精品解析：湖南省长沙市长郡中学2025-2026学年高二上学期开学物理试题

长郡中学2025年高二暑假作业检测试卷 物理 时量：75分钟 满分：100分 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. 在同一位置同时朝着上、下、左、右四个方向抛出四个小球，小球的初速度大小均相等。不考虑空气阻力，则经过一段时间后（小球均未落地），四个小球的位置可能为（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为，相邻两张牌间的动摩擦因数均为，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为，且有。则下列说法正确的是（　　） A. 第1张牌受到手指的摩擦力向左 B. 第1张牌与第2张牌之间可能发生相对滑动 C. 第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动 D. 第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力 3. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中、、、、所示，人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。已知太阳质量为地球质量的33万倍，日地距离为太阳半径的215倍，和对称，且与太阳连线的夹角为120°，则下列说法正确的是（　　） A. 人造卫星在和的向心加速度相同 B. 、的公转线速度相同 C. 距太阳中心的距离比距太阳中心的距离小 D. 的旋转中心点在太阳的中心 4. 完全相同的小球a、b、c距地面高度相同，现将a向下抛出，将b与水平成45°角向下抛出，c沿与水平成45°角的固定斜面运动，如图。三者初速度大小相同，运动过程中均不计阻力。a、b、c刚要落地时重力的功率分别为Pa、Pb、Pc，则（　　） A. Pa>Pb>Pc B. Pa>Pb=Pc C. Pa=Pb=Pc D. Pa=Pb>Pc 5. 如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和轻质滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量 B. 物块B的末速度为 C. 物块A的速度大小等于物块B的速度大小 D. 物块A速度大小与物块B的速度大小的关系为： 6. 某质点做匀变速直线运动，运动的时间为t，位移为x，该质点的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的加速度大小为 B 质点做匀减速直线运动，b时刻速度减到零 C. 时刻质点的速度大小为 D. 质点在0到b时间内的路程为 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，有多项是符合题目要求。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. 下列关于向心力的叙述中，正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，除受其他的物体对它的作用外，还受到一个向心力的作用 B. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是某几个力的合力，也可以是某一个力的分力 C. 做匀速圆周运动的物体，所受的向心力是一个恒力 D. 向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小 8. 如图所示，在正方体的、顶点处，分别固定有等量异种点电荷，处点电荷带正电。下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电势相同 B. 点与点的电场强度大小相等 C. 把带正电的粒子从点移动到点，电场力做功为零 D. 把带正电的粒子从点移动到点，电势能增大 9. 有一颗绕地球做匀速圆周运动卫星，其运行的线速度是地球近地卫星的，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必需的能量。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球公转，此时太阳处于赤道平面上，近似认为太阳光是平行光，则下列说法正确的是（　　）。 A. 卫星的轨道半径为2R B. 卫星轨道所在位置的重力加速度为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间为 10. 如图甲，足够长木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块．在时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F，作用1s后撤去F，此后木板运动的图像如图乙。物块和木板的质量均为1kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F的大小为18N B. 物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为 C. 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为3m D. 时刻，物块的速度减为0 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平； ②用游标卡尺测量挡光条的宽度d如下图所示，则______mm； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离______cm； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，如果在误差允许范围内满足：系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则可认为该实验验证了机械能守恒定律。请用上述表示直接测量量的字母写出此守恒关系式：______=______（重力加速度为g，均用字母表示）。 12. 小郡同学测量电源的电动势和内阻，于是他设计并连接好实验电路如图。 （1）同组的小赞同学对这个实验进行了误差分析，其中正确的是______。 A. 由于电压表的分流作用，电流表的测量值偏小 B. 由于电流表分压作用，电压表的测量值偏小 C. 由于电流表、电压表不是理想电表产生的误差属于偶然误差 D. 通过多次测量作出图像，可以减小偶然误差 （2）根据记录的数据，作出如图所示的图线，根据所画图线可得，电动势______V（结果保留三位有效数字），内电阻______（结果保留两位有效数字）。 （3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，除了电源两端电压会发生变化，电源的总功率P也会发生变化。下列四个示意图中可能正确反映电源总功率P随路端电压U变化关系的是______。 A. B. C. D. 四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 如图所示电路，电源电动势为，内阻为，电阻，。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： （1）流过电源的电流； （2）电动机消耗的电功率； （3）电动机正常工作时输出的机械功率。 14. 如图所示，两异种点电荷的电荷量均为，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直，平面上A、O、B三点位于同一竖直线上，，点电荷到点的距离也为。现有电荷量为、质量为的小物块（可视为质点），从A点以初速度向滑动，到达点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为。求： （1）A点的电场强度的大小； （2）求A点的加速度； （3）物块通过O点的速度大小。 15. 如图所示，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙上，右端与质量m=0.5kg的物块（视为质点）接触但不拴接，弹簧原长小于光滑平台OA的长度。在平台的右端有一水平传送带AB，传送带以v=10m/s的恒定速率顺时针转动，粗糙水平面BC与半径R=2.5m的光滑 竖直半圆轨道在C点处相切。用外力将物块压缩弹簧至某位置，由静止释放物块，物块运动到 半圆轨道的最高点D时对轨道的压力大小F=2.2N，物块从D点飞出后落在水平面B点处，物块落至水平面立即静止。已知物块与传送带间、与水平面BC间的动摩擦因数均为，传送带A、B点间的距离与水平面B、C点间的距离相等，取重力加速度大小，不计空气阻力，不考虑物块经过传送带与平台、水平面的连接处时的机械能损失。求： （1）物块从D点飞出时速度大小vD； （2）释放物块时弹簧的弹性势能Ep； （3）物块在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长郡中学2025年高二暑假作业检测试卷 物理 时量：75分钟 满分：100分 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. 在同一位置同时朝着上、下、左、右四个方向抛出四个小球，小球的初速度大小均相等。不考虑空气阻力，则经过一段时间后（小球均未落地），四个小球的位置可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】四个小球加速度均相同，假设在该位置还静止释放一个小球，则抛出的四个小球均相对静止释放的小球做匀速直线运动，经过相同时间，四个小球相对中间小球的距离应该相同。 故选A。 2. 如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为，相邻两张牌间的动摩擦因数均为，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为，且有。则下列说法正确的是（　　） A. 第1张牌受到手指的摩擦力向左 B. 第1张牌与第2张牌之间可能发生相对滑动 C. 第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动 D. 第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】A．手指相对于第1张牌向右运动，第1张牌对手指摩擦力方向向左，根据力作用的相互性可知，第1张牌受到手指的摩擦力向右，故A错误； B．设手指对第1张牌的压力为F，对第2张牌进行分析，第3张牌对它的最大静摩擦力 而受到的第1张牌的最大静摩擦力为 可知，第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动，故B错误； C．对第1张牌分析，手指与第1张牌间的最大静摩擦力为 故第1张牌与第2张牌之间不发生相对滑动，同理，第3张牌以下相邻两张牌之间也不发生相对滑动，故C错误； D．对第54张牌分析，桌面对它的最大静摩擦力 第53张牌对它的最大静摩擦力 故第54张牌相对桌面静止，对54张牌整体分析，结合上述，由平衡条件可知，第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力，故D正确。 故选D。 3. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中、、、、所示，人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。已知太阳质量为地球质量的33万倍，日地距离为太阳半径的215倍，和对称，且与太阳连线的夹角为120°，则下列说法正确的是（　　） A. 人造卫星在和的向心加速度相同 B. 、的公转线速度相同 C. 距太阳中心的距离比距太阳中心的距离小 D. 的旋转中心点在太阳的中心 【答案】C 【解析】 【详解】A．在和位置的卫星的角速度相同，圆周运动半径不同，根据 可知向心加速度大小不同，故A错误； B．根据 可知，5个点角速度相同，当圆周运动半径相同时，线速度大小相同。由于和的圆周运动半径不同，故其线速度不同，故B错误； C．根据图示可知，到太阳的距离小于到太阳的距离，故C正确； D．飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，保持与地球同步绕太阳做匀速圆周运动，则的旋转中心点在太阳和地球的公共质心点，不在太阳的中心，如图所示 故D错误。 故选C。 4. 完全相同的小球a、b、c距地面高度相同，现将a向下抛出，将b与水平成45°角向下抛出，c沿与水平成45°角的固定斜面运动，如图。三者初速度大小相同，运动过程中均不计阻力。a、b、c刚要落地时重力的功率分别为Pa、Pb、Pc，则（　　） A. Pa>Pb>Pc B. Pa>Pb=Pc C. Pa=Pb=Pc D. Pa=Pb>Pc 【答案】A 【解析】 【详解】设小球抛出时离地高度为，根据动能定理可得 可得小球落地时的速度大小为 设b球落地瞬间速度与水平方向的夹角为，由于b球抛出时与水平成45°角，则有；则有，， 可得 故选A。 5. 如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和轻质滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量 B. 物块B的末速度为 C. 物块A的速度大小等于物块B的速度大小 D. 物块A的速度大小与物块B的速度大小的关系为： 【答案】B 【解析】 【详解】A．在物块B下落过程中，A、B组成的系统机械能守恒，所以物块B的重力势能的减少量等于物块A的重力势能的增加量与物块A、B动能之和，故A错误； CD．在物块B下落到绳与水平方向的夹角为时，设此时物块A的速度大小为，物块B的速度大小为，将物块B的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度，则有，故CD错误； B．在物块B下落到绳与水平方向的夹角为时，物块B下降的高度为 物块A沿斜面上升的距离为 根据机械能守恒定律有 联立以上表达式可得，故B正确。 故选B。 6. 某质点做匀变速直线运动，运动的时间为t，位移为x，该质点的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的加速度大小为 B. 质点做匀减速直线运动，b时刻速度减到零 C. 时刻质点的速度大小为 D. 质点在0到b时间内的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据位移公式有 变形得 则有 解得，故A错误； BC．结合上述，质点的初速度为 质点做匀减速直线运动，令速度减到零所用时间为t，则有 结合上述解得，故BC错误； D．质点做匀减速直线运动，速度减到零的位移 结合上述可知，到b时间内质点反向运动，根据对称性，质点在0到b时间内的路程为，故D正确。 故选D。 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，有多项是符合题目要求。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. 下列关于向心力的叙述中，正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，除受其他的物体对它的作用外，还受到一个向心力的作用 B. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是某几个力的合力，也可以是某一个力的分力 C. 做匀速圆周运动的物体，所受的向心力是一个恒力 D. 向心力只改变物体速度方向，不改变物体速度的大小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的合力，也可以是某一个力的分力，实际上在进行受力分析时，不能够认为物体受到向心力，故A错误； B．向心力是由其他力沿半径方向的合力提供，即向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，故B正确； C．向心力的方向时刻沿半径指向圆心，即方向发生变化，可知，向心力是一个变力，故C错误； D．向心力方向时刻指向圆心，与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，在正方体的、顶点处，分别固定有等量异种点电荷，处点电荷带正电。下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电势相同 B. 点与点的电场强度大小相等 C. 把带正电粒子从点移动到点，电场力做功为零 D. 把带正电的粒子从点移动到点，电势能增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷电势分布，由几何关系可知，A点的电势高于B点，故A错误； B．A、B两点关于轴对称，且电荷量相同，所以两点的电场强度大小相同，故B正确； C．C点和F点电势相等，把带正电的粒子从C点移动到F点，电场力做功为零，故C正确； D．因为E点的电势高于F点电势，所以将一正电荷从E点移到F点，电场力做正功，电势能减少，故D错误。 故选BC。 9. 有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的线速度是地球近地卫星的，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必需的能量。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球公转，此时太阳处于赤道平面上，近似认为太阳光是平行光，则下列说法正确的是（　　）。 A. 卫星的轨道半径为2R B. 卫星轨道所在位置的重力加速度为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有 对近地卫星有 在地球表面有 根据题意有 解得，故A正确； B．在卫星轨道所在位置有 结合上述，解得，故B错误； C．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有 结合上述，解得，故C正确； D．作出太阳光示意图，如图所示 根据几何关系有 解得 可知，卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间对应卫星的圆周角为 则太阳能收集板的工作时间为 结合上述解得，故D正确。 故选ACD。 10. 如图甲，足够长木板静置于水平地面上，木板右端放置一小物块．在时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F，作用1s后撤去F，此后木板运动的图像如图乙。物块和木板的质量均为1kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F大小为18N B. 物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为 C. 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为3m D. 时刻，物块的速度减为0 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图像可知，撤去拉力F前，物块在木板上一直有相对运动，否则，撤去拉力F后，木板的v-t图像不可能是两段折线。 在1～1.5s内，物块加速、木板减速，设它们的加速度大小分别为a1、a2，则 设物块、木板的质量均为m，物块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数μ2，则有 对物块 得 μ1=0.2，μ2=0.4 撤去拉力F前，木板的加速度 对木板，根据第二定律有 得 F=18N 选项A正确； B．由上可知，物块与木板间的动摩擦因数为，选项B错误； C．在t1=1.5s内，物块位移为 木板位移为 在t1=1.5s后，物块与木板间仍有相对滑动，物块的加速度大小 木板的加速度大小为 得 物块到停止的时间还需 木板到停止的时间还需 所以木板比物块早停止运动。 在t1=1.5s到物块停止运动的时间内，物块的位移为 木板位移为 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为 选项C正确； D．由上可知，物块从开始到停止运动的时间为3s，2s时的速度不为0，选项D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平； ②用游标卡尺测量挡光条的宽度d如下图所示，则______mm； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离______cm； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，如果在误差允许范围内满足：系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则可认为该实验验证了机械能守恒定律。请用上述表示直接测量量的字母写出此守恒关系式：______=______（重力加速度为g，均用字母表示）。 【答案】（1） ①. 6.50 ②. 60.00 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 小问2详解】 [1][2]两光电门中心之间的距离x为砝码和托盘下落的高度，系统重力势能的减小量为。由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度看作瞬时速度，挡光条的宽度d已用游标卡尺测出，挡光时间已从数字计时器读出，因此，滑块通过光电门的瞬时速度分别为、，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统动能的增加量为。 12. 小郡同学测量电源的电动势和内阻，于是他设计并连接好实验电路如图。 （1）同组的小赞同学对这个实验进行了误差分析，其中正确的是______。 A. 由于电压表的分流作用，电流表的测量值偏小 B. 由于电流表的分压作用，电压表的测量值偏小 C. 由于电流表、电压表不是理想电表产生的误差属于偶然误差 D. 通过多次测量作出图像，可以减小偶然误差 （2）根据记录的数据，作出如图所示的图线，根据所画图线可得，电动势______V（结果保留三位有效数字），内电阻______（结果保留两位有效数字）。 （3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，除了电源两端电压会发生变化，电源的总功率P也会发生变化。下列四个示意图中可能正确反映电源总功率P随路端电压U变化关系的是______。 A. B. C. D. 【答案】（1）AD （2） ①. 2.98 ②. 1.6 （3）B 【解析】 【小问1详解】 AB．根据闭合电路欧姆定律有 可知，图示电路误差在于电压表的分流作用，导致电流表的测量值偏小，故A正确，B错误； C．由于电流表、电压表不是理想电表产生的误差属于系统误差，故C错误； D．通过多次测量作出图像，可以减小偶然误差，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图像有， 【小问3详解】 根据， 解得 可知，电源总功率P随路端电压U呈现线性关系，图像为一条斜率为负值的倾斜直线，即第二个选择项图像满足要求。 故选B。 四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 如图所示电路，电源电动势为，内阻为，电阻，。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： （1）流过电源的电流； （2）电动机消耗的电功率； （3）电动机正常工作时输出的机械功率。 【答案】（1）1A （2）7.2W （3）7.02W 【解析】 【小问1详解】 电动机恰好正常工作，则有 由闭合电路欧姆定律 可得流过电源的电流 【小问2详解】 由欧姆定律可知流过电阻的电流 流过电动机电流 则电动机消耗的电功率 【小问3详解】 电动机内电阻发热功率 则电动机正常工作时输出的机械功率 14. 如图所示，两异种点电荷的电荷量均为，绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直，平面上A、O、B三点位于同一竖直线上，，点电荷到点的距离也为。现有电荷量为、质量为的小物块（可视为质点），从A点以初速度向滑动，到达点时速度恰好减为零。已知物块与平面的动摩擦因数为。求： （1）A点的电场强度的大小； （2）求A点的加速度； （3）物块通过O点的速度大小。 【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3） 【解析】 【详解】（1）正、负点电荷在A点产生的场强 根据电场的叠加原则可得A点的电场强度的大小 （2）根据题意由牛顿第二定律得 ， 联立解得 方向竖直向上。 （3）小物块从A到B过程中，设克服阻力做功Wf，由动能定理得 小物块从A到O过程中有 解得 15. 如图所示，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙上，右端与质量m=0.5kg的物块（视为质点）接触但不拴接，弹簧原长小于光滑平台OA的长度。在平台的右端有一水平传送带AB，传送带以v=10m/s的恒定速率顺时针转动，粗糙水平面BC与半径R=2.5m的光滑 竖直半圆轨道在C点处相切。用外力将物块压缩弹簧至某位置，由静止释放物块，物块运动到 半圆轨道的最高点D时对轨道的压力大小F=2.2N，物块从D点飞出后落在水平面B点处，物块落至水平面立即静止。已知物块与传送带间、与水平面BC间的动摩擦因数均为，传送带A、B点间的距离与水平面B、C点间的距离相等，取重力加速度大小，不计空气阻力，不考虑物块经过传送带与平台、水平面的连接处时的机械能损失。求： （1）物块从D点飞出时的速度大小vD； （2）释放物块时弹簧的弹性势能Ep； （3）物块在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块经过D点时有 由牛顿第三定律有 代入题中数据，联立解得 【小问2详解】 设B、C点间的距离为L，物块从D点飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律有 联立解得 物块从B点运动到D点有 解得 由此可知物块在传送带上一直做匀减速直线运动，物块从释放至运动到B点有 联立解得 【小问3详解】 物块从释放至运动到A点有E， 物块传送带上运动时有 则 物块相对于传送带的位移 物块在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $