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

上海市徐汇区三年（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·上海徐汇·统考一模）如图，高速公路上汽车保持速率不变通过路面 abcd，其中 ab 段为平直上坡路面，bc 段为水平路面，cd 段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则汽车的输出功率（　　）

A．在 ab段逐渐减小 B．在ab段最大，在cd段最小

C．仅在bc段时保持不变 D．始终保持不变

2．（2022·上海徐汇·统考一模）“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，其轨道与地球赤道在同一平面内，并与地面上某观测点始终保持相对静止。已知地球半径为r1，卫星轨道半径为r2，则赤道上某点随地球自转的线速度大小v1与卫星运动的线速度大小v2之比为（　　）

A．r1∶r2 B．r2∶r1 C．r12∶r22 D．r22∶r12

3．（2022·上海徐汇·统考一模）物体振动时，除了固有频率的基频波，还会产生频率为固有频率整数倍的倍频波。当如图所示的两种波同时在介质中传播时，物体振动形成的实际波形应为（　　）

A． B．

C． D．

4．（2022·上海徐汇·统考一模）如图为小球在水平面上移动，每隔0.02秒记录下的位置。将该段运动分为5段，则其中平均速度最大与平均加速度最小的运动过程分别为（　　）

A．①和② B．②和③

C．⑤和② D．⑤和③

5．（2022·上海徐汇·统考一模）如图，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，则在最高点平衡时人对杠铃的作用力F与抓举过程中人对杠铃做功W的变化情况为（　　）

A．F不变，W增大 B．F增大，W不变

C．F不变，W减小 D．F减小，W不变

6．（2021·上海徐汇·上海中学一模）竖直墙上A、B、C三处各有一个水平细钉子，光滑圆环如图悬挂，圆环与三个钉子均有接触。A、B、C三点中，A在圆环的最高点，C与圆环的圆心等高，则圆环受到钉子的弹力情况是（　　）

A．可能只有A处有 B．可能只有A、B两处有

C．一定只有B、C两处有 D．A、B、C三处一定都有

7．（2021·上海徐汇·上海中学一模）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（　　）

A．g B．1.8g C．2g D．3g

8．（2021·上海徐汇·上海中学一模）如图，x轴上、l4m处有两个振动周期相同、振幅均为lcm的波源、，某时刻同时开始竖直向上振动，产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波则和处的质点的振幅分别为（　　）

A．1cm  1cm B．0  2cm C．2cm  0 D．2cm  2cm

二、填空题

9．（2022·上海徐汇·统考一模）有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中_____能转化为电能；如果将这种手电筒摇晃一次，相当于将200g的重物举高20cm，每秒摇两次，则摇晃手电筒的平均功率为________W，g=10m/s2。

10．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）如图（a），一个小球在固定的轨道AB上往复运动，其位移-时间图像如图（b）所示。则小球在时的瞬时速度为__________，到内的平均速度为__________。

11．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个水平初速度，若不考虑空气等阻力的影响，则小球的运动情况将是：_________，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为__________。

三、解答题

12．（2022·上海徐汇·统考一模）一小物块从全长为5m、倾角为37°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，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。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：

（1）小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；

（2）斜面和小物块间的滑动摩擦因数μ；

（3）当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。

13．（2021·上海徐汇·上海中学校考一模）某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度，若该风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。求：

(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积；

(2)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；

(3)此风力发电机发电的功率P。

参考答案：

1．B

【详解】汽车做匀速率运动，受力平衡，设上坡的夹角为θ，汽车受到的摩擦力为f

在ab段，根据受力平衡可得

此时的功率为

在bc段，根据受力平衡可得

此时的功率为

在cd段，设下坡的夹角为 ，根据受力平衡可得

此时的功率为

所以

对于每段均是匀速率，每段的牵引力都是一个定值，则每段的输出功率都不变。

故选B。

2．A

【详解】由题意知“高分十三号”是一颗地球同步卫星，由于赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同，设为ω，已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2，根据v=rω可得

故选A。

3．B

【详解】根据波的叠加，两列波叠加后，位移为两列波位移的矢量合。把倍频波的位移与基频波的位移叠加，如图所示

故B正确，ACD错误。

故选B。

4．D

【详解】由图可知⑤位移最大，各段运动时间相同，由

知⑤平均速度最大；③最近似于匀速直线运动，即速度大小和方向变化最小，平均加速度最小，故选D。

5．A

【详解】无论运动员双手间的握距为多少，在最高点平衡时人对杠铃的作用力F必与杠铃所受重力等大反向，故F不变；而抓举过程中人对杠铃做功W应等于杠铃重力势能的增加量，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，与原来相比最高点高度变高，杠铃的重力势能增大，即W增大，故A正确，BCD错误。

故选A。

6．A

【详解】B．若只有A、B受力，C的作用都是0，A对环的作用竖直向上，B对环的作用力向右上方，它们的合力的方向不在竖直方向上，故该种情况不成立；同理，只有A、C受力也不成立，故B错误；

C．若只有C、B受力，A的作用都是0，C对环的作用水平向左，B对环的作用力向右上方，它们的合力的方向可以在竖直方向上，该种情况可以成立，但是不一定只有B、C两处有，故C错误。

A．若只有A受力，B、C的作用都是0，A对环的作用竖直向上，大小等于重力。该情况可以成立，故A正确；

D．若A、B、C都受力，它们的合力的方向可以在竖直方向上，该种情况可以成立，但不是一定都有，故D错误。

故选A。

7．C

【详解】由拉力与时间关系图象可以知道，人的重力等于0.6F0，而最大拉力为1.8F0

结合牛顿第二定律

1.8F0-mg=mam

解得

am=2g

故C正确，ABD错误。

故选C。

8．C

【详解】处的质点到两个振源的距离差为

10m-6m=4m=λ

则该点为振动加强点，则振幅为2A=2cm；处的质点到两个振源的距离差为

11m-5m=6m=λ

则该点为振动减弱点，则振幅为0。

故选C。

9．     机械（或动能）     0.8

【详解】[1]摇晃过程中，人对手电筒做功，所以在摇晃过程中将机械能（或动能）转化为电能。

[2]摇晃两次，平均功率为

10．     -0.6     -0.2

【详解】[1]小球在7s时的瞬时速度为

[2]到内的位移为

x=-1.2m

平均速度为

11．     在竖直平面内做匀速圆周运动    

【详解】[1]在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，相当于不考虑重力，给小球一个初速度，由绳子的拉力提供向心力，小球将在竖直平面内做匀速圆周运动

[2]根据牛顿第二定律，可得细线对小球的拉力大小为

12．（1）1kg，a大小为2m/s2，方向沿斜面向下；（2）0.5；（3）1.94s

【详解】（1）由图线I可知，物体滑行5m到斜面底端时势能为零，故零势能面为斜面底端所在水平面。开始下滑时

Ep0=mgh0=30J

其中

h0=Lsinθ=3m

可得

由图线II可知，物块下滑过程中动能从零增大为

解得末速度为

小物块由静止开始匀加速下滑有

可得a=2m/s2，方向沿斜面向下。

（2）下滑过程中，物块受力情况为

由牛顿运动定律可知

其中

且

可得

将a=2m/s2代入得

（3）由图线可知，Ep、Ek与s的函数关系分别为

Ep=30−6s

Ek=2s

联立可得，s=3.75m时小物块的动能与重力势能相等。由

知下滑时间

13．(1)7536m3；(2)162777.6J；(3)16277.8W

【详解】(1)每秒冲击风车车叶的气体体积为

V=SL=Svt=πR2vt=π×400×6×1m3=7536m3

(2)这此气流的质量

m=ρV=1.2×72536kg=9043.2kg

气流的动能

(3)每秒风的动能转化为的电能

E电=ηEk=10%×162777.6J≈16277.8J

则此风力发电机发电的功率为