2015-2016学年湖南省衡阳市高三理下第一次月考物理试卷（解析版）

光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为5N和15N的两个水平力而其余力保持不变，关于此后物体的运动情况的说法中正确的是（　 ）

A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2

B．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2m/s2

C．一定做匀变速运动，加速度大小可能10m/s2

D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是10m/s2

难度: 中等查看答案及解析

科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是（g=10m/s2）（　 ）

A．水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB＜tBC＜tCD

B．间歇发光的间隔时间是s

C．水滴在相邻两点之间的位移满足xAB：xBC：xCD=1：3：5

D．水滴在各点速度之比满足vB：vC：vD=1：4：9

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（　 ）

A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动

B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动

C．F突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动

D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心

难度: 简单查看答案及解析

乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择．若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示．在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）．则（ ）

A. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上

B. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下

C. 小物块受到的滑动摩擦力为mg+ma

D. 小物块受到的静摩擦力为mg+ma

难度: 简单查看答案及解析

随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的．则下列判断正确的是（　 ）

A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期

B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍

C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍

D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（　 ）

A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为﹣μg

C．弹簧被压缩了x0时具有的弹性势能为3μmgx0

D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg（x0﹣）

难度: 中等查看答案及解析

如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动．现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示．不计空气阻力．下列说法中正确的是（　 ）

A．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等

B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等

C．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等

D．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等

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如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出（ ）

A. 物体的初速率v0=3m/s

B. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75

C. 取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44m

D. 当某次θ=30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑

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甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度．

（1）甲组同学采用图甲所示的实验装置．

①为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用　　　　 ；（用器材前的字母表示）

a．长度接近1m的细绳　

b．长度为30cm左右的细绳　

c．直径为1.8cm的塑料球

d．直径为1.8cm的铁球

e．最小刻度为1cm的米尺　　

f．最小刻度为1mm的米尺

②该组同学先测出悬点到小球球心的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t．请写出重力加速度的表达式g=　　　 ．（用所测物理量表示）

③在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值　　　　 ．（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示．将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v﹣t图线．

①由图丙可知，该单摆的周期T=　　　　 s；

②更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2﹣L（周期平方﹣摆长）图线，并根据图线拟合得到方程T2=4.04L+0.035．由此可以得出当地的重力加速度g=　　　　 m/s2．（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）

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深空探测一直是人类的梦想．2013年12月14日“嫦娥三号”探测器成功实施月面软着陆，中国由此成为世界上第3个实现月面软着陆的国家．如图所示为此次探测中，我国科学家在国际上首次采用的由接近段、悬停段、避障段和缓速下降段等任务段组成的接力避障模式示意图．请你应用学过的知识解决下列问题．

（1）已知地球质量约是月球质量的81倍，地球半径约是月球半径的4倍．将月球和地球都视为质量分布均匀的球体，不考虑地球、月球自转及其他天体的影响．求月球表面重力加速度g月与地球表面重力加速度g的比值．

（2）由于月球表面无大气，无法利用大气阻力来降低飞行速度，我国科学家用自行研制的大范围变推力发动机实现了探测器中途修正、近月制动及软着陆任务．在避障段探测器从距月球表面约100m高处，沿与水平面成夹角45°的方向，匀减速直线运动到着陆点上方30m处．已知发动机提供的推力与竖直方向的夹角为θ，探测器燃料消耗带来的质量变化、探测器高度变化带来的重力加速度g月的变化均忽略不计，求此阶段探测器的加速度a与月球表面重力加速度g月的比值．

（3）为避免探测器着陆过程中带来的过大冲击，科学家们研制了着陆缓冲装置来吸收着陆冲击能量，即尽可能把探测器着陆过程损失的机械能不可逆地转变为其他形式的能量，如塑性变形能、内能等，而不通过弹性变形来储存能量，以避免二次冲击或其他难以控制的后果．

已知着陆过程探测器质量（包括着陆缓冲装置）为m，刚接触月面时速度为v，从刚接触月面开始到稳定着陆过程中重心下降高度为H，月球表面重力加速度为g月，着陆过程中发动机处于关闭状态，求着陆过程中缓冲装置吸收的总能量及探测器受到的冲量．

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如图所示，内壁粗糙、半径R=0.4m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切．质量m2=0.2kg的小球b左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m1=0.2kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍．忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求

（1）小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功Wf；

（2）小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；

（3）小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小．

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某商场设计将货物（可视为质点），从高处运送到货仓，简化运送过程如图所示，左侧由固定于地面的光滑圆轨道，轨道半径为R，轨道最低点距离地面高度为h=，距货仓的水平距离为L=3R，若货物由轨道顶端无初速落下，无法直接运动到货仓，设计者在紧靠最低点的地面放置两个相同的木箱，木箱长度为R，高度为h，质量为M，上表面与轨道末端相切，货物与木箱之间的动摩擦因数为μ，设计者将质量为m货物由轨道顶端无初速滑下，发现货物滑上木箱1时，两木箱均静止，而滑上木箱2时，木箱2开始滑动（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g）

（1）求木箱与地面的动摩擦因数μ1的取值范围；

（2）设计者将两木箱固定在地面上，发现货物刚好可以滑进去货仓，求动摩擦因数μ的值．

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