板块模型和传送带模型 典型考点冲刺练 2026届高中物理高考三轮冲刺练
一、单选题
1.如图所示,传送带倾斜放置,与水平面的夹角保持不变,传送带可向下匀速运动,也可向下加速运动;货箱M与传送带间保持相对静止,设受传送带的摩擦力为false。则( )
A.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,false越大
B.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,false越大
C.传送带加速运动时,false的方向可能平行传送带向下
D.传送带加速运动时,不同质量的货箱,false一定不相等
2.轮船运输过程中常用传送带将船舱里的货物输送到码头,工作人员将货物轻放在传送带的底端,由传送带传送到顶端,随后由其它工作人员完成装车任务。可以简化为如图所示模型,图甲为倾角37°的传送带,在电动机的带动下以一定的速度稳定运行,电动机的内阻不计。货物质量M=50kg,从轻放在传送带底端A处开始计时,10s时到达顶端B,其运动过程的v-t图像如图乙,g取10m/s?,sin37°=0.6,则货物从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.货物与传送带之间的摩擦力大小始终不变
B.货物机械能的增加量为4500J
C.货物与传送带之间因摩擦产生的热量为1600J
D.传送货物过程中电动机多消耗的电能为6400J
3.如图甲所示,倾角为37°、足够长的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动。一小煤块以初速度v0=12m/s从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前1.0s内和在1.0s~t0内为两段不同的二次函数,t0时刻图线所对应的切线正好水平,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.传送带转动速率v1=8m/s
B.图乙中t0的数值为1.5
C.0~t0内煤块在传送带上的划痕长度为6m
D.煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.25
4.如图所示,足够长的木板Q静置在水平地面上,滑块P以水平速度false从左端滑上Q。已知P、Q的质量分别为false,false,P、Q之间的动摩擦因数false,Q与地面之间的动摩擦因数false,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取false。false、false分别表示P、Q的速度,false、false分别表示P、Q的动能,false、false分别表示P、Q的位移,下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
5.倾角为37°足够长斜面静止放在粗糙水平面上,有一长木板false恰好能在斜面处于静止。现有物块false以false的速度从false的顶端开始沿木板false下滑,false、false间动摩擦因数为false。已知false、false的质量分别为false,false,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.物块false下滑过程中,地面对斜面的摩擦力向左
B.物块false下滑过程中,false板仍与斜面保持静止
C.要使false不脱离false,false板长度至少为0.5m
D.若false不从false板上滑落,则false最终与斜面保持相对静止
6.如图所示,倾斜传送带与水平面夹角为false,以false的速度逆时针转动。某一时刻,一质量为m的小滑块从传送带顶端以初速度false滑上传送带,初速度方向沿传送带向下,经时间t运动到传送带底端。已知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为false,且false,重力加速度为g,不计空气阻力。小滑块从传送带顶端到底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.支持力的冲量为零 B.重力的冲量大小为false
C.重力的功率为false D.摩擦力对小滑块做的功为false
二、多选题
7.如图所示,在光滑的水平面上,质量为false、长为false的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连。质量为false的滑块(可视为质点)以水平向右的速度false滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度false(false未知)滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,滑块以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,重力加速度大小为false。下列说法正确的是( )
A.滑块向右运动的过程中,加速度大小为false
B.滑块与木板间的动摩擦因数为false
C.k=1.5
D.滑块弹回瞬间的速度大小为false
8.如图甲所示,粗糙水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动,一段时间后撤去力F的作用。滑块和长木板在false内的速度—时间图像如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量均为m=1kg,重力加速度false,则下列说法正确的是( )
A.力F的大小为6N
B.小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为0.1
C.长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.3
D.false时长木板P停止运动
9.如图甲所示,滑块A放在静止于水平地面上的木板B右端,已知滑块A与木板B的质量均为false时刻滑块A以false的初速度向左运动,同时在木板右端加一个水平向右的外力false,作用false后撤去外力false,前false内滑块和木板的false关系图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块始终没有离开木板,取重力加速度false。则(???)
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
B.木板与地面间的动摩擦因数为0.4
C.木板长度至少false滑块才能不掉
D.整个过程中系统摩擦生热共false
10.如图所示,水平传送带以速度v1=2m/s向右匀速转动。可视为质点的小物体Q的质量为1kg,P的质量为2kg,由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有向右的速度v2=4m/s,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,传送带两端距离足够长,绳足够长,g取10 m/s2。关于小物体P的描述正确的是( )
A.小物体P刚滑上传送带时的加速度大小为7m/s2
B.小物体P在传送带上向左端滑时的加速度大小为false
C.小物体P离开传送带时的速度大小为false
D.物体P在传送带留下的划痕长度为false
11.如图1所示,一质量为M的足够长木板静止在地面上,其左端放置一个质量为m的小物块,false时刻起在物块上加一个水平向右的力F,大小与时间满足关系false,其中false,从此时起,木板和物块的加速度大小随时间变化的关系如图2所示,重力加速度g取false。根据题干及图2中所给出的数据可知( )
????
A.长木板的质量为false
B.false时小物块的速度大小为false
C.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5
D.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.4
12.如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率false沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度false从传送带的底端冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的false图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,false,取false,则( )
A.1~3s时间内物块所受摩擦力做正功
B.0~3s时间内物块平均速度大小为8m/s
C.物块由顶端返回到底端的过程中所需时间大于3s
D.0~1s与1~3s两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比为3:2
三、解答题
13.如图所示,一质量M=2kg、长L=1m的木板置于在光滑水平地面上,木板左端静置一个质量m=1kg的小物块,现给小物块施加一水平向右的拉力F。已知小物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若将木板固定,滑块施加水平力后经过t1=1.0s滑离木板,求水平拉力F的大小;
(2)若木板不固定,水平力F与(1)中相同,求经过多长时间物块滑离木板;
(3)若木板不固定,欲使小物块与木板运动过程中始终保持相对静止,求水平拉力的大小范围。
14.如图,一倾角为false的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,其左端与长为false、倾角也为false的传送带平滑连接,右端与静止在水平地面上的长木板平滑连接。先将传送带以false的速率顺时针匀速转动,然后将一质量为false的物块(可视为质点)从传送带的顶端由静止释放,物块经圆弧轨道后冲上木板并恰好不从木板掉落。已知物块与传送带间的动摩擦因数为false,物块与木板上表面间的动摩擦因数为false,木板下表面与地面间的动摩擦因数为false,木板的质量为false,圆弧轨道的半径为false,false,false,重力加速度大小g取10false。求:
(1)物块离开传送带时的速度大小false;
(2)物块经过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小false;
(3)木板的长度L及木板的运动时间t。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
D
C
D
CD
BD
ACD
BD
题号
11
12
答案
BC
AC
1.C
【详解】A.货箱M与传送带间保持相对静止,传送带匀速运动时, M受力平衡,有false,相同的货箱false相同,与速度无关,故A错误;
BCD.传送带加速运动时,设其加速度为false,根据牛顿第二定律方程false
当false时,false
当false时,false的方向向下,false越大,false越大
当false时,false的方向向上,false越大,false越小,故C正确,BD错误。
故选C。
2.C
【详解】A.由图乙可知货物在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动。在匀加速阶段,摩擦力沿传送带向上,根据牛顿第二定律有false
根据false图像可得加速度false
解得false
匀速阶段,摩擦力false
所以摩擦力大小发生了变化,故A错误;
B.货物机械能的增加量等于动能增加量与重力势能增加量之和,其动能增加量为false
重力势能增加量为false
其中false为传送带长度,根据图乙可知货物前false匀加速运动的位移为false
后false匀速运动的位移为false
则货物总位移即传送带长度为false
解得货物重力势能增加量为false
其机械能增加量为false
故B错误;
C.货物与传送带因摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,匀加速阶段传送带的位移为false
货物位移false
相对位移为false
则摩擦产生的热量false
故C正确;
D.电动机多消耗的电能等于货物机械能增加量与摩擦产生的热量之和,即false
故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.煤块冲上传送带,开始时受到摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律则有false
解得加速度大小为false
当煤块速度减到与传送带速度相同后,煤块相对于传送带向下运动,受到的摩擦力方向沿传送带向上,同理可得加速度大小为false
煤块一直减速到零,接着反向沿传送带向下加速,加速度大小为false,由于false
则煤块一直加速到离开传送带,与题意及图乙相符,所以可知false时煤块的速度大小等于传送带的转动速率,由图乙可得false
代入数据解得false
则传送带的速度大小为false,故A错误;
BD.根据上述分析可知,图乙中false时刻,煤块向上运动速度减为零,结合false,false
解得false
则煤块下滑时的加速度大小为false
结合乙图可知,false时间内煤块的位移false
又因为false
代入数据解得false,故B错误,D正确;
C.false内煤块相对于传送带向上运动,煤块在传送带上的划痕长度为false
false内煤块在传送带上的划痕长度为false
但由于该过程煤块相对传送带向下运动,所以false内煤块在传送带上的划痕长度为4m,故C错误。
故选D。
4.D
【详解】AC.P、Q之间的最大静摩擦为false
Q与地面之间的最大静摩擦为false
由于false,可知木板Q一直处于静止状态;故AC错误;
BD.滑块P做减速运动的加速度大小为false
滑块P速度减为0所用时间为false
滑块P做减速运动到速度减为0通过的位移大小为false
根据动能定理可得false
可得false,故B错误,D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.由木板A恰好能处于静止可得,A与斜面间动摩擦因数false
A与斜面之间的弹力及摩擦力的合力方向始终竖直向下,地面对斜面没有摩擦力,A错误;
B.B下滑时,对A分析false
解得false,A将沿斜面向下滑动,B错误;
C.在斜面上滑动时,系统动量守恒。速度相等时满足false
可得false
对B物体,根据牛顿第二定律false
解得false
共速时间false
该过程中,物块B的位移false
木板A的位移为false
所以A板长度至少为false,C正确;
D.根据false,A、B相对静止后沿斜面做匀速直线运动,D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.支持力的冲量为false
可知支持力的冲量不为零,故A错误;
B.重力的冲量大小为false
故B错误。
C.重力的功率为false
故C错误。
D.由于false,可得false
可知小滑块与传送带保持相对静止匀速下滑,运动的距离为false
小滑块受到的摩擦力大小为false
摩擦力对小滑块做的功为false
故D正确。
故选D。
7.CD
【详解】A.滑块(可视为质点)以水平向右的速度false滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零,根据匀变速直线运动规律可知
false
解得
false
故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
false
解得
false
故B错误;
CD.小滑块以水平速度false右滑时,由动能定理有
false
小滑块以速度false滑上木板到运动至碰墙时速度为false,由动能定理有
false
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为false,由动量守恒有
false
由能量守恒定律可得
false
解得
false,false
故CD正确。
故选CD。
8.BD
【详解】ABC.根据题意,由图乙可知,false时撤去力F的作用,撤去力F前,木板的加速度为
false
撤去力F后,木板的加速度为
false
小滑块Q的加速度为
false
设小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为false,长木板P与地面之间的动摩擦因数为false,由牛顿第二定律有
false
false
false
解得
false,false,false
故AC错误,B正确;
D.由图乙可知,false时,小滑块Q与长木板P共速,若小滑块Q与长木板P保持相对静止,则有
false
解得
false
此时小滑块Q与长木板P之间的摩擦力为
false
可知,小滑块Q与长木板P不能保持相对静止,则对长木板P有
false
解得
false
则到长木板P停止运动还需
false
则长木板P停止运动的时间为
false
故D正确。
故选BD。
9.ACD
【详解】A.前1s内,对滑块A有false
由图中斜率可得false
解得滑块和木板间的动摩擦因数false,故A正确;
B.前false内,对木板B有false
根据图中斜率得false
解得木板和地面间的动摩擦因数false,故B错误;
C.false后撤去外力false,对木板B有false
解得false
木板B以false向右做匀减速运动,速度减为零用时false
由于false,故之后木板保持静止,滑块继续向左减速到停;
滑块的位移false
木板的总位移false
所以木板板长至少为false,故C正确;
D.系统摩擦生热false,故D正确。
故选ACD。
10.BD
【详解】A.小物体P刚滑上传送带时,对P分析可知false
对Q分析false
可得小物体P的加速度大小为false,A错误;
B.小物体P在传送带上向左端滑时,对PQ整体分析可知false
即小物体P的加速度大小为false,B正确;
C.小物体P与传送带共速时向右的位移false
离开传送带时的速度大小为false,C错误;
D.从开始滑上传送带到与传送带共速时,时间为false
物块的速度大于传送带的速度,则物块向后有划痕,划痕长false
从物块的速度小于传送带的速度开始到离开传送带物块向前有划痕,时间为false
划痕长false
后出现的划痕覆盖前面的划痕,而后出现的划痕长,物体P在传送带留下的划痕长度为false,D正确。
故选BD。
11.BC
【详解】ACD.由图2可知,当false时,物块和长木板开始运动,所以地面与长木板间没有摩擦力。当false时false,false
设长木板的质量为false,根据牛顿第二定律false
当false时,物块和长木板发生相对滑动,对物块根据牛顿第二定律false
又false
整理可得false
联立,解得false,false,false,故AD错误,C正确;
B.false过程中,物块和长木板一直处于相对静止,对整体,根据动量定理false
解得false,故B正确。
故选BC。
12.AC
【详解】A.由题图乙可知,在false内物块的速度大于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向下,与物块运动的方向相反,所以0~1s时间内物块所受摩擦力做负功;false末至物块到达传送带顶端,物块的速度小于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向上,与物块运动的方向相同,所以1~3s时间内物块所受摩擦力做正功,故A正确;
B.物块运动的位移大小等于false图线与坐标轴所围图形的面积大小,为false
物块平均速度大小为false
故B错误;
C.物块下滑加速度与1~3s时间内物块加速度相同false
根据false
解得false
故C正确;
D.产热等于阻力乘以相对位移,所以0~1s与1~3s两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比等于相对位移之比,根据图像可知false
故D错误。
故选AC。
13.(1)4N
(2)false
(3)0 < F ≤ 3 N
【详解】(1)若木板固定,对滑块有false
解得false
根据牛顿第二定律false
解得false
(2)若木板不固定,滑块仍以false向右加速,木板在物块的摩擦力作用下加速,对木板有false
解得false
由位移关系false
可得false
(3)若木板不固定,要使物块与板相对静止,最小拉力为零,若两者恰要相对滑动时拉力最大共同加速,对木板和物块系统有false
对木板,加速度最大为false
解得最大拉力为false
故水平拉力的范围为false
14.(1)false
(2)false
(3)false,false
【详解】(1)对物块,从释放至速度达到false的过程,由牛顿第二定律得false
该过程所用的时间为false
该过程发生的位移大小为false
由于false,所以物块将继续加速直至到达传送带下端。对该过程,由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律有false,false
联立以上各式并代入数据解得false
(2)物块在圆弧轨道上运动的过程,由动能定理得false
在圆弧轨道的最低点,由牛顿第二定律得false
由牛顿第三定律得false
联立以上各式并代入数据解得false。
(3)物块在木板上开始运动至二者共速的过程,对物块,由牛顿第二定律得false
同理,对木板,由牛顿第二定律得false
由匀变速直线运动的规律得false
由运动的相对性知,木板的长度为false
此后,二者相对静止并一起做匀减速运动直至停止。对整体,由牛顿第二定律得false
由匀变速直线运动的规律得false
又false
联立以上各式并代入数据解得false