2027届河北省衡水市高三第二次模拟考试物理试卷（含答案解析）

这是一份2027届河北省衡水市高三第二次模拟考试物理试卷（含答案解析）
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，为某运动员(可视为质点)参加跳板跳水比赛时，其竖直方向的速度随时间变化的v－t图象以他离开跳板时为计时起点，不计空气阻力。则下说法中正确的是（ ）
A．t3时刻达到最高点
B．t2时刻的位移最大
C．t1时刻的加速度为负
D．在t1~t2时间内重力做功WG小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf
2、利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（ ）
A．频率为100Hz.
B．电压有效值为50V
C．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作
D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J
3、某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L1、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L1正常发光，则( )
A．仅将滑片P上移，A的输入功率不变B．仅将滑片P上移，L1变暗
C．仅闭合S，L1、L2均正常发光D．仅闭合S，A的输入功率不变
4、如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部是一个高度可以调节的竖直细管，上部是四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向。竖直细管下端装有原长为L0的轻质弹簧，弹簧下端与水面平齐，将弹簧压缩并锁定，把鱼饵放在弹簧上。解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v0。不考虑一切摩擦，重力加速度取g，调节竖直细管的高度，可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离，则该水平距离的最大值为
A．＋L0B．＋2L0C．－L0D．－2L0
5、如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．出射光线的频率变小
B．改变入射角的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）
D．激光束的入射角为=45°
6、如图所示，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上， 另一端拴接一质量为m的小滑块。刚开始时弹簧处于原长状态，现给小滑块上施加一水平力F，使之沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中弹簧未超出弹性限度。下列关于水平力F随位移x变化的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、以下说法正确的是_______________
A．液体表面张力有使液面收缩到最小的趋势
B．水结为冰时，水分子的热运动会消失
C．热量总是自动地从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移
D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
E.恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量
8、下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大
C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化
D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小
E.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
9、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放，某同学在研究小球落到弹簧后向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（ ）
A．小球在下落的过程中机械能守恒
B．小球到达最低点的坐标大于
C．小球受到的弹力最大值等于2mg
D．小球动能的最大值为mgh+mgx0
10、如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形线框，以速度v垂直磁场方向从图示实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．在位置Ⅱ时线框中的电功率为B．在位置时Ⅱ的加速度为
C．此过程中安培力的冲量大小为D．此过程中通过线框导线横截面的电荷量为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d（很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x．
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=_____cm；
（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得△t=50s，则遮光条经过光电门1时的速度v=_____m/s；
（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出﹣t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=_____．
12．（12分） (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）
(2)用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理，这些处理有：___________。
(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于（_____）
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，上管足够长，图中细管的截面积S1=1cm2，粗管的截面积S2=2 cm2，管内水银长度h1=h2=2 cm，封闭气体长度L=8cm，大气压强p0=76cmHg，气体初始温度为320K，若缓慢升高气体温度，求：
(1)粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；
(2)气体的温度达到533K时，水银柱上端距粗玻璃管底部的距离。
14．（16分）如图圆柱形导热气缸质量为，内部横截面积为，活塞的质量为，稳定时活塞到气缸底部的距离为。用竖直方向的力将活塞缓慢向上拉，直到气缸即将离开地面为止，此时活塞仍在气缸中，此过程中拉力做的功为。已知大气压强为，重力加速度为，环境温度不变，气缸密闭性良好且与活塞之间无摩擦。求：
（1）最终活塞到气缸底部的距离；
（2）上拉过程中气体从外界吸收的热量。
15．（12分）如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D
【解析】
A．运动员起跳时的速度方向向上，可知，t1时刻达到最高点，故A错误。
B．在0-t2时间内，v-t图象为直线，加速度不变，所以在0-t2时间内人在空中，t1时刻达到最高点，t1-t2时间内下落，t2时刻开始进入水面，t3时刻达到水中最深处，t3时刻的位移最大，故B错误。
C．根据速度图象的斜率表示加速度，知t1时刻的加速度为正，故C错误。
D．在t1-t3时间内，根据动能定理知
即
所以在t1~t2时间内重力做功WG12小于t2~t3时间内克服阻力做功Wf23，故D正确。
故选D。
2、B
【解析】
A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为
50Hz
故A错误；
B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量
其中的
故电压有效值为U有=50V，故B正确；
C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；
D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为
故D错误。
故选B。
3、B
【解析】
AB．仅将滑片P上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的B变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以L1两端电压变小。输出功率变小，则A变压器的输入功率也变小，故A错误，B正确；
CD．仅闭合S，则B变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，输出功率变大，则升压变压器A的输入功率也变大。相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，故CD错误。
故选B。
4、A
【解析】
设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h，根据动能定理有－mgh=，鱼饵离开管口后做平抛运动，竖直方向有h＋L0=gt2，鱼饵被平抛的水平距离x=vt，联立解得，所以调节竖直细管的高度时，鱼饵被投放的最远距离为＋L0，选项A正确。
5、C
【解析】
A.光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以出射光线的频率不变，故A错误；
B. 激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，故B错误；
C. 此激光束在玻璃中的波速为
CD间的距离为
则光束在玻璃球中从到传播的时间为
故C正确；
D. 由几何知识得到激光束在在点折射角，由
可得入射角，故D错误。
6、D
【解析】
小滑块运动过程中受到水平向右的拉力以及水平向左的弹力作用，而小滑块运动的位移大小等于弹簧的形变量，根据牛顿第二定律有
所以有
所以水平力随位移变化的图像是不过原点的一条倾斜直线，故A、B、C错误，D正确；
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、ACE
【解析】
A．液体由于存在表面张力，由收缩成球形的趋势，故A正确；
B．水结冰时，由液体变为固体，分子热运动仍然存在，故B错误；
C．由热力学第二定律可知，热量总是自发的从温度高的物体传到温度低的物体，即热量总是自动地从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移，故C正确；
D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故D错误；
E．由于水池恒温，故理性气体温度不变，内能不变，由于气体上升的过程体积膨胀，故对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故E正确；
故选ACE。
8、BDE
【解析】
A．布朗运动是固体小微粒的运动，不是分子的运动，A错误；
B．温度升高，平均动能增大，但不是物体内所有分子的动能都增大，B正确；
C．根据热力学第二定律，内能可以不全部转化为机械能而不引起其他变化，理想热机的效率也不能达到100%，C错误；
D．根据分子势能和分子之间距离关系可知，当分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小，D正确；
E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。
故选BDE。
9、BD
【解析】
A．小球与弹簧组成地系统只有重力和弹簧的弹力做功，满足机械能守恒定律，故A错误；
BC．由图像可知，为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于，小球运动到最低点时弹力大于2mg，故B正确，C错误；
D．为平衡位置，动能最大，故从开始到这段过程，根据动能定理可得
而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即
故小球动能的最大值
D正确。
故选BD。
10、AC
【解析】
A．线框经过位置Ⅱ时，线框左右两边均切割磁感线，所以此时的感应电动势为
故线框中的电功率为
A正确；
B．线框在位置Ⅱ时，左右两边所受安培力大小均为
根据左手定则可知，线框左右两边所受安培力的方向均向左，故此时线框的加速度为
B错误；
C．整个过程根据动量定理可知安培力的冲量为
所以安培力的冲量大小为，C正确；
D．根据
线框在位置Ⅰ时其磁通量为，而线框在位置Ⅱ时其磁通量为零，故
D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、0.75 0.15
【解析】
（1）主尺：0.7cm，游标尺：对齐的是5，所以读数为：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，
故遮光条宽度d=0.75cm，
（2）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
则滑块经过光电门时的速度为：
（3）据及得图像的斜率，解得
点睛：图象法处理数据时，要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式．结合图象的截距、斜率等求解．
12、dacb 把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜，把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子 A
【解析】
(1)[1] “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径；因此操作先后顺序排列应是dacb；
(2)[2]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的科学的近似处理是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；
(3)[3]计算油酸分子直径的公式是
V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。
A. 油酸未完全散开，测得的S偏小，测得的分子直径d将偏大，故A正确；
B. 如果测得的油酸溶液浓度低于实际值，测得的油酸的体积偏小，测得的分子直径将偏小，故B错误；
C. 计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格，测得的S将偏大，测得的分子直径将偏小，故C错误；
D. 求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，一滴溶液的体积
可知，测得一滴液体的体积偏小，测得纯油酸的体积将偏小，测得的分子直径将偏小，故D错误。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)410K；(2)22cm
【解析】
(1)以封闭的气体为研究对象，初态气体体积
压强为
由于水银总体积保持不变，设水银全部进入细管水银长度为，则
末状态气体
从初状态到末状态。由理想气体状态方程，
有
代入数据解得
(2)气体温度达到533K时，设水银上端距粗玻璃管底部的距离为H，则
气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律
解得
14、（1）；（2）
【解析】
（1）以封闭的气体为研究对象，初始状态下，活塞受力平衡，有
所以气体压强
体积
气缸即将离开地面时，气缸受力平衡，有
所以压强
封闭气体体积
气体做等温变化，由玻意耳定律有
解得
（2）设活塞移动过程中气体对活塞做的功为，由动能定理有
由热力学第一定律有
结合等温变化
解得
15、。
【解析】
设光线在一表面的入射角为i，折射角为θ1，在右侧面的入射角为θ2。
由几何知识得：
θ1+θ2=90° ①
要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，必须使
θ2＜C ②
则得：
③
由sini=nsinθ1得：
④
由①得：
⑤
由③⑤得：
解得：
因i最大值为90°，则得：