甘肃省金昌市2021届新高考物理第四次调研试卷含解析

甘肃省金昌市2021届新高考物理第四次调研试卷一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A．振动周期为5 s，振幅为8 cmB．第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．从第1 s末到第2 s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动D．第3 s末振子的速度为正向的最大值【答案】D【解析】【详解】A．由题图可知振动周期为4 s，振幅为8 cm，选项A错误；B．第2 s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项B错误；C．从第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项C错误；D．第3 s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项D正确.2．如图所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。

已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则（）A．轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B．轻绳对球A的拉力与半网柱对球A的弹力大小不相等C．轻绳AOB对球A的拉力与对球B23D．球A与球B的质量之比为3 1【答案】D【解析】【分析】【详解】设轻绳中拉力为T ，球A 受力如图A ．所受弹力为绳对A 的拉力和半圆对球A 的弹力的合力，与重力等大反向，大于T ，故A 错误；B ．受力分析可得sin30sin30T N ︒=︒A cos30cos30T N m g ︒+︒=解得A 3TN m g == 故B 错误；C ．细线对A 的拉力与对球B 的拉力都等于T ，故C 错误；D ．对球BB cos60T m g ︒=B 2T m g =解得A B 23m m = 故D 正确。

故选D 。

3．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是： （ ）A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv ，v 为瞬时速度)【答案】B【解析】【详解】从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A 错误；根据公式2Mm G ma r =可得：2M a G r =，故只要到地心距离相同，加速度就相同，卫星在椭圆轨道1绕地球E 运行，到地心距离变化，运动过程中的加速度在变化，B 正确C 错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D 错误．4．如图，一根长直导线竖直放置，通以向上的电流。

直导线与铜圆环紧贴但相互绝缘，且导线经过环心O 。

下述各过程中，铜环中有感应电流的是（ ）A ．环竖直向上匀速运动B ．环绕环心O 匀速转动C ．环向左匀速运动D ．环以导线为轴匀速转动【答案】C【解析】【详解】AD ．直导线中通以恒定的电流时，产生稳恒的磁场，根据安培定则判断可知，直导线两侧的磁场方向相反，由于左右对称，当环竖直向上、向下匀速运动或以直导线为轴转动，穿过铜环的磁通量始终为零，保持不变，所以没有感应电流产生，AD 错误；B ．环绕环心O 匀速转动，穿过铜环的磁通量始终为零，没有感应电流产生，B 错误；C ．环向左匀速运动，磁通量增加，有感应电流产生，C 正确。

故选C 。

5．在边长为L 的正方形abcd 的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a 点处有离子源，可以向正方形abcd 所在区域的任意方向发射速率均为v 的相同的正离子，且所有离子均垂直b 边射出，下列说法正确的是（ ）A ．磁场区域的最小面积为224L π-B ．离子在磁场中做圆周运动的半径为2LC ．磁场区域的最大面积为24L πD ．离子在磁场中运动的最长时间为23L v π 【答案】C【解析】【详解】A B ．由题可知，离子垂直bc 边射出，沿ad 方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子做圆周运动的半径相同，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为R=L ；磁场区域的最小面积为 222min 11(2)2()422L S L L ππ-=-= 故AB 错误；CD ．磁场的最大区域是四分之一圆，面积2max 14S L π= 离子运动的最长时间42T L t vπ＝＝ 故C 正确，D 错误。

故选C 。

6．用国际单位制的基本单位表示磁感应强度的单位，下列符合要求的是（ ）A ．Wb•m 2B ．Wb/m 2C ．N•m/AD ．kg/（S 2•A ）【答案】D【解析】【分析】考查单位制。

【详解】ABC．国际单位制的基本单位为kg、m、s，由题目易知，选项ACD中的韦伯（Wb）、牛顿（N）均不是国际单位制中的基本单位，故ABC都错误；D．磁感应强度为：B＝F IL磁感应强度单位为T，则有：1T＝21kg m/sA m⋅⋅＝12kgA s⋅故D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分7．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于CD，CD为圆的一条直径，粒子恰好从D点飞出磁场，A点到CD的距离为2R。

则（）A0(23)qR+B．磁感应强度为04mvqRC．粒子在磁场中的飞行时间为(23)6RvπD．粒子在磁场中的飞行时间为(23)6Rvπ-【答案】AC【解析】【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：AB ．A 点到CD 的距离2R ，则： ∠OAQ=60°，∠OAD=∠ODA=15°，∠DAQ=75°则∠AQD=30°，∠AQO=15°粒子的轨道半径：cos cos15(23)sin sin15R OAD R r R AQO ︒︒∠===+∠ 粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：200v qv B m r= 解得：0(23)B qR=+ 故A 正确B 错误；CD ．粒子在磁场中转过的圆心角：α=∠AQD=30°粒子在磁场中做圆周运动的周期为：0022(23)r R T v ππ+==粒子在磁场中的运动时间为：(23)360R t T απ︒+== 故C 正确D 错误。

故选：AC 。

8．如图所示，A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ，静止叠放在水平地面上．A 、B 间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为2μ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．现对A 施加一水平拉力F ，则（ ）A ．当F ＜2μmg 时，A 、B 都相对地面静止B ．当F ＝52mg μ时，A 的加速度为13g μ C ．当F ＞3μmg 时，A 相对B 滑动D ．无论F 为何值，B 的加速度不会超过12g μ 【答案】BCD【解析】【分析】【详解】试题分析：根据题意可知，B 与地面间的最大静摩擦力为：f Bm ＝32mg μ，因此要使B 能够相对地面滑动，A 对B 所施加的摩擦力至少为：f AB ＝f Bm ＝32mg μ，A 、B 间的最大静摩擦力为：f ABm ＝2μmg ，因此，根据牛顿第二定律可知当满足：2ABF f m -＝232AB f mg m μ-，且32mg μ≤f AB ＜2μmg ，即32mg μ≤F ＜3μmg 时，A 、B 将一起向右加速滑动，故选项A 错误；当F≥3μmg 时，A 、B 将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有：F －2μmg ＝2ma A ，2μmg －32mg μ＝ma B ，解得：a A ＝2F m －μg ，a B ＝12g μ，故选项C 、D 正确；当F ＝52mg μ时，对A 和B 整体受力分析有，()()222F m m g m m a μ-+=+ ，解得a A ＝a B ＝13g μ，故选项B 正确． 考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题．9．如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。

我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100 秒的成绩。

多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。

尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。

不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．根据2mv=qvBR得mv=RqB发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。

故选AD。

10．如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.1，4.5）和（0.15，3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15，3）的切线。

现有一质量为0.20 kg、电荷量为＋2.0×10－8 C的滑块P（可视为质点），从x＝0.10 m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g＝10 m/s2。

则下列说法中正确的是（）A ．滑块P 运动过程中的电势能逐渐减小B ．滑块P 运动过程中的加速度逐渐增大C ．x ＝0.15 m 处的电场强度大小为2.0×106 N/CD ．滑块P 运动的最大速度为0.5 m/s【答案】AC【解析】【分析】【详解】A ．在φ-x 图像中，图线的斜率表示电场强度，由图可知，滑块P 运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，则电势能逐渐减小，故A 正确；BC ．由A 可知，图线的斜率表示电场强度，0.15m x =处的场强为566310N/C 210N/C 2.010N/C 0.30.15E x ϕ∆⨯===⨯=⨯∆- 则此时的电场力大小为86210210N 0.04N F qE -==⨯⨯⨯=滑动摩擦力大小为0.020.210N 0.04N f mg μ==⨯⨯=此时电场力与滑动摩擦力大小相等，由图可知图线斜率逐渐减小，故在0.15m x =之前，电场力大于摩擦力，滑块做加速运动，加速度逐渐减小，在0.15m x =之后，电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故B 错误，C 正确；D ．滑块加速度为零时，速度最大，由BC 选项可知，在0.15m x =时，电场力和摩擦力大小相等，加速度为零，此时滑块的速度最大，根据动能定理得2012qU fx mv -=- 由图可知0.10m 处和0.15m 处的电势差大约为51.510V ⨯，代入解得最大速度大约为0.1m/s v =，故D错误。