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

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上海市奉贤区三年（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·上海奉贤·统考一模）下列物理量中的“−”表示方向的是（　　）A．电势−5V B．气温−3℃ C．重力势能−12J D．速度−2m/s2．（2022·上海奉贤·统考一模）人立定跳远时，脚蹬地起跳前瞬间他的受力示意图是（　　）A． B．C． D．3．（2022·上海奉贤·统考一模）如图所示是某物体的运动轨迹。已知它运动速率保持不变，则在此过程中它运动的（　　）A．角速度变大，向心加速度变大 B．角速度变小，向心加速度变大C．角速度变大，向心加速度变小 D．角速度变小，向心加速度变小4．（2022·上海奉贤·统考一模）将一端固定在墙上的轻质绳在中间处分叉成相同的两股细绳，它们在同一水平面上。另一端控制两手同时用相同频率上下持续抖动，得到了如图所示某时刻波形。则图中分叉点（　　）A．为振动加强点，起振方向向上 B．为振动减弱点，起振方向向上C．为振动加强点，起振方向向下 D．为振动减弱点，起振方向向下5．（2022·上海奉贤·统考一模）一乒乓球在地面上方某高度处竖直向上抛出，设球在空中运动过程中受空气阻力的大小与速率成正比。以竖直向上为正方向，则球在空中运动的速度v—时间t图像可能（　　）A． B．C． D．6．（2022·上海奉贤·统考一模）如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波速为1m/s，当时，P点振动方向和位移分别为（　　）A．沿y轴正方向，-4cm B．沿y轴正方向，0C．沿y轴负方向，＋4cm D．沿y轴负方向，07．（2022·上海奉贤·统考一模）跳台滑雪运动员根据赛场边的一根风力指示杆上飘带判断现场风力的情况。若飘带可视为粗细相同的质量分布均匀的长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定不随高度改变。当飘带稳定时，它的实际形态最接近的是（　　）A． B．C． D．8．（2022·上海奉贤·统考一模）如图所示，一只鱼鹰发现河面的鱼后，沿虚线斜向下匀速俯冲，则空气对鱼鹰的作用力可能是（　　）A．F1 B．F2 C．F3 D．F49．（2022·上海奉贤·统考一模）一列水波穿过小孔发生了明显衍射现象，衍射后水波与衍射前水波相比（　　）A．波长变短 B．频率变高 C．波速不变 D．振幅不变10．（2022·上海奉贤·统考一模）雨滴由屋檐静止开始竖直下落，则它在相等时间内（　　）A．若忽略空气阻力，下落高度一定相同 B．若忽略空气阻力，速度变化一定相同C．若考虑空气阻力，下落高度一定相同 D．若考虑空气阻力，速度变化一定相同11．（2022·上海奉贤·统考一模）如图“旋转纽扣”游戏。现用力反复拉线两端，纽扣逆顺转动交替，纽扣绕其中心转速最大可达10 r/s。则可知纽扣边缘各质点绕其中心（　　）A．线速度在同一时刻相同，且可能在变小B．线速度在同一时刻相同，且一直在变大C．角速度在同一时刻相同，且可能在变小D．角速度在同一时刻相同，且一直在变大12．（2022·上海奉贤·统考一模）如图，有几根交于A点的光滑硬杆置于水平地面上，倾向不同。每根杆上均套有一小环，小环质量不相等。假设小环均从A点由静止开始各自沿杆下滑，以地面为零势能面，则各小环下滑过程中速率相等时（　　）A．离地高度相同 B．动能相同C．下滑时间相同 D．机械能相同13．（2022·上海奉贤·统考一模）如图所示，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中，绳的重力势能增加（　　）A．mgl B．mglC．mgl D．mgl14．（2020·上海奉贤·统考一模）一列沿+x轴方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图。则此时x=2m处的质点速度方向（　　）A．沿+x轴方向 B．沿-x轴方向C．沿+y轴方向 D．沿-y轴方向15．（2020·上海奉贤·统考一模）如图所示，实线表示波源S1、S2发出的两列水波的波峰位置，则图中（　　）A．a、b均为振动减弱B．a、b均为振动加强C．a振动加强，b为振动减弱D．a振动减弱，b为振动加强16．（2020·上海奉贤·统考一模）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FN<mgC．t2~t3时间内，v增大，FN <mg D．t2~t3时间内，v减小，FN >mg17．（2020·上海奉贤·统考一模）如图，在冬奥会短道速滑项目中，圆弧实线ON为正常运动路线的弯道，OM为运动员在O点的速度方向。若运动员在O点稍发生侧滑，她就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（　　）A．沿OM直线 B．在OM左侧区域ⅠC．在OM和ON之间区域Ⅱ D．在ON右侧区域Ⅲ18．（2020·上海奉贤·统考一模）如图，质量不同的A、B两小球分别用细线悬挂在等高的悬点、处。将两球拉至与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放。已知，设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时（　　）A．A球动能大于B球动能 B．A球机械能与B球机械能相等C．A球加速度大于B球加速度 D．A球向心力等于B球向心力 二、填空题19．（2022·上海奉贤·统考一模）在离地球约14光年的某红矮星周围有两颗星a、b，它们绕红矮星公转的周期分别是、，轨道可视为圆，如图所示，已知万有引力常量为G，则a、b公转半径之比为___________。根据上述信息___________（选填“能”“不能”）求出红矮星的质量。20．（2022·上海奉贤·统考一模）在轨空间站内货物都处于几乎完全失重状态。如图所示，有一长为2L的机械臂（可伸缩）操控物体移动，它的一端固定空间站上的O点。某次它使质量为m的货物绕O点做角速度为ω的匀速圆周运动，运动到A点立即停下然后又使货物从A点开始做匀加速直线运动，经过时间t到达B点，A、B间的距离为L。则机械臂提供货物做匀速圆周运动的向心力大小为______，货物运动到B点时机械臂对其做功的功率为______。21．（2022·上海奉贤·统考一模）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t = 0时的波形图，虚线为t = 0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，则波速为______m/s。t = 2 s时，x = 3 m处的质点所处的位置在______。22．（2022·上海奉贤·统考一模）天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r1 = 19600 km，周期T1 = 6.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r2 = 48000 km，则其周期T2约为______天，其线速度______卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。23．（2020·上海奉贤·统考一模）吊环比赛中开始时吊绳竖直，运动员的两臂从竖直位置开始缓慢展开到接近水平，形成如图所示“十字支撑”造型。则每根吊绳的拉力___________，两绳的合力___________。（选填“增大”、“不变”和“减小”）24．（2020·上海奉贤·统考一模）2020年12月3日，携带月球m=2kg样品的“嫦娥五号”上升器先完成月面竖直向上起飞，然后进入近圆形的环月轨道。设此环月轨道半径为r，月球的质量为M，万有引力常量为G，则在向上起飞阶段样品的惯性___________（选填“增大”、 “不变”和“减小”），上升器在此环月轨道上运行周期为___________。25．（2020·上海奉贤·统考一模）如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程可将她的身体视为一根直棒。已知重心在C点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和0.6m。若她在30s内做了15个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，每次上下来回用时约1.5s，在最高处停留约0.5s，则每次克服重力做功约为___________J， 30s内克服重力做功的功率约为___________W。（g取10m/s2） 三、解答题26．（2022·上海奉贤·统考一模）如图一个类似自动雨伞柄的装置，杆竖直放置于水平桌面上，套有一个滑块，初始时它们都处于静止状态。当滑块从A处以初速度v0=10m/s向上滑动时，受到杆的摩擦力1N，滑块滑到B处碰撞杆的上端，带动杆离开桌面一起竖直向上运动，它们向上运动的最大高度H=0.2m。已知滑块的质量m=0.2kg，杆的质量M=0.6kg，A、B间距L=1.2m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。问：（1）初始滑块静止时桌面受到的压力为多大？（2）滑块在A、B间滑动过程中，桌面对杆的支持力为多大？（3）滑块带动杆一起向上运动的初速度为多大？（4）滑块和杆组成的系统在上述过程中机械能损失了多少？27．（2022·上海奉贤·统考一模）如图，一段有50个减速带（图中黑点表示，未全部画出）的斜坡，假设斜坡光滑，倾角为θ，相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d。一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距离第1个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度相同。小车通过第50个减速带后立刻进入水平地面（连接处能量不损失），继续滑行距离s后停下。已知小车与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。求：（1）小车到达第1个减速带时速度的大小；（2）小车通过第50个减速带时速度的大小；（3）小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；（4）小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则L应满足什么条件？28．（2020·上海奉贤·统考一模）如图所示，倾角为θ=37°的斜面ABC固定在水平地面上，AB部分斜面粗糙，长LAB=3m，BC部分斜面光滑。一个质量m=1kg的小物块（可视为质点）以初动能Ek0=32J从斜面底端冲上斜面。已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25， g取10m/s2， ， ，以水平地面为零势能面，不计空气阻力。求：(1)画出物块沿AB部分斜面向上运动时受力示意图，并求出其加速度；(2)物块运动到B处时的速度大小；(3)为使物块不至于滑出斜面，BC部分的最小长度；(4)请判断物块的动能和重力势能相等的位置在AB段还是BC段，简要说明理由。
参考答案：1．D【详解】A．电势是标量，电势−5V，“−”表示电势比零电势低5V，“−”不表示方向，A错误；B．温度是标量，气温−3℃，“−”表示温度比零度低3℃，“−”不表示方向，B错误；C．重力势能是标量，重力势能−12J，“−”表示重力势能比零势能低12J，“−”不表示方向，C错误；D．速度是矢量，速度−2m/s，“−”表示速度方向与正方向相反，“−”表示方向，D正确。故选D。2．A【详解】立定跳远时，脚蹬地起跳前瞬间，人受到竖直向下的重力G，地面竖直向上的支持力FN，因脚相对地面有向后运动的趋势，则地面对人脚有水平向前的静摩擦力Ff。故选A。3．A【详解】由物体的运动轨迹可以看出，其轨迹曲率（半径）逐渐减小，由于速率不变，根据公式可知其角速度变大，向心加速度变大。故选A。4．A【详解】由题图知，两振源到A点（分叉点）相遇后叠加使得振动加强了，可知两手开始振动时的方向相同，A点为振动加强点，根据同侧法可判断知A点的起振动方向向上。故选A。5．D【详解】将乒乓球在地面上方某高度处竖直向上抛出，上升阶段，小球受到重力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律有mg+f=ma又 f=kv可得则知小球的加速度随着速度减小而减小，v-t图像的切线斜率逐渐减小，当v=0时，a=g；下降阶段，小球受到重力和向上的空气阻力，根据牛顿第二定律有mg-f=maf=kv得则知小球的加速度随着速度增大而减小，v-t图象的切线斜率不断减小，故ABC错误，D正确。故选D。6．D【详解】经过时间，波传播的距离为将t=0时刻的波形向左平移后，得到时的波形，可知，此时P点恰好位于平衡位置，即P点的位移为0。根据同侧法，可知，此时P点沿y轴负方向振动。故选D。7．A【详解】由于飘带粗细相同，则相同长度所受风力相同，将飘带分为n段，设每段质量为Δm，所受的风力为ΔF，以最下端一段为研究对象，该段飘带与竖直方向夹角为，根据平衡条件可得再以最下端的两段为研究对象，设这两段上端与竖直方向夹角为，根据平衡条件可得因此以此类推，每一段绳子与竖直方向夹角都相同，绳子成一条直线形状。故选A。8．B【详解】老鹰沿虚线斜向下匀速俯冲的过程中，可认为老鹰受两个力的作用，一是重力，二是空气的作用力，二力等大反向，合力为零，所以空气对老鹰的作用力可能是F2，选项B正确，ACD错误。故选B。9．C【详解】ABC．发生衍射现象时波的波长和频率都不变，都等于波源的波长和频率，由于波速是由介质的性质决定，所以波速不变，选项A、B错误，选项C正确；D．由于衍射使波的能量分布范围变大，从而导致单位面积上的能量变小，振幅变小，选项D错误。答案选C。10．B【详解】AC．若忽略空气阻力，雨滴做自由落体运动，有易知，在连续相等的时间内下落的高度依次增加，如所以下落高度不一定相同。同理，若考虑空气阻力，阻力随速度增加而增加，雨滴做变加速直线运动，下落高度一定不相同。故AC错误；BD．若忽略空气阻力，雨滴做自由落体运动，速度变化为在相等时间内一定相同，若考虑空气阻力，雨滴的加速度一直变化，速度变化一定不相同。故B正确；D错误。故选B。11．C【详解】AB．纽扣边缘各质点是同圆心转动，同一时刻角速度相同，转动的半径相同，由线速度公式可知，纽扣边缘各质点的线速度在同一时刻大小相同，由于线速度是有大小，又有方向的物理量，边缘不同位置的质点的线速度方向不同，所以纽扣边缘各质点绕其中心转动的线速度在同一时刻不相同；且可能在变小，不会一直在变大，AB错误；CD．由于纽扣边缘各质点是同圆心转动，所以角速度在同一时刻相同，且可能在变小，可能不会一直在变大，C正确，D错误。故选C。12．A【详解】设小环下滑的高度为h时，速率为v。根据机械能守恒定律得得则知，速率v相等，小环下落的高度h相等，离地高度相同；动能质量不同，所以动能不同，根据牛顿第二定律，倾角为 ，则 ，下落时间不同，整个过程机械能守恒，初态动能为零，而重力势能不同，所以机械能不同，故A正确BCD错误。故选A。13．A【详解】由题意可知，PM段细绳的重力势能不变，MQ段细绳的重心升高了，则重力势能增加故选A。14．C【详解】1．带动法：由机械波的产生可知，后一个质点的振动是由前一个质点的振动带动的，所以只要找到了前一个质点（靠近波源一方的质点）的位置，我们就可以判断后一个质点的振动方向。x=2m处的质点的前一个质点在上方，所以x=2m处的质点的振动方向就向上；２．微平移法：作出经微小时间(时间要小于四分之一周期)后的波形，由波形就可以知道各质点经过这个时间到达的位置，已知波向右传播，所以x=2m处的质点的速度向上；3．上下坡法：把波形看成是山坡，上坡时质点的振动方向向下，下坡时质点的振动方向向上，已知波向右传播，故x=2m处的质点处于下坡，故速度方向向上；4．同侧法：波的传播方向与质点的振动方向必须在波形的同一侧，已知波向右传播，x=2m处的质点速度就必须向上；故ABD错误，C正确。故选C。15．D【详解】设两列波的波长为λ。由图读出，b到波源S1、S2的距离都是3.5λ，路程差为0，则b点为振动加强的位置；a点到波源S1、S2的距离分别为2.5λ和4λ，路程差为则a点为振动减弱的位置；故选D。16．D【详解】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FN<mgA错误；B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mgB错误；CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则FN>mgC错误，D正确。故选D。17．C【详解】发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，而受的合外力仍然指向圆心，若运动员水平方向不受任何外力时沿方向做离心运动，实际上运动员还要受摩擦力作用，所以滑动的方向在在和之间区域Ⅱ，故ABD错误，C正确。故选C。18．B【详解】A．根据机械能守恒有故动能等于mgL，但由于不能明确质量关系，故无法确定两球的动能大小关系，故A错误；B．A、B两球初始位置的机械能相等，两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故两球在最低点的机械能也相等，故B正确；C．根据机械能守恒解得而向心加速度故向心加速度与绳长无关，故两球的向心加速度相等，故C错误；D．根据向心力公式可得，向心力因两球的质量不相等，故向心力不相等，故D错误。故选B。19．          不能【详解】[1]根据开普勒第三定律可得[2]围绕红矮星运动的星球的公转半径未知，根据题中信息无法求出红矮星的质量。20．          【详解】（1）根据向心力表达式，机械臂提供货物做匀速圆周运动的向心力大小为（2）货物匀加速过程有则物运动到B点时机械臂对其做功的功率根据动能定理有解得21．     6     波谷位置【详解】[1][2]由图所示，波长λ=4m，据周期T＞0.5s可得：波的传播距离△x＜λ，由图可得△x=3m故波速周期t = 2 s时，经过3个周期，所以x = 3 m处的质点所处的位置在波谷位置。22．     24.3     小于【详解】[1][2] 据开普勒第二定律得周期T2约为24.3天，根据轨道半径小，线速度大，所以卫星2线速度小于卫星1的线速度。23．     增大     不变【详解】[1][2]对运动员受力分析，受到重力、两个拉力，由于人一直处于静止状态，故合力大小为零，保持不变，两绳子拉力合力与重力等大反向，两绳的合力保持不变，由于两个拉力的合力不变，且夹角变大，故两个拉力不断变大24．     不变         【详解】[1]在向上起飞运动中，样品的质量大小不变，因此样品的惯性不变。[2]由月球引力提供向心力可得解得上升器在此环月轨道上运行周期为25．     144     72【详解】[1]每次重心C上升的高度为每次克服重力做功约为 [2]30s内克服重力做功的功率26．（1）8N；（2）5N；（3）；（4）6J【详解】（1）以滑块和杆整体作为研究对象，受力如图，根据物体的平衡条件，得到桌面对杆的支持力根据牛顿第三定律，桌面受到的压力等于桌面对杆的支持力为8N。（2）以杆为研究对象，受力如图，根据物体的平衡条件，得到则（3）滑块带动杆一起向上做竖直上抛运动，以一起开始运动的位置为零势能面，对整体，根据机械能守恒定律初速度（4）系统一起竖直上抛过程机械能守恒，所以对整个过程机械能的损失即机械能损失了6J27．（1） ；（2） ；（3）；（4）L＞d＋【详解】解：（1）小车由静止起下滑L过程，只受重力做功，根据机械能守恒定律ΔEk +ΔEp = 0= 0（2）在水平地面上，小车水平方向受到摩擦力即合外力，根据牛顿第二定律，得到f = ma=μmg得到加速度大小为a =μg 由公式，得v50 =（3）由题意可知，通过第30个及后面的减速带时小车的速度相同，所以经过每个减速带损失的机械能即相邻两减速带小车通过时重力势能的减少量。ΔE机 = = mgdsinθ（4）小车从静止起释放到下滑经过第30个减速带过程，有，小车重力势能减少的同时动能增加了，所以机械能损失的总量 －每一个减速带上损失的机械能 > 得L＞d＋28．(1)，8m/s2；(2)4m/s；(3)m；(4)AB段，见解析【详解】(1)物体在AB段受力分析如右图，受到重力G、支持力FN、摩擦力Ff三力，斜面倾角为θ，根据牛顿第二定律得解得 方向沿斜面向下（2）根据动能的定义式 得物体在A点的速度再根据运动学公式得（3）物体在BC段受力分析如右图根据得(4)AB段，B处的动能为B处的重力势能为小物块从A到B的过程中，动能从32J减小到8J，重力势能从0增加到18J，会在某处出现动能和重力势能相等的位置；由B到C的过程中，动能减少，重力势能增加，不可能出现动能和重力势能相等的位置。