精品解析：辽宁大连市2025-2026学年高一下学期期末物理试题(D卷)

2025～2026学年度第二学期期末考试 高一物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，将答案写在答题卡上，写在试题卷上无效。 3．作图可先用铅笔画出，确定后必须用黑色签字笔描黑。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，有选错或不答的得0分。 1. 比冲是衡量火箭引擎燃料利用效率的物理量，它是推进剂产生的冲量与其质量的比值，其国际单位是（ ） A. B. C. D. 2. 2026年5月27日我国在文昌航天发射场发射的“通信技术试验卫星二十四号”地球静止轨道卫星，用于多频段、高速率通信技术试验，该卫星与近地圆轨道卫星相比（ ） A. 周期较短，加速度较大 B. 周期较短，加速度较小 C. 周期较长，加速度较大 D. 周期较长，加速度较小 3. 钱塘江大潮，在中国文化中是时序节律、民俗精神的多重象征。如图甲所示，某次观测到产生鱼鳞潮的两列振幅均为的水波以的速度向前行进，假设本次鱼鳞潮的水波波长为，其模型可简化为图乙所示。实线表示波峰，虚线表示波谷。为的中点，是延长线上与点相距的点，与点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰。则下列说法正确的是（　　） A. 图中、两点振动始终加强，而点振动始终减弱 B. 点始终不振动 C. 图示时刻、两点间的高度差为 D. 波从传到，所用时间为 4. 2026年4月，全球首个纳米级微振动实验室在我国雄安正式投运。实验中，科研人员对精密光学组件施加可控周期性驱动力，使组件做稳定受迫振动。下列说法正确的是（ ） A. 组件稳定振动的频率由自身固有频率决定 B. 增大周期性驱动力的频率，组件振幅一定变大 C. 驱动力频率等于组件固有频率时，组件振幅最大 D. 组件做受迫振动的振幅恒定，与驱动力频率无关 5. 沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质上的一个质点，从图示时刻起经过，P的（ ） A. 速度沿y轴正方向 B. 速度沿x轴正方向 C. 加速度沿y轴正方向 D. 加速度沿y轴负方向 6. 如图所示，一水平放置的光滑绝缘半圆槽内有两个小球1、小球2，带电量分别为和，小球1固定于最低点处，可自由移动的小球2恰好处于静止状态，两个小球间的距离记作。若缓慢减小小球2的电荷量，则将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 7. 2026米兰冬奥会单板滑雪大跳台比赛中，我国选手苏翊鸣斩获一枚铜牌。若将比赛中的运动员视作质量为m的质点，其从斜坡顶端飞出时，初速度大小为，与水平方向夹角为，最终落在斜坡上。忽略空气阻力，运动员在空中的运动过程可简化为斜抛运动，则运动员在空中运动的全过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员所受重力功率的大小一直增大 B. 运动员机械能先减小后增加 C. 运动员动量变化量的大小为 D. 运动员动能增大 8. 如图（a），额定功率为的起重机竖直吊起质量为m的重物，其输出功率随时间变化的图像如图（b）所示，时刻重物刚好达到最大速度。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 在时间内重物做匀速直线运动 B. 在时间内起重机平均功率为 C. 在时间内起重机所做的功为 D. 在时刻重物的运动速度为 9. 斯威夫特—塔特尔彗星是英仙座流星雨的母彗星，该彗星绕太阳运动的轨道是非常扁的椭圆，近日点距离太阳约，远日点距离太阳约。地球绕太阳运动轨道半径为，公转周期为1年。若已知引力常量G和的距离，下列说法正确的是（ ） A. 彗星的公转周期约为260年 B. 彗星与太阳连线和地球与太阳连线在相等时间扫过的面积相等 C. 彗星在近日点与远日点的速率之比约为 D. 根据题中所给信息，可以计算太阳质量 10. 如图（a），一滑块静止在水平面上，滑块的曲面是半径为R的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块，且小球能从圆弧最高点冲出滑块。小球与滑块水平方向的速度大小分别为、，作出的关系图像，局部图像如图（b）所示，不计一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球与滑块的质量比为 B. 小球能够上升的最大高度为 C. 小球从滑块最高点冲出时的速度大小为 D. 小球能够再次回到滑块最低点且回到滑块最低点时速度方向水平向左 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图（a）所示，A为激光笔，B为光传感器。实验过程如下： （1）已知小球的直径为d，用刻度尺测量出同一水平高度的两悬点间的距离s和摆线长l（两摆线等长），则双线摆的等效摆长________（用l、d、s表示）； （2）在垂直于纸面的竖直平面内，将摆球偏离一个较小角度由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图（b）所示，图中第1个曲线最小值点对应的时刻为，第21个最小值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________（用、表示）； （3）根据实验数据拟合出图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。 12. “辘轳”是中国古代取水的重要设施，通过转动手柄将轻绳缠绕到转筒上，把水桶从井中提起。研究表明转动的物体也具有动能，称为转动动能，它属于机械能。某同学使用如图（a）所示装置探究“匀质转筒的转动动能与角速度的关系”。模拟小桶边缘固定一遮光片，光电门位于遮光片正下方。每次实验，细线保持竖直，将小桶上的遮光片与O点等高对齐，由静止释放，小桶下落带动转筒转动，细线与转筒之间不打滑，实验中测出了小桶（含重物和遮光片）质量m、转筒的直径D（不计细线对转筒直径的影响）、光电门距O点竖直方向距离h，遮光片宽度d（很窄）和遮光片通过光电门的时间t。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）遮光片通过光电门的速度________，此时转筒的转动动能_______，角速度_______。（用题干中所给的字母表示） （2）调节光电门的位置，多次实验，记录多组E和的值，描绘出图像如图（b）所示。该同学查阅资料得知匀质圆筒的转动动能与角速度的平方成正比，即，其中I为比例系数。若考虑水桶下落过程中受到的空气阻力，并将其简化为恒力，则利用图像得到的I的测量值_______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 13. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，带电量为的负点电荷固定在斜面底端，质量为的带电小球B在斜面上离点电荷距离为的点由静止释放，释放的瞬间，小球B的加速度大小为，小球B向下运动到点时，速度达到最大值。已知重力加速度为，静电力常量为，，，求： （1）小球B所带电量？ （2）、之间的距离？ 14. 如图所示，实线和虚线分别是沿轴方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。 （1）求该波的波长和振幅； （2）若波沿着轴负方向传播，且，求该波的速度大小； （3）求在满足（2）的条件下原点点的振动方程。 15. 如图所示，水平传送带以速率顺时针匀速运行，传送带上方固定有劲度系数为k的轻质弹簧。质量为m的小木块轻放在传送带左端，当木块的速度达到时，刚好与弹簧接触，此后木块经过时间到达最右端。已知木块与传送带间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求： （1）木块从释放到刚接触弹簧时所需的时间； （2）木块从释放到刚接触弹簧的过程中，电动机由于运送木块需多做的功； （3）木块从释放到最右端的过程中，摩擦力对木块的冲量大小I。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025～2026学年度第二学期期末考试 高一物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，将答案写在答题卡上，写在试题卷上无效。 3．作图可先用铅笔画出，确定后必须用黑色签字笔描黑。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，有选错或不答的得0分。 1. 比冲是衡量火箭引擎燃料利用效率的物理量，它是推进剂产生的冲量与其质量的比值，其国际单位是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题干定义可知，比冲为冲量与推进剂质量的比值。由于冲量的国际单位为，质量的国际单位为，推导可得比冲的国际单位为 A．是冲量的单位，故A错误； B．由上述推导可知比冲的单位为，故B正确； C．是加速度的单位，故C错误； D．是冲量的单位，故D错误。 故选B。 2. 2026年5月27日我国在文昌航天发射场发射的“通信技术试验卫星二十四号”地球静止轨道卫星，用于多频段、高速率通信技术试验，该卫星与近地圆轨道卫星相比（ ） A. 周期较短，加速度较大 B. 周期较短，加速度较小 C. 周期较长，加速度较大 D. 周期较长，加速度较小 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球质量为，卫星质量为，卫星轨道半径为，根据万有引力提供向心力有 解得 又根据万有引力提供向心力有 解得 由上述表达式可知，轨道半径越大，加速度越小，周期越长，由于地球静止轨道卫星的轨道半径远大于近地圆轨道卫星，故地球静止轨道卫星周期较长，加速度较小。 故选D。 3. 钱塘江大潮，在中国文化中是时序节律、民俗精神的多重象征。如图甲所示，某次观测到产生鱼鳞潮的两列振幅均为的水波以的速度向前行进，假设本次鱼鳞潮的水波波长为，其模型可简化为图乙所示。实线表示波峰，虚线表示波谷。为的中点，是延长线上与点相距的点，与点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰。则下列说法正确的是（　　） A. 图中、两点振动始终加强，而点振动始终减弱 B. 点始终不振动 C. 图示时刻、两点间的高度差为 D. 波从传到，所用时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．、均为波峰与波峰相遇点，振动始终加强；为波谷与波谷相遇点，也始终加强，故A错误； B．由波形传播方向判断，图示时刻，两列波在点均处于平衡位置，且波谷均向点传播，因此点接下来会随波谷的到达而向下振动，故B错误； C．图示时刻位于波峰位置，位移，位于波谷位置，位移，两点高度差，故C正确； D．波从传到所用时间，故D错误。 故选C。 4. 2026年4月，全球首个纳米级微振动实验室在我国雄安正式投运。实验中，科研人员对精密光学组件施加可控周期性驱动力，使组件做稳定受迫振动。下列说法正确的是（ ） A. 组件稳定振动的频率由自身固有频率决定 B. 增大周期性驱动力的频率，组件振幅一定变大 C. 驱动力频率等于组件固有频率时，组件振幅最大 D. 组件做受迫振动的振幅恒定，与驱动力频率无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．组件做稳定受迫振动时，其振动频率等于周期性驱动力的频率，与组件自身的固有频率无关，故A错误； B．根据受迫振动规律，当驱动力频率等于固有频率时振幅最大，若初始状态下驱动力频率满足，此时增大周期性驱动力的频率，使得驱动力频率与固有频率的差值变大，则组件的振幅会减小，故B错误； C．根据共振原理，当周期性驱动力的频率等于组件自身的固有频率时，组件发生共振现象，此时组件的振幅达到最大，故C正确； D．组件做受迫振动时的振幅大小与驱动力频率密切相关，驱动力频率越接近组件的固有频率，组件的振幅越大，偏离固有频率越多，振幅越小，并非恒定，故D错误。 故选C。 5. 沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质上的一个质点，从图示时刻起经过，P的（ ） A. 速度沿y轴正方向 B. 速度沿x轴正方向 C. 加速度沿y轴正方向 D. 加速度沿y轴负方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．横波中的介质质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，不随波发生迁移。由题图可知，时刻质点处于平衡位置上方，由于简谐横波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，图示时刻质点的速度沿轴正方向，且质点到达波峰所需的时间小于，则从图示时刻起经过时，质点处于波峰与平衡位置之间并向下运动，其速度沿轴负方向，故A错误； B．横波在传播过程中，介质中的质点只在轴方向上振动，不会沿波的传播方向即轴方向运动，故B错误； C．由对A选项的分析可知，经过时，质点处于平衡位置上方，其位移沿轴正方向，根据简谐运动的特征可知，质点的加速度方向始终指向平衡位置，因此此时质点的加速度沿轴负方向，故C错误； D．由对C选项的分析可知，经过时，质点的加速度沿轴负方向，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一水平放置的光滑绝缘半圆槽内有两个小球1、小球2，带电量分别为和，小球1固定于最低点处，可自由移动的小球2恰好处于静止状态，两个小球间的距离记作。若缓慢减小小球2的电荷量，则将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】 当小球2在半圆槽内静止时，受重力、支持力和库仑力而平衡。力的矢量三角形与几何三角形相似，由三角形相似，可得库仑力大小 联立库仑定律 解得 因此， 缓慢减小时，随之减小，而，因此也减小。 故选B。 7. 2026米兰冬奥会单板滑雪大跳台比赛中，我国选手苏翊鸣斩获一枚铜牌。若将比赛中的运动员视作质量为m的质点，其从斜坡顶端飞出时，初速度大小为，与水平方向夹角为，最终落在斜坡上。忽略空气阻力，运动员在空中的运动过程可简化为斜抛运动，则运动员在空中运动的全过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员所受重力功率的大小一直增大 B. 运动员机械能先减小后增加 C. 运动员动量变化量的大小为 D. 运动员动能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员在空中做斜抛运动，竖直方向做匀变速直线运动，竖直分速度先向上减小到零再向下增大，根据重力的瞬时功率公式有 可知运动员所受重力功率的大小先减小后增大，故A错误； B．忽略空气阻力，运动员在空中运动的全过程中只有重力做功，机械能守恒，可知运动员的机械能保持不变，故B错误； C．运动员在空中做斜抛运动，设飞行时间为，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，设水平位移为，竖直位移为，根据运动学公式分别有， 由于运动员最终落在斜面上，根据几何关系有 联立解得 根据动量定理有 解得 可知运动员动量变化量的大小为，故C正确； D．设运动员下落的高度为，根据几何关系有 解得 根据动能定理有 解得 可知运动员动能增大，故D错误。 故选C。 8. 如图（a），额定功率为的起重机竖直吊起质量为m的重物，其输出功率随时间变化的图像如图（b）所示，时刻重物刚好达到最大速度。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 在时间内重物做匀速直线运动 B. 在时间内起重机平均功率为 C. 在时间内起重机所做的功为 D. 在时刻重物的运动速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知时刻重物刚好达到最大速度，可知在时间内重物做加速运动，故A错误； BC．根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，可知在时间内起重机做功为 则在时间内起重机平均功率，故B错误，C正确； D．已知时刻重物刚好达到最大速度，此时牵引力等于重力，则有 可得在时刻重物的运动速度为，故D正确。 故选CD。 9. 斯威夫特—塔特尔彗星是英仙座流星雨的母彗星，该彗星绕太阳运动的轨道是非常扁的椭圆，近日点距离太阳约，远日点距离太阳约。地球绕太阳运动轨道半径为，公转周期为1年。若已知引力常量G和的距离，下列说法正确的是（ ） A. 彗星的公转周期约为260年 B. 彗星与太阳连线和地球与太阳连线在相等时间扫过的面积相等 C. 彗星在近日点与远日点的速率之比约为 D. 根据题中所给信息，可以计算太阳质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．设彗星的近日点距离为，远日点距离为，根据题意可知彗星轨道的半长轴为 代入数据解得 设地球的公转半径为，公转周期为，彗星的公转周期为，根据开普勒第三定律有 解得年 该周期与选项中的年不符，故A错误； B．开普勒第二定律描述的是同一天体与中心天体连线在相等时间内扫过的面积相等，不同天体与太阳连线在相等时间内扫过的面积不同，故B错误； C．设彗星在近日点和远日点的速度大小分别为和，根据开普勒第二定律有 解得 该比值与选项中的结果相反，故C错误； D．设地球质量为，太阳质量为，根据万有引力提供向心力有 解得 题中已知引力常量以及的距离，且地球的公转周期年也是已知常量，即可代入计算出准确的太阳质量，故D正确。 故选D。 10. 如图（a），一滑块静止在水平面上，滑块的曲面是半径为R的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块，且小球能从圆弧最高点冲出滑块。小球与滑块水平方向的速度大小分别为、，作出的关系图像，局部图像如图（b）所示，不计一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球与滑块的质量比为 B. 小球能够上升的最大高度为 C. 小球从滑块最高点冲出时的速度大小为 D. 小球能够再次回到滑块最低点且回到滑块最低点时速度方向水平向左 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由题意，系统在水平方向上不受外力，动量守恒。设小球质量为，滑块质量为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 整理得 由图(b)可知，图像是一条直线，纵截距为，当时，代入得 解得 即小球与滑块的质量比为1:2，故A错误； B．小球上升到最大高度时，竖直方向速度为零，水平方向上小球与滑块共速。设共同速度为，根据水平方向动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 将代入联立解得，故B正确； C．小球滑到滑块最高点时，由于圆弧最高点切线竖直，小球与滑块水平方向速度相同。此时滑块速度为，小球绝对速度为，根据水平方向动量守恒定律有 解得 根据机械能守恒定律有 将代入解得，故C正确； D．小球冲出最高点后，在水平方向不受外力，小球与滑块在水平方向均以的速度向右做匀速直线运动，故小球下落后会恰好落回滑块最高点并向下滑动。由于整个过程水平方向系统动量守恒、系统机械能守恒，小球滑回到最低点时系统状态相当于两物体发生一维弹性正碰。设小球回到最低点时速度为，滑块速度为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别有， 联立解得 负号表示速度方向水平向左，即小球能够再次回到滑块最低点且回到滑块最低点时速度方向水平向左，故D正确。 故选BCD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图（a）所示，A为激光笔，B为光传感器。实验过程如下： （1）已知小球的直径为d，用刻度尺测量出同一水平高度的两悬点间的距离s和摆线长l（两摆线等长），则双线摆的等效摆长________（用l、d、s表示）； （2）在垂直于纸面的竖直平面内，将摆球偏离一个较小角度由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图（b）所示，图中第1个曲线最小值点对应的时刻为，第21个最小值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________（用、表示）； （3）根据实验数据拟合出图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） （2） （3）9.79 【解析】 【小问1详解】 根据几何关系可知，悬点所在水平线到小球上端的竖直距离为 小球的半径为 则双线摆的等效摆长为 联立解得 【小问2详解】 单摆在摆动过程中，每次经过最低点时挡光时间最短，对应光照强度出现极小值，小球在一个周期内两次经过最低点，由图可知，从第1个极小值到第21个极小值经历了20个半周期，即10个完整周期，根据题意有 解得 【小问3详解】 根据单摆的周期公式有 整理可得 根据一次函数图像的性质可知，图线的斜率为 解得 代入数据解得 12. “辘轳”是中国古代取水的重要设施，通过转动手柄将轻绳缠绕到转筒上，把水桶从井中提起。研究表明转动的物体也具有动能，称为转动动能，它属于机械能。某同学使用如图（a）所示装置探究“匀质转筒的转动动能与角速度的关系”。模拟小桶边缘固定一遮光片，光电门位于遮光片正下方。每次实验，细线保持竖直，将小桶上的遮光片与O点等高对齐，由静止释放，小桶下落带动转筒转动，细线与转筒之间不打滑，实验中测出了小桶（含重物和遮光片）质量m、转筒的直径D（不计细线对转筒直径的影响）、光电门距O点竖直方向距离h，遮光片宽度d（很窄）和遮光片通过光电门的时间t。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）遮光片通过光电门的速度________，此时转筒的转动动能_______，角速度_______。（用题干中所给的字母表示） （2）调节光电门的位置，多次实验，记录多组E和的值，描绘出图像如图（b）所示。该同学查阅资料得知匀质圆筒的转动动能与角速度的平方成正比，即，其中I为比例系数。若考虑水桶下落过程中受到的空气阻力，并将其简化为恒力，则利用图像得到的I的测量值_______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）大于 【解析】 【小问1详解】 [1]极短时间内的平均速度等于瞬时速度，由于遮光片宽度极窄，则遮光片通过光电门的速度为 [2]在小桶下落过程中，假设系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有 将速度公式代入解得此时转筒的转动动能为 [3]细线与转筒之间不打滑，则转筒边缘的线速度大小等于小桶下落的速度大小，根据线速度与角速度的关系式有 解得角速度为 【小问2详解】 若考虑小桶下落过程中受到的空气阻力，设空气阻力大小为，根据动能定理有 解得真实的转动动能为 实验中计算得到的转动动能表达式为，对比可知在相同状态下有，根据题意及真实情况可知转动动能与角速度的关系分别有， 可知在相同的角速度下，由于，最终推得比例系数的测量值大于真实值。 13. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，带电量为的负点电荷固定在斜面底端，质量为的带电小球B在斜面上离点电荷距离为的点由静止释放，释放的瞬间，小球B的加速度大小为，小球B向下运动到点时，速度达到最大值。已知重力加速度为，静电力常量为，，，求： （1）小球B所带电量？ （2）、之间的距离？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 释放的瞬间，小球B的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 小球B向下运动到点时，速度达到最大值，根据平衡条件可得 解得 14. 如图所示，实线和虚线分别是沿轴方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。 （1）求该波的波长和振幅； （2）若波沿着轴负方向传播，且，求该波的速度大小； （3）求在满足（2）的条件下原点点的振动方程。 【答案】（1）； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由波形图可知，振幅为最大位移，得；相邻波峰间距为波长，得 【小问2详解】 波沿轴负方向传播，在 内，波形向左传播的距离为，其中，故有 整理得 由，得，结合为非负整数可知，故，因此该波的速度大小为 【小问3详解】 由，整理得 在时，点位于波峰，取正弦形式时初相位可取，因此点的振动方程为 15. 如图所示，水平传送带以速率顺时针匀速运行，传送带上方固定有劲度系数为k的轻质弹簧。质量为m的小木块轻放在传送带左端，当木块的速度达到时，刚好与弹簧接触，此后木块经过时间到达最右端。已知木块与传送带间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求： （1）木块从释放到刚接触弹簧时所需的时间； （2）木块从释放到刚接触弹簧的过程中，电动机由于运送木块需多做的功； （3）木块从释放到最右端的过程中，摩擦力对木块的冲量大小I。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 木块在传送带上受向右的滑动摩擦力作用做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，有 解得加速度 由运动学公式 当速度达到时，所需时间 【小问2详解】 电动机多做的功转化为木块的动能和摩擦产生的热量，或者理解为电动机克服传送带受到的摩擦力做功。在木块加速过程中，传送带受到的摩擦力大小为 方向向左。传送带位移 电动机多做的功 【小问3详解】 木块从释放到接触弹簧过程中，受向右的滑动摩擦力，时间 接触弹簧后，开始阶段，木块受到的弹簧弹力始终小于最大静摩擦力过程中，木块匀速，则有 解得 该过程中摩擦力的冲量为 当最终木块到达最右端时，木块相对于传送带向左运动，因此受到的滑动摩擦力方向始终向右，大小恒为 所以全程中，滑动摩擦力作用总时间 滑动摩擦力的冲量大小 所以木块从释放到最右端的过程中，摩擦力对木块的冲量大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $