2023-2024学年山西省部分学校高三上学期第一联考物理试题（解析版）

山西省部分学校2023-2024学年高三上学期第一联考物理试题一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.2023年5月30日，我国“神舟十六号”飞船发射并和空间站组合体成功对接，实现“神舟十六号”和“神舟十五号”号乘组太空会师，对接后的组合体绕地球运行速度约为，绕地球一周约90min，则下列说法正确的是（）A.“90min”指的是时刻B.“”为平均速率C.为了实现对接，应将空间站组合体看作质点D.对接成功后，空间站中的宇航员相对地球是静止的【答案】B【解析】【详解】A．“90min”指是时间，故A错误；B．“7.68km/s”为平均速率，故B正确；C．为了实现对接，不能将空间站组合体看作质点，故C错误；D．对接成功后，空间站中的宇航员相对地球是运动的，故D错误。故选B。2.如图所示为我国著名举重运动员抓举比赛时的情景，运动员从图示状态由静止向上站起直至站立的过程中，下列说法正确的是（）A.杠铃先失重后超重B.手对杠铃的作用力大于杠铃对手的作用力C.运动员对地面的压力先大于地面对人的支持力后小于地面对人的支持力D.运动员对地面的压力先大于人和杠铃的总重力后小于人和杠铃的总重力【答案】D【解析】【详解】A．站起的过程运动员和杠铃先向上加速后向上减速，加速度先向上后向下，杠铃先超重后失重，故A错误；B．手对杠铃的作用力和杠铃对手的作用力是一对相互作用力，大小总是相等，故B错误；C．运动员对地面的压力和地面对人的支持力一对相互作用力，大小总是相等，故C错误；D．参照A选项的分析，运动员和杠铃先超重后失重，则运动员对地面的压力先大于人和杠铃的总重力后小于人和杠铃的总重力，故D正确。故选D。3.如图所示，质量为1kg物块静止在水平地面上A点，现加的水平拉力，当物块运动到B点撤去F，之后物块继续运动到C点停止，测得，重力加速度取，则物块与水平地面间的动摩擦因数为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】设匀加速直线阶段加速度大小为，匀减速直线运动阶段加速度大小为，匀加速直线运动结束时的速度大小为，则有而由于，故可得在匀加速直线运动阶段，有在匀减速直线运动阶段，有将代入上面两个方程，解得故选D。4.将小球A在地面上方某一高度的P点由静止释放，当A运动t时间时，在P点正下方的地面上竖直向上抛出一个初速度大小等于gt的小球B，g为重力加速度，B抛出后运动t时间A、B两球刚好相遇，不计空气阻力，则P点离地面的高度为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】A．球在t时间内下落的高度为t时间末，A、B的速度大小均为gt，方向相反，A相对于B做2gt做匀速直线运动，则B开始运动时AB间的距离为则P点离地面的高度为故选A。5.如图所示，质量为M、倾角为的斜面体静止在水平面上，质量为m的物块以一定的初速度从斜面底端沿斜面上滑，物块与斜面间的动摩擦因数，斜面足够长，斜面体始终保持静止，不计物块的大小，则下列说法正确的是（）A.物块沿斜面向上运动的时间大于沿斜面向下运动的时间B.物块沿斜面运动过程中，地面对斜面体的摩擦力先向左后向右C.物块沿斜面上滑时地面对斜面体摩擦力大于物块沿斜面下滑时地面对斜面体摩擦力D.物块沿斜面上滑时地面对斜面体支持力大于物块沿斜面下滑时地面对斜面体支持力【答案】C【解析】【详解】A．由物块的受力分析可知，物块上升时的加速度为物块下降时的加速度为由根据可知，物块沿斜面向上运动的时间小于沿斜面向下运动的时间，A错误；B．物块上滑过程和下滑过程的加速度都沿斜面向下，将物块和斜面看成一个整体分析可知，斜面受水平向左的摩擦力，B错误；C．将物块和斜面看成一个整体分析，由于物块上滑过程沿斜面向下的加速度大于物块下滑沿斜面向下的加速度大，故水平方向向物块沿斜面上滑时地面对斜面体摩擦力大于物块沿斜面下滑时地面对斜面体摩擦力，C正确；D．将物块和斜面看成一个整体分析，由于物块上滑过程沿斜面向下的加速度大于物块下滑沿斜面向下的加速度大，故竖直方向物块沿斜面上滑时地面对斜面体支持力小于物块沿斜面下滑时地面对斜面体支持力，D错误。故选C。6.如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧和半径为的四分之一光滑圆弧固定在竖直面内，两圆弧的最低点相接，接点切线水平，质量为的A球和质量为的B球用轻杆连接在圆弧面内处于平衡状态，杆刚好水平，大圆弧圆心到杆的距离为，不计小球的大小，则A、B两球的质量之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】画出A和B的受力分析图如下图根据几何关系可得受力分析可得而由于杆上的力大小相等，故有故选A。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图所示，小球A和大球B都与竖直墙面接触，在水平推力F作用下整体静止，现使B球缓慢沿水平面向右移动直至两个球心等高，在此过程中，水平推力F作用线始终通过B球心O，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（）A.水平推力F不断增大 B.B对地面的压力不断减小C.A对B的作用力不断增大 D.墙对A的作用力不断减小【答案】AC【解析】【详解】CD．对A受力分析受到重力，B对A的支持力和墙对A的弹力，设B对A的支持力与竖直方向的夹角为，根据平衡可知，当B球缓慢沿水平面向右移动时，变大，所以墙对A的作用力不断增大，B对A的支持力不断增大，根据牛顿第三定律，A对B的作用力不断增大，故C正确，D错误；AB．对AB整体，有，水平推力F不断增大，地面的支持力不变，根据牛顿第三定律，B对地面的压力不变，故A正确，B错误。故选AC。8.如图所示，小球甲、乙的质量相等，两小球按如图的方式连接，其中a、b为两弹性绳（满足胡克定律），c为不可伸长的轻绳，系统静止时，轻绳c与竖直方向的夹角为，弹性绳a沿水平方向，且两弹性绳的伸长量相等。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.两弹性绳的弹力大小相等B.弹性绳a、b的劲度系数之比为C.将轻绳c剪断的瞬间，小球乙的加速度大小为gD.将轻绳c剪断的瞬间，小球甲的加速度大小为【答案】BD【解析】【详解】A．对小球乙受力分析，有对小球甲、乙受力分析可得两弹性绳的弹力大小不相等，A错误；B．根据A选项的分析可知，而两弹性绳的伸长量相等，而故劲度系数之比为，B正确；C．将轻绳c剪断的瞬间，小球乙的受力与剪断前相同，故此时小球乙的加速度为零，C错误；D．剪断绳子前，对整体受力分析可得将轻绳c剪断的瞬间，甲所受力的合力与剪断前轻绳c上的拉力等大方向，故此时小球甲的加速度大小为故D正确。故选BD。9.A、B两个质点同时同地沿同向从静止开始做匀加速直线运动，两质点的图像如图所示，当A的速度为时，B的速度为，此时A、B运动的时间为，此时A立即做匀减速直线运动，当A的速度减为零时，A、B刚好相遇，则从A、B开始运动到A、B相遇过程中，下列说法正确的是（）A.A、B相遇时，B的速度为B.A、B相遇时，A运动的路程为C.A、B运动过程中相距的最大距离为D.A做加速运动和做减速运动的时间之比为【答案】AB【解析】【详解】A．设从开始运动到AB相遇所用时间为t，相遇时B的速度为v，则得故A正确；D．对质点B，根据匀变速直线运动的规律得解得即A做匀减速运动的时间为，因此A做加速运动和做减速运动的时间之比为3:1，故D错误。B．AB相遇时A运动的路程为故B正确；C．t0时刻，AB相距的距离为此时AB速度并不相等，故AB间距不是最大，故C错误；故选AB。10.测试人员对某型号无人机做性能测试实验，质量为m的无人机其最大升力为其自身重力的2倍，在地面从静止开始以最大升力竖直上升，上升t时间关闭发动机，上升到最高点后沿原路返回，当到离地面某一高度时，开启发动机，保持最大升力下降，到地面时速度刚好为零，无人机运动过程中受到的阻力为其重力的倍，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.上升过程中，加速与减速的时间之比为B.上升过程中，加速与减速的位移之比为C.上升过程的总时间等于下降过程的总时间D.上升过程的最大速度大于下降过程的最大速度【答案】BC【解析】【详解】CD.无人机上升过程中加速运动的加速度大小为无人机上升过程中减速运动的加速度大小为无人机下降过程中加速运动的加速度大小为无人机下降过程中减速运动的加速度大小为根据对称性可知，上升过程和下降过程的总时间相等，最大速度大小相等，故C正确，D错；AB.由可知得由可知故B正确，A错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.某同学用如图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度l，记录对应的悬挂钩码的质量m。（实验中弹簧始终未超过弹性限度，取）（1）实验时可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是________。（2）将实验测得的数据在图乙上标出。请作出的关系图线__________，由图像可知，该弹簧的劲度系数为________N/m。（结果保留3位有效数字）（3）另一个同学用A、B两个弹簧分别做了实验，根据测得的数据绘出如图丙所示的图像，从图像上看，A和B的原长________（填“相等”或“不等”），A、B两根弹簧的劲度系数________（选填“”“”或“”）。由于该组同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线的原因是________。【答案】①.共点力平衡②.③.④.相等⑤.⑥.所挂钩码过多，超出了弹簧的弹性限度【解析】【详解】（1）[1]钩码静止时用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，依据的物理规律是共点力平衡。（2）[2]根据描点法得出关系图线。[3]根据胡克定律得（3）[4]当弹簧的弹力为零时弹簧的长度为原长，即时弹簧的长度。所以根据图像可知A和B的原长相等。[5]图像的斜率反映弹簧的劲度系数，所以根据图像可知A的劲度系数大于B的劲度系数。[6]图像上端成为曲线的原因是所挂钩码过多，超出了弹簧的弹性限度。12.某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合外力的关系，小车的质量为M，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。（1）按装置图甲安装好装置，平衡摩擦力后进行实验，小车靠近打点计时器，需要调节定滑轮A，使________，调节定滑轮B，使________。（2）接通电源，释放钩码，多次改变钩码质量，记录弹簧秤的读数F，某次弹簧秤的示数如图乙所示，则小车受到细线的拉力大小为________N，实验打出的一条纸带如图丙所示，相邻记数点间还有4个点没有画出来，则小车运动的加速度________m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）多次改变钩码的质量进行实验，测得多组弹簧测力计的示数F及小车的加速度，作图像，如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图像的斜率等于________，表明物体质量一定时，加速度与合外力成正比。【答案】①.细线与长木板平行②.使滑轮B左右两边的细线平行③.1.00N④.2.40⑤.【解析】【详解】（1）[1]如果细线不与长木板平行，则运动过程中细线的方向就会发生变化，小车所受的力不是恒力，就不会做匀加速度直线运动，故需要细线与长木板平行；[2]当两边的细线不平行，弹簧秤的示数与细线的拉力大小的关系就不确定，平行的时候弹簧的示数是细线拉力的两倍，故需要滑轮B左右两边的细线平行；（2）[3]弹簧秤的示数是细线拉力的两倍，读出弹簧秤的示数为2.00N，故细线的拉力大小为1.00N；[4]根据题意，相邻计数点之间的时间间隔为根据逐差法，小车的加速度为（3）[5]根据牛顿第二定律有故图像斜率等于。13.如图所示，倾角为的斜面体静止在水平面上，质量为1kg的物块放在斜面上，橡皮条（满足胡克定律）一端固定在竖直墙上的O点，另一端连接在物块上，橡皮条与斜面平行，物块刚好不滑动，物块与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，橡皮条的劲度系数为1N/cm，橡皮条的形变在弹性限度内，重力加速度取，，，求：（1）橡皮条的伸长量；（2）地面对斜面体的摩擦力大小。【答案】（1）2cm或者10cm；（2）16N或者8N【解析】【详解】（1）如果物块刚好不下滑，对于物块有代入数据计算可得如果物块刚好不上滑，对于物块有代入数据计算可得所以橡皮条的伸长量为2cm或者10cm；（2）对于整体，有如果物块刚好不下滑，则所以摩擦力大小为如果物块刚好不上滑，则所以摩擦力大小为所以地面对斜面的摩擦力大小为1.6N或者8N。14.如图所示，A、C两个物块用绕过光滑定滑轮的足够长细线连接，B、C用较短的细线连接，A、B的质量均为m，用外力使物块A处于静止，此时A、B离地面的高度相等，若撤去作用在A上的外力，使连接体由静止开始运动，B下落t时间刚好落地；若先剪断B、C间的细线再撤去外力，使连接体由静止开始运动，则A下落的时间刚好落地，重力加速度为g，求：（1）物块C的质量；（2）若在B下落到初始离地高度的一半时剪断B、C间的细线，求A上升的最高点离地面的高度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设开始时AB距离地面高度为h，则第一次其中第二次其中联立解得，，（2）在B下落到初始离地高度的一半时，则下落过程中的加速度为，此时的速度此时物体A距离地面的高度此时剪断B、C间的细线，则A向上做减速运动加速度为，则还能上升