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

上海市崇明区三年（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·上海崇明·统考一模）随着能源危机的不断加剧，我们不但要合理节约常规能源，还要大力开发新能源，下列能源中属于新能源的是（　　）

A．石油 B．天然气 C．太阳能 D．煤炭

2．（2022·上海崇明·统考一模）在物理学的发展史中，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，研究了落体运动的规律，这位科学家是（　　）

A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．法拉第

3．（2022·上海崇明·统考一模）如图是小球在水平桌面上做直线运动的频闪照片，由此可以断定小球的运动情况可能是（　　）

A．向右加速 B．向右匀速 C．向右减速 D．向左减速

4．（2022·上海崇明·统考一模）2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次在太空授课。若已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，在距地面高度为h的空间站内有一质量为m水球，其引力加速度大小为（　　）

A．0 B． C． D．

5．（2022·上海崇明·统考一模）如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢逆时针旋转到虚线位置，A、B、P之间均保持相对静止，则在此过程中（　　）

A．B对A的支持力减小 B．B对A的作用力减小

C．P对B的作用力增大 D．P对B的摩擦力增大

6．（2022·上海崇明·统考一模）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（　　）

A． B． C． D．

7．（2022·上海崇明·统考一模）一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度随时间t变化的图像中,可能正确的是(   )

A． B．

C． D．

8．（2020·上海崇明·一模）湖面上的水波可以绕过障碍物是由于波在传播过程中发生了（　　）

A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射

9．（2020·上海崇明·校考一模）根据牛顿第一定律，我们可以认识到物体（　　）

A．只有在不受力时才具有惯性

B．维持运动状态的原因是受力的作用

C．运动状态改变的原因是受力的作用

D．只有不受力时牛顿第一定律才适用

10．（2020·上海崇明·一模）2020年12月1日，我国嫦娥5号月球探测器成功登陆月球，在着陆月球之前，首先绕月球做绕月飞行，设月球的质量为M，嫦娥5号的总质量为m，绕月做圆周运动的半径为R，引力常量为G，则嫦娥5号绕月飞行速度（　　）

A． B． C． D．

11．（2020·上海崇明·一模）某物体以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，则物体3s内的（　　）

A．路程为15m B．位移大小为20m C．速度改变量大小为10m/s D．平均速度大小为5m/s

12．（2020·上海崇明·校考一模）动车组是由几节自带动力的车厢和几节不带动力的车厢组成的。带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。设动车组运行过程中的阻力与车重成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若一节动车带三街拖车时，最大速度为120km/h；若改为五节动车带三节拖车时，最大速度为（  ）

A．60 km/h B．240 km/h

C．300 km/h D．600 km/h

13．（2020·上海崇明·一模）图示为同一位置的甲乙两个单摆的振动图像，根据图像可以知道两个单摆的（　　）

A．甲的摆长大于乙的摆长

B．甲摆球质量大于乙摆球质量

C．甲摆球机械能大于乙摆球机械能

D．摆球甲的最大偏角大于乙的最大偏角

14．（2020·上海崇明·统考一模）两同频波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，a、b两点是两列波相遇点，则两点的振动情况（　　）

A．a、b两点都始终加强

B．a、b两点都始终减弱

C．a点始终减弱，b点始终加强

D．a点始终加强，b点始终减弱

15．（2020·上海崇明·统考一模）设a、v和S分别代表物体运动的加速度、速度和位移。现有初速度均为零的四个物体，他们的运动图象分别如下图所示，则哪个物体在做单向直线运动？（　　）

A． B．

C． D．

16．（2020·上海崇明·统考一模）如图为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2．已知主动轮做逆时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。则从动轮将做（　　）

A．顺时针转动，转速为

B．逆时针转动，转速为

C．顺时针转动，转速为

D．逆时针转动，转速为

17．（2020·上海崇明·统考一模）A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期TA），这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能是（　　）

A．1：3 B．2：3 C．2：1 D．3：1

18．（2020·上海崇明·统考一模）如图，质量均为m的环A与球B用一轻质细绳相连，环A套在光滑水平细杆上。现用水平恒力F作用在球B上，使A与B一起以相同的加速度a向右匀加速运动。此时细绳与竖直方向的夹角θ＝，若轻绳上拉力为T，A受到杆的支持力为N，当地重力加速度为g。则下列关系正确的是（　　）

A．F＝2mg B．T＞N C．T＞F D．F＞N

19．（2020·上海崇明·统考一模）如图所示，半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，水平光滑轨道AB在圆轨道最低点与其平滑连接。一小球以初速度v0沿AB向左运动，要使球能沿圆轨道运动到D点，则小球初速度v0和在最高点C点的速度vC的最小值分别为（　　）

A．v0＝，vC＝0 B．v0＝2，vC＝0

C．v0＝2，vC＝ D．v0＝，vC＝

二、填空题

20．（2022·上海崇明·统考一模）两波源Ⅰ、Ⅱ在水槽中形成的两个波形如图所示，其中实线为波峰，虚线为波谷，则此时图中a点的振动______，b点的振动______（选填“加强”、“削弱”或“不强不弱”）。

21．（2022·上海崇明·统考一模）已知地球半径R=6.37×103km，假设地球是一个标准的圆球体，位于北纬30°附近的某地有一质点A，其随地球自转的线速度为______m/s，A的向心加速度方向沿______方向（选填AO、AB、AC）。

22．（2020·上海崇明·校考一模）如图所示，一只质量为m的小虫子沿弧形树枝缓慢向上爬行，A、B两点中在_____点容易滑落；弧形树枝某位置切线的倾角为θ，则虫子经该位置时对树枝的作用力大小为________。

23．（2020·上海崇明·校考一模）如图，一列简谐横波平行于x轴正方向传播，经过s时间，从图中的实线波形变为虚线波形。已知t小于周期T，则该波的周期______s，波速______m/s。

24．（2020·上海崇明·校考一模）质量为2kg的物体，放在动摩擦因数的水平地面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做功的W和物体位移s之间的关系如图所示，则在0～1m内水平拉力F=______N，在0～3m过程中拉力的最大功率为P=______W。（m/s2）

25．（2020·上海崇明·统考一模）牛顿第一定律揭示了物体不受力作用时将保持_____状态或静止状态，由这条定律可知，维持物体运动的原因是_____。

26．（2020·上海崇明·统考一模）以初速度45米/秒竖直上抛的物体，如不计空气阻力，则它在上升过程中最后2秒内的位移是_____米，第5秒内的位移为_____米。（g取10m/s2）

三、实验题

27．（2020·上海崇明·统考一模）用力传感器对单摆振动过程进行测量，力传感器测出的F﹣t图象如图所示，根据图中信息可得，摆球摆到最低点的时刻为_____s，该单摆的摆长为_____m（取π2=10，g=10m/s2）。

四、解答题

28．（2022·上海崇明·统考一模）如图，长s=2m的粗糙水平面BC与光滑曲面AB平滑连接，一质量m=2kg的小物块静止于曲面上的A点，A点离水平面高h=1.5m，静止释放小物块，当小物块到达曲面底端B点后沿BC滑动，C点有个弹性墙面，物块撞到弹性墙后将被反向弹回，每次碰撞，物块将损失20%的能量。小物块与水平面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2。求：

（1）小物块第一次到达B点时的速度v1和在BC上运动时的加速度a的大小；

（2）小物块第一次被弹性墙弹出时的速度v2；

（3）小物块最终停止时的位置离开C点的距离x。

29．（2020·上海崇明·校考一模）风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力．如图甲所示，现将质量为1kg的小球套在足够长与水平方向夹角θ=37°的细直杆上，放入风洞实验室．小球孔径略大于细杆直径．假设小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小．（取g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8)

（1）若在无风情况下小球由静止开始经0.5s沿细杆运动了0.25m，求小球与细杆间的动摩擦因数及滑动摩擦力做的功；

（2）如图乙所示，若小球静止在细杆上，求风力大小；

（3）请分析在不同恒定风力作用下小球由静止释放后的运动情况。

30．（2020·上海崇明·统考一模）如图，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处。（已知cos＝0.8，sin＝0.6，g取10m/s2）

（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；

（2）用大小为30N，与水平方向成的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动到达B处，在图上画出物体的受力图，并求到达B处时速度？

（3）上题中，若到达B处后撤销外力，则物体还能运动多长时间？

参考答案：

1．C

【详解】常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料，故都是常规能源故只有太阳能是新能源，故C正确。

故选C。

2．A

【详解】在物理学的发展史中，有一位科学家开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，研究了落体运动的规律，这位科学家是伽利略。

故选A。

3．C

【详解】如果小球向左运动，则右侧位置先出现，左侧位置后出现，按时间先后相邻两球间距在增大，说明小球在向左加速运动；如果小球向右运动，则左侧位置先出现，右侧位置后出现，按时间先后相邻两球间距在减小，说明小球在向右减速运动。

故选C。

4．B

【详解】由万有引力公式

得，在距地面高度为h的空间站内有一质量为m水球，其引力加速度大小为

故B正确。

故选B。

5．A

【详解】

AB．以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变。开始时物体A不受B对A的摩擦力，B对A的支持力大小与重力相等；后来时设B的上表面与水平方向之间的夹角是β，B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，又因为B对A的作用力保持不变，由于支持力与摩擦力相互垂直

所以A受到的支持力一定减小了。故A正确B错误；

C．以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力。由平衡条件分析可知，板P对AB整体的作用力大小与其总重力大小相等，保持不变。故C错误；

D．以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2，则

α减小，f2减小。故D错误。

故选A。

6．B

【详解】由图中可以看出该波的波长为，根据

可知该列波的周期为

又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确。

故选B。

7．A

【详解】在时间内，如果匀速，则图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据，牵引力减小；根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度；所以时间内，图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据，牵引力减小；再根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度．所以在时间内，即图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确；

8．D

【详解】湖面上的水波可以绕过障碍物是由于波在传播过程中发生了衍射现象。

故选D。

9．C

【详解】A．物体的惯性只与质量有关，与是否受力无关，选项A错误；

B．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动状态的原因，选项B错误；

C．运动状态改变的原因是受力的作用，选项C正确；

D．虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时或受合力为零时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，故D错误。

故选C。

10．B

【详解】万有引力提供向心力得

解得

故选B。

11．D

【详解】AB．物体做竖直上抛运动，根据速度位移关系公式，有

解得上升最大的高度

根据位移时间关系公式，物体在前3s内的位移

方向竖直向上；则前3s的路程为

故AB错误；

C．加速度为g，故速度改变量为

竖直向下，故C错误；

D．平均速度为

方向向上，故D正确。

故选D。

12．C

【详解】设每节车厢质量为m，一节动车带动三节拖车以最大速度行驶时所受阻力为

（k为比例常数）

每节动车的额定功率为P，则有

当改为五节动车带三节拖车以最大速度行驶时，则有

联立解得

故选C。

13．A

【详解】A．由图可知，甲的周期大于乙的周期，根据周期公式可知，甲的的摆长大于乙的摆长，A正确；

BC．单摆跟摆球质量无关，所以无法确定摆球质量关系及机械能关系，BC错误；

D．由图可知，甲球摆动的振幅小于乙球摆动的振幅，故甲球的最大偏角小于乙球的最大偏角，D错误。

故选A。

14．D

【详解】两列波的频率相同，在两波的相遇区域发生干涉现象，从图中看出，a点是波谷和波谷相遇处，b点是波峰与波谷相遇处，故a点时振动加强点，b点是振动减弱点，故D正确，ABC错误。

故选D。

15．C

【详解】A．根据s﹣t图象的斜率表示速度，知物体的速度方向周期性变化，做往返运动，故A错误；

B．根据速度的正负表示速度方向，知物体的速度方向周期性变化，做往返运动，故B错误；

C．0﹣1s内物体沿正方向做匀加速运动运动，1﹣2s继续沿正方向做匀减速运动，根据a﹣t图象与时间轴所围的面积表示速度变化量，知t＝2s末物体的速度为零，接着，周而复始，所以物体在做单向直线运动，故C正确；

D．0﹣1s内物体沿正方向做匀加速运动运动，1﹣2s继续沿正方向做匀减速运动，t＝2s末物体的速度为零。2﹣3s内物体沿负方向做匀加速运动运动，3﹣4s继续沿负方向做匀减速运动，t＝4s时速度为零，接着，周而复始，所以物体在做往返运动，故D错误。

故选C。

16．A

【详解】因为主动轮做逆时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮顺时针转动；由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，根据

v＝ωr＝r＝2πnr

得：

n2r2＝nr1

所以有：

n2＝

故A正确，BCD错误。

故选A。

17．A

【详解】由图波长λA＝24cm，λB＝12cm又

t＝，t＝kTB

得到

TA:TB＝2k:1，（k＝0，1，2．．．．．．）

则由波速v＝得到

vA：vB＝1：k

当k＝1时

vA:vB＝1:1

当k＝2时

vA:vB＝1:2

当k＝3时

vA:vB＝1:3

因为k为整数

vA:vB≠3:1

故A正确，BCD错误。

故选A。

18．A

【详解】先后对A、B受力分析，如图所示，对B：

Tcos＝mg

解得

T＝mg

F﹣Tsin＝ma

以整体为研究对象

F＝2ma

解得：

F＝2mg

竖直方向根据平衡条件可得

N＝2mg

所以

F＝N＝2mg＞T＝mg

故A正确、BCD错误。

故选A。

19．D

【详解】小球在最高点C所受轨道正压力为零，有：

mg＝m

解得：

vC＝，

小球从B点运动到C点，根据机械能守恒有：

解得：

v0＝vB＝

故ABC错误，D正确。

故选D。

20．     加强     加强

【详解】[1]此时图中a点是波谷与波谷叠加，振动加强。

[2]此时图中b点是波峰与波峰叠加，振动加强。

21．     400.9     AB

【详解】[1]其随地球自转的线速度为

[2] A的向心加速度方向一定指向圆心，不指向地心，沿AB方向。

22．     B     mg

【详解】[1][2]．设树枝上某点的切线的倾角为θ，则在某点时重力沿树枝向下的分量F1=mgsinθ；最大静摩擦力，在B点时θ角较大，则F1较大，而最大静摩擦力fm较小，则虫子容易滑落；虫子经该位置时对树枝的作用力与重力平衡，则大小等于mg。

23．     0.13     30

【详解】[1]由题意可知

解得

T=0.13s

[2]波速

24．     20     63.2

【详解】[1]由拉力做功的W和物体位移s之间的关系图象，结合公式

可知，斜率表示物体受到的拉力的大小，0～1m物体受到的拉力为20N。

[2]对于0～1m过程，根据动能定理，有

解得

根据速度位移公式，有

解得

即物体位移为0.5m时加速度的大小为

对物体受力分析，物体受到的摩擦力为

由于斜率表示物体受到的拉力的大小，1～3m物体受到的拉力为10N。

故物体在前一阶段做匀加速运动，后一阶段受力平衡，物体匀速运动，故物体在前一阶段拉力为20N时，物体加速运动，当速度最大时，拉力功率最大，即

25．     匀速直线运动     惯性

【详解】[1][2]牛顿第一定律的意义是反映物体具有惯性，并且惯性是维持物体运动的原因，同时揭示了物体不受力作用时将保持匀速直线运动状态或静止状态。

26．     20     0

【详解】[1]物体在上升过程中最后2秒内的位移与下落2s内的位移大小相等，为

[2]物体上升的总时间

根据对称性可知，第5秒内的位移为0。

27．     0.6     0.64

【详解】[1]摆球摆到最低点拉力最大，根据图的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.6s；

[2]摆球摆到最高点的时刻为0.2s和1.0s，单摆摆动的周期为

T=2×（1.0﹣0.2）s=1.6s

根据公式

T=2π

解得

L==0.64m

28．（1）；；（2）4m/s；（3）0.8m

【详解】（1）A到B机械能守恒

解得

在BC上，物体只受滑动摩擦力作用

（2）B到C做匀减速运动到达C时的速度为

弹出时损失20%的能量，即

解得

（3）假设物体第一次弹回后在BC面上运动路程l停下来

解得

由于l<2s=4m，说明小物体没有第二次和弹性墙面碰撞，所以小物体将停在离C点x=0.8m处。

29．（1）（2）

（3）若风力：  小球静止

若风力：  小球沿杆向上作初速度为零的匀加速直线运动

若风力： 小球沿杆向下作初速度为零的匀加速直线运动

【分析】（1）根据运动公式求解小球下滑的加速度，根据牛顿第二定律列式求解球与细杆间的动摩擦因数；根据功的公式求解摩擦力的功；

（2）分两种情况讨论小球的受力情况，根据平衡方程列式求解风力F的大小；

（3）根据风力F的取值范围讨论小球的运动情况；

【详解】（1）由s=at2可得a=2m/s2，

根据牛顿第二定律可得FN=mgcos370

Mgsin370-Ff=ma   其中Ff=μFN

解得μ=0.5 ； Wf=-μmgssin370=-1J

（2）风较小时摩擦力沿杆向上：

Ff=μFN

解得F=1.82N；

风较大时摩擦力沿杆向下：

Ff=μFN

解得F=20N；

若小球静止在杆上满足：0.82N≤F≤20N小球静止；

（3）若风力：1.82N≤F≤20N  小球静止；

若风力：F>20N  小球沿杆向上作初速度为零的匀加速直线运动；

若风力：F<1.82N 小球沿杆向下作初速度为零的匀加速直线运动.

30．（1）0.5（2），21.45m/s（3）4.29s

【详解】(1)根据位移时间关系可得：L＝，代入数据解得：

a＝10m/s2

由牛顿第二律有：

F﹣µmg＝ma

代入数据解得：

µ＝0.5

(2)作图如图所示；

根据牛顿第二定律可得：

代入数据解得：

a1＝11.5m/s2

根据速度位移关系可得： 代入数据解得：

vB≈21.45m/s

(3)撤销外力后，只在摩擦力作用下向左匀减速运动，到停止为止，根据牛顿第二定律可得：

µmg＝ma2

解得加速度大小为：

a2＝5m/s2

根据速度时间关系可得：vB＝a2t，代入数据解得：

t＝4.29s