2021~2022学年山东省临沂市高三(第二次)模拟考试试卷+答案解析(附后)

2021~2022学年山东省临沂市高三（第二次）模拟考试试卷
1. 自1932年，英国科学家发现中子以来，人类便开启了人工合成超重新元
素的大门。

在我国，中科院近代物理研究所利用重离子加速器将原子核加速后轰击原子核，成功合成了超重元素，除了合成了Bh外，还生成了一种粒子，则该粒子是( )
A. 中子
B. 质子
C. 电子
D. 氦核
2. 一种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截面为半圆形的圆
柱棱镜构成，两半圆柱棱镜可以绕圆心O点旋转。

单色光a从左侧沿半径射向半圆柱棱镜的
圆心O，若光线能从右侧射出，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为，光a与半圆柱棱镜的直径MN夹角为。

下列说法正确的是( )
A. 单色光a在棱镜中的频率是在真空中的倍
B. 单色光a在棱镜中的波长是在真空中的倍
C. 顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能
D. 逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能
3. 如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现
使线框以水平向右的速度匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。

令线框的ab边刚好与磁场左边界重合时，。

线框中a、b两点间电势差随线框ab边的位移x变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示，在一个足够大、表面平坦的雪坡顶端，有一个小孩坐在滑雪板上。

给他一个大小为的水平初速度使其运动。

若雪坡与滑雪板之间的动摩擦因数，不计空气阻力，则小孩( )
A. 沿初速度方向做匀速直线运动
B. 做类平抛运动
C. 最终会沿斜面做垂直于方向的匀加速直线运动
D. 最终会沿斜面做与方向保持小于角的加速直线运动
5. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b 车的加速度恒定且，t时直线a和曲线b刚好相切。

下列说法正确的是( )
A. a车的速度大小为
B. 时，a车和b车的距离为7m
C. 时，a车在b车前方1m处
D. 内，b车比a车多行驶6m
6. 如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带负电的小球。

现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，以此连线中垂线沿斜面向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能、机械能E、电势能随位置x变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，上面放一个质量为m的小滑块，滑块和木板之间的动摩擦因数是，现用恒定的水平拉力F作用在木板上，使二者发生相对运
动，改变拉力F或者木板质量M的大小，当二者分离时( )
A. 若只改变F，当F增大时，木板获得的速度增大
B. 若只改变F，当F增大时，滑块获得的速度增大
C. 若只改变M，当M增大时，木板获得的速度增大
D. 若只改变M，当M增大时，滑块获得的速度增大
8. 如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，连接两理想变压器的输电线的总电阻为，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率
为10W。

已知降压变压器副线圈两端的交变电压，将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是( )
A. 负载电阻的阻值为
B. 升压变压器输入功率为450W
C. 通过输电线上的电流为1A
D. 升压变压器输入电压的表达式为
9. 2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”第二课开讲。

空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。

在400km的高空也有非常稀薄的气体，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。

下列说法中正确的是( )
A. 如果不补充能量，系统的机械能将增大
B. 如果不补充能量，空间站运行的角速度将变大
C. 空间站的运行速度小于第一宇宙速度
D. 空间站的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
10. 均匀介质中，波源位于xOy水平面的点，从时开始计时，波源开始沿
垂直于xOy水平面的z轴轴正方向竖直向上从处开始做简谐运动，其振动函数为。

经时间，在、区域中第二次形成如图
所示波面分布图实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。

xOy水平面上P点的坐标是。

下列说法正确的是( )
A. 波的周期为
B. 波的传播速度为
C. 第二次形成图示中波面分布图的时间
D. 时，P点受到的回复力方向为z轴正方向
11. 2022年4月15日哈佛-史密森天体物理学中心的科学家乔纳森麦克道维尔推文表明：
莫尼亚轨道上第一次出现中国卫星，该卫星曾在2021年工况异常。

尽管乔纳森的描述中没
有提及该卫星使用了何种引擎，但从轨道提升的描述来判断，几乎可以肯定是属于离子电推
引擎，这是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发
动机。

这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。

引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室
的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场离子初速度忽略不计，A、B
间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。

单位时间内飘
入的正离子数目N为定值，离子质量为m，电荷量为其中n是正整数，e是元电荷，
加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是( )
A. 引擎获得的推力
B. 引擎获得的推力
C. 为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用质量大的离子
D. 为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用带电量大的离子
12. 如图所示，轻弹簧放在倾角为的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的固定挡板连接，上端与斜面上b点对齐。

质量为m的物块从斜面上的a点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至c点时速度刚好为零，物块被反弹后滑到ab的中点时速度刚好为零，已知ab长为L，bc长为，重力加速度为g，，，则( )
A. 物块与斜面间的动摩擦因数为
B. 弹簧具有的最大弹性势能为mgL
C. 物块最终静止在bc之间的某一位置
D. 物块与弹簧作用过程中，向上运动和向下运动速度都是先增大后减小
13. 很多智能手机都有加速度传感器。

安装能显示加速度情况的应用程序，会有三条加速度图像，它们分别记录手机沿图甲所示坐标轴方向的加速度随时间变化的情况。

某同学将手机水平拿到距离缓冲垫上方一定高度处，打开加速度传感器，然后松手释放，让手机自由下落，最终手机跌到缓冲垫上。

观察手机屏幕上的加速度传感器的图线如图乙所示。

请观察图像回答以下问题：本题结果均保留2位有效数字
由图乙可读出当地的重力加速度大小约为______；
手机自由下落的高度约为______m；
若手机的质量为187g，缓冲垫对手机竖直方向上的最大作用力约为______N。

14. 用伏安法测干电池的电动势E和内阻r。

一位同学设计实验电路并部分连接，如图甲所示，由于干电池的内阻相对外电阻偏小，故串联以增大内阻，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路_________。

为了知道的阻值，某同学选用欧姆挡“”挡位，欧姆调零后进行测量，指针偏转如
图乙中线段“a”所示。

他应该把挡位换到________选填“”“”或“”挡，再次欧姆调零后进行测量，若指针偏转如图乙中线段“b”所示，则电阻的阻值等于________。

下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据，由这些数据可得干电池的电动势E=________V，内阻r=________保留3位有效数字。

t20406080100
I
U
利用以上数据分析还可以发现：随着水的温度的升高，热敏电阻的阻值变________选填“小”或“大”。

15. 冰壶比赛是2022年北京冬奥会比赛项目之一，比赛场地示意图如图。

在某次比赛中，中国队运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以速度沿虚
线滑出。

从此时开始计时，在时，运动员开始用毛刷一直连续摩擦冰壶前方冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，最后冰壶恰好停在圆心O处。

已知投掷线AB与O之间的距离，运动员摩擦冰面前冰壶与冰面间的动摩擦因数，摩擦冰面前后冰壶均做匀变速直线运动。

重力加速度。

求：
时冰壶的速度及冰壶与AB的距离;
冰壶与被摩擦后的冰面之间的动摩擦因数。

16. 气动避震是安装在汽车上面的一种空气悬挂减震器，其主要结构包括弹簧减震器、气压控制系统等，其减震性能和舒适性都比原车的好很多。

减震器可简化为如图A、B两个气室
均由导热性能良好的材料制成，A气室在活塞内，AB气室通过感应开关M相连，B气室底部和活塞之间固定一轻弹簧，当B气室气压达到时开关M打开，当B气室气压低于
时开关M闭合。

初始状态如图所示，A气室压强为，容积为，B气室压强为，，B 气室容积为，B气室高度为4L。

已知大气压强为。

则：
把一定量的某种货物缓慢放入汽车，电子开关刚好能打开，则电子开关打开时B气室的
体积是多大？
若电子开关打开后再次稳定时B气室气体体积变为，忽略气室中气体质量的变化，求轻弹簧的劲度系数k。

17. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，如图所示，真空中存在多组紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，已知电场和磁场的宽度均为d，长度足够长，电场强度大小为E，
方向水平向右，磁场的磁感应强度大小为，垂直纸面向里，电场、磁场的边界互
相平行且与电场方向垂直。

一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在电场左侧边界某处由静止释放，不计粒子的重力及运动时的电磁辐射。

求：
粒子刚进入第1组磁场时的速度的大小;
粒子在第1组磁场中运动的时间;
粒子最多能进入第几组磁场。

18. 如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道AB通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道AB和水平轨道长为在B点与一个半径的光滑的竖
直固定圆弧轨道相切于B点。

以水平轨道BO末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy，x轴的正方向水平向右，y轴的正方向竖直向下。

水平轨道BO右下方有一段弧形轨道PQ，该弧形轨道是曲线在坐标系中的一半见图中实线部分，弧形轨道Q端在y轴上。

带电量为、质量为m的小球1与水平轨道AB、BO 间的动摩擦因数为，在x轴上方存在竖直向上的匀强电场，其场强，重力加速度
为g。

若小球1从倾斜轨道上由静止开始下滑，恰好能经过圆形轨道的最高点，求小球1经过O
点时的速度大小;
若小球1从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过O点落在弧形轨道PQ上，请证
明小球1每次落在PQ时动能均相同，并求出该动能大小;
将小球2静置于O点，小球1沿倾斜轨道由静止开始下滑，与小球2发生弹性碰撞碰
撞时间极短，小球1与小球2发生碰撞前的速度为，要使两小球碰后均能落在弧形轨道PQ 上的同一地点，且小球1运动过程中从未脱离过圆形轨道，求小球1和小球2的质量之比。

答案和解析
1.【答案】A
【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒可知，因此可知生成的粒子
是中子，故A正确，BCD错误。

故选A
2.【答案】D
【解析】【分析】
根据公式，，可知波长变化；根据折射定律和几何关系得出光路图，判断能否发生全反射是决定能否实现开关功能。

本题考查了光的折射、全反射等问题，关键是作出光路图，本题中等难度，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。

【解答】
A.频率由光源决定，不会改变频率，故A错误；
B.根据，可知，单色光a在真空中的波长是在棱镜中的倍，故B错误；
C.图示时入射角为，根据题意可知，临界角小于，所以此时为关状态，顺时针旋转两半圆柱棱镜，入射角变大，则发生全发射，出现“关”功能，故C错误；
D.根据C选项分析可知，逆时针旋转两半圆柱棱镜，入射角减小，不发生全反射，可实现“开”功能，故D正确。

3.【答案】B
【解析】【分析】
根据公式求出电路中的感应电动势，再由欧姆定律得到电流的大小和ab两端电势差
大小，由右手定则判断感应电流的方向，确定的正负。

对于电磁感应现象中的图象问题，磁场是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解各运动阶段的感应电动势，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。

【解答】
因为线框各边电阻均匀，ab边进入磁场后，ab相当于电源，则ab两端电势差为路端电压，即
，由右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势高于b的电势，为正；线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，且，由右手
定则判断可知，a的电势高于b的电势，为正；ab边穿出磁场后，cd边切割磁感线，相当于
电源，ab两端电压为，由右手定则知，a点的电势仍高于b的电势，为正，故B
正确，ACD错误。

故选B
4.【答案】C
【解析】A.雪坡与滑雪板之间的动摩擦因数，即，所以沿斜面方向有加速度，不可能沿初速度方向做匀速直线运动，故A错误；
B.因为有阻力，所以水平方向不是匀速运动，不是类平抛运动，故B错误；
因为阻力与相对运动方向相反，当水平速度减为零后，最终会沿斜面做垂直于方向的匀加速直线运动，故C正确，D错误。

5.【答案】C
【解析】A.图像的斜率等于速度，由题图可知，a车的速度不变，做匀速直线运动，速度为：
，故A错误；
B.时，直线a和曲线b刚好相切，位置坐标相同，两车相遇，斜率相等，此时两车的速度相等，则时，b车的速度为：，设b车的初速度为，对b车，由，
解得：，
时，a车的位移为：，b车的位移为：，
时，a车和b车到达同一位置，所以时两车相距；故B错误；
内，a车的位移为：，b车的位移为：，
，时，a车在b车前方，故C正确，D错误。

故选C。

6.【答案】A
【解析】【分析】
解决本题需要知道等量同种电荷在中垂线上的场强分布特点，根据牛顿第二定律分析加速度变化；根据重力做功与重力势能的关系分析重力势能；机械能的变化量等于除去重力外其他力做的功，其他力做正功，机械能增加，其他力做负功，机械能减少；电势能图像的切线斜率表示电场力。

【解答】
A.小球在O点以上向下运动时，因从开始下滑到O点的过程中电场强度可
能先增大后减小，则加速度先增大后减小；在O点时加速度为；在O点以下向下运动时，场强E先增大后减小，则加速度先减小后增大，且O点下方的加速度均小于O点上方的加速度，故A正确；
B.因O点为零重力势能点，且沿斜面向下为正方向，则重力势能
即O点上方重力势能为正，O点下方重力势能为负，故B错误；
C.因从开始到O点，电场力做正功，则机械能增大；在O点以下向下运动时，电场力做负功，机械能减小，可知O点的机械能最大，故C错误；
D.由题意得O点电势最高，而负电荷在电势高的地方电势能小，则小球在O点的电势能最小，故D错误。

故选A。

7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了牛顿定律解决板块问题，解题的关键是分析木板和滑块的受力，进而结合牛顿第二定律分析其运动情况。

根据牛顿第二定律和运动学公式，结合题意写出与木板和滑块的加速度的关系，进而分析只改变F或M时，木板和滑块的获得的速度的变化情况。

【解答】
因为物块m在木板上滑动的加速度为是一定的，木板的加速度，当
木块滑离木板时满足，，则当只改变F，当F增大时，变大，则t减小，木板获得的速度，则木板获得速度不一定变大，根据可知滑块获得速度变小，故AB错误；
若只改变M，当M增大时，变小，则t变大，则木板获得的速度，则木板获
得速度不一定变大，根据可知滑块获得速度变大，故C错误，D正确。

故选D
8.【答案】BC
【解析】解：AC、输电线损失功率为：，其中，，则；
降压变压器副线圈电路电流为，则有：：：，解得：
负载电阻的阻值为，故A错误，C正确；
B 、降压变压器原线圈两端电压为，根据：：：可得：
则可得升压变压器输入功率为：，解得：，故B正确；D
、升压变压器副线圈两端电压：，解得：
根据：：可得：，
则升压变压器输入电压的表达式为，故D错误。

故选：BC。

根据输电线损失功率求解输电电流，根据电流之比与匝数之比的关系求解降压变压器副线圈的电
流，根据欧姆定律求解负载电阻；根据：：可得，根据功率计算公式求解升压变压器输入功率；求出升压变压器副线圈两端电压、原线圈的电压，因此得到升压变压器输入电
压的表达式。

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。

9.【答案】BC
【解析】【分析】
假设不补充能量，空间站在空气阻力作用下，速率减小；地球的第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星最大的环绕速度；第二宇宙速度是脱离地球束缚的发射速度大于第一宇宙速度。

本题考查了万有引力定律及其应用，解题关键要知道空间站在环绕地球运动时，做离心和向心运动条件。

【解答】
AB、在400km的高空也有非常稀薄的空气，如果不补充能量，空间站在空气阻力作用下，速率减小；空间站克服阻力做功，系统的机械能将减小，轨道半径减小，根据，角速度会变大，故A错误，B正确；
CD、第一宇宙速度是最大的卫星环绕速度，所以空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故C正确，D错误。

故选BC
10.【答案】BD
【解析】【分析】
根据题意可得周期，根据波速计算公式求解波速，由此求出第二次形成分布图的时间；根据时间分析P点的振动情况，由此求解时P点受到的回复力方向。

本题主要是考查了波形图的认识，解答本题关键是要理解波的图象的变化规律，能够根据图像直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向。

【解答】
A.根据振动函数得，则，故A错误；
B.观察波面图判断出波，则传播速度为，故B正确；
C.由题意知波传到处需要的时间，且由振动函数知波源的起振方向向上，所以
的质点从开始振动第二次到达波谷需要，即，即在
、区域中第二次形成如图所示波面分布图时，故
C错误；
D.由几何关系知，P点距离波源的距离为，即，振动从波源传播到
P点时间是，则在时间内，P点向z轴负方向振动，所以时，P 点所受回复力方向为z轴正方向，故D正确。

11.【答案】AC
【解析】【分析】
本题考查带电粒子在电场中的加速。

解决问题的关键是根据动能定理和动量定理分析出引擎获得
的推力的表达式，再利用的表达式分析提高能量转换效率的方法。

【解答】
电场对粒子加速，根据动量定理，其中，，整理得，故A正确，B错误；
根据以上分析可知，要使尽量大，可以用质量
大、带电量小即n小的离子，故C正确，D错误。

故选AC
12.【答案】ACD
【解析】【分析】
本题考查能量守恒和动能定理的应用，难度一般。

物块开始下滑至到达ab中点过程，由动能定理可求出动摩擦因数；利用牛顿第二定律可分析出物体的运动过程；根据能量守恒定律求出弹簧的最大弹性势能；根据受力分析确定物块运动过程中的速度变化和最终静止的位置。

【解答】
A、物块从a点静止释放到压缩弹簧至c点再被反弹后滑到ab的中点的整个过程，根据动能定理可得，解得物块与斜面间的动摩擦因数为
，故A正确；
B、物块压缩弹簧至c点时，弹簧的弹性势能最大，从a到c的过程，根据能量守恒定律可得
，解得，故B错误；
C、由于可知物块每次被弹簧弹回后又继续向下压缩弹簧，由于摩擦力做功产生内能，使得每次压缩弹簧的压缩量越来越小，物块最终静止在bc之间的某一位置，故C 正确；
D、物块与弹簧作用过程中，向下运动时，弹力先小于重力做加速运动，后大于重力，做减速运动，向上运动时，弹力先大于重力做加速运动，后小于重力，做减速运动，可知向上运动和向下运动速度都是先增大后减小，故D正确。

13.【答案】
【解析】【分析】
根据图像分析重力加速度；
利用求解下落高度；
根据动量定理求解缓冲垫对手机竖直方向上的最大作用力。

本题主要考查利用自由落体测量重力加速度，同时考查了动量定理的运用，能够通过图乙得出有效信息是解题的关键。

【解答】由图乙可读出当地的重力加速度大小约为。

根据图乙可知，下落时间约为，故下落高度为
根据图乙可知，缓冲时间为，根据动量定理
，
联立解得
14.【答案】；；；；；小
【解析】【分析】
根据电阻的大小关系得出电流表的接法并画出对应的连线；
根据指针的偏转角度选择更合适的挡位并读出对应的示数；
根据表中数据结合欧姆定律得出电动势和内阻；
根据表中的数据结合欧姆定律分析出电阻的变化即可。

本题主要考查了电源电动势和内阻的测量，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合闭合电路欧姆定律及表中的数据计算出电动势和内阻。

【解答】
电压表的内阻远大于干电池和R的阻值之和，故电流表相对于干电池和R外接，同时开关断开时，电压表应没有示数，故连线如图所示：
指针偏转如图乙线段“a”所示，方向偏转角较小，读数约为，说明量程选择较小，为使指针大致居中，应该换稍大的挡。

欧姆调零后再次测量时，读数为；
根据所给表格，可以判断，电流表示数与电压表示数应满足关系式：U I
根据闭合电路欧姆定律得：
U=E-I R0+r
解得：E；r
利用以上数据分析可以发现：随温度升高，干路电流增大，总电阻减小，则热敏电阻阻值变小。

故答案为：；；；；；小15.【答案】解：运动员没有摩擦冰面前，冰壶做匀减速直线运动，设加速度大小为，
t，s101t2，
时速度为，滑行距离为，则
，，，
解得a12，，s1；
，，；
摩擦冰面时冰壶仍做匀减速直线运动，设加速度大小的a 2，滑行距离为，
s，22，且s=s1，
则2
，，且，
解得2。

【解析】本题是动力学中的多过程问题，注意联系力和运动的桥梁是加速度。

不摩擦冰面时，冰壶做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得出加速度。

根据速度时间公式和位移时间公式得出加速度和末速度及位移；
摩擦冰面时冰壶仍做匀减速直线运动，根据速度位移公式得出加速度，再根据牛顿第二定律动摩擦因数。

16.【答案】解：
空气做等温变化有
解得
气体做等温变化
则
横截面积
B 体积为，可知高为2L，则有
解得
【解析】本题考查气体实验定律的应用中气缸类问题，难度不大。

气体等温变化，根据玻意耳定律进行求解；
对电子开关打开后再次稳定时，根据气体实验定律结合平衡条件进行求解。

17.【答案】解：粒子刚进入第1组磁场时的速度v，
，
解得；
粒子在第1组磁场中半径，，
根据几何关系可知，转过圆心角，，
运动周期，
运动时间；。