素養(yǎng)提升專題訓(xùn)練04-2021屆高三物理三輪沖刺新高考版（含解析）

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1板塊模型1.如圖所示,彈簧秤一端固定在墻壁上,另一端與小木塊A相連,小木塊A置于報紙或塑料紙上。已知小木塊與報紙間的動摩擦因數(shù)為0.5,小木塊與塑料紙間的動摩擦因數(shù)為0.3,重力加速度g=10m/s2。在用力勻速抽出報紙B的過程中,觀察到彈簧秤的示數(shù)為5.0N,若將報紙換為塑料紙,并加速抽出塑料紙B,彈簧秤的示數(shù)大小()。A.一定大于5.0N B.一定等于5.0NC.一定大于3.0N D.一定等于3.0N2.如圖所示,A、C、D為三個完全相同的長方體木塊,質(zhì)量均為m,其中C、D放在光滑水平面上,A放在長木板B上,B的質(zhì)量為2m,A、B、C、D間的動摩擦因數(shù)均為μ,現(xiàn)用水平向右的恒力F拉木塊A,使A、B、C、D保持相對靜止一起沿水平面向右運動,不計空氣阻力,重力加速度為g,則()。A.B對A的摩擦力大小為μmg,方向向左B.A對B的摩擦力大小為45μmg,C.C對B的摩擦力大小為2F5D.C、D兩木塊所受到的摩擦力大小相等,方向相同3.如圖所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板,在木板A的上面放著一個質(zhì)量為m的物塊C,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。若用水平恒力F向右拉動木板A(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力),要將A從C、B之間抽出來,則F的大小應(yīng)滿足的條件是()。A.F>μ(m+2M)g B.F>μ(2m+3M)gC.F>2μ(m+M)g D.F>μ(2m+M)g4.如圖所示,一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力F向右拉木板,當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時,撤掉拉力F,此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為()。A.物塊繼續(xù)向右減速運動一段時間后停下B.物塊繼續(xù)向右加速運動一段時間后做勻速運動C.木板繼續(xù)向右加速運動一段時間后做勻速運動D.木板繼續(xù)向右減速運動一段時間后停下5.如圖所示,一長木板在水平地面上運動,在某時刻(t=0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上,已知物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且物塊始終在木板上。在物塊放到木板上之后,木板運動的速度—時間圖像可能是下列圖中的()。6.如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為m的足夠長的木板,木板上放一質(zhì)量也為m、可視為質(zhì)點的木塊?，F(xiàn)分別使木塊獲得向右的水平初速度v0和nv0,兩次運動均在木板上留下劃痕,則兩次劃痕長度之比為()。A.1∶n2 B.1∶n2nC.1∶n3 D.1∶(n+1)n27.如圖1所示,質(zhì)量m=0.5kg的物塊和質(zhì)量M=1kg的長木板,置于傾角為37°且足夠長的固定斜面上,t=0時刻對長木板施加沿斜面向上的拉力F,使長木板和物塊開始沿斜面上滑,作用一段時間t后撤去拉力F。已知長木板和物塊始終保持相對靜止,上滑時長木板和物塊速度的二次方與位移之間的關(guān)系如圖2所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,則下列說法正確的是()。A.長木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.35B.拉力F作用的時間t=2sC.拉力F的大小為13ND.物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ2可能為0.888.(多選)如圖所示,在粗糙水平面上依次放有兩塊質(zhì)量分別為m2=15kg、m3=10kg且高度完全相同的木板A、B,質(zhì)量m1=20kg的貨物C與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,木板A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,木板B與地面間的動摩擦因數(shù)μ3=0.2。(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,取g=10m/s2)要使貨物C滑上木板A時,木板A不動,而滑上木板B時,木板B開始滑動,則μ1的大小可能是()。A.0.2 B.0.4 C.0.6 D.0.89.(多選)如圖所示,質(zhì)量M=4kg、長L=10m的木板停放在光滑水平面上,另一不計長度、質(zhì)量m=1kg的木塊以某一速度從右端滑上木板,木板與木塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。若要使木板獲得的速度不大于2m/s,則木塊的初速度v0應(yīng)滿足的條件是()。A.v0≤8m/s B.v0≤10m/sC.v0≥15m/s D.v0≥20m/s10.(多選)如圖所示,質(zhì)量M=1kg的長方形盒子B停放在光滑水平面上,盒子長d=5m,一質(zhì)量m=2kg的小物塊A以速度v0=6m/s從盒子內(nèi)最右端水平向左運動,已知A與B之間的摩擦力f=1N,A與B的碰撞為彈性碰撞,則下列說法正確的是()。A.A和B最終停在水平面上B.A和B最終以4m/s的速度向左勻速運動C.A和B將發(fā)生2次碰撞D.A和B將不會發(fā)生碰撞11.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m1的木塊和質(zhì)量為m2的長木板疊放在水平地面上?，F(xiàn)對木塊施加一水平向右的拉力F,木塊在長木板上滑行,長木板始終靜止。已知木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,且最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,則()。A.μ1一定小于μ2B.μ1可能大于μ2C.改變F的大小,F>μ2(m1+m2)g時,長木板將開始運動D.將F作用于長木板,F>(μ1+μ2)(m1+m2)g時,長木板與木塊將開始相對滑動12.(多選)如圖所示,一長木板B放在粗糙的水平地面上,在B的左端放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力F拉A,經(jīng)一段時間物體A被從長木板B的右端拉出,且在此過程中以地面為參考系,長木板B也向右移動一段距離。則在此過程中()。A.外力F對A做的功等于A和B動能的增量B.A對B的摩擦力做的功與B對A的摩擦力做的功的絕對值相等C.外力F做的功等于A、B動能的增量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量之和D.A對B的摩擦力做的功等于B動能的增量和B與地面之間摩擦產(chǎn)生的熱量之和

【解析版】1.如圖所示,彈簧秤一端固定在墻壁上,另一端與小木塊A相連,小木塊A置于報紙或塑料紙上。已知小木塊與報紙間的動摩擦因數(shù)為0.5,小木塊與塑料紙間的動摩擦因數(shù)為0.3,重力加速度g=10m/s2。在用力勻速抽出報紙B的過程中,觀察到彈簧秤的示數(shù)為5.0N,若將報紙換為塑料紙,并加速抽出塑料紙B,彈簧秤的示數(shù)大小()。A.一定大于5.0N B.一定等于5.0NC.一定大于3.0N D.一定等于3.0N【答案】D【解析】將報紙B加速或勻速抽出,小木塊A受到的都是滑動摩擦力,即f1=μ1mg,將報紙換為塑料紙,同理可得f2=μ2mg=3N,D項正確。2.如圖所示,A、C、D為三個完全相同的長方體木塊,質(zhì)量均為m,其中C、D放在光滑水平面上,A放在長木板B上,B的質(zhì)量為2m,A、B、C、D間的動摩擦因數(shù)均為μ,現(xiàn)用水平向右的恒力F拉木塊A,使A、B、C、D保持相對靜止一起沿水平面向右運動,不計空氣阻力,重力加速度為g,則()。A.B對A的摩擦力大小為μmg,方向向左B.A對B的摩擦力大小為45μmg,C.C對B的摩擦力大小為2F5D.C、D兩木塊所受到的摩擦力大小相等,方向相同【答案】D【解析】將A、B、C、D看成整體,由牛頓第二定律知,整體的加速度a=F5m,隔離A,可得F-fBA=ma,fBA=45F,B對A的摩擦力向左,由牛頓第三定律可知,A對B的摩擦力向右,大小為45F,A、B兩項錯誤;隔離C可得,fBC=ma=15F,B對C的摩擦力向右,所以C對B的摩擦力向左,大小為15F,C項錯誤;隔離D可得,fBD=ma=15F,B對D的摩擦力向右,所以C3.如圖所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板,在木板A的上面放著一個質(zhì)量為m的物塊C,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。若用水平恒力F向右拉動木板A(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力),要將A從C、B之間抽出來,則F的大小應(yīng)滿足的條件是()。A.F>μ(m+2M)g B.F>μ(2m+3M)gC.F>2μ(m+M)g D.F>μ(2m+M)g【答案】C【解析】要將A能從C、B之間抽出來,則A要相對于B、C都滑動,所以A、C間,A、B間都是滑動摩擦力,對A有aA=F-μmg-μ(M+m)gM,對C有aC=μmgm=μg,對B受力分析,其受到水平向右的滑動摩擦力,為μ(M+m)g,B與地面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,有f=μ(2M+m)g,因為μ(M+m)g<μ(2M+m)g,所以B沒有運動,加速度為0;由題意知,當(dāng)aA>aC時,A能夠被從B、C間拉出,則有F4.如圖所示,一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力F向右拉木板,當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時,撤掉拉力F,此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為()。A.物塊繼續(xù)向右減速運動一段時間后停下B.物塊繼續(xù)向右加速運動一段時間后做勻速運動C.木板繼續(xù)向右加速運動一段時間后做勻速運動D.木板繼續(xù)向右減速運動一段時間后停下【答案】B【解析】對于物塊,由于運動過程中與木板存在相對滑動,且始終相對木板向左運動,因此木板對物塊的摩擦力向右,所以物塊相對地面向右運動,且速度不斷增大,直至與木板相對靜止而做勻速直線運動,A項錯誤,B項正確;撤掉拉力后,對于木板,由作用力與反作用力可知,木板受到物塊給它的向左的摩擦力作用,則木板的速度不斷減小,直到二者相對靜止而做勻速運動,由于水平面光滑,所以木板不會停止,C、D兩項錯誤。5.如圖所示,一長木板在水平地面上運動,在某時刻(t=0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上,已知物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且物塊始終在木板上。在物塊放到木板上之后,木板運動的速度—時間圖像可能是下列圖中的()?！敬鸢浮緼【解析】由于物塊剛放到木板上時,運動的木板會給它一個向右的滑動摩擦力,則物塊對木板就會有一個向左的摩擦力,此時木板還受到地面給它的向左的摩擦力,木板在這兩個阻力的作用下做勻減速直線運動;當(dāng)物塊的速度與木板的速度相等時,物塊與木板間沒有了相對運動,它們之間的摩擦力為零,此時木板受到的阻力只有地面對它施加的向左的力,即阻力減小,故其加速度變小,木板仍做勻減速直線運動,A項正確。6.如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為m的足夠長的木板,木板上放一質(zhì)量也為m、可視為質(zhì)點的木塊?，F(xiàn)分別使木塊獲得向右的水平初速度v0和nv0,兩次運動均在木板上留下劃痕,則兩次劃痕長度之比為()。A.1∶n2 B.1∶n2nC.1∶n3 D.1∶(n+1)n2【答案】A【解析】對木塊和木板組成的系統(tǒng),由動量守恒定律和能量守恒定律有mv0=2mv1,f·l1=12mv02-12×2mv12,解得相對位移l1=mv024f,當(dāng)初速度改為nv0時,同理可得相對位移l7.如圖1所示,質(zhì)量m=0.5kg的物塊和質(zhì)量M=1kg的長木板,置于傾角為37°且足夠長的固定斜面上,t=0時刻對長木板施加沿斜面向上的拉力F,使長木板和物塊開始沿斜面上滑,作用一段時間t后撤去拉力F。已知長木板和物塊始終保持相對靜止,上滑時長木板和物塊速度的二次方與位移之間的關(guān)系如圖2所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,則下列說法正確的是()。A.長木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.35B.拉力F作用的時間t=2sC.拉力F的大小為13ND.物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ2可能為0.88【答案】D【解析】由速度與位移的關(guān)系式v2=2ax和圖像對比得,物塊的最大速度vm=22m/s,撤去F前的加速度大小a1=vm22x1=1m/s2,撤去F后的加速度大小a2=vm22x2=8m/s2,撤去F前由牛頓第二定律得F-(m+M)gsin37°-μ1(m+M)gcos37°=(m+M)a1,撤去F后由牛頓第二定律得(m+M)gsin37°+μ1(m+M)gcos37°=(m+M)a2,聯(lián)立解得F=13.5N,μ1=0.25,A、C兩項錯誤;力F作用時物體做加速運動,由速度公式得vm=a1t,解得t=22s,B項錯誤;以物塊為研究對象,其加速上升過程中根據(jù)牛頓第二定律可得μ2mgcos37°-mgsin37°≥ma1,解得μ2≥0.8.(多選)如圖所示,在粗糙水平面上依次放有兩塊質(zhì)量分別為m2=15kg、m3=10kg且高度完全相同的木板A、B,質(zhì)量m1=20kg的貨物C與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,木板A與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,木板B與地面間的動摩擦因數(shù)μ3=0.2。(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,取g=10m/s2)要使貨物C滑上木板A時,木板A不動,而滑上木板B時,木板B開始滑動,則μ1的大小可能是()。A.0.2 B.0.4 C.0.6 D.0.8【答案】BC【解析】若滑上木板A時,木板不動,由受力分析得μ1m1g≤μ2(m1+m2)g+μ3m3g;若滑上木板B時,木板B開始滑動,由受力分析得μ1m1g>μ3(m1+m3)g;聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得0.3<μ1≤0.625,B、C兩項正確。9.(多選)如圖所示,質(zhì)量M=4kg、長L=10m的木板停放在光滑水平面上,另一不計長度、質(zhì)量m=1kg的木塊以某一速度從右端滑上木板,木板與木塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。若要使木板獲得的速度不大于2m/s,則木塊的初速度v0應(yīng)滿足的條件是()。A.v0≤8m/s B.v0≤10m/sC.v0≥15m/s D.v0≥20m/s【答案】BC【解析】如圖所示,當(dāng)木塊速度不是很大時,兩者最后速度相同,由動量守恒定律有mv0=(m+M)v,解得v0=10m/s,則初速度v0應(yīng)小于等于10m/s,B項正確;當(dāng)木塊速度較大時木塊滑離木板,木塊的加速度a1=μg=8m/s2,木板的加速度a2=μmgM=2m/s2,因木板的速度v2≤2m/s,所以木塊在木板上運動的時間t≤1s,又x木塊-x木板=L,x木塊=v0t-12a1t2,x木板=12a2t2,解得v0≥1510.(多選)如圖所示,質(zhì)量M=1kg的長方形盒子B停放在光滑水平面上,盒子長d=5m,一質(zhì)量m=2kg的小物塊A以速度v0=6m/s從盒子內(nèi)最右端水平向左運動,已知A與B之間的摩擦力f=1N,A與B的碰撞為彈性碰撞,則下列說法正確的是()。A.A和B最終停在水平面上B.A和B最終以4m/s的速度向左勻速運動C.A和B將發(fā)生2次碰撞D.A和B將不會發(fā)生碰撞【答案】BC【解析】以A和B為整體,由動量守恒定律有mv0=(m+M)v,解得v=4m/s,即A和B最終以4m/s的速度向左勻速運動,B項正確;由能量守恒定律有fs相=12mv02-12(m+M)v2,則s相=12m,A和B將發(fā)生碰撞的次數(shù)n=s相d=2.11.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m1的木塊和質(zhì)量為m2的長木板疊放在水平地面上?，F(xiàn)對木塊施加一水平向右的拉力F,木塊在長木板上滑行,長木板始終靜止。已知木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,且最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,則()。A.μ1一定小于μ2B.μ1可能大于μ2C.改變F的大小,F>μ2(m1+m2)g時,長木板將開始運動D.將F作用于長木板,F>(μ1+μ2)(m1+m2)g時,長木板與木塊將