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

这是一份上海市松江区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-01力学（基础题），共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
上海市松江区三年（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·上海杨浦·统考一模）关于通电导线在磁场中受到的磁场力，下列说法正确的是（　　）A．磁场力方向可以不与磁场方向垂直B．磁场力的方向一定垂直于通电导线C．环形通电线圈在磁场中所受磁场力一定为零D．只有垂直磁场方向放置的通电导线才受磁场力2．（2022·上海松江·统考一模）研究落体运动规律，最先把实验和推理相结合并得出正确结论的科学家是（　　）A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．卡文迪许3．（2022·上海松江·统考一模）做竖直上抛运动的物体在上升和下落过程中，相同的是（　　）A．位移 B．加速度 C．平均速度 D．重力势能的变化4．（2022·上海松江·统考一模）如图人随超市里的斜面电梯匀速上行，电梯受到人的摩擦力的方向为（　　）A．沿斜面向上 B．沿斜面向下 C．水平向前 D．水平向后5．（2022·上海松江·统考一模）如图弹簧振子围绕平衡位置O在A、B间振动，下列能反映小球从O运动到B点的图像是（　　）A． B．C． D．6．（2022·上海松江·统考一模）水平绳一端固定，用手抓住绳的另一端上下抖动，若上下抖动的频率逐渐增大，某时刻在一段绳上观察到如图所示的波形，则（　　）A．该波的传播方向向右B．该波的传播方向无法确定C．从图示时刻起，质点b比质点a先到波谷D．从图示时刻起，质点a比质点b先到波谷7．（2022·上海松江·统考一模）如图，质量为m的小球用一轻绳竖直悬吊于O点。现用一光滑的金属挂钩向右缓慢拉动轻绳至虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（　　）A．钩子对绳的作用力水平向右B．钩子对绳的作用力逐渐增大C．绳子的张力逐渐增大D．钩子对绳的作用力可能等于2mg8．（2022·上海松江·统考一模）如图风力发电机是将风的动能转化为电能的装置。假设转化效率不变，并保持风正面吹向叶片，该发电机的发电功率与风速v的关系正确的是（　　）A．与v成正比 B．与v2成正比 C．与v3成正比 D．与v4成正比9．（2022·上海松江·统考一模）伽利略研究自由落体运动过程中，主要采用的科学方法是（    ）A．等效替代法 B．类比法 C．实验推理法 D．控制变量法10．（2022·上海松江·统考一模）为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法（    ）A．振幅适当加大 B．摆长适当加长C．摆球质量增大 D．将单摆从上海移到北京11．（2022·上海松江·统考一模）运动员立定跳远起跳瞬间示意如图，能表示双脚对地面作用力方向的是（    ）A． B． C． D．12．（2022·上海松江·统考一模）①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递和④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向性的是（    ）A．①、②和③ B．②、③和④C．①、②和④ D．①、③和④13．（2022·上海松江·统考一模）2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是（　　）A．用DIS研究加速度和质量的关系 B．用DIS研究机械能守恒定律C．研究共点力的合成 D．用单分子油膜估测分子的大小14．（2022·上海松江·统考一模）物体沿x轴做减速运动，可能反映这一运动的x-t图是（　　）A． B． C． D．15．（2022·上海松江·统考一模）如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a的位移为，经周期，质点a位于平衡位置的（　　）A．上方，且位移大于B．上方，且位移小于C．下方，且位移大于D．下方，且位移小于16．（2021·上海·统考一模）竖直上抛运动物体落回原地，上升过程速度的变化量与下降过程速度的变化量（　　）A．大小不等，方向不同 B．大小相等，方向不同C．大小不等，方向相同 D．大小相等，方向相同17．（2021·上海·统考一模）如图轻质支架A、B固定在竖直墙上，C点通过细绳悬挂一重物，则重物对C点的拉力按效果分解正确的是（  ）A． B．C． D．18．（2021·上海·统考一模）如图所示，斜面上放一物体A恰好能匀速下滑，如果在物体A上再施加一个力F，使A仍匀速下滑，关于力F的方向，下列说法正确的是（　　）A．垂直斜面向下 B．竖直向下C．水平向左 D．水平向右19．（2021·上海·统考一模）物体由静止开始沿斜面下滑，阻力大小与速度成正比，能反映此运动过程的v-t图是（　　）A． B．C． D．20．（2021·上海·统考一模）如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，此时质点A沿y轴负方向振动，该波的波速为v=20m/s，则（　　）A．这列波沿x轴负向传播，2s内质点A通过的路程为40mB．这列波沿x轴正向传播，2s内质点A通过的路程为40mC．这列波沿x轴负向传播，2s内质点A通过的路程为2mD．这列波沿x轴正向传播，2s内质点A通过的路程为2m21．（2021·上海·统考一模）A、B两木块自左向右做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，曝光的时间间隔相等，则（　　）A．t2时刻，A木块速度大于B木块速度B．t2时刻，A木块速度小于B木块速度C．t1时刻，A木块速度大于B木块速度D．t1时刻，A木块速度小于B木块速度22．（2021·上海·统考一模）如图所示，质量为m的物体静止于粗糙水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为µ，物体右侧与一轻弹簧相连，初始时弹簧为原长，现用水平力缓慢向右拉弹簧，使物体向右通过一段位移s，该过程水平力做功一定（  ）A．等于µmgs B．大于µmgsC．小于µmgs D．大于2µmgs 二、填空题23．（2022·上海松江·统考一模）牛顿第一定律表明，力是使物体的_________发生变化的原因；同时还揭示了任何物体都具有_________。24．（2022·上海松江·统考一模）11月1日，“梦天实验舱”与“天和核心舱”成功对接，若对接前后“天和核心舱”运动的圆轨道半径不变，则对接前后它的速度_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；航天员处于_________状态（选填“不受重力的”、“超重”或“完全失重”）。25．（2022·上海松江·统考一模）如图，汽车在水平路面上行驶，车厢顶用细线悬挂一个小球，若细线与竖直方向的夹角为θ，且小球与车厢相对静止。则：汽车的加速度大小为_________；汽车可能做的运动有_________。26．（2022·上海松江·统考一模）雨滴从高空云层下落，到达地面时的速度大小约为20m/s。雨滴的运动______看做自由落体运动（选填“能”、“不能”、“无法判断”），请说明理由：____________________。27．（2022·上海松江·统考一模）如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则：卫星a的周期__________卫星c的周期；卫星a的加速度__________卫星b的加速度。（选填“大于”、“等于”或“小于”）28．（2022·上海松江·统考一模）快递员驾驶电动车配送货物，人和车的质量为250kg，货物的质量为50kg，送货和返回过程电动车的v-t图像如图所示，两过程中电动车都是先匀加速启动，后保持额定功率行驶。已知电动车受到的阻力与其总重力成正比，匀加速的最大速度均为2.4m/s，则电动车的额定功率为_________W；返回时电动车的最大速度为_________ m/s。（g取10m/s2）29．（2021·上海·统考一模）牛顿第一定律______牛顿第二定律的推论（选填“是”或“不是”）；______用牛顿第二定律来解释质量是物体惯性大小的量度（选填“能”或“不能”）。 三、实验题30．（2021·上海·统考一模）竖直向上拋出的物体，从抛出点到最高点的过程中其动能和重力势能随高度h的变化图线如图所示，物体上升过程中空气阻力做的功为__________J，加速度大小为___________m/s2。 四、解答题31．（2022·上海松江·统考一模）如图，在地面上方的竖直平面内放置一杆状轨道，AB为粗糙的长直轨道，长为L=10m，与水平方向的夹角为，BCD、DEF均为半径为的光滑圆弧形轨道，AB与BCD相切于B点，B点离地高度为h=3m，O1、O2两圆心等高，C为圆弧形轨道的最低点，E为最高点。一质量为m=0.2kg的小环套在AB上，自P点由静止释放，经t=2s运动到B点的速度大小为v=6m/s。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，以地面为零势能面。求：（1）小环在AB轨道上受到的摩擦力的大小；（2）小环过E点时，小环对弧形轨道的作用力大小；（3）若改变小环在直杆上释放点的位置，求小环落地时机械能的可能值；（4）小环在AB杆上某一区域由静止释放时，若小环不会落到地面上，请用能量观点分析小环的运动过程，并求出最终稳定后小环的机械能。32．（2022·上海松江·统考一模）如图，水平轨道ABC、EG与内、外略微错开的竖直圆轨道CDE平滑连接，倾角为β=37°的斜面GH与水平轨道EG也平滑连接。一质量为m=2kg的物体受到与水平方向成α=53°的恒力F作用，由A点静止出发，经t=2s运动到B点，此时撤去恒力F，物体继续向前运动。已知水平轨道AB、斜面GH与物体间的动摩擦因数均为μ=0.5，BCDEG为光滑轨道，AB的长度为s=10m，圆轨道半径R=2.5m（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2）。求：（1）物体在水平轨道AB上运动的加速度；（2）恒力F的大小；（3）物体能否沿图示轨道运动到斜面上高为h=3m的P点？试分析说明；（4）若仅改变恒力F的大小，要使物体沿图示轨道运动到斜面上的P点，F大小应满足的条件。33．（2021·上海·统考一模）如图，在竖直平面内，AB为粗糙的长直轨道，与水平方向的夹角为，BCD、DEG均为半径为的光滑圆弧形轨道，AB与BCD相切于B点，O1、O2为圆心，连线水平，C为圆弧形轨道的最低点，E为最高点。一质量为m=1kg的小环套在轨道AB上，受到水平恒力F的作用，自P点由静止下滑，运动到B点时撤掉水平恒力F，小环滑入光滑圆弧形轨道，恰能通过最高点E。已知小环与AB轨道间的动摩擦因数为，P、B之间的距离为，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：(1)小环过B点的速度；(2)小环在PB间运动的加速度；(3)水平恒力F的大小；(4)若改变水平恒力F的大小，小环能否到达E点？请分析说明。
参考答案：1．B【详解】AB．磁场力方向一定与磁场方向垂直，一定与通电导线垂直，选项A错误，B正确；C．环形通电线圈在非匀强磁场中受磁场力不一定为零，选项C错误。D．只要通电导线与磁场方向不平行就一定受磁场力，选项D错误。故选B。2．A【详解】最早运用实验和推理相结合的方法对落体运动进行研究并得出正确结论的科学家是伽利略。故选A。3．B【详解】A．上升和下落过程的位移大小相等，方向相反，则位移不相同，故A错误；B．整个过程加速度都是，大小和方向都保持不变，故B正确；C．在整个运动过程中，物体的加速度都为g,上升和下落过程具有对称性，则上升和下落的时间一定相等，根据对称性可知落回抛出点时的速度跟物体在抛出时的初速度大小相等，上升和下落过程的平均速度大小都为，一定相等，但方向相反，故C错误；D．上升的过程中重力势能增大，而下降的过程中重力势能减小，所以不相同，故D错误。故选B。4．B【详解】人与电梯保持相对静止，相对电梯有沿着电梯向下运动的趋势，所以人受到电梯的摩擦力沿着斜面向上，根据牛顿第三定律可知电梯受到人的摩擦力的方向为沿斜面向下。故选B。5．D【详解】弹簧振子从平衡位置O运动到B点的过程中，根据可知振子加速度逐渐增大，由于与振子运动速度方向相反，所以振子做加速度逐渐增大的减速运动。故选D。6．C【详解】AB．波在同种介质中传播速度不变，频率逐渐增大，由则波长变小，由图可知，该波的传播方向向左，故AB不符合题意；CD．由上下坡法可知ab两质点都向下振动，质点b频率大于质点a，质点b比质点a先到波谷，故C符合题意，D不符合题意。故选C。7．B【详解】A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；B．两段绳子拉力大小相等，均等于mg，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故B正确；C．物体受重力和拉力而平衡，故拉力T=mg，而同一根绳子的张力处处相等，绳子的拉力大小一直为mg，大小不变，故C错误；D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力小于，钩子对细绳的作用力也不可能等于2mg，故D错误。故选B。8．C【详解】设叶片转一圈扫过的面积为s，空气密度为，则单位时间通过对应面积s的空气质量为 这些空气的动能为 发电机转化效率不变，则单位时间风的动能转化为的电能与v3成正比。即该发电机的发电功率与v3成正比。故选C。9．C【详解】不同材料的球体下落速度几乎一样，进而推测得到真空中下落快慢一样的结论，这正是伽利略创立的实验观察和逻辑推理相结合的科学方法，即实验推理法。故选C。10．B【详解】根据单摆的周期公式可知为使简谐运动单摆的周期变长，可以适当增加摆长L或减小重力加速度g，而上海的纬度比北京的纬度低，所以将单摆从上海移到北京会使g增大。综上所述可知ACD错误，B正确。故选B。11．C【详解】人起跳瞬间受到地面竖直向上的支持力和水平向前的静摩擦力，则地面对人的作用力方向斜向前上方，根据牛顿第三定理可知，人双脚对地面作用力方向斜向后下方。故选C。12．D【详解】热现象的物理过程具有单向性，故摩擦生热、热传递和气体自由膨胀均表明物理过程具有单向性。故选D。13．C【详解】A．空间站中的物体处于完全失重状态，故无法测定小车质量，更无法用钩码的重力充当小车受到的拉力，故A错误；B．用DIS研究机械能守恒定律，需要重物自由下落，由于完全失重，故无法重演，故B错误；C．研究共点力的合成实验是通过橡皮筋的形变和弹簧测力计测量力，跟重力无关，能在空间站重演，故C正确；D．用单分子油膜估测分子的大小，需要在水面形成油膜，由于完全失重，无法形成油膜，故无法重演，故D错误。故选C。14．A【详解】A．x-t图线的斜率表示速度，由图可知，图线斜率越来越小，则物体沿x轴做减速运动，故A正确；B．图线斜率越来越大，则物体做加速运动，故B错误；C．图线斜率恒定，则物体做匀速直线运动，故C错误；D．图线斜率越来越大，则物体做加速运动，且沿x轴负方向运动，故D错误。故选A。15．A【详解】由于简谐横波向左传播，经过周期后，波形如图则可知质点a位于平衡位置的上方，且位移大于。故选A。16．D【详解】竖直上抛运动中加速度为重力加速度g，根据竖直上抛运动的对称性可知上升过程和下降过程时间相同，根据可知，上升过程速度的变化量与下降过程速度的变化量大小相等，方向相同。故选D。17．B【详解】根据题意，C点是静止的，对C点进行受力分析，受到重力，杆A的弹力，方向沿杆向上，杆B的弹力，沿杆向上，根据平衡条件，C点所受的合力为零，重力的效果就是抵消杆A、B产生的弹力，所以重力就可以分解为沿杆A向下的力和沿杆B向下的力，所以B正确。故选B。18．B【详解】未加F时，物体匀速下滑，受力平衡，由平衡条件得可得A．当施加力F垂直斜面向下时，摩擦力变大为物体不能匀速下滑；故A错误；B．当施加力F竖直向下时，物块受到的滑动摩擦力为重力和F沿斜面向下的分力大小为则可知则物块受力仍然平衡，所以仍匀速下滑，故B正确；C．当施加力F水平向左时，沿斜面向上的合力为沿斜面向下的力为联立方程，可知物体受力不再平衡，所以不能匀速下滑，故C错误；D．当施加力F水平向右时，沿斜面向上的合力为沿斜面向下的力为联立方程，可知物体受力不再平衡，所以不能匀速下滑，故D错误。故选B。19．A【详解】由于阻力大小与速度成正比，则由牛顿第二定律得由此可知，当速度在增加的时候，加速度在减小，物体在做加速度减小的加速运动，直到加速度减到0后，物体做匀速直线运动。故BCD错，A对。故选A。20．C【详解】由题意可知，0时刻质点A沿y轴负方向振动，由同侧法结合图象可知，这列波沿x轴负向传播，由图可知，波长，则周期为2s内即10个周期内质点A的路程为故选C。21．D【详解】AB．由A、B两木块这段时间内位移相同，根据某段时间内的平均速度等于这段时间内的中间时刻的瞬时速度，得t2时刻，A木块速度等于B木块速度。故AB错；CD．在时刻两木块速度相等，根据公式又期间B的位移大于A的位移且时间相等，故在t1时刻，B的速度大于A的速度，故C错，D对。故选D。22．B【详解】水平力缓慢向右拉弹簧,可以看成是物体处于平衡状态。对于弹簧右端，水平力等于弹簧弹力，对于物体，弹簧弹力等于物体受到的滑动摩擦力µmg，所以水平力等于物体受到的滑动摩擦力µmg，由于物体在运动前，弹簧先被拉伸，当弹簧拉伸到产生的弹力等于物体受到的滑动摩擦力µmg，水平已经作用了一段位移，所以当物体向右通过一段位移s时，水平力作用的位移大于s，所以水平力做功一定大于µmgs。所以ACD错误，B正确。故选B。23．     运动状态     惯性【详解】[1][2]牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有保持原来速度不变的性质，这种性质叫做惯性，物体在不受力的作用时保持静止状态或物体做匀速直线运动状态，说明了力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。24．     不变     完全失重【详解】[1]由可得天和核心舱的速度大小为对接前后轨道半径不变，则速度大小不变；[2]航天员随着核心舱围绕地球做匀速圆周运动，航天员只受万有引力作用，所受万有引力完全提供向心力，所以航天员处于完全失重状态。25．          向右匀加速直线运动、向左匀减速直线运动、圆心在右的匀速圆周运动【详解】[1][2]对小球受力分析可得得出加速度向左。当此时汽车向左运动，则此时汽车向左做匀减速直线运动；当此时汽车向右运动，则此时汽车向右做匀加速直线运动；当此时汽车做圆周运动，则此时汽车做圆心在右的匀速圆周运动。26．     不能     若做自由落体运动，则下落的高度为：，h 较小，与题设不符，说明空气阻力的影响不能忽略，所以不能看做自由落体运动【详解】[1][2]不能；若做自由落体运动，则下落的高度为：，h 较小，与题设不符，说明空气阻力的影响不能忽略，所以不能看做自由落体运动。27．     等于     小于【详解】[1]根据牛顿第二定律有解得由于卫星a和卫星c的轨道半径相同，则卫星a的周期等于卫星c的周期；[2]根据牛顿第二定律有解得由于卫星a的轨道半径大于卫星b的轨道半径，所以卫星a的加速度小于卫星b的加速度。28．     720     4.8【详解】[1]设电动车的额定功率为P，由图可知，送货过程中，匀加速位移为由动能定理可得返程过程中，匀加速位移为由动能定理可得联立方程，代入数据解得，[2]返回时电动车受到的阻力为当牵引力等于阻力时，达到最大速度29．     不是     能【详解】[1] 由于实际上不存在完全不受其它物体作用的孤立物体，所以第一定律不能用实验直接加以验证，主要是由它所推出的结论和实验事实符合而得到验证。第一定律指出了物体在不受力的情况下处于怎样的运动状态，这样就可以研究物体在受力情况下的运动状态，因此，在牛顿力学的理论系统中牛顿第一定律是第二定律的前提和基础，则牛顿第一定律不是牛顿第二定律的推论。[2]根据公式F = ma质量越大，加速度就越小，物体也就越能保持它原有的状态，惯性也就越大了，则能用牛顿第二定律来解释质量是物体惯性大小的量度。30．     -1     12.5【详解】[1]由动能定理得解得[2]由功能关系得得由做功定义式得解得由牛顿第二定律得解得故加速度的大小为31．（1）；（2）；（3）；（4）见解析，【详解】（1）小环由，加速度为对小环进行受力分析，如图所示根据牛顿第二定律解得f=0.6N方向沿AB向上。（2） 小环由，根据机械能守恒定律有解得则在E点有N=mg由牛顿第三定律，小环对弧形轨道的压力为解得（3）小环刚好越过E点，落地的机械能最小，则小环自A点释放，落地的机械能最大，根据能量守恒定律有故小环落地的机械能为（4）小环自P、B之间由静止释放，则小环不能到达E点，不会落到地面上。小环滑过B点后，在弧形轨道上运动，只有重力做功，机械能守恒，再滑回B点，滑上斜轨AB，因克服摩擦力做功，小环的机械能逐渐减小，在斜轨上到达的最高点比释放点低，小环在斜轨和弧形轨道上来回往复运动，到达的最高点逐渐降低，最终必将在BCB′（B′点在弧形轨道上，与B点等高）之间做来回往复运动，机械能守恒。故最终稳定后小环的机械能为E=mgh=6J32．（1）；（2）20N；（3）不能，见解析；（4）【详解】（1）物体由匀加速运动，根据运动学公式有解得（2）物体由，受力分析，根据牛顿第二定律有联立方程，代入数据解得（3）物体运动到B点的速度为先判断物体能否到达D点，过程中，由机械能守恒定律得解得物体刚好通过D点时有解得由于，故物体到达D点前已离开圆轨道，所以物体不能沿图示轨道运动到斜面上的P点。（4）由（3）知，物体刚好通过D点时，速度为，然后物体继续运动，沿斜面上升的最大高度为，根据能量守恒有解得所以能运动到斜面上的P点。物体，由机械能守恒解得物体由，有解得由（2）有物体刚好不离开水平轨道AB，则有解得故物体要沿图示轨道运动到P点，恒力F的大小必须满足33．(1)；(2)；(3)85N；(4)见解析【详解】(1)小环由B，根据机械能守恒定律得(2)小环由P，由运动学公式，可得(3)当时，，小环受力如下图所示根据牛顿第二定律有解得                     当时，即，小环受力如下图所示则有：解得(4)时，由(3)有，随F增大而增大。当时，由(3)有，随F增大而减小。因，越大，则越大，小环由B机械能守恒，越大，也越大。故：或时，小环不能到达E点，时，小环能到达E点