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

上海市杨浦区三年（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）声波（　　）

A．能在真空中传播 B．在气体中的传播速度最大

C．靠各质点的迁移来传递能量 D．传播过程中形成疏密相间的波

2．（2022·上海杨浦·统考一模）物体处于以下状态时所受合力为零的是（　　）

A．铅球在沙坑里下陷到最低位置时

B．小球竖直向上抛出到速度减为零时

C．摆球在竖直平面内摆动到右侧最高位置时

D．小球沿竖直光滑圆轨道滑动到与圆心等高且速度为零时

3．（2022·上海杨浦·统考一模）如图，足够长的固定粗糙直杆与水平面成角，套在杆上的小球在拉力F作用下以一定的初速度向上滑动（A图拉力竖直向上；B图拉力平行斜杆向上；CD图拉力垂直杆）。下列情况中小球机械能不可能守恒的是（　　）

A． B．

C． D．

4．（2022·上海杨浦·统考一模）如图，A、B两小球沿倒置的光滑圆锥内侧在水平面内做匀速圆周运动。则（　　）

A．A球质量大于B球 B．A球线速度大于B球

C．A球转动周期小于B球 D．A球向心加速度小于B球

5．（2022·上海杨浦·统考一模）如图，悬挂在丝线下的小球B与固定在悬点正下方的小球A带同种电荷，两球均可视作点电荷。细线竖直时，B处于静止状态且丝线上的拉力大小为，两球间距为，库仑力大小为。若将B拉至图中另一位置处也能静止，此时丝线拉力大小为，两球间距为，库仑力大小为。则（　　）

A． B．

C． D．

6．（2022·上海杨浦·统考一模）均匀材质制作的弹性绳沿x轴放置，时刻弹性绳上处于坐标原点O的波源S沿y轴正向开始振动，振动周期为0.8s。产生的简谐横波沿弹性绳向x轴正、负两个方向传播，时坐标的质点P恰好第一次处于y轴正向最大位移处。再过1s位于x轴负半轴的质点Q恰好第一次处于y轴正向最大位移处。则（　　）

A．

B．波速为

C．若波源振动周期为1s，则P、Q两质点都起振后运动方向始终相反

D．若波源振动周期为0.4s，则P、Q两质点都起振后运动方向始终相反

7．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）描述振动强弱的物理量是（　　）

A．周期 B．频率 C．振幅 D．波速

8．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）在“研究共点力的合成”实验中，下列操作能有效减小实验误差的是（　　）

A．读数时视线要正对弹簧测力计刻度

B．标记同一细绳方向的两点要近一些

C．橡皮筋与绳套相连的两根细绳必须等长

D．用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些

9．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）列车沿平直轨道向北匀速行驶，车厢光滑地板上有一个相对列车静止的物体，在列车刹车过程中，物体相对轨道 （　　）

A．向北匀速运动 B．向南匀速运动

C．向北加速运动 D．向南加速运动

10．（2022·上海杨浦·复旦附中统考一模）单摆在振动过程中，对摆球的分析正确的是 （　　）

A．摆球在最低点加速度为零 B．合外力方向始终与速度方向垂直

C．摆球在最高点合外力为零 D．摆球在任何位置加速度都不等于零

11．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）在如图所示的箱子里有一光滑斜面，通过水平细绳系住一质量分布均匀的小球。箱子水平向右匀速运动时细绳对球的拉力为 T，斜面对球的支持力为 N。当箱子水平向右作匀减速直线运动 （　　）

A．T 增大，N 不变 B．T 不变，N 减小

C．T 减小，N 不变 D．T 不变，N 增大

12．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）如图所示，设竖直圆轨道的最低点处重力势能为零，小球以某一初速度从最低点出发沿轨道内侧运动到最高点时，小球的机械能 E机、重力势能 Ep和动能 Ek 的相对大小（用柱形高度表示）可能是（　　）

A． B． C． D．

13．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面，沿平直路面继续行驶。全过程中汽车输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小不变。汽车行驶全程中，速率 v 随时间 t 的变化关系可能是（　　）

A． B．

C． D．

14．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）在半径为 R1的 K 星球表面竖直向上提起一质量为 m1的物体，拉力 F 与物体加速度 a 的关系如图线 1 所示。在半径为 R2的 T 星球表面竖直向上提起一质量为 m2的物体，拉力 F 与物体加速度 a 的关系如图线 2 所示。设两星球密度相等，质量分布均匀。则 （　　）

A．m1 : m2=3 : 1，R1 : R2=1 : 2 B．m1 : m2=3 : 2，R1 : R2=3 : 1

C．m1 : m2=3 : 1，R1 : R2=2 : 3 D．m1 : m2=3 : 2，R1 : R2=2 : 1

15．（2022·上海杨浦·复旦附中统考一模）歼 20 战斗机上安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下通过转动尾喷口方向来改变推力的方向，使战斗机拥有优异的飞行性能。某次飞机沿水平方向超音速匀速巡航时，空气对飞机产生的竖直向上的升力（不含尾喷口推力）与水平阻力之比为 。已知飞机重力为 G，为使飞机实现节油巡航模式，尾喷口产生的最小推力大小为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题

16．（2022·上海杨浦·统考一模）一个物体在恒力作用下做匀加速直线运动，其速度是否可以不断增大直至无穷大？你的回答是______（选填“是”或“否”），理由是______。

17．（2022·上海杨浦·统考一模）2022年11月12日，我国发射的天舟五号货运飞船与在轨运行的空间站组合体顺利完成自主快速交会对接．已知地球半径为R，地面重力加速度大小为g。若空间站组合体绕地球飞行的速度大小为v，则对接时天舟五号货运飞船离地高度为_______，空间站组合体的加速度大小为______。

18．（2022·上海杨浦·统考一模）在平直轨道上匀速行驶的观光小火车全长为15m，一乘客从车尾的座位上起身以的加速度匀加速跑到车头．当他抵达车头时，车头正好经过地面观察站，观察站里的安全监管员测得此人的速率为，于是立即叫停列车。则观光小火车的车速为______，观光小火车在此人跑动时间内走过的路程为______m。

19．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）如图是在发波水槽中观察两波源 S1、S2在水槽中形成的水面波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。从图中可以判断，波源______形成的水面波波长较大；为观察到稳定的干涉图样，可将图中波源______的频率调小。（均选填“S1”或“S2”）

20．（2022·上海杨浦·复旦附中一模）用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉 O 中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝 S1和 S2进入真空的圆筒C。圆筒 C 可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近______处的银原子速率越大（选填“b”或“e”）；现测出圆筒C 的直径为1m，转动的角速度为 150πrad/s，银原子落在玻璃板 G 上的位置到 b 点的弧长为 s，s 约为圆筒周长的 ，可估算银原子速率约为______m/s。

三、解答题

21．（2022·上海杨浦·统考一模）某品牌电动自行车的主要技术参数如表所示。已知小明同学的质量为60kg，当他骑该车行驶时，他和车所受的空气阻力大小与瞬时速率成正比，比例系数为。设行驶过程中车子所受路面的阻力大小恒定。

（1）若车子的驱动力为135N、速率为2m/s时，小明和车子的加速度为；若车子的驱动力为55N、速率为4m/s时，车子匀速行驶。求行驶过程中车子所受路面的阻力大小和比例系数；

（2）若车传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与车的瞬时速率成正比，比例系数。当车子以额定输出功率在非机动车道上匀速行驶时，判断该车是否符合在非机动车道上行驶的最高限速15km/h这一道路法规要求，并说明理由。

参考答案：

1．D

【详解】A．声波不能在真空中传播，选项A错误；

B．声波在固体中的传播速度最大，在气体中的速度最小，选项B错误；

C．机械波传播过程中各质点不随波迁移，选项C错误；

D．声波是纵波，在传播过程中形成疏密相间的波，选项D正确。

故选D。

2．A

【详解】A．铅球在沙坑里下陷到最低位置时，受合力为零，选项A正确；

B．小球竖直向上抛出到速度减为零时还受重力作用，合力不为零，选项B错误；

C．摆球在竖直平面内摆动到右侧最高位置时，摆球受重力和摆线的拉力作用，合力不为零，选项C错误；

D．小球沿竖直光滑圆轨道滑动到与圆心等高且速度为零时，小球受重力作用，合力不为零，选项D错误。

故选A。

3．C

【详解】根据机械能守恒的条件可知，若除重力以外的其他力做功代数和为零，则机械能守恒；

A．该图中若满足

此时拉力与摩擦力做功相等，则物体的机械能守恒，选项A不符合题意；

B．该图中若满足

则此时拉力与摩擦力做功相等，则物体的机械能守恒，选项B不符合题意；

C．该图中力F与运动方向垂直，则力F不做功，但是一定有摩擦力做功，则机械能一定不守恒，选项C符合题意；

D．该图中若满足

则此时摩擦力为零，摩擦力与力F都不做功，则机械能守恒，选项D不符合题意。

故选C。

4．B

【详解】对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图

根据牛顿第二定律，有

A．由表达式可知不能比较两球质量关系，选项A错误；

B．根据

可知A的半径大，则A的线速度大，选项B正确；

C．根据

可知A的半径大，则A的周期大，选项    C错误；

D．根据

可知AB的向心加速度相等，选项D错误。

故选B。

5．C

【详解】B．根据库仑定律

因 则

选项B错误；

CD．对小球受力分析如图

设细绳长为L，则由比例关系

可得

B球在竖直位置时

可得

选项C正确，D错误；

A．因

则

选项A错误。

故选C。

6．D

【详解】B．因为时坐标的质点P恰好第一次处于y轴正向最大位移处，可知质点P振动了波传到P点用时间为0.8s，则波速为

选项B错误；

A．再过1s位于x轴负半轴的质点Q恰好第一次处于y轴正向最大位移处，可知波传到Q点用时间，则

选项A错误；

C．若波源振动周期为1s，则波长为

因Q点的振动情况与x轴正方向上关于Q点的对称位置Q′相同，而，则

PQ′=8.1cm-3.6cm=4.5cm=λ1

则P、Q两质点都起振后运动方向始终相同，选项C错误；

D．若波源振动周期为0.4s，则波长为

因Q点的振动情况与x轴正方向上关于Q点的对称位置Q′相同，而，则

则P、Q两质点都起振后运动方向始终相反，选项D正确。

故选D。

7．C

【详解】AB．周期和频率是描述振动快慢的物理量，AB错误；

C．振幅是描述物体离开平衡位置的最大距离，是表示振动强弱的物理量，C正确；

D．波速是描述波传播快慢的物理量，D错误。

故选C。

8．A

【详解】A．读数时视线要正对弹簧测力计刻度，使读数更准确，减少实验误差，A正确；

B．标记同一细绳方向的两点要远一些，才能使方向标记的更准确，B错误；

C．橡皮筋与绳套相连的两根细绳是记录拉力方向的，因此不必等长，C错误；

D．用两弹簧测力计同时拉橡皮筋时两弹簧测力计示数之差过大，可能使其中一个弹簧测力计读数过小，增大相对误差，D错误。

故选A。

9．A

【详解】根据牛顿第一定律，物体按惯性保持原来速度向前运动，在列车刹车过程中，物体相对轨道向北匀速运动，BCD错误，A正确。

故选A。

10．D

【详解】A．摆球在最低点时速度最大，有向心加速度，即加速度不为零，选项A错误；

B．单摆振动时不是做匀速圆周运动，则合外力方向不是始终与速度方向垂直，选项B错误；

C．摆球在最高点时，回复力最大，此时合外力不为零，选项C错误；

D．摆球在任何位置合外力均不为零，即加速度都不等于零，选项D正确。

故选D。

11．C

【详解】设斜面的倾斜角为θ，匀速运动时，对小球进行受力分析可知

解得

，

向右作匀减速直线运动，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律

解得

，

因此支持力N不变，而绳子拉力T减小。

故选C。

12．C

【详解】恰好通过最高点时，根据牛顿第二定律

可得最小动能

在最高点的势能

而

因此机械能一定大于势能或动能，而动能最小为势能的，也有可能大于或等于势能。

故选C。

13．C

【详解】汽车先在车库内的地面上做匀速运动速度为v，则

P=fv

当驶上斜坡时，根据

可知功率不变，则加速度a沿斜面向下，汽车做加速度减小的减速运动，最终加速度为零时，根据

可知最终的速度小于刚驶上斜坡时的速度v ；汽车驶出斜坡到达地面时，根据

可知汽车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时，即

P=fv

时做匀速运动，此时的速度等于在车库地面上的速度。

故选C。

14．A

【详解】物体在星球表面竖直向上加速，根据牛顿第二定律有

变形得

则图线的斜率表示物体的质量，则有

，

故

当时，拉力等于物体的重力，则有

、

则重力加速度之比为

根据物体在星球表面上，万有引力等于重力，则有

又

联立解得

故

故选A。

15．D

【详解】飞机受到重力G、发动机推力F1、空气升力F2和空气阻力f，重力的方向竖直向下，升力F2的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，如图

歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则有水平方向

Fx=f

竖直方向

F2+Fy=G

其中

F2=f

解得

Fy=G-f

则

结合数学知识可知，当时取得最小值，将其代入F12表达式，解得

故ABC错误，D正确。

故选D。

16．     否     见解析

【详解】[1][2]不可能，当他运动速度接近光速时，速度越快，物体质量越大，拉到最后，m趋近于无限大，a小到忽略不计，无限趋于0，那么物体永远达不到光速，不可能不断增大直至无穷大。

17．         

【详解】[1]根据

在地面上的物体

解得

[2]空间站组合体的加速度大小为

18．     8     25.3

【详解】[1]设乘客从车尾到车头用时间t，火车的速度v0，由题意可知

解得

根据

可得

v0=(17.5-3)m/s≈8m/s

[2]观光小火车在此人跑动时间内走过的路程为

19．     S2     S1

【详解】[1]由图可知，波源S2形成的水面波波长较大；

[2]在同一介质中不同的机械波的波速相等，根据

由图知，波源S1的波长小，故波源S1的频率较大，所以为观察到稳定的干涉图样，可将图中波源S1的频率调小。

20．     b     450

【详解】[1]由于圆筒C绕A点顺时针转动，由图可判断，落点越靠近b处的银原子速率越大；

[2]由于圆筒C转动的角速度为150πrad/s，则圆筒C转动的周期为

根据银原子落在玻璃板 G 上的位置到 b 点的弧长为 s，s 约为圆筒周长的，则运动的时间为

银原子速率约为

21．（1）35N ；5N/m∙s-1；（2）不符合道路法规要求，理由见解析

【详解】（1）若车子的驱动力为135N、速率为2m/s时，小明和车子的加速度为；则

即

若车子的驱动力为55N、速率为4m/s时，车子匀速行驶，则

解得

k1=5N/m∙s-1

f=35N

（2）当车子以额定输出功率在非机动车道上匀速行驶时，则

解得

v=4.75m/s=17.1km/h>15km/h

则不符合道路法规要求。