山东省省级联考2023-2024高一上学期12月月考物理试题（含解析）

山东省省级联考2023-2024学年高一上学期12月月考
物 理
本试卷满分100分，考试用时90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：必修第一册。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．2023年5月10日21时22分，搭载“天舟六号”货运飞船的“长征七号”遥七运载火箭在中国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，“天舟六号”货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，飞船太阳能帆板展开工作，发射取得成功。“天舟六号”货运飞船总重13.5吨，长度为10.6米，载货量从6.9吨提高到了7.4吨，有效的装载容积从18.1立方米提升到了22.5立方米，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。下列说法正确的是
A．题目中涉及的米是国际单位制的基本单位 B．千克、立方米、牛顿都是国际单位制的导出单位
C．“飞船总重13.5吨”指的是飞船受到的重力 D．物理学中所有物理量都有单位
2．如图所示．小明手握酱油瓶，酱油瓶瓶身竖直，使酱油瓶在水平面内做匀速直线运动，下列说法正确的是
A．手对酱油瓶的弹力是由酱油瓶发生弹性形变产生的
B．手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶受到的重力是一对平衡力
C．酱油瓶受到的摩擦力大小一定与手对酱油瓶的弹力成正比
D．酱油瓶受到的重力和酱油瓶对手的摩擦力是一对相互作用力
3．2023年7月30日，2023年世界泳联世锦赛落下帷幕，中国队斩获20金8银12铜，名列金牌榜第一。在某次跳板跳水比赛中，运动员离开跳板后先上升再下落，只研究运动员在竖直方向上的运动，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．运动员离开跳板后能上升一段距离是因为受到向上的升力
B．运动员上升到最高点后会下落是因为运动员具有惯性
C．运动员在上升过程中惯性会逐渐减小
D．运动员在下落过程中惯性保持不变
4．如图甲所示，塔吊是现代工地必不可少的建筑设备之一，塔吊通过钢索将建筑材料从地面吊到高处。某次施工，塔吊司机将建筑材料沿竖直方向提升，某段时间内建筑材料在竖直方向上运动的x-t图像如图乙所示，其中t1～t2时间段内的图线为直线，下列说法正确的是
A．0～t1内，建筑材料处于超重状态 B．t1～2内，建筑材料处于超重状态
C．t2～t3内，建筑材料处于超重状态 D．0～t3内，t3时刻建筑材料的速度达到最大
5．如图所示，某同学用橡皮擦擦字时，用方向与水平纸面夹角为θ的推力F推着橡皮擦（质量变化忽略不计）向右做匀速直线运动，橡皮擦受到的支持力为FN、摩擦力为f、重力为G，下列说法正确的是
A． B．
C．F、FN的合力方向水平向右 D．F、f的合力方向竖直向上
6．从离水平地面高40m处将一小球以10m/s的初速度竖直向上抛出，不计小球受到的空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s ，以小球刚抛出的时刻为0时刻，则下列说法正确的是
A．小球从抛出到落地经历的时间为2s
B．小球落到水平地面前1s内运动的位移大小为30m
C．0～2s内小球的平均速度大小为0
D．小球在第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为1∶3∶5
7．如图所示，小球甲、乙套在竖直固定的光滑圆环上，圆环竖直顶点C处固定有一大小可忽略的光滑定滑轮，细线绕过定滑轮将两小球连接在一起。两球静止4时，小球甲、乙分别位于圆环上的A、B点，已知BC与竖直方向的夹角为θ，AB过圆环的圆心O点，小球甲、乙的质量分别为m1、m2，圆环对小球甲、乙的弹力大小分别为F1、F2，细线上的弹力大小为F，重力加速度大小为g，则下列关系式正确的是
A． B． C． D．
8．劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量为2m的物块A连接，质量为m的物块B叠放在物块A上，系统处于静止状态，如图所示，现对物块B施加方向竖直向上、大小为1.2mg的恒定拉力F，重力加速度大小为g，则物块B的加速度大小随其位移大小变化的图像（a-x图像）正确的是
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．汽车甲、乙在平直公路的平行车道上朝同一方向做直线运动，汽车甲加速启动，从t＝0时刻起，汽车甲的位置随时间变化的关系为，x的单位为m，t的单位为s；汽车乙做匀速直线运动，它的速度为8m/s。已知t＝2s时两车相遇。下列说法正确的是
A．汽车甲的初速度大小为3m/s，加速度大小为2
B．汽车甲的初速度大小为3m/s，加速度大小为4
C．t＝0时汽车乙在汽车甲前方2m处
D．t＝0时汽车甲在汽车乙前方2m处
10．灯笼是我国年俗文化的重要组成部分，无论旧时还是现在，灯笼都能烘托出节日的喜庆氛围。如图所示，直角支架固定在竖直面内，灯笼通过光滑轻质挂钩OA挂在轻质细绳上，细绳的一端固定在支架水平部分的C点，另一端固定在支架竖直部分的B点，系统处于平衡状态，此时细绳上的拉力大小为F 。当细绳的竖直固定端点B下移少许，重新平衡时细绳上的拉力大小为F ；当细绳的水平固定端点C右移少许，重新平衡时细绳上的拉力大小为F3。不计空气对灯笼的影响，细绳的长度始终不变，则关于F1、F2、F3的大小关系正确的是
A． B． C． D．
11．如图所示，质量M＝200g的物理课本放置在水平桌面上，再将一质量m＝50g的棋子放在课本上表面中央，并用方向水平向右的恒力F作用于课本或棋子上。已知棋子与物理课本间的动摩擦因数，物理课本与桌面间的动摩擦因数，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是
A．若恒力F作用在棋子上且F＝0.5N，则棋子将与课本一起做匀加速直线运动
B．若恒力F作用在棋子上，则无论F多大，课本都会保持静止
C．若恒力F作用在课本上且F＝1.4N，则棋子会与课本一起做匀加速直线运动
D．若恒力F作用在课本上且F＝1.2N，则棋子会相对于课本滑动
12．如图甲所示．倾斜传送带以速度v （大小未知）沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度从传送带底端A点沿传送带方向冲上传送带，经历4.8s恰好到达传送带顶端B点，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小，则下列说法正确的是
A．A、B点间的距离为16.8m B．传送带与水平地面的夹角为45°
C．煤块与传送带间的动摩擦因数为 D．煤块在传送带上留下的痕迹长度为12.8m
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）
某实验小组利用如图甲所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码的个数N1、N2、N3得到绳子OA、OC、OB的拉力大小F1、F2、F3。
甲
（1）实验过程中，除了要记录钩码的个数外，还要记录 。
A．绳子OA、OC、OB的长度 B．两滑轮之间的距离
C．绳子OA、OC、OB的方向
（2）下列关于实验的说法正确的是 。
A．实验时需确保结点O的位置保持不变
B．实验时需保证，以确保绳子OA、OB与竖直方向的夹角相等
C．实验过程中，当系统达到平衡时N 一定大于N1、N3
D．实验时需确保绳子OA、OC、OB与木板平行
（3）某次实验时，根据记录的数据画出的力的示意图如图乙所示，则 （填“F”或“F2”）的方向一定是竖直方向。
乙
14．（8分）
图甲是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细线通过光滑滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示细线中拉力F的大小，改变砂桶中砂的质量进行多次实验。
（1）实验中 平衡小车运动中受到的阻力， 满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量。（均填“需要”或“不需要”）
（2）实验中得到一条纸带，选取纸带的一段进行测量，如图乙所示，图中各点均为计时点，测得、。已知打点计时器所接交变电源的频率为50Hz，则可知小车的加速度大小a＝ m/s 。
（3）多次实验后，根据记录的实验数据，以拉力传感器的示数F为纵坐标，以小车的加速度a为横坐标，画出的F-a图像如图丙所示，测得图线的斜率为k，则小车的质量M＝ 。
（4）若实验时打点计时器所接交变电源的实际频率为49Hz，而处理数据时却仍按50Hz去处理，则实验计算得到的加速度相较于频率取49Hz计算得到的加速度 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。
15．（8分）
随着人工智能技术的发展，无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。普通驾驶员的正常反应时间为0．7s～1．0s，而基于5G技术的无人驾驶汽车在感知紧急情况下的反应时间可以缩短到0.2s。某封闭测试公路上某辆装有无人驾驶系统的汽车由驾驶员驾驶，做匀速直线运动时驾驶员发现紧急情况，经0.8s的反应时间后刹车，汽车刹车时可视为做加速度大小a＝8m/s 的匀减速直线运动。从发现紧急情况到最终静止，汽车行驶的距离x＝41m。
（1）求汽车匀速行驶时的速度大小；
（2）若更换为反应时间为0.2s的无人驾驶系统驾驶，汽车匀速行驶时的速度大小和刹车的加速度大小不变，求无人驾驶时汽车从发现紧急情况到最终静止行驶的距离。
16．（8分）
如图所示，可视为质点的质量m＝2.2kg的物块放在质量M＝4.4kg、足够长的长木板上，长木板放置在水平地面上。物块通过轻质弹簧连接水平天花板，当弹簧与水平方向的夹角为37°且弹簧长度l1＝20cm时，对长木板施加水平向左的拉力F＝20N，长木板恰好做匀速直线运动，物块相对于地面静止。已知弹簧的劲度系数k＝100N/m、原长l0＝10cm，弹簧始终处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，，求：
（1）物块与长木板间的动摩擦因数μ ；
（2）长木板与水平地面间的动摩擦因数μ 。
17．（14分）
如图所示，光滑水平地面上放有物块的斜面体受到水平向左的推力F（大小未知），物块与斜面体一起向左做匀加速直线运动。已知斜面体的质量M＝2kg、倾角，物块的质量m＝0.2kg．物块与斜面间的动摩擦因数，且两者之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。求推力F的取值范围。
18．（16分）
如图所示，质量M＝2kg足够长的木板Q静止在粗糙水平地面上，右端静止放着一个质量m＝1kg的物块P（可视为质点）。t＝0时刻对木板Q施加大小F＝22N水平向右的恒力，使木板、物块从静止开始运动，t＝0.9s时撤去恒力F。已知木板与物块之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）刚开始运动时物块P、木板Q的加速度大小；
（2）物块P在运动过程中的最大速度；
（3）物块P最终静止时离木板右端的距离。
山东省省级联考2023-2024学年高一上学期12月月考
物理参考答案
1．A
【解析】千克、米都属于国际单位制的基本单位，选项A正确、B错误；“飞船总重13.5吨”指的是飞船的质量，选项C错误；物理学中部分物理量是没有单位的，如机械效率，选项D错误。
2．B
【解析】手对酱油瓶的弹力是由手发生弹性形变产生的，选项A错误；手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶受到的重力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，是一对平衡力，选项B正确；酱油瓶受到的摩擦力是静摩擦力，不一定与手对酱油瓶的弹力成正比，选项C错误；酱油瓶受到的重力和酱油瓶对手的摩擦力方向均竖直向下，不是一对相互作用力，选项D错误。
3．D
【解析】运动员离开跳板后能上升一段距离是因为惯性，选项A错误；运动员上升到最高点后会下落是因为运动员受到重力，选项B错误；运动员的惯性只与运动员的质量有关，因此上升过程和下落过程中惯性均保持不变，选项C错误、D正确。
4．A
【解析】x-t图像的斜率对应着速度，由此可知0～内建筑材料的速度增大，建筑材料有竖直向上的加速度，处于超重状态，选项A正确；内建筑材料的速度保持不变，加速度为0，选项B错误；内，建筑材料的速度减小，建筑材料有竖直向下的加速度，处于失重状态，选项C错误；0～内，图线在内的斜率最大，因此内建筑材料的速度最大，选项D错误。
5．B
【解析】对橡皮擦受力分析，竖直方向上有，水平方向上有，选项A错误、B正确；橡皮擦做匀速直线运动，因此橡皮擦受到的F、f的合力必然与受到的G、F的合力方向相反，由于，因此F、f的合力方向竖直向下，选项D错误；橡皮擦受到的F、的合力与f、G的合力方向相反，因此F、的合力指向右上方，选项C错误。
6．C
【解析】取竖直向下为正方向，小球的初速度，小球从抛出到落地应有，解得t＝4s，选项A错误；小球落到水平地面前1s内即3s～4s内的位移大小，选项B错误；0～2s内小球的位移大小，由此可知小球的平均速度大小为0，选项C正确；小球从抛出到上升到最高点所需的时间。根据运动的对称性可知，小球在第1s内与第2s内的位移大小相等，再结合初速度为0的匀变速直线运动规律可知，小球在第2s内、第3s内的位移大小之比为1∶3，因此小球在第1s内、第2s内、第3s内的位移大小之比为1∶1∶3，选项D错误。
7．C
【解析】利用相似三角形的方法，对小球乙受力分析，有，由几何关系可知，解得，，选项B错误：对小球甲受力分析有，由几何关系可知，解得，，由此可知，，，选项A、D错误，选项C正确。
8．D
【解析】物块A、B叠放在弹簧上静止时，有，解得，施加恒定拉力F的瞬间，对A、B整体受力分析有，解得，当物块B与物块A分离瞬间，对物块B受力分析有，解得，对物块A受力分析有，解得，从开始施加拉力到物块B与物块A分离的瞬间，弹簧形变量的变化量即物块B的位移大小，选项D正确。
9．BD
【解析】根据匀变速直线运动规律有，可知汽车甲的初速度大小为3m/s，加速度大小为4，选项A错误、B正确；从t＝0到t＝2s的过程中，汽车甲的位移，汽车乙的位移，因此t＝0时汽车甲在汽车乙前方2m处，选项C错误、D正确。
10．BD
【解析】如图所示，设细绳长为l，C点到竖直支架的距离为d，灯笼受到的重力为G，，灯笼通过光滑轻质挂钩挂在轻质细绳上，可知CO段和OB段细绳的拉力大小相等，对O点受力分析可知且，由图中几何关系分析有，当细绳的竖直固定端点B下移少许，重新平衡时d、l保持不变，因此保持不变，有，选项A错误、B正确；当细绳的水平固定端点C右移少许，重新平衡时d减小，保持不变，减小，增大，因此，选项C错误、D正确。
11．BC
【解析】若恒力F作用在棋子上，棋子与课本间的最大静摩擦力，课本与桌面间的最大静摩擦力，，由此可知此时无论F多大，课本都会保持静止，选项A错误，B正确；若恒力F作用在课本上且两者一起做匀加速直线运动，对棋子和课本整体受力分析有，，对棋子受力分析有，，可知棋子与课本一起做匀加速直线运动的最大加速度大小为2，因此当时，棋子会与物理课本一起做匀加速直线运动，选项C正确、D错误。
12．AC
【解析】根据题中图像分析可知，煤块从A点运动到B点的位移大小，选项A正确；煤块在0～0.8s内的加速度大于在0.8s～4.8s内的加速度，其原因是煤块受到的摩擦力方向发生了改变，0～0.8s内煤块受到的摩擦力方向沿传送带向下，此时有，，0.8s～4.8s内煤块受到的摩擦力方向沿传送带向上，此时有，，解得，，选项B错误、C正确；综合前面的分析可知，传送带运行的速度，0～0.8s内煤块在传送带上留下的痕迹长度，0.8s～4.8s内煤块在传送带上留下的痕迹长度，由于0.8s～4.8s内的痕迹会覆盖0～0.8s内留下的痕迹，因此煤块在传送带上留下的痕迹长度为10m，选项D错误。
13．
（1）C
（2）D
（3）
【解析】
（1）实验时，需记录分力和合力的大小及方向，因此还需记录绳子OA，OC，OB的方向，选项C正确。
（2）实验时分力和合力的作用效果都是平衡OC上所挂钩码的重力，因此不需要确保结点O的位置保持不变，选项A错误；为验证力的合成规律的普遍性，实验时分力的大小和方向不需要刻意控制，选项B错误；根据力的合成规律可知，合力可以大于、小于或等于分力，选项C错误；实验时需确保绳子OA、OC，OB与木板平行以便在竖直面内画出力的示意图，选项D正确。
（3）实验时，实际合力的方向一定竖直向上，力的示意图中根据平行四边形定则画出的是理论合力，因此F与实际合力为一对平衡力，其方向一定是竖直方向。
14．
（1）需要 不需要
（2）2.32
（3）2k
（4）偏大
【解析】
（1）拉力传感器只能测量出细线上的拉力大小，小车运动过程中受到的阻力仍需被平衡，小车受到的阻力被平衡后，小车受到的合力等于2F，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量。
（2）打点计时器的打点周期．根据匀变速直线运动规律有，解得。
（3）对小车受力分析，由牛顿第二定律有2F＝Ma，可知F-a图像的斜率，解得M＝2k。
（4）根据题意可知，有，结合加速度计算原理可知，实验计算得到的加速度相较于频率取49Hz计算得到的加速度偏大。
15．解：
（1）设汽车匀速行驶的速度大小为，汽车在反应时间内行驶的距离
汽车刹车通过的距离
结合题意有
解得。
（2若更换为反应时间为0.2s的无人驾驶系统驾驶，汽车在反应时间内行驶的距离
汽车刹车通过的距离不变
因此无人驾驶时汽车从发现紧急情况到最终静止行驶的距离。
16．解：
（1）弹簧上的弹力大小
对物块受力分析，竖直方向上有
水平方向上有
其中
解得。
（2）对物块和长木板构成的整体受力分析，水平方向上有
竖直方向上有
其中
解得。
17．解：由于，当推力F较小时，物块相对于斜面有下滑趋势，此时物块受到的摩擦力沿斜面向上
设物块恰好未相对于斜面下滑，对物块受力分析，竖直方向上有
水平方向上有
其中
此时对斜面体和物块构成的整体，水平方向上有
解得
当推力F足够大时，物块相对于斜面有上滑趋势，此时物块受到的摩擦力沿斜面向下
设物块恰好未相对于斜面上滑，对物块受力分析，竖直方向上有
水平方向上有
其中
此时对斜面体和物块构成的整体，水平方向上有
解得
因此推力F的取值范围为。
18．解：
（1）刚开始运动时，假设物块P与木板Q之间有相对滑动
对物块P受力分析有
对木板Q受力分析有
解得，
说明假设成立，刚开始运动时物块P、木板Q的加速度大小分别为2、4。
（2）撤去恒力F后，物块Р继续做匀加速直线运动，木板Q做匀减速直线运动，直至两者速度相等，这一过程中物块P的加速度不变，对木板Q受力分析有
物块P与木板Q达到共速应有
解得，
之后物块P和木板Q都做匀减速运动，因此物块P在运动过程中的最大速度。
（3）物块P与木板Q达到共速之后，假设物块P与木板Q有相对滑动
对物块P有
对木板Q有
解得，，，说明假设成立
物块P从静止开始运动到最终静止有
木板Q从静止开始运动到最终静止有
解得，
因此物块P最终静止时离木板Q右端的距离。