河北省保定市2021届新高考物理五模考试卷含解析

1、河北省保定市2021届新高考物理五模考试卷一、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.如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由n=4的激发态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为（）nE40.85声31.31油23-.4O声IA. 12.75eVB. 10.2eVC. 0.66eVD. 2.89eV【答案】C【解析】【详解】从n=4能级跃迁到n=3能级释放出的光子能量最小，波长最长，该光子的能量为0.85eV （ 1.51eV） = 0.66eVC正确，ABD错误。故选Co2.如图所示，A、B为水平放置的平行板电容的两个极板

2、，B板接地。将电容器与电源接通，板间带正电的油滴恰好处于静止状态。断开开关后.下列说法正确的是（）A.油滴将加速下落B . A板电势高于B板C.若将A板向右错开少许，油滴将向上加速运动D.若将B板下移，P点的电势将升高【答案】C【解析】【详解】A.开关断开后，板间场强不变，油滴将保持静止，故 A错误；B.因油滴带正电，由平衡条件可知电场力向上，A板带负电，A板电势低于B板，故B错误;U - QrSC.断开开关后，电容器的电荷量Q保持不变，由公式 E 、C 和C 可知d U 4 kd4 kQrS当A板向右错开少许，即正对面积S减小，板间场强 E增大，油滴所受电场力增大，将向上加速运动，故C正确；

3、D.当B板下移，板间场强E不变，但PB距离变大，由匀强电场的电势差 U=Ed可知，BP电势差Ubp大，因B点接地，电势始终为零，故 P点电势减小，即 D错误。故选Co3.如图所示，金属环 M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时,两金属环始终相对杆不动， 下列判断正确的是（A .转动的角速度越大，细线中的拉力越大B.转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大C.转动的角速度不同，环 M与水平杆之间的弹力相等D.转动的角速度不同，环 M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等【答案】CAB.设细线与竖直方向的夹角为也N受力析

4、，受到竖直向下的重力 Gn,绳子的拉力 T,杆给的水平支持力Ni,因为两环相对杆的位置不变，所以对 N有T cos GnN1 Tsin因为重力恒定，角度恒定，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定，AB错误;CD.受力分力如图对M有N2 Gm TcosGm Gn所以转动的角速度不同，环 M与水平杆之间的弹力相等；若以较小角速度转动时，摩擦力方向右，即22T sin f m r f T sin m r随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，即22T sin f m r f m r T sin故可能存在 22m r T sin T sin m r摩擦力向左和向右时相等的情况， C正确，D错误

5、。故选Co4.用木板搭成斜面从卡车上卸下货物，斜面与地面夹角有两种情况，如图所示。同一货物分别从斜面顶端无初速度释放下滑到地面。已知货物与每个斜面间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。则货物（）A.沿倾角”的斜面下滑到地面时机械能的损失多B.沿倾角”的斜面下滑到地面时重力势能减小得多C.沿两个斜面下滑过程中重力的功率相等D.沿两个斜面下滑过程中重力的冲量相等 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A.设斜面长为L ,货物距地面的高度为 h,根据功的定义式可知，滑动摩擦力对货物做的功为h,一WfFf LmgLcos 0 mgcos 0 mghcot 0sin 0所以货物与斜面动摩擦因数一定时，倾

6、角越小，克服摩擦力做功越多，机械能损失越多，故 A正确；B.下滑到地面时的高度相同，重力做功相同，重力势能减少量相同，故 B错误； _ WCD.沿倾角大的斜面下滑时货物的加速度大，所用时间短，根据 PT可知沿斜面下滑过程中重力的功率大，根据I Ft可知沿斜面下滑过程中重力的冲量小，故C、D错误；故选Ao5.高铁是中国 新四大发明之一，有一段视频，几年前一位乘坐京泸高铁的外国人，在最高时速300公里行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上， 直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒掉，这一视频证明了中国高铁的极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确

7、的是（）A .硬币直立过程可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用B.硬币直立过程一定只受重力和支持力而处于平衡状态C.硬币倒掉是因为受到风吹的原因D.列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用【答案】A【解析】【分析】【详解】当列车匀速直线行驶时硬币立于列车窗台上，稳稳当当，说明硬币处于平衡状态，此时硬币受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力；当列车在加速或减速过程中，硬币会受到沿着行进方向的静摩擦力或行进方向反向的静摩擦力提供硬币加速度，故A正确，BD错误；硬币倒掉是因为列车横向变道时，列车运动的方向发生变化，硬币受到与运动方向不一致的静摩擦力的作用，

8、列车内是全封闭区域是没有外界吹来的风，故 C错误.2416 .烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素销95Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测241 .器时，销95Am衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（）241 -.A.销95Am放出白是X射线241 -.B.销95Am放出的是丫射线241 /C. 1mg的销95 Am经864年将有0.75mg发生衰变D.发生火灾时，烟雾探测器中的销241 一 95Am因温度升局而半盘期变短2410241八AB . f195Am会释放出射线将它们电离，从而

9、产生电流，而三种射线中“射线能使空气电离，故销95Am 放出的是“射线，故AB错误;C.半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，img的铜将衰变掉四分之三即0.75mg ,还剩下0.25 mg没有衰变，故C正确;D.半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故误。故选Coq在场源电荷Q的电场中具所二、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 .通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，已知试探电荷有电势能表达式为巳=竿式中k为静

10、电力常量,r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中有两个点电荷Qi、Q2分别固定在 x坐标轴的x 0和x 6cm的位置上。x轴上各点的电势 4随x的变化关系A、B是图线与x的交点,A点的x坐标是4.8 cm,图线上C点的切线水平。下列说法正确如图所示。C. B点的x坐标是8cmB.电荷Qi、Q2的电荷量之比为1 ： 4D. C点的x坐标是12cm【答案】CDA.电势能Er q r故电势kQrQ带正电，x 6cm处电荷Q2r那么场源电荷附近电势正负和场源电荷正负一致，故由图可得原点处电荷 带负电，故A错误；8 . A点处电势为零，故有kQ kQ20xOA XAQ2所以，电荷Q、Q2的电荷量之比Q

11、iXoa4.8cm 0，.-4:1Q2Xaq2 6cm 4.8cm故B错误；C . B点处电势为零，根据电势为零可得kQ1 k Q20XOBxBQ2可得QixOBXb 0Q2Xbq2 Xb 6cm解得所以B点的x坐标Xb 8cm故C正确；D.点电荷周围场强kQE -2" r两场源电荷电性相反，那么两场源电荷在C点的场强方向相反，C点电势变化为零，故 C点场强为零,根据叠加定理可得两场源电荷在C点场强大小相等，故有kQk Q22-2Xc(xC 6)解得xC 12cm故D正确；故选CD。8.下列说法正确的是()A .当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时，才能发生明显的衍射现象B .不鸣笛

12、的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象C.频率相同的两列波相遇，波谷和波谷相遇处为振动加强点D.增大单摆的摆长，单摆摆动的频率将减小E.弹簧振子的振幅越小，其振动频率将保持不变【答案】CDE【解析】当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象,A错误；不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的多普勒效应,B错误；频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点振动是加强点，C正确；根据T 2 _L ,可知当摆长增大时，单摆的周期增大,g1频率减小，D正确；根据简谐运动的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期白关系为 f

13、1 ,即频率与振幅也无关， E正确；选CDE.9.如图所示，质量为 M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为 m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为即从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F,外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2科（m+M）g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（A.木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B.当弹簧产生弹力时，外力F的大小为科（m+M）gC.在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D.在外力F从零达最大的过程

14、中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能【答案】ABA.当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=mam lFf=Fm MFf与F成正比，当Ff增大到等于w mg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故 A正确;B.当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=mg可得F=(m+M)g故B正确;C.当F达最大时，有2(m+M)g=(m+M)amg+F' =ma，得F' =mg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到wmg但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后， 木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故 C错误；D.弹簧的弹性势能等于弹簧的

15、弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等， 所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故 D错误。故选AB。10.倾角为30的光滑绝缘斜面底端 O点固定一正点电荷，一带正电的小物块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，沿斜面向下运动能够到达的最低点是B点。取O点所在的水平面为重力势能的零势能面，A点为电势能零点，小物块的重力势能 E重、BA之间的电势能E电随它与。点间距离x变化关系如图所示。重力加速度 g 10m/s2,由图中数据可得()A .小物块的质量为 5kgB.在B点，E电25JC.从A点到B点，小

16、物块速度先增大后减小D.从A点到B点，小物块加速度先增大后减小【答案】BC【解析】【详解】A.因为规定 A点的电势为零，由图象可知OA之间的距离为2m,在A点具有的重力势能 Ep=100J ,也是物块具有的总能量，根据Ep=mgh=mgOAsin30 °得m=10kg故A错误；B.小物块在B点时电势能最大，由图象可知OB间距离为1.5m,此时的重力势能为EpB=mgOBsin30 ° =10X10M.5 0.5J=75J由前面的分析可知物块的总能量是E=100J根据E=E pb+E 电可得E 电二25J故B正确；C.小物块从A点静止出发，到 B点速度为零，所以从 A到B的过

17、程中，物块的速度是先增大后减小的， 故C正确；D.在小物块下滑的过程中，所受的库仑力逐渐增大，一开始重力的分力大于库仑力，所以向下做加速运 动，但随着库仑力的增大，其加速度逐渐减小，当库仑力与重力沿斜面的分力相等时，合力为零，加速度 为零，此时物块速度达到最大，以后库伦力大于重力的分力，物块开始做减速运动，且加速度越来越大， 所以整个过程加速度是先减小到零后反向增大，故D错误。故选BC。11 .如图所示，“L形支架AOB水平放置，物体 P位于支架OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO上，另一端与物体 P相连。物体P静止时，弹簧处于压缩状态。现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一很小

18、的角度，P与支架始终保持相对静止。在转动的过程中，关于P的受力情况，下列说法正确的是（）A.支持力减小B.摩擦力不变C.合外力不变D.合外力变大【答案】AC【解析】对P受力分析如图:不转动时，OB XP有支持力N和静摩擦力f ,根据平衡条件f FN mg转动后受力分析如图:支持力为N mg cos则支持力减小，摩擦力为f F mg sin则静摩擦力减小，物块保持静止，所以合外力不变，仍为0, AC正确，BD错误。故选AC。12.按照十八大 五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263专项行动，打响碧水蓝天保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置

19、，其长为L、直径为D,左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U,显示仪器显示污水流量为 Q （单位时间内排出的污水体积）。则下列说法不正确的是（）A. a侧电势比c侧电势低B.若污水中正离子较多，则 a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则 a侧电势比e侧电势低C.污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大D.污水流量 Q与U成正比，与L无关【答案】BC【解析】【详解】AB.污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向前表面c偏，负离子向后表面a偏，所以a侧电势比c侧低，与污水中正、

20、负离子的数量无关，故 A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C.稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有U q - qvBD解得U v DB流量为D 2Q v(2)UD4B分析可知，显示仪器的示数Q与离子的浓度无关，故C错误，符合题意;D.同理可知 Q与U成正比，与L无关，故D正确，不符合题意。故选BC。三、实验题：共2小题，每题8分，共16分13. 一同学测量某干电池的电动势和内阻.(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路.请指出图中在器材操 作上存在的两个不妥之处 ; .将m于咕池Jfjt1，(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的-

21、数据见下表I1根据表中数据，在答题卡的万格纸上作出R 关系图像,由图像可计算出该干电池的电动势为 V ;内阻为 Q .R/ Q8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.2611一/A 1I6.76.05.34.53.8(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为势应为V;内阻应为电阻箱阻值为零(2)图像如图所示:【答案】(1)开关未断开【解析】1.4 (1.301.44 都算对)1.2 ( 1.01.4 者B算对)(3) 1.41.0 (结果比(2)问第二个空格小0.2)本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误

22、差分析能力.(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源.(2)将数据描点连线，做出一条倾斜的直线.根据闭合电路欧姆定律_ _ ，一 _ 1E=I(R+r)得 R E - r ,所以图线的斜率表示电源电动势E81.2V=1.37V ,截距绝对值表示 r=0.4 X 3.0 Q =1.2!0甩电压表与电流6.7表并联，可测得电流表的内阻UvIa66.0 10 333 10 30.20 ,考虑电表内阻对实验的影响，则CL 1E=I(R+R A+r),得 R E -Ra所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V,图线的截距

23、表示(Ra+)，所以内阻精确值为r= (1.20-0.20) Q =1.00 Q100 mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动本题创新之处在于用一个电压表并联点睛：本题考查应用电流表和电阻箱测量电源电动势和内电阻实验, 在电流表的两端测出电流表的电阻，从而提高测量电源内阻的精确度.14 .某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。(1)小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。若合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,则其电阻率P=;用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为mm 。20(2)小亮同学利

24、用如图丙所示的实验电路测量R,I值，根据实验数据绘出与真实值相比(1)12电阻率的阻值。闭合开关 S,通过调节电阻箱 R,读出多组R和1-R图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到 I(填褊大”偏小”或相等”)。R=Q, Rx的测量值RD24.700104L合金丝的电阻偏大RD24L由图示螺旋测微器可知，其示数为:4.5mm+20.0 >0.01mm=4.700mm(2)34在闭合电路中，电源电动势I(RRx)1r由图像可知1k 4,得电源电动势E4V,图像截距b 2.5,可得Rx 10 ；测量值为待测电阻 Rx与电流表内阻之和，所以测量值偏大。共24分四、解答题：本题共 3题，每题8

25、分,15 .如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,在这一过程中，若a对应的温度为T1=200K ,求:b点的温度;若从a到b的过程中内能增加2.5 M05j,在这个过程中气体从外界吸收的热量是多少。P7*10sPa 5 4 3 2 1O I 2 i i $【答案】3200K ;5X105J【解析】 【详解】气体从a到b,由气体状态方程PaVa PbVb "tT T即5_51 105 1二4 105 4200 T解得Tb=3200K若从a到b的过程气体对外做功1 55W -(1 4) 10(4 1)J=7.5 10 J2内能增加2.5X05J；则Q E W 2.5 105 7.5 1055 105J在这个过程中气体从外界吸收的热量是5X105J。16.如图所示，两条直线 MN与PQ所夹区域内有两个不同的匀强磁场，磁场的直线边