上海市虹口区三年（2020-2022）年高考物理一模试题按知识点分层-01力学（基础题）

上海市虹口区三年（2020-2022）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·上海虹口·统考一模）任意相等的两段时间内，运动物体速度的改变量可能不同的是（　　）

A．自由落体运动 B．竖直上抛运动 C．匀速圆周运动 D．匀减速直线运动

2．（2022·上海虹口·统考一模）某同学站在电梯内的台秤上，发现台秤的读数比静止时少了5千克。则电梯（　　）

A．正在向上运动 B．正在向下运动

C．一定向下加速运动 D．可能向上减速运动

3．（2022·上海虹口·统考一模）某次排球比赛中，运动员将排球沿水平方向击出，对方拦网未成功。如不计空气阻力，则排球落地前的动能（　　）

A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小后增大

4．（2022·上海虹口·统考一模）如图，港珠澳大桥为斜拉桥，桥面一侧的钢索均处在同一竖直平面内，且索塔两侧对称分布。则下列说法正确的是（　　）

A．增加钢索数量，可减小索塔受到总的拉力

B．适当降低索塔的高度，可以减小钢索承受的拉力

C．钢索对称，可以保证钢索对索塔拉力的合力为零

D．钢索对称，可以保证钢索对索塔拉力的合力偏离竖直方向不至于过大

5．（2022·上海虹口·统考一模）如图，我国发射的“高分五号”卫星，其轨道离地高度约为705km，而“高分四号”的轨道离地约为36000km。它们均绕地球做匀速圆周运动，则“高分五号”比“高分四号”小的物理量是（　　）

A．周期 B．角速度 C．线速度 D．加速度

6．（2022·上海虹口·统考一模）图（甲）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P、Q分别为波上的两个质点，图（乙）为Q点的振动图象，则（　　）

A．波沿+x方向传播

B．波的传播速度大小为0.4m/s

C．t=0.15s时，Q点的加速度达到正向最大

D．t=0.10s到0.25s的过程中，P点通过的路程为30cm

7．（2021·上海虹口·统考一模）航天飞机中的物体处于完全失重状态时，其（　　）

A．受到的合力为零

B．受到的向心力为零

C．对支持物的压力为零

D．受地球的万有引力为零

8．（2021·上海虹口·统考一模）伽利略在著名的斜面实验中，让一小球自倾角可调、长度一定的光滑斜面顶端由静止释放，并开始计时。他得出的结论是（　　）

A．小球在斜面上的位移与时间成正比

B．小球在斜面上的位移与时间的平方成正比

C．小球到达斜面底端时速度的大小与倾角无关

D．小球从斜面顶端到达底端所需的时间与倾角无关

9．（2021·上海虹口·统考一模）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车（　　）

A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动

B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动

C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动

D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动

10．（2021·上海虹口·统考一模）我国发射的“天问一号”，将于明年5月抵达火星。火星和地球绕太阳的公转均近似为匀速圆周运动，已知火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的1.5倍，则（　　）

A．火星公转的周期比地球长

B．火星公转的线速度比地球大

C．火星公转的角速度比地球大

D．火星公转的加速度比地球大

11．（2021·上海虹口·统考一模）一列简谐横波沿x轴负方向传播。当t=0时其波形如图所示，则t=T时（　　）

A．Q处质点传播到图中的P点

B．Q处质点的加速度沿y轴正方向

C．P、Q两处质点的振动速度一样大

D．1cm<x<3cm范围内的质点均向y轴的负方向运动

12．（2021·上海虹口·统考一模）如图，物块以一定的初始速度v0由底端冲上粗糙程度均匀的斜面，最高到达B点。若物块在滑行过程中（　　）

A．施加一个竖直向下的恒力，最高仍到B点

B．施加一个竖直向上的恒力，最高仍到B点

C．施加一个水平向右的恒力，最高可能在B点之下

D．施加一个水平向右的恒力，最高必在B点之上

13．（2021·上海虹口·统考一模）图（a）中物块A静止在水平地面上，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图（b）所示。设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力的大小相等，则（　　）

A．t1时刻物块的速度为零

B．t2时刻物块的速度最大

C．t3时刻F的功率为零

D．时间内F对物块先做正功后做负功

二、填空题

14．（2022·上海虹口·统考一模）图示方法可以估测人的反应时间：甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，零刻线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即抓捏直尺，读出抓捏位置的刻度为h。若用该直尺测量反应时间的范围为0~0.4s，则直尺的长度至少为________m（g取10m/s2）。若在直尺的另一面每隔0.05s标记测量反应时间的刻度线，则刻度线是________的（选填“均匀”或“不均匀”）。

15．（2022·上海虹口·统考一模）一单摆的摆长为L，将摆球向左拉至水平标志线上（图中虚线）。由静止释放摆球，当摆球运动至最低点时，摆线碰到障碍物P，摆球继续摆动。用频闪相机长时间拍摄，得到图示照片，则摆线的悬点O与障碍物P在竖直方向之间的距离为________。不计空气阻力，摆线向右碰到障碍物的瞬间，摆球的角速度突然增大，其原因是：________。

16．（2022·上海虹口·统考一模）如图，质量为m的圆环套在固定的粗糙程度均匀的竖直杆上，轻质弹簧的左端固定在墙壁上的O点，右端与圆环相连。初始时刻，圆环处于A点，弹簧水平，且恰好处于原长状态。将圆环从A点由静止释放，第一次经B点时环的速度最大，最低可到达C点。之后，圆环沿杆向上滑动。忽略空气阻力的影响，则圆环从C点向上运动的过程中，速度最大的位置________（选填“在B点”、“在B点上方”、“在B点下方”、“无法确定”）。圆环从A运动到C点的过程中，各种能量的变化情况是：___________。

17．（2021·上海虹口·统考一模）某同学在水槽内做如图所示的两个实验。图（a）中A、B为两块挡板，一列水波穿过A、B之间的缝隙后如图所示；图（b）中S1和S2为两个波源，发出两列水波后形成如图所示的图案。两幅图中，属于波的衍射现象的是______。能够观察到图（b）现象的条件是____。

18．（2021·上海虹口·统考一模）如图，将A、B两个小球同时从离地相同的高度以相同大小的初速度v0分别竖直上抛和下抛，不计空气阻力。在B落地之前的过程中，两个小球之间的距离______（填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）；两者落地的时间差Δt=____。

19．（2021·上海虹口·统考一模）如图，三块完全相同的磁铁A、B、C套在固定的光滑竖直杆上，相邻磁铁间同名磁极相对。平衡后A、B均悬浮在空中，C在桌面上，则相邻两块磁铁间的距离h1______h2（选填“>”、“<"或“=”）。若缓慢下压磁铁A，则磁铁之间因为相互作用力而具有的势能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

20．（2021·上海虹口·统考一模）如图，两根电线杆之间架起的电线由于自身重力的作用，中间总是稍有下垂。已知两杆之间电线的总质量为m，端点处的切线与水平方向的夹角为θ，则最低点C处的张力FTC=________。冬天，由于热胀冷缩的原因，θ会变小，试解释工作员人员架设电线不能绷紧的原因：________。

三、解答题

21．（2022·上海虹口·统考一模）如图，半径R=1m的光滑圆弧轨道BCD固定在竖直平面内，B端与粗糙程度均匀的斜面AB相切，AB与水平方向的夹角θ=37°。质量m=1kg的小滑块（可视为质点），从A点由静止释放，到达C点时的速度vC=2m/s。已知A、B两点的高度差h=1.5m，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）滑块经过B点时速度vB的大小；

（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ；

（3）若调整A点的高度，使得滑块经过D点时，与轨道间恰无弹力作用，则滑块经过B点时的速度vB′应为多少？

（4）若A、B两点间的高度差减小为h′=0.8m。某同学认为：当滑块从A点由静止释放时，立即对其施加适当大小的水平向右拉力F（到达B点后立即撤去F），滑块一定能沿轨道到达D点。该方案是否可行？请说明理由。

22．（2021·上海虹口·统考一模）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求：

（1）运动员第一次经过B点和C点的速度vB、vC；

（2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ；

（3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。

参考答案：

1．C

【详解】自由落体运动、竖直上抛运动和匀减速直线运动的加速度都是不变的，根据

∆v=at

可知，在任意相等的两段时间内，物体速度的改变量都相等；匀速圆周运动的加速度是变化的，则在任意相等的两段时间内，物体速度的改变量可能不相等。

故选C。

2．D

【详解】由题意可知，该同学失重，则电梯的加速度向下，即可能向下加速或者向上减速运动。

故选D。

3．B

【详解】排球落地前，合外力（重力）做正功，则动能逐渐变大。

故选B。

4．D

【详解】A．对桥身进行受力分析可知，钢索总的拉力的合力与桥身与钢索的总重力大小相等、方向相反，则增加钢索的数量，钢索总的拉力不变，即索塔受到的总的拉力不变，故A错误。

B．合力一定，分力间的夹角越大，则分力越大。则适当降低索塔的高度，则两侧钢索间的夹角变大，钢索承受的拉力变大，故B错误。

CD．根据对称性可知，索塔两侧钢索对称分布，拉力大小相等时，水平分力抵消，钢索对索塔的合力竖直向下，不为零，两侧对称的钢索可以保证钢索对索塔拉力的合力偏离竖直方向不至于过大，故C错误，D正确。

故选D。

5．A

【详解】设质量为m的卫星绕地球做周期为T、速度大小为v、加速度大小为a、角速度大小为ω的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有

分别解得

因为“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的轨道半径小，所以“高分五号”的线速度、角速度和加速度比“高分四号”的线速度、角速度和加速度大，“高分五号”的周期比“高分四号”的周期小。

故选A。

6．C

【详解】A. 根据Q点的振动图象可知，在t=0.10s时刻，质点Q向下振动，结合波形图可知，波沿-x方向传播，A错误；

B. 波的传播速度大小为

B错误；

C. t=0.15s时，Q点处在波谷位置，则此时加速度达到正向最大，C正确；

D. 因波的周期为T=0.2s，则t=0.10s到0.25s的过程中经历了，因为P点在t=0.10s时刻不是在波峰波谷位置，也不是在平衡位置，则通过的路程不等于3A=30cm，D错误。

故选C。

7．C

【详解】A．处于完全失重状态物体，其向心加速度为g，而不为零，受到的合力不为零，故A错误；

BD．处于完全失重状态的物体依然受地球的引力，此力提供向心力，故BD错误；

C．处于完全矢重状态的物体对与之接触的物体无力的作用，故C正确；

故选C。

【点睛】

8．B

【详解】AB．伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，A错误B正确；

C．斜面光滑，长度一定时，斜面得倾角不同则小球下降的高度不同，所以到达底端的速度也不同，C错误；

D．斜面光滑，斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，D错误。

故选B。

9．B

【详解】A．有题意可知当公交车缓慢启动时，两只箱子与公交车之间的有可能存在静摩擦使箱子与公交车一起运动，故A错误；

B．急刹车时，由于惯性，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；

C．当公交车缓慢转弯时，两只箱子与车之间的摩擦力可能提供向心力，与车保持相对静止，故C错误；

D．当公交车急转弯时，由于需要向心力大，行李箱一定相对车子向外侧运动，故D错误。

故选B。

10．A

【详解】火星和地球均绕太阳做圆周运动，根据

可得

可知，因为火星的轨道半径较大，则火星的周期较大、线速度较小、角速度较小、加速度较小。

故选A。

11．B

【详解】A．简谐横波上的质点只会纵向移动，不存在横向移动，横向传播的是振动状态，故A错误；

B．当时，Q处质点在波谷，则此时的加速度沿y轴的正方向。故B正确；

C．当时，Q处的质点此时的振动速度是0，而P处质点处于平衡位置，速度为最大。故C错误；

D．当时，该波向左传播，由上下坡法可知1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动；2cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动。故D错误；

故选B。

12．C

【详解】AB．设物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则由动能定理

施加一个竖直向下的恒力，则由动能定理

则

物体不能到达B点； 同理施加一个竖直向上的恒力，由动能定理

则

即物块到达B点以上，选项AB错误；

CD．施加一个水平向右的恒力，由动能定理

即

由数学知识可知，当时，最高在B点之上；

当时，最高在B点之下；则选项C正确，D错误。

故选C。

13．A

【详解】A．t1时刻前，推力小于最大静摩擦力，物体静止不动，位移为0，所以t1速度为零，故A正确；

B．t1时刻开始，推力大于最大静摩擦力，物体由静止开始加速运动，内推力大于最大静摩擦力，物体处于加速状态，时刻后，推力小于最大静摩擦力，物体做减速运动，故时刻速度最大，故B错误；

C．t3时刻F不为零，速度不为零，且速度与F方向相同，根据可知，F的功率不为零，故C错误；

D．时间内速度方向没有改变，力F方向也没变，所以F对物块A一直做正功，故D错误。

故选A。

【点睛】目前已知的所有宏观物体都是靠惯性运动，力只是改变速度的原因，t0时刻前，合力为零，物体静止不动，t0到t2时刻，合力向前，物体加速前进，t2之后合力向后，物体减速前进。

14．     0.8     不均匀

【详解】[1]根据自由落体运动的规律可知，直尺的长度至少为

[2]根据

可知，直尺下落的高度随时间逐渐增加，且h与时间t不是正比关系，可知若在直尺的另一面每隔0.05s标记测量反应时间的刻度线，则刻度线是不均匀的。

15．          水平方向没有力的作用，线速度大小不变，但半径减小，故角速度突然增大

【详解】[1] 设频闪相机闪光周期为∆T，则由图可知，单摆在左半部分摆动时

在右半部分摆动时

根据单摆周期公式

解得

[2]摆线向右碰到障碍物的瞬间，摆球水平方向没有力的作用，线速度大小不变，但半径减小，故角速度突然增大。

16．     在B点下方     动能先增大后减小、重力势能逐渐减小、弹性势能逐渐增大、内能逐渐增大

【详解】[1]圆环向下运动时，经过B点时速度最大，则受合力为零，则竖直方向

圆环向上运动时，经过B′点时速度最大，则受合力为零，则竖直方向

则

可知在B′点时弹簧伸长量较大，即B′点在B点下方；

[2]圆环从A运动到C点的过程中，各种能量的变化情况是：速度先增加后减小，则动能先增大后减小、重力势能逐渐减小、弹性势能逐渐增大、内能逐渐增大。

17．     图（a）     S1和S2的频率相同

【详解】[1][2]两幅图中，属于波的衍射现象的是图（a）。能够观察到图（b）现象的条件是S1和S2的频率相同。

18．     增大    

【分析】根据竖直上抛运动的对称性，求得小球A从最高点落回出发点用时即为上升到最高点的时间，A小球落回出发点时速度为，继续下落的时间和B小球下落时间相同。

【详解】[1]A小球向上做匀减速运动，加速度为；B小球向下做匀加速运动，加速也为，相同时间内两小球的速度变化量大小相等，当B小球刚好落地时，A小球速度减为零，达到最高点，此时两球的距离最大，所以在B球落地之前，两个小球之间的距离增大，故选填“增大”；

[2]B小球落地时，A小球速度减为零达到最高点，时间为

A小球从最高点落回地面所需时间为两者落地时间差，即

19．     >     增大

【详解】[1]将A和B看作一个整体，则C对B的作用力与整体的重力平衡，B对A的作用力与A的重力平衡，所以C对B的作用力大于B对A的作用力，即

[2] 缓慢下压磁铁A，外力对系统做正功，根据能量守恒，系统因为相互作用力而具有的势能将增大。

20．     mgcotθ     见解析

【详解】[1]对AC受力分析可知：竖直方向

水平方向

解得

[2]冬天，θ越小，电线上承受的最大张力FTA将更大，端点处的电线容易被拉断。所以电线不能绷的过紧。

21．（1）4m/s；（2）0.35；（3）6.78m/s；（4）该方案不可行。理由见解析

【详解】（1）B、C两点高度差

B到C的过程，机械能守恒

解出

（2）A到B过程，位移

由运动学公式

得到

滑块受三个力的作用，受力如图

牛顿第二定律

解出

（3）D处牛顿第二定律

解出

B、D两点高度差

B到D过程，机械能守恒

解出

（4）解法一：

由上问可知，能沿轨道到达D点，经过B点的速度应大于或等于，沿斜面运动到B点的位移

由运动学公式

可得

滑块在斜面上运动的加速度应大于或等于

滑块在斜面上受四个力作用，水平拉力F越大，加速度越大。

但滑块不能脱离斜面，故拉力F最大时

此时，弹力、摩擦力均为零，牛顿第二定律

滑块不脱离斜面情况下的最大加速度

因，故无论施加多大的水平拉力，都不能保证滑块始终沿轨道运动而到达D点，该方案不可行。

解法二：

滑块在斜面上受四个力作用，水平拉力F越大，加速度越大。

但滑块不能脱离斜面，故拉力F最大时

此时，弹力、摩擦力均为零，牛顿第二定律

最大加速度

沿斜面运动到B点的位移

，

能始终沿斜面运动到B点的最大速度

而能沿轨道达到D点的要求是：经过B点的速度等于或大于。因此无论施加多大的水平拉力，都不能保证滑块沿轨道运动到D点，该方案不可行。

22．（1）8.72m/s ，7.75m/s；（2）0.16；（3）3.75m

【详解】（1）选经过BC的水平面为零势能面，P到B的过程中，机械能守恒

解出

C到Q的过程中，机械能守恒

解出

（2）B到C的过程中，由运动学公式

得到

运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图

牛顿第二定律

解出

（3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为1.6m/s2，设BC轨道上往返的总路程为s，由运动学公式

得到

推理，因

故运动员最终停下的位置离B点