河北省保定市2021届新高考物理五模试卷含解析

河北省保定市2021届新高考物理五模试卷

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，空间有一正三棱锥P ABC -，D 点是BC 边上的中点，O 点是底面ABC 的中心，现在顶点P 点固定一正的点电荷，在O 点固定一个电荷量与之相等的负点电荷。下列说法正确的是（ ）

A ．A 、

B 、

C 三点的电场强度相同

B ．底面AB

C 为等势面

C ．将一正的试探电荷从B 点沿直线BC 经过

D 点移到C 点，静电力对该试探电荷先做正功再做负功 D ．将一负的试探电荷从P 点沿直线PO 移动到O 点，电势能先增大后减少

【答案】C

【解析】

【详解】

A ．A 、

B 、

C 三点到P 点和O 点的距离都相等，根据场强的叠加法则可知A 、B 、C 三点的电场强度大小相等，但方向不同，A 错误；

BC ．处于O 点的负电荷周围的等势面为包裹该负电荷的椭球面，本题O 为等边三角形ABC 的中心，即A 、B 、C 三点电势相等，但是该平面不是等势面，沿着电场线方向电势降低，越靠近负电荷，电势越低，即

B C 、电势高于D 点电势，B 经D 到C ，电势先减小后增大，根据电势能的计算公式

p E q ϕ=

可知正试探电荷电势能先减小后增大，电场力先做正功再做负功，B 错误，C 正确；

D ．沿着电场线方向电势降低，负试探电荷从高电势P 点移到低电势O 点，根据电势能的计算公式可知电势能一直增大，D 错误。

故选C 。

2．如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体P 接触，但未与物体P 连接，弹簧水平且无形变。现对物体P 施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I 0，测得物体P 向右运动的最大距离为x 0，之后物体P 被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x 0处。已知弹簧始

A ．物体P 与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能20032P I E mgx m

μ=- B ．弹簧被压缩成最短之后的过程，P 先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动

C ．最初对物体P 施加的瞬时冲量0022I m gx μ=

D ．物体P 整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反

【答案】C

【解析】因物体整个的过程中的路程为4x 0，由功能关系可得： 220001·422I mg x mv m

μ＝＝,可知， 0022I m gx μ＝，故C 正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为x 0，则压缩的过程中由能量关系可

知： 20012

P mv mgx E μ-＝ ，所以：E P ＝202I m −μmgx 0（或E P =3μmgx 0）．故A 错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，P 向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知物体先做加速度先减小的变加速运动，再做加速度增大的变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故B 错误；物体P 整个运动过程，P 在水平方向只受到弹力与摩擦力，根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于I 0，故D 错误．故选C.

点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁．

3．如图所示，直线a b 、和直线、c d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为M N P Q ϕϕϕϕ、、、。一质子由M 点分别运动到Q 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等。下列说法正确的是（ ）

A ．直线a 位于某一等势面内，M Q ϕϕ<

B ．直线c 位于某一等势面内，>M P ϕϕ

C ．若质子由M 点运动到N 点，电场力做正功

【答案】A

【解析】

【详解】

AB ．质子带正电荷，质子由M 点分别运动到Q 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等，有 0MQ MP W W =<

而

MQ MQ W qU =

MP MP W qU =，0q >

所以有

0MQ MP U U =<

即

M Q P ϕϕϕ<=

匀强电场中等势线为平行的直线，所以QP 和MN 分别是两条等势线，有

P Q ϕϕ=

故A 正确、B 错误；

CD ．质子由M 点运动到N 点的过程中

()0MN M N W q ϕϕ=-=

质子由P 点运动到Q 点的过程中

()0PQ P Q W q ϕϕ=-=

故CD 错误。

故选A 。

4．如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度向右匀速运动，现将质量为的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为。为保持木板的速度不变，从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施加一水平向右的作用力，那么力对木板做功的数值为（ ）

A．B．C．D．

【答案】C

【解析】

【详解】

由能量转化和守恒定律可知，拉力F对木板所做的功W一部分转化为物体m的动能，一部分转化为系统内能，故，，，以上三式联立可得。

A. ，选项A不符合题意；

B. ，选项B不符合题意；

C. ，选项C符合题意；

D. ，选项D不符合题意；

5．关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（）

A．单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率

B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为0.5s

C．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向

D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确；B．根据单摆的周期公式

2L

T

g

=

知摆长缩短为原来的四分之一，则周期变为原来的二分之一，即为1s，故B错误；

C．摆球在同一位置振动方向有两种，所以已知初始时刻的位置和振动周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故C错误；

D．单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力，故D错误。