变化量，则动能的变化量与曲线与横轴围成的面积不成正比，C错误；
D．由题知假人的头部只受到安全气囊的作用，则根据牛顿定律可知，，即假人头部的加速度先增大后减小，D正确。故选D。
3．C【 详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从氢原子从能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从，跃迁到辐射蓝光），则需激发氢原子到能级，则激发氢原子的光子能量为故选C。
4．C 【详解】小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，受力满足平衡关系，向上的力是绳子对它的拉力F，向下的力有：大环的重力G、两个小环的摩擦力2f；根据平衡力的大小相等的特点，得到
由牛顿第三定律可知大环对绳的拉力大小为故选C。
5．D 【详解】如图所示
B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；由几何关系可知，；而库仑力；即；；；则要使d变为可以使质量增大到原来的8倍而保证上式成立；故AB错误；
或将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立；故C错误，D正确；
6．AD 【详解】A．根据电势能与电势的关系可知场强与电势的关系
所以，由图像的斜率为，因为处的斜率比处的斜率大，所以处电场强度比处电场强度大，故A正确；
B．由于电子带负电，在处，电子的电势能最大，电势最小，处图像的斜率为零，电场强度为0，故B错误；
C．电子从到，电势能减小，电场力做正功，则处的电场强度方向沿x轴负方向，故C错误；
D．根据能量守恒，电子在处的电势能小于电子在，处的电势能，则电子在处的动能大于处的动能，所以电子在处的速度大于处的速度，故D正确。故选AD。
7．ACD 【详解】AC．以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示：
图1 图2
设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为库仑力将小球B向左推动少许时，减小，减小，则减小，增大，减小，根据库仑定律分析得知，两小球间距增大．根据牛顿第三定律可知，A球对竖直墙面的压力减小，故A、C正确；
BD．再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得
，
减小，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故B错误，D正确。故选ACD。
8．B 【详解】AB．以两小球作为一个整体研究，滑轮对轻绳的作用力竖直向上，同一轻绳上弹力T大小处处相等，结合对称性可知，左右两侧轻绳与竖直方向的夹角等大，故平衡时满足，A错误，B正确；
C．对左边带电小球受力分析，如图所示
由相似三角形可得同理对右边小球有联立解得
可得
由于与不变，即、比值不变，而轻绳的总长度不变，故、不变，因开始时，则此时仍有，故CD错误。故选B。
9．ADEGH （）
【详解】（1）[1]由于电源电动势为3V，所以电压表应选A；被测电阻约为，电路中的最大电流约为，电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干。故应选用的实验器材有A、D、E、G、H。
（2）[2]实物连接如图所示
[3]从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为
[4]从电压表可以读出电阻两端电压为，从电流表可以读出通过电阻的电流为，被测金属丝的阻值为
10．
【详解】（1）[1]一节干电池电动势约为，可以把表头改装成2V的电压表，需要串联电阻阻值为：选定值电阻。
（2）[2]应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示：
（3）[3][4]电压表内阻为：
由图示电路图可知，电源电动势为：
整理得：
由图示图象可知，图象的斜率：
截距：
解得电源电动势：
，
11．（1）；（2）1s
【详解】（1）运动员飞出后做平抛运动，根据平抛运动公式有水平方向
竖直方向
联立解得
（2）当速度方向与斜面平行，即速度方向与水平方向夹角为，运动员离斜坡最远，有
联立解得
12．（1）70cmHg；（2）500K
【详解】（1）设理想气体B的初始压强为，则
（2）当左右两侧液面相平时，气体A、B的长度均为
以气体A为研究对象，根据玻意耳定律得
以气体B为研究对象，根据理想气体状态方程得
左右两侧液面相平时
解得
13．（1）；（2）0；（3）
【分析】运用竖直平面圆周运动和动能定理结合知识解题。
【详解】（1）若滑块从水平轨道上距离B点．的A点由静止释放，设滑块到达C点时的速度为，从A点到C点过程运用动能定理，得
解得
（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，设滑块到达D点时的速度为，
从A点到D点过程运用动能定理，得
解得
在D点，运用圆周运动知识，竖直方向的合力提供向心力，得
解得
滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。
（3）等效竖直平面圆周运动，要使滑块从G点飞出，则必须可以通过等效最高点，当恰好通过等效最高点时，满足题意的s最小。
等效重力由重力和电场力的合力提供
等效重力与重力的夹角
所以
当恰好通过等效最高点时的速度设为v，则此时满足
从A点由静止释放到达等效最高点过程，由动能定理，得
解得
【点睛】学会运用等效竖直平面运动解题，使问题模型化简单化，是解题的关键。
