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ABC 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 mμ=- 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 mμ＝＝,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： 20012P 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 ϕϕC ．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0.5sC．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2LTg=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。

6．2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。

黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。

取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为p GMm E r=- ，已知地球半径R=6400km ，光速c=3x108m/s 。

设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（ ）A ．7×109m/s 2B ．7×1010m/s 2C ．1.4×1010m/s 2D ．1.4×1011m/s 2【答案】A【解析】【分析】【详解】在地球表面有 2Mm G mg R = 解得2GM gR =① 连光都无法逃脱它的引力束缚，故有21''2c GMm m R v = 解得212c v GM R=② 联立①②1692269107.010m /s 22 6.410c g R v ⨯==≈⨯⨯⨯ A 正确BCD 错误。

故选A 。

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．下列说法中正确的是( )A ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B ．悬浮在液体中微粒的无规则运动并不是分子运动，但微粒运动的无规则性，间接反映了液体分子运动C．理想气体在某过程中从外界吸收热量，其内能可能减小D．热量能够从高温物体传到低温物体，也能够从低温物体传到高温物体【答案】BCD【解析】【详解】A．知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，能算出一个气体分子所占有的体积，故A错误；B．悬浮在液体中微粒的无规则运动并不是分子运动，但微粒运动的无规则性，间接反映了液体分子运动的无规则性，故B正确；C．理想气体在吸收热量的同时，若对外做功，其内能可能减小，故C正确；D．若有第三者介入，热量可以从低温物体传到高温物体，故D正确。

故选BCD。

8．如图所示，卫星a没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。

认为重力近似等于万有引力。

下列说法正确的是（）A．a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小相等B．b做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度gC．a、b做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度D．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期【答案】BD【解析】【详解】A．两卫星的质量相等，到地心的距离相等，所以受到地球的万有引力相等。

卫星a在赤道上随地球自转而做圆周运动，万有引力的一部分充当自转的向心力，卫星b在赤道上空贴着地表做匀速圆周运动，万有引力全部用来充当公转的向心力，因此a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，A项错误；B．对卫星b重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力，所以向心加速度等于重力加速度g，B项正确；C．卫星b在赤道上空贴着地表做匀速圆周运动，其公转速度就是最大的环绕速度，也是第一宇宙速度，卫星a 的线速度小于b 的线速度，即a 的线速度小于第一字宙速度，C 项错误；D ．a 在赤道上随地球自转而做圆周运动，自转周期等于地球的自转周期，同步卫星的公转周期也等于地球的自转周期，所以a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，D 项正确。

故选BD 。

9．已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。

如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x 轴上的O 点，球壳与x 轴相交于A 、B 两点，球壳半径为r ，带电量为Q 。

现将球壳A 处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q ，不影响球壳上电荷的分布。

已知球壳外侧两点C 、D 到A ，B 两点的距离均为r ，则此时（ ）A ．O 点的电场强度大小为零B ．C 点的电场强度大小为2(4)4k Q q r - C ．C 点的电场强度大小为2()4k Q q r - D ．D 点的电场强度大小为2(94)36k Q q r - 【答案】BD【解析】【分析】【详解】 A ．根据电场强度的合成可得，O 点的电场强度大小2=O kq E r 故A 错误；BC ．C 点的电场强度大小222(4)44C kQ kq k Q q E r r r-=-= 故B 正确，C 错误；D ．根据电场强度的合成可得，D 点的电场强度大小222(94)4936D kQ kq k Q q E r r r-=-= 故D 正确。