2023届上海市高考物理模拟（二模）试题知识点分类训练【高考二轮复习】：力学填空题

2023届上海市高考物理模拟（二模）试题知识点分类训练【高考二轮复习】：力学填空题

一、填空题

1．（2023·上海静安·统考二模）如图，三根轻绳一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O点，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成37°，Ob处于水平状态。已知B物体的质量为m，则A物体的质量为___________；如果将左边的滑轮a缓慢水平向左移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，重力加速度为g，则装置的机械能变化的大小为___________。（取sin37=0.6，cos37=0.8.）

2．（2023·上海松江·统考二模）如图，运动员抖动长绸的一端呈现波浪状，此时绸带上P点运动方向________（选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）；如果要使绸带产生更加密集的波浪状起伏，运动员上下抖动的频率应________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。

3．（2023·上海松江·统考二模）如图，在光滑的水平桌面上固定着半径为r的立柱，细线一端固定在立柱上的A点，另一端连接质量为m、可视为质点的小球，细线水平拉直，长度为L。现给小球一垂直于细线的初速度，则细线转过180°时，小球的速度为________，细线对小球的拉力大小为________。

4．（2023·上海闵行·统考二模）如图，质量为30g的磁吸板擦吸附在竖直的白板上保持静止，白板与板擦之间的动摩擦因数为0.2，现用平行于白板的水平作用力F=0.4N推着板擦做匀速直线运动。板擦对白板的压力是由于________的弹性形变引起的，板擦对白板的压力为________N。

5．（2023·上海闵行·统考二模）四冲程内燃机在一次循环中只做功一次，曲轴转两圈。若曲轴转速为2000r/min，每次做功冲程活塞做功为3000J，则内燃机的平均功率为_________W。将6个此种内燃机组装成一个六缸发动机，装配到质量为1t的跑车上，跑车运动时受到的阻力大小约为其自重的0.2倍，不计轮轴摩擦损耗，则跑车运动的最大速度约为________m/s。

6．（2023·上海闵行·统考二模）如图所示，绝缘墙角固定了带电量为+的小球A；轻质绝缘细杆长为L，其正中心固定了质量为m、带电量为+的小球B，在杆底部水平力F的作用下静止靠在竖直墙面上。一开始轻杆与水平地面的夹角为60°，在杆底端水平外力F的作用下，杆缓慢转向直至竖直。此过程中，不计摩擦，地面对杆的支持力将________________（填“逐渐增大”、“逐渐变小”或“保持不变”），外力F做功大小为________________。

7．（2023·上海长宁·统考二模）一物块从高为3m、长为5m的斜面顶端由静止开始下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。则物块开始下滑2m过程中，摩擦力做功为____J；物块沿斜面下滑的加速度为___m/s2。（重力加速度g取10m/s2）

8．（2023·上海崇明·统考二模）足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球分别斜向上打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示。已知两次球被踢出时的速度大小均为v0，不计空气阻力，则足球到达a、b的速度_______（选填“相同”或“不相同”），足球到达a、b的动能之比为_______。

9．（2023·上海长宁·统考二模）图中是两波源S1、S2在发波水槽中形成的水面波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。由图可知，波源__形成的水面波波长较大；为观察稳定的干涉图样，可调小波源__的振动频率。（均选填“S1”或“S2”）

10．（2023·上海闵行·统考二模）如图为_____________扭秤实验，该实验验证了万有引力定律，在物理量测量中所使用的科学方法是_____________。

11．（2023·上海静安·统考二模）某同学在解决物理问题的过程中，计算出一颗人造地球卫星绕地球做圆周运动的周期是70分钟。已知地球半径约为6400km，该同学的答案___________（选填“合理”或“不合理”），理由是_____________。

12．（2023·上海崇明·统考二模）A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，已知地球的半径为0.8r，卫星A的线速度大于B的线速度，则图中的时间T_______A的周期（选填“大于”、“等于”或“小于”），A、B卫星的加速度之比为_______。

13．（2023·上海奉贤·统考二模）如图所示是北斗卫星导航系统中的两颗卫星，是纬度为的地球表面上一点，假设卫星A、B均绕地做匀速圆周运动，卫星B在赤道正上方且其运行周期与地球自转周期相同。某时刻、、、地心在同一平面内，其中、、在一条直线上，且，则A的周期______（选填“大于”、“等于”或“小于”）地球自转周期，A、B的线速度之比为______。

14．（2023·上海奉贤·统考二模）如图所示为高速入口的自动识别系统的直杆道闸，水平细直杆可绕转轴在竖直平面内匀速转动。车头过自动识别线ab触发系统开始识别，ab线离直杆正下方的距离22m，识别系统的反应时间为0.2s，直杆转动角速度rad/s，直杆由水平位置转到竖直位置的时间约为______s。直杆转动到竖直位置时汽车方能通过道闸，要使汽车安全通过道闸，则汽车不停车匀速安全通过道闸的最大速度为______m/s。

15．（2023·上海奉贤·统考二模）一身高1.80 m的跳高运动员进行背越式跳高，经过25 m弧线助跑，下蹲0.2 m蹬腿、起跳，创造出他的个人最好成绩2.39 m（设其站立时重心在身高一半处，越杆时其重心的最大高度实际低于横杆0.1 m），越过横杆的速度为0.5m/s，则他起跳速度约为______m/s。如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变，估算他能跃过横杆的高度约为______m。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，取重力加速度g=10m/s2。

16．（2023·上海奉贤·统考二模）两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播，在t=0时，两列波在如图所示区域内相遇，则两列波在相遇区域内______（选填：发生或不发生）干涉现象，因为______。

17．（2023·上海浦东新·统考二模）图为采用动力学方法测量空间站质量的示意图，若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内，测出飞船和空间站的速度变化量是，则对接后，飞船的加速度大小______，空间站的质量为______。

18．（2023·上海浦东新·统考二模）图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。

19．（2023·上海普陀·统考二模）2021年8月20日出现了“木星冲日”，即木星、地球和太阳几乎排列成一线，且地球位于太阳与木星之间的现象。已知木星与地球几乎在同一平面内绕太阳近似做匀速圆周运动，且绕行方向相同。木星、地球相关数据见表格。

不考虑木星与地球间的引力作用及自转影响，木星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的________倍；大约再经过________年可再次看到“木星冲日”现象。（均保留1位小数）

20．（2023·上海徐汇·统考二模）一辆汽车在10s内以恒定速率通过长度为100m的圆弧形弯道，已知弯道半径为，则汽车在弯道中的加速度大小为________m/s2，10s内速度变化量的大小为________m/s。

21．（2023·上海徐汇·统考二模）某同学通过视频追踪得到一物体从静止开始下落的x-t图像如图所示，物体下落过程中仅受空气阻力f与重力G，则下落过程中两者大小关系为f≈________G；取x=0处势能为零，t=0.7s时物体的动能________重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

参考答案：

1．         

【详解】[1]三根细线对O点的拉力等于三个物体的重力，对O点受力分析如图

根据平衡条件可知

解得

，

[2]将左边的滑轮a缓慢水平向左移动s的距离，结合平衡条件可知三个拉力的大小和方向都不变，故物体A、B高度不变，物C上升s，故系统机械能的增加量为

2．     向上     增大

【详解】[1][2]波向右传播，根据平移法可知，P点运动方向向上；如果要使绸带产生更加密集的波浪状起伏，则周期变小，频率增大。

3．         

【详解】[1]根据题意可知，细线的拉力不做功，则小球做匀速圆周运动，则细线转过180°时，小球的速度为。

[2]根据题意可知，细线转过180°时，画出俯视图，如图所示

小球做圆周运动的半径为

细线拉力提供小球做圆周运动的向心力，则有

4．     板擦     2.5

【详解】[1]板擦对白板的压力是由于板擦发生形变引起的；

[2]板擦的受力如图所示

由于板擦做匀速直线运动，即

解得板擦对白板的压力为

5．         

【详解】[1]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，飞轮的转速为

此内燃机每秒钟内完成个循环过程，内燃机的平均功率为

[2]根据瞬时功率表达式

最大速度时，有

其中

联立可得

6．     逐渐变小    

【详解】[1]轻杆受力图所示

根据平衡条件有

，

根据库仑定律和几何知识有

可知库仑力F1不变，逐渐增大，则地面对杆的支持力N1将逐渐减小；

[2]外力F做功使轻杆的重力势能增加，则

7．     -8     2

【详解】[1]初始重力势能为30J，动能为零，s=2m时重力势能为18J，动能为4J，根据能量守恒，摩擦力做功为-8J；

[2]初始重力势能为

Ep=30J

根据

Ep=mgh

得

m=1kg

根据

得

a=2m/s2

8．     不相同    

【详解】[1][2]在不计空气阻力的情况下，足球两次被以相同的速度踢出后分别到达同一高度的a、b两点，则根据能量守恒可知，上升的高度相同，则由动能转化的重力势能相同，则可知足球到达a、b两点时的动能相同，即动能之比为，但由于连线和连线的方向不同，即足球在到达a、b两点时的速度方向不同，而速度是矢量，因此足球在到达a、b两点时的速度不同。

9．     S1     S2

【详解】[1]由图可知波源S1形成的水面波相邻波峰或波谷之间的距离较大，所以波长较大。

[2] 为观察稳定的干涉图样，应使两列波的频率相同，而根据可知，所以可调小波源S2的振动频率。

10．     卡文迪许     微小量放大

【详解】[1][2]如图为卡文迪许扭秤实验，该实验验证了万有引力定律，卡文迪什的扭秤实验中将微小量转化为较大的、方便观察的物理量，用到了放大思想，即所使用的科学方法是微小量放大法。

11．     不合理     见解析

【详解】[1][2]答案根据

得

可知环绕半径越小，周期越小，所以在地面附近绕地球飞行时的周期最小，根据

可得最小周期约为84分钟。故该同学的答案不合理。

12．     大于     16：1

【详解】[1]设卫星A的轨道半径为RA，卫星B的轨道半径为RB，结合图像有

，

解得

，

设卫星A绕地球做匀速圆周的周期为TA，则有

解得

设卫星B绕地球做匀速圆周的周期为TB，则有

解得

由图像可知每经过t=T，两卫星再一次相距最近，则有

解得

则图中的时间T 大于A的周期。

[2]由，解得卫星的加速度

A、B卫星的加速度之比为

13．     小于    

【详解】[1]由万有引力提供向心力

可得，周期为

因为，所以，即B卫星匀速圆周运动半径大于A卫星半径，所以

即A的周期小于地球的自转周期。

[2]由万有引力提供向心力

可得，线速度大小为

又因为

所以A、B的线速度之比为

14．     2/2.0     10/10.0

【详解】[1]直杆由水平位置转动到竖直位置的时间约为

[2]系统的反应时间是

则汽车从识别线ab 到达直杆正下方的时间至少是

汽车不停车匀速安全通过道闸的最大速度是

15．     5.66     10.34

【详解】[1]设起跳速度为，根据机械能守恒可得

又

联立解得

[2]如果他在月球上以同样的速度起跳且越过横杆的速度也不变，设他能跃过横杆的高度为，根据机械能守恒可得

可得

由

解得

16．     不发生     两列波的频率不同

【详解】[1][2]两列波的波速相同，但是波长不同，则频率不同，则两列波在相遇的区域不发生干涉现象，因为两列波的频率不同。

17．         

【详解】[1]根据题意，由加速度的定义式可得，对接后，飞船的加速度大小为

[2]根据题意，设空间站的质量为，对整体由牛顿第二定律有

代入数据解得

18．     不重合    

【详解】[1][2]飞船运动轨道面与赤道面不重合；在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为

19．     2.6     1.1

【详解】[1]行星对表面物体的万有引力等于物体在表面时受到的重力，有

解得

木星质量是地球质量的320倍，木星半径是地球半径的11倍，则木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度之比为

[2]根据开普勒第三定律有

可得

T木≈11.2T地=11.2年

设从木星冲日到下次木星冲日的时间间隔为t，则

解得

t≈1.1年

20．         

【详解】[1]汽车运动的线速度大小

则汽车在弯道中的加速度大小为

[2]转过的角度

则速度的变化量

21．     0.1     小于

【详解】[1]根据

由图像可知

根据牛顿第二定律

可得

[2]取x=0处势能为零，t=0.7s时物体的动能

重力势能

即物体的动能小于重力势能。