上海市嘉定区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-01力学（基础题）

上海市嘉定区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-01力学（基础题）

一、单选题

1．（2022·上海嘉定·统考一模）引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（　　）

A． B． C． D．

2．（2022·上海嘉定·统考一模）篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则篮球对水平地面的压力是由（　　）

A．篮球的形变而产生方向斜向下

B．地面的形变而产生方向斜向下

C．篮球的形变而产生方向竖直向下

D．地面的形变而产生方向竖直向下

3．（2022·上海嘉定·统考一模）摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（　　）

A．受到重力、支持力和向心力的作用

B．所受的地面作用力恰好与重力平衡

C．所受的合力可能不变

D．所受的合力始终变化

4．（2022·上海嘉定·统考一模）如图所示，当弹簧振子从平衡位置O运动至最右端C的过程中，在做（　　）

A．加速度不断增大的加速直线运动 B．加速度不断增大的减速直线运动

C．加速度不断减小的加速直线运动 D．加速度不断减小的减速直线运动

5．（2022·上海嘉定·统考一模）一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始上升，到达某一高度时撤去外力.若不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E随时间t变化的关系图象是

A． B．

C． D．

6．（2022·上海嘉定·统考一模）如图，在“研究共点力的合成”的实验中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时、间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及的方向不变，绕点O逆时针旋转，使两分力的夹角逐渐增大，这一过程中（　　）

A．一定增大，、的合力也随之增大

B．一定增大，但、的合力保持不变

C．不一定增大，、的合力也不一定增大

D．不一定增大，但、的合力保持不变

7．（2022·上海嘉定·统考一模）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率的平方（v2）与环绕半径的倒数的关系如图所示，图中b为图线纵坐标的最大值，图线的斜率为k，引力常量为G，则地球的质量和半径分别为（   ）

A．kG，kb B．， C．kb D．kG，

8．（2022·上海嘉定·统考一模）利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如右图所示，则手机（　　）

A．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力先减小后增大

B．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力逐渐减小

C．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力先减小后增大

D．时刻开始减速上升  时间内所受的支持力逐渐减小

9．（2022·上海嘉定·统考一模）演示桌面微小形变的实验采用了放大法，下列研究用到相同实验方法的是（　　）

A．斜面理想实验

B．卡文迪什扭秤实验

C．共点力合成实验

D．影响向心力大小因素实验

10．（2022·上海嘉定·统考一模）单摆在经过平衡位置时，它的（　　）

A．速度为0 B．加速度为0 C．回复力为0 D．机械能为0

11．（2022·上海嘉定·统考一模）一位同学将水杯竖直握在手里，匀速走在校道上。如果水杯离地的高度保持不变，当他减速向前走时。手对水杯的作用力（　　）

A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定

12．（2022·上海嘉定·统考一模）图a、b、c是中学物理推导初速度为0的匀变速直线运动位移公式所用的v-t图像。下列关于位移公式的推导和这三幅图的说法正确的是（　　）

A．这里位移公式的推导主要采用了无限分割与逼近的思想

B．图a利用矩形面积和表示的位移大小比真实位移大

C．图b的矩形面积和比图c的三角形面积更接近真实位移的大小

D．这种用面积表示位移大小的方法只适用于匀变速直线运动

13．（2022·上海嘉定·统考一模）图甲为烤肠机，香肠放置于两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量均匀的圆柱体，烤熟后质量不变，半径变大，金属杆不再转动。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩。若金属杆对香肠的支持力为FN；两根金属杆对香肠的合力为F合，则香肠烤熟后（　　）

A．FN增大，F合增大 B．FN增大，F合不变

C．FN减小，F合增大 D．FN减小，F合不变

14．（2022·上海嘉定·统考一模）一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1m和x2=4m处质点的振动图像如图甲、图乙所示，则此列波的传播速度不可能是（　　）

A．0.6m/s B．1m/s C．2m/s D．3m/s

15．（2021·上海嘉定·统考一模）经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（　　）

A．2.5×10-1m/s B．2.5×102m/s C．2.5×105m/s D．2.5×108m/s

16．（2021·上海嘉定·统考一模）通常的手表上，秒针正常动时的角速度大约是（       ）

A．0.05rad/s B．0.1rad/s C．1rad/s D．6rad/s

17．（2021·上海嘉定·统考一模）在离水面高h处的跳台上，运动员以大小为v0的初速度竖直向上起跳，重力加速度大小为g，为估算运动员从起跳到落水的时间t，可选用的方程是（　　）

A． B．

C． D．

18．（2021·上海嘉定·统考一模）如图所示，一物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角增大时，物体由静止变为运动，发现倾角θ为30°和37°时，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为（　　）

A． B． C． D．

19．（2021·上海嘉定·统考一模）某同学为了估算地球的质量，用摆长为L的单摆做小振幅摆动，测得周期为T，若地球半径为r，则地球质量为（  ）

A． B． C． D．

20．（2021·上海嘉定·统考一模）如图为某运动员做蹦床运动时，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设运动员仅在竖直方向运动，且不计空气阻力，g取10m/s2。依据图像给出的物理信息，运动员离开蹦床上升的最大高度H和运动员的最大加速度大小a分别为（　　）

A．5m、40m/s2 B．5m、50m/s2

C．9.8m、40m/s2 D．9.8m、50m/s2

二、填空题

21．（2022·上海嘉定·统考一模）一汽车在水平地面上行驶，因前方故障采取紧急措施，此过程可看做是匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：，则汽车刹车时加速度大小为_______：汽车刹车5s内的位移为_______m。

22．（2022·上海嘉定·统考一模）图a为利用发波水槽得到的水面波形图这是波的_______现象：用实线表示波峰，虚线表示波谷，波的图样如图b所示，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向_______。（选填“向上”或“向下”）

23．（2022·上海嘉定·统考一模）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。右图为1500千瓦的风机机组，风机叶片大约有35m长，风力发电机每转动一周，大概需要5s，由此可估算出风机叶尖速可达_______m/s：机组一天发电量约______度，可供15个家庭使用一年（结果保留整数）。

24．（2022·上海嘉定·统考一模）2021年10月，神舟十三号载人飞船成功发射，若点火不久，火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍，则此时飞船的加速度大小为___________；飞船经多次变轨后与空间站组合体完成交会对接，共同沿圆形轨道环绕地球运行，已知运行周期为T，地球半径为R，则空间站离地面的高度为___________（地球表面的重力加速度为g）。

25．（2021·上海嘉定·统考一模）一列波长大于2.5m的简谐横波沿直线方向由a传播到b，a、b相距3m，a、b的振动图像如图所示，则该波的波长为________m；波从a传播到b所需要的时间为________s。

三、解答题

26．（2022·上海嘉定·统考一模）如图所示为一遥控电动赛车（可视为质点），它的运动轨道由长L=8m的粗糙直轨道AB与半径均为R=0.1m的四分之一光滑圆弧轨道BC、CD平滑连接而成。假设在某次演示中，赛车从A位置由静止开始运动，通电t=2s后关闭电动机，赛车继续前进一段距离后进入竖直圆弧轨道BCD。若赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力f=0.4N，赛车质量为m=0.4kg，通电时赛车电动机输出的牵引力恒为F=1.2N，空气阻力忽略不计，取。则：

（1）赛车在AB段运动时的最大速度及它到达B点时的速度大小；

（2）赛车到达D点时的速度大小；

（3）要使赛车刚好到达D点，电动机的工作时间为多长？

27．（2022·上海嘉定·统考一模）如图甲所示，一台起重机将质量m=200kg的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，4s末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物，5s末重物达到最大速度vm。整个过程中重物的v-t图像如图乙所示。取g=10m/s2，不计额外功率。试计算：

(1)起重机的额定功率P；

(2)重物的最大速度vm；

(3)前5s起重机的平均功率。

参考答案：

1．C

【详解】由万有引力公式

得

其中，则有

经计算单位为。

故选C。

2．C

【详解】水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的竖直向下的弹力。故C正确，ABD错误。

故选C。

3．D

【详解】A．摩托车沿圆弧弯道以不变的速率行驶时，受到重力、支持力、和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是实际受力，故A错误；

B．地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，与重力不平衡，故B错误；

CD．摩托车做匀速圆周运动，合力方向始终指向圆心，所以所受合力始终变化，故C错误，D正确。

故选D。

4．B

【详解】弹簧振子从平衡位置O向最右位置C的运动过程中合外力逐渐增大，加速度不断增大速度不断减小，即做加速度不断增大的减速运动，B正确，ACD错误。

故选B。

5．A

【分析】恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒．物体先做匀加速直线运动，后做竖直上抛运动，由能量关系分析．

【详解】设物体在恒力作用下的加速度为a，由功能原理可知，机械能增量为：△E=F△h=F•at2，知E-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变．故A正确，BCD错误．故选A.

6．D

【详解】保持结点O的位置，即橡皮条的形变量不变，可得、的合力保持不变；的方向不变，绕点O逆时针旋转，即、间的夹角由锐角开始逐渐增大，则先减小后增大，故不一定增大。

故选D。

7．B

【详解】根据

得

故直线的斜率

k = GM

则行星的质量为

当轨道半径恰好等于星球半径时，卫星贴近星球表面飞行，线速度最大，则有

解得

故选B。

8．D

【详解】时刻手机加速度最大，但时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，时刻之后，手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机将减速上升一段时间，手机在时间内，向上的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得

故支持力逐渐减小，手机在时间内，向下的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得

可知支持力继续减小，可知时间内所受的支持力逐渐减小。

故选D。

9．B

【详解】A．斜面理想实验采用了实验与理论的逻辑推理得出结论，所以A错误；

B．卡文迪什扭秤实验也是采用了放大法，所以B正确；

C．共点力合成实验采用了等效替代法，所以C错误；

D．影响向心力大小因素实验采用了控制变量法，所以D错误；

故选B。

10．C

【详解】ACD．由简谐运动特点可知，单摆在经过平衡位置时，它的回复力为0，速度最大，则机械能不为0，故AD错误，C正确；

B．由于单摆做曲线运动，加速度不为0，故B错误。

故选C。

11．A

【详解】匀速行走时，根据平衡条件得，手对水杯的作用力为

减速向前走时，设加速度为，由平行四边形定则得

故A正确，BCD错误。

故选A。

12．A

【详解】A．这里位移公式的推导主要采用了无限分割与逼近的思想，所以A正确；

B．图a利用矩形面积和表示的位移大小比真实位移小，所以B错误；

C．图c的三角形面积和比图b的矩形面积更接近真实位移的大小，所以C错误；

D．这种用面积表示位移大小的方法只适用于任意的直线运动，所以D错误；

故选A。

13．D

【详解】以香肠为研究对象，受到重力、两边金属杆的支持力，如图所示

香肠烤熟后质量不变，半径较大，重心升高，支持力与重力反方向的夹角减小；由力的平衡知识可得

解得

由于变小，变大，变小；

由于香肠烤熟后质量不变，根据平衡条件可得两根金属杆对香肠的合力始终与香肠的重力等大反向，保持不变，故ABC错误，D正确。

故选D。

14．C

【详解】当该列波向左传播时，根据题干可知1m和4m之间的距离满足的关系为

则由可得波速为

当n=0时，可得；当n=1时可得；

当波向右做传播时1m和4m之间的距离关系满足

则

当n=0时可得；当n=1时可得。故ABD正确，C错误。

本题选不可能的，故选C。

15．D

【详解】经典力学适应于宏观低速物体，不适应微观高速粒子，当物体的速度接近光速时，经典力学不再适用。

故选D。

16．B

【详解】秒针转动规律可知60s转动一周，则根据角速度公式可知故B正确；ACD错误；故选B

17．B

【详解】若选取向上为正方向，则初速度为，加速度为，位移为，根据匀变速运动位移规律可得

若选取向下为正方向，则初速度为，加速度为，位移为，根据匀变速运动位移规律可得

故选B。

18．C

【详解】当木板倾角是30°时，物块受到是静摩擦力，其大小等于

当木板倾角是37°时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于

由题意可得

解得

19．C

【详解】根据单摆的周期公式有

T = 2π

根据万有引力与重力的关系有（忽略地球自转）

mg = G

解得

M =

故选C。

20．A

【详解】由图给信息可知静止时蹦床的弹力等于重力，即

G=500N

则运动员质量为

m=50kg

又最大弹力为2500N

则运动员的最大加速度为

运动员在空中时间

t0=8.7-6.7s=2s

下落时间

则最大高度为

故选A。

21．     4     32

【详解】[1]根据匀变速直线运动的位移时间关系

可得

，

[2]由加速度的定义可得

解得汽车的刹车时间为

故汽车刹车5s内的位移即4s内的位移为

22．     干涉     向下

【详解】[1]当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，是波发生了干涉现象．

[2]B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，根据同侧法知C点的振动方向向下。

23．     44

     36000

【详解】[1]由线速度公式，风机叶尖速度为

[2]机组一天发电量约为

24．         

【详解】[1]仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍，由牛顿第三定律可知宇航员受到的支持力，那么宇航员受到的合外

故此时飞船的加速度大小

[2]地球表面，物体重力即万有引力，所以

所以

飞船沿圆形轨道环绕地球运行，万有引力提供向心力，所以有

所以飞船离地面的高度

25．     4     3

【详解】[1]在t=0时刻质点a位于平衡位置向上运动，b位于波峰，则a、b间距离

得

（n=0，1，2，…）

又根据条件知，波长大于2.5m，则得n只能取0，得到波长为

[2]由图读出周期T=4s，所以波速为

该波由a传播到b历时为

26．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）依题意，可知赛车在AB段运动时，当通电t=2s后关闭电动机瞬间，赛车的速度最大，根据牛顿第二定律有

代入相关数据求得

此时赛车通过的位移为

关闭电机后，根据牛顿第二定律可得赛车的加速度大小为

则赛车减速到达B点时，有

代入相关数据求得

（2）赛车从B点到达D点时，根据动能定理有

求得

（3）若赛车刚好到达D点，则此时赛车速度为0，根据动能定理可得赛车运动的整个过程有

其中

联立以上式子求得

27．(1)；(2)；(3)

【详解】(1)由图可知重物匀加速的加速度为

由牛顿运动定律得

解得

起重机的额定功率为

(2)重物的最大速度为

(3)前4s内的位移为

由功能关系得

解得