2023~2024学年山西省高一12月联合考试
物 理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册第一章至第四章第3节。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2023年9月30日，杭州亚运会跳水项目女子双人10米跳台决赛在杭州奥体中心游泳馆举行，中国组合以375. 30分获得冠军，这是杭州亚运会跳水项目的首枚金牌。双人跳水比赛时，两名运动员从跳台起跳后先上升再下落，在空中的动作完全同步，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员离开跳台后的运动属于自由落体运动
B. 运动员在空中以彼此为参考系是静止
C. 运动员在空中运动时的速度与加速度始终方向相同
D. 运动员从离开跳台到落到水面过程中路程等于位移大小
2. 2023年6月28日在湄洲湾跨海大桥，我国的高铁试验列车实现单列最高速度453km/h、双向两列相对交会最高速度891km/h运行。下列说法正确的是（ ）
A. “453km/h”是指瞬时速度
B. “891km/h”是指平均速度
C. “km/h”属于物理基本量对应的基本单位
D. 高铁试验列车的运行速度越大，加速时的加速度一定越大
3. 某质点做匀变速直线运动的位移与速度的关系式为，加速度与合力、质量的关系式为，两式子中共含有6个物理量，其中矢量的个数是（ ）
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
4. 下列关于力的说法正确的是（ ）
A. 因为在地面附近的物体本身就有重力，所以重力没有施力物体
B. 只要两物体间有接触，两物体间就有弹力
C. 彼此没有接触的物体间一定没有力
D. 两物体间如果有摩擦力，就一定有弹力
5. 某火箭从地面竖直向上发射，其上升过程的速度-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 内火箭上升的高度为
B. 内火箭的平均速度大小为
C. 内火箭受到的合力竖直向上
D. 火箭在第末的加速度大于在第末的加速度
6. 如图所示，质量均为1kg的三个物块A、B、C叠放在水平地面上，物块B受到方向水平向右、大小的拉力，物块C受到方向水平向左、大小的拉力。物块均处于静止状态。已知各物块间、物块与地面间的动摩擦因数均为0.4，取重力加速度大小 ，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块A受到的摩擦力大小为4N
B. 物块B对物块C的摩擦力大小为4N
C. 地面对物块C的摩擦力大小为6N
D. 地面对物块B的摩擦力大小为2N
7. 如图所示，某同学用大小为5N、方向与竖直黑板夹角为53°作用力F将黑板擦（可视为质点）沿黑板表面竖直向上缓慢推动，黑板擦无左右运动趋势。已知黑板擦与黑板间的动摩擦因数为0.5。取重力加速度大小，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A. 黑板擦的质量为0.1kg
B. 黑板擦对黑板的压力大小为3N
C. 黑板对黑板擦的摩擦力大小为3N
D. 黑板对黑板擦的作用力大小为5N
8. 从第46届世乒赛开始，乒乓球改用“大球”，即球的直径由之前的38mm改为40mm，球的质量也略有增加。大球“笨重”的球体，将使得球速变慢、旋转减缓，增加了比赛的回合，带来了更丰富的技术展现，增添了比赛的观赏性。下列关于乒乓球的说法正确的是（ ）
A. 同一个乒乓球在地球上和在太空中的惯性相同
B. 乒乓球改用“大球”后，乒乓球的惯性减小
C. 在研究乒乓球旋转对轨迹的影响时，不可将乒乓球视为质点
D. 用球拍击打乒乓球时，球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力
9. 无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用方便快捷等优点而在生产生活中得到广泛应用。某次在空旷区域测试时，质量为、可垂直起降的无人机从地面由静止开始竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，上升时无人机突然失去动力，直至落回地面。不计无人机受到的空气阻力，取重力加速度大小，以竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 无人机加速上升时的动力大小为
B. 无人机失去动力后立即开始做自由落体运动
C. 无人机失去动力后的加速度为
D. 无人机下落过程的加速度大小会随速度的增大而增大
10. 如图所示，粗糙水平面上有一轻质弹簧连接着物块甲、乙，用大小为36N的水平恒力F作用在物块甲上时，物块甲、乙一起向左做匀加速直线运动。已知物块甲、乙的质量分别为2kg、4kg，两物块与地面间的动摩擦因数均为0. 3，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 物块甲的加速度大小为
B. 弹簧上的弹力大小为24N
C. 若撤去恒力F，则撤去瞬间物块甲的加速度大小为
D. 若撤去恒力F，则撤去瞬间物块乙的加速度大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置来完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
（1）本实验__________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（2）图乙是实验中打出的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。已知电火花计时器所接电源的频率为50Hz，则纸带上打出B点时小车的速度大小__________m/s，小车的加速度大小__________。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）实验完成后，该同学发现电火花计时器所接电源的电压略大于电火花计时器的工作电压，则小车加速度的测量值与实际值相比__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。
12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门和力传感器等器材来完成“探究加速度与物体所受合力的关系”实验，具体装置如图甲所示。实验时先测出遮光条的宽度d，由刻度尺读出滑块释放时遮光条到光电门的距离L，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间t，仅改变悬挂的钩码个数来进行多组实验。
（1）实验中调节气垫导轨水平后，______调节滑轮位置使细线与气垫导轨平行，力传感器和钩码的总质量______远小于滑块及遮光条的总质量。（均填“需要”或“不需要”）
（2）根据实验中测量的各物理量可知，遮光条经过光电门时的速度大小v=_______，滑块的加速度大小a=______。（均用题目给定的物理量符号表示）
（3）测得多组实验数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图乙所示，若该图像的斜率为k，则滑块及遮光条的总质量M=______（用题目给定的物理量符号表示）。
13. 2023年8月7日，成都大运会跳水项目结束全部比赛，13个小项产生的15枚金牌全部被中国队收入囊中。某运动员（视为质点）在一次练习跳水时，从离水面的高处自由落下，落入水中做匀减速直线运动，到离水面的水深处速度恰好为0，取重力加速度大小，不计运动员在空中受到的阻力，求：
（1）运动员落到水面时的速度大小；
（2）运动员在水中运动的加速度大小和时间。
14. 如图所示，小李用大小为100N、方向与水平方向的夹角为37°的拉力拉着质量为22kg的行李箱沿水平地面匀速前进。已知，行李箱与地面间的摩擦力视为滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）行李箱对地面的压力大小；
（2）行李箱受到的摩擦力大小；
（3）行李箱与地面间的动摩擦因数。
15. 生活中运送装修材料时，常采用如图所示的滑轮装置。静止在水平地面上的工作人员通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起装修材料，装修材料沿竖直方向做加速度大小的匀加速直线运动，此时工作人员手中轻绳与竖直方向的夹角θ＝37°. 已知工作人员的质量M＝50kg，装修材料的质量m＝10kg，取重力加速度大小，工作人员与地面间的动摩擦因数，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。
（1）求轻绳上的弹力大小；
（2）求工作人员对地面的压力大小；
（3）若仅增大装修材料质量（其加速度大小不变），求工作人员静止在原地能加速拉起的装修材料的最大质量。
2023~2024学年山西省高一12月联合考试
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册第一章至第四章第3节。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2023年9月30日，杭州亚运会跳水项目女子双人10米跳台决赛在杭州奥体中心游泳馆举行，中国组合以375. 30分获得冠军，这是杭州亚运会跳水项目的首枚金牌。双人跳水比赛时，两名运动员从跳台起跳后先上升再下落，在空中的动作完全同步，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员离开跳台后的运动属于自由落体运动
B. 运动员在空中以彼此为参考系是静止的
C. 运动员在空中运动时的速度与加速度始终方向相同
D. 运动员从离开跳台到落到水面的过程中路程等于位移大小
【答案】B
【解析】
【详解】A．依题意，运动员离开跳台后先上升再下落，所以不属于自由落体运动。故A错误；
B．运动员在空中以彼此为参考系是静止的。故B正确；
C．运动员在空中运动过程中，上升阶段速度方向向上，与加速度方向相反。故C错误；
D．运动员从离开跳台到落到水面的过程中路程大于位移大小。故D错误。
故选B。
2. 2023年6月28日在湄洲湾跨海大桥，我国的高铁试验列车实现单列最高速度453km/h、双向两列相对交会最高速度891km/h运行。下列说法正确的是（ ）
A. “453km/h”是指瞬时速度
B. “891km/h”是指平均速度
C. “km/h”属于物理基本量对应的基本单位
D. 高铁试验列车的运行速度越大，加速时的加速度一定越大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．“453km/h”、“891km/h”均是指瞬时速度，故A正确，B错误；
C．“km/h”属于导出单位中的常用单位，不是基本单位，故C错误；
D．加速度描述速度变化快慢的物理量，而高铁试验列车的运行速度越大，加速度可能很小，故D错误。
故选A。
3. 某质点做匀变速直线运动的位移与速度的关系式为，加速度与合力、质量的关系式为，两式子中共含有6个物理量，其中矢量的个数是（ ）
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
【答案】C
【解析】
【详解】两个公式中存在的物理量有初速度，末速度，加速度，位移，合外力，质量，其中初速度，末速度，加速度，位移，合外力均既有大小也有方向，是矢量，质量只有大小没有方向，故矢量一共有5个。
故选C。
4. 下列关于力的说法正确的是（ ）
A. 因为在地面附近的物体本身就有重力，所以重力没有施力物体
B. 只要两物体间有接触，两物体间就有弹力
C. 彼此没有接触的物体间一定没有力
D. 两物体间如果有摩擦力，就一定有弹力
【答案】D
【解析】
【详解】A．有受力物体就一定有施力物体，重力的施力物体是地球，故A错误；
B．弹力产生的条件是两物体间相互接触并发生弹性形变，而不是只要两物体间有接触，两物体间就有弹力，故B错误；
C．力是物体之间的相互作用，不一定要接触，没有直接接触的两个物体，彼此之间可以产生力的作用。如：苹果在重力的作用下，从空中落到地面上，故C错误；
D．产生摩擦力的条件之一，就是物体必须有弹力存在，故有摩擦力就一定有弹力， 故D正确；
故选D。
5. 某火箭从地面竖直向上发射，其上升过程的速度-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 内火箭上升的高度为
B. 内火箭的平均速度大小为
C. 内火箭受到的合力竖直向上
D. 火箭在第末的加速度大于在第末的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．因图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知内火箭上升的高度为
选项A错误；
B．内火箭上升的高度为
火箭的平均速度大小为
选项B错误；
C．内火箭向上减速，加速度向下，则受到的合力竖直向下，选项C错误；
D．图像的斜率等于加速度，可知火箭在第末的加速度
在第末的加速度大小
选项D正确。
故选D
6. 如图所示，质量均为1kg三个物块A、B、C叠放在水平地面上，物块B受到方向水平向右、大小的拉力，物块C受到方向水平向左、大小的拉力。物块均处于静止状态。已知各物块间、物块与地面间的动摩擦因数均为0.4，取重力加速度大小 ，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块A受到的摩擦力大小为4N
B. 物块B对物块C的摩擦力大小为4N
C. 地面对物块C的摩擦力大小为6N
D. 地面对物块B的摩擦力大小为2N
【答案】B
【解析】
【详解】A．物块A相对于物块B没有运动或运动趋势，因此物块A不受摩擦力，选项 A错误；
B．对物块B受力分析可知，水平方向上只有和物块C施加的摩擦力，因此物块C对物块B的摩擦力大小为4N，根据牛顿第三定律可知，物块B对物块C的摩擦力大小为4N，选项B正确；
C．对物块A、B、C构成的整体受力分析，由于整体有相对于水平面向左运动的趋势，且地面对物块C的摩擦力，则
选项C错误；
D．地面与物块B没有直接接触，无法产生摩擦力，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，某同学用大小为5N、方向与竖直黑板夹角为53°的作用力F将黑板擦（可视为质点）沿黑板表面竖直向上缓慢推动，黑板擦无左右运动趋势。已知黑板擦与黑板间的动摩擦因数为0.5。取重力加速度大小，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A. 黑板擦的质量为0.1kg
B. 黑板擦对黑板的压力大小为3N
C. 黑板对黑板擦的摩擦力大小为3N
D. 黑板对黑板擦的作用力大小为5N
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．对黑板擦进行分析，根据平衡条件有
，
其中
根据牛顿第三定律，黑板擦对黑板的压力为
解得
，，
故A正确，BC错误；
D．黑板对黑板擦有竖直向下的摩擦力与水平向右的支持力作用，则黑板对黑板擦的作用力大小为
结合上述解得
故D错误。
故选A。
8. 从第46届世乒赛开始，乒乓球改用“大球”，即球的直径由之前的38mm改为40mm，球的质量也略有增加。大球“笨重”的球体，将使得球速变慢、旋转减缓，增加了比赛的回合，带来了更丰富的技术展现，增添了比赛的观赏性。下列关于乒乓球的说法正确的是（ ）
A. 同一个乒乓球在地球上和在太空中的惯性相同
B. 乒乓球改用“大球”后，乒乓球的惯性减小
C. 在研究乒乓球的旋转对轨迹的影响时，不可将乒乓球视为质点
D. 用球拍击打乒乓球时，球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力
【答案】AC
【解析】
【详解】A．惯性大小的量度是物体的质量，与其他因素无关，所以同一个乒乓球在地球上和太空中的惯性相同，故A项正确；
B．惯性大小的量度是物体的质量，乒乓球改用大球后其质量变大，所以惯性变大，故B项错误；
C．在研究乒乓球的旋转对轨迹的影响时，乒乓球的形状大小不可以忽略，所以不可将乒乓球视为质点，故C项正确；
D．用球拍击打乒乓球时，球拍对乒乓球的力与乒乓球对球拍的力是一对相互作用力，其大小相等，故D项错误。
故选AC。
9. 无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用方便快捷等优点而在生产生活中得到广泛应用。某次在空旷区域测试时，质量为、可垂直起降的无人机从地面由静止开始竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，上升时无人机突然失去动力，直至落回地面。不计无人机受到的空气阻力，取重力加速度大小，以竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 无人机加速上升时的动力大小为
B. 无人机失去动力后立即开始做自由落体运动
C. 无人机失去动力后的加速度为
D. 无人机下落过程的加速度大小会随速度的增大而增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．无人机加速上升时，根据牛顿第二定律可得
解得无人机加速上升时的动力大小为
故A正确；
BCD．无人机失去动力后先向上做竖直上抛运动，无人机失去动力后只受重力作用，加速度恒为重力加速度，保持不变，因为以竖直向上为正方向，则加速度为，故BCD错误。
故选A。
10. 如图所示，粗糙水平面上有一轻质弹簧连接着物块甲、乙，用大小为36N的水平恒力F作用在物块甲上时，物块甲、乙一起向左做匀加速直线运动。已知物块甲、乙的质量分别为2kg、4kg，两物块与地面间的动摩擦因数均为0. 3，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 物块甲的加速度大小为
B. 弹簧上的弹力大小为24N
C. 若撤去恒力F，则撤去瞬间物块甲的加速度大小为
D. 若撤去恒力F，则撤去瞬间物块乙的加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，物块甲、乙一起向左做匀加速直线运动，物块甲、乙的加速度相等，对物块甲、乙组成的整体分析，由牛顿第二定律可得
解得
A错误；
B．对物块乙，由牛顿第二定律可得
代入数据解得弹力大小为
B正确；
C．若撤去恒力F，撤去瞬间由于弹力不能突变，则物块甲的加速度大小为
Ｃ错误；
D．若撤去恒力F，撤去瞬间由于弹力不能突变，则物块乙的加速度大小为
D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置来完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
（1）本实验__________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（2）图乙是实验中打出一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。已知电火花计时器所接电源的频率为50Hz，则纸带上打出B点时小车的速度大小__________m/s，小车的加速度大小__________。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）实验完成后，该同学发现电火花计时器所接电源的电压略大于电火花计时器的工作电压，则小车加速度的测量值与实际值相比__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。
【答案】 ①. 不需要 ②. 0.50 ③. 2.0 ④. 准确
【解析】
【详解】（1）[1] 测小车运动的速度随时间变化的规律，不需要测细线对小车的合外力，不需要保证用钩码的重力表示合外力，所以不需要平衡摩擦力。
（2）[2] 打点频率为50Hz，则每隔0.02s打一次点。纸带上相邻计数点间的时间间隔
则纸带上打出B点时小车的速度大小
[3]根据逐差法可知
（3）[4]电压变化，并不影响打点的周期，所以测量值与实际值相比不变。
12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门和力传感器等器材来完成“探究加速度与物体所受合力的关系”实验，具体装置如图甲所示。实验时先测出遮光条的宽度d，由刻度尺读出滑块释放时遮光条到光电门的距离L，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间t，仅改变悬挂的钩码个数来进行多组实验。
（1）实验中调节气垫导轨水平后，______调节滑轮位置使细线与气垫导轨平行，力传感器和钩码的总质量______远小于滑块及遮光条的总质量。（均填“需要”或“不需要”）
（2）根据实验中测量的各物理量可知，遮光条经过光电门时的速度大小v=_______，滑块的加速度大小a=______。（均用题目给定的物理量符号表示）
（3）测得多组实验数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图乙所示，若该图像的斜率为k，则滑块及遮光条的总质量M=______（用题目给定的物理量符号表示）。
【答案】 ①. 需要 ②. 不需要 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]为了确保细线的拉力等于滑块所受外力的合力，实验中需要调节滑轮位置使细线与气垫导轨平行；
[2]当实验中调节气垫导轨水平且细线与气垫导轨平行时，力传感器的示数F等于细线的拉力，结合上述可知，该示数即为滑块的合力，可知实验中不需要使力传感器和钩码的总质量远小于滑块及遮光条的总质量。
（2）[3]根据光电门的测速原理，遮光条经过光电门时的速度大小为
[4]根据速度与位移的关系式有
结合上述解得
（3）[5]根据牛顿第二定律有
结合上述有
结合图乙有
解得
13. 2023年8月7日，成都大运会跳水项目结束全部比赛，13个小项产生的15枚金牌全部被中国队收入囊中。某运动员（视为质点）在一次练习跳水时，从离水面的高处自由落下，落入水中做匀减速直线运动，到离水面的水深处速度恰好为0，取重力加速度大小，不计运动员在空中受到的阻力，求：
（1）运动员落到水面时的速度大小；
（2）运动员在水中运动的加速度大小和时间。
【答案】（1）9m/s；（2）15m/s2，0.6s
【解析】
【详解】（1）运动员在空中做自由落体运动，有
解得
t1=0.9s
（2）取竖直向下为正方向，运动员在水中做匀减速直线运动，有
解得
即运动员在水中的加速度大小为，根据匀变速直线运动规律有
解得
14. 如图所示，小李用大小为100N、方向与水平方向的夹角为37°的拉力拉着质量为22kg的行李箱沿水平地面匀速前进。已知，行李箱与地面间的摩擦力视为滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）行李箱对地面的压力大小；
（2）行李箱受到的摩擦力大小；
（3）行李箱与地面间的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对行李箱进行受力分析，如下图所示
行李箱匀速前行，受力平衡，根据平衡条件，竖直方向上有
可得地面对行李箱的支持力大小为
根据牛顿第三定律，可得行李箱对地面的压力大小为
（2）水平方向上有
可得行李箱受到的摩擦力大小为
（3）根据摩擦力公式
可得行李箱与地面间的动摩擦因数为
15. 生活中运送装修材料时，常采用如图所示的滑轮装置。静止在水平地面上的工作人员通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起装修材料，装修材料沿竖直方向做加速度大小的匀加速直线运动，此时工作人员手中轻绳与竖直方向的夹角θ＝37°. 已知工作人员的质量M＝50kg，装修材料的质量m＝10kg，取重力加速度大小，工作人员与地面间的动摩擦因数，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。
（1）求轻绳上的弹力大小；
（2）求工作人员对地面压力大小；
（3）若仅增大装修材料质量（其加速度大小不变），求工作人员静止在原地能加速拉起的装修材料的最大质量。
【答案】（1）125N；（2）400N；（3）20kg
【解析】
【详解】（1）对装修材料由牛顿第二定律可得
解得轻绳上的弹力大小为
（2）对工作人员，由平衡条件可得
解得地面对工作人员的支持力为
由牛顿第三定律可知，工作人员对地面的压力大小为400N。
（3）由题意可知，工作人员静止在原地在水平方向受力平衡，且可知在水平方向受到的摩擦力为最大静摩擦力时，轻绳上的弹力最大，则拉起装修材料有最大质量，由平衡条件可得
解得
由牛顿第二定律可得
解得
