素养提升专题训练04-2021届高三物理三轮冲刺新高考版（含解析）

学而优·教有方PAGEPAGE1板块模型1.如图所示,弹簧秤一端固定在墙壁上,另一端与小木块A相连,小木块A置于报纸或塑料纸上。已知小木块与报纸间的动摩擦因数为0.5,小木块与塑料纸间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g=10m/s2。在用力匀速抽出报纸B的过程中,观察到弹簧秤的示数为5.0N,若将报纸换为塑料纸,并加速抽出塑料纸B,弹簧秤的示数大小()。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.如图所示,A、C、D为三个完全相同的长方体木块,质量均为m,其中C、D放在光滑水平面上,A放在长木板B上,B的质量为2m,A、B、C、D间的动摩擦因数均为μ,现用水平向右的恒力F拉木块A,使A、B、C、D保持相对静止一起沿水平面向右运动,不计空气阻力,重力加速度为g,则()。A.B对A的摩擦力大小为μmg,方向向左B.A对B的摩擦力大小为45μmg,C.C对B的摩擦力大小为2F5D.C、D两木块所受到的摩擦力大小相等,方向相同3.如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板,在木板A的上面放着一个质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态。已知A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。若用水平恒力F向右拉动木板A(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力),要将A从C、B之间抽出来,则F的大小应满足的条件是()。A.F>μ(m+2M)g B.F>μ(2m+3M)gC.F>2μ(m+M)g D.F>μ(2m+M)g4.如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力F向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力F,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()。A.物块继续向右减速运动一段时间后停下B.物块继续向右加速运动一段时间后做匀速运动C.木板继续向右加速运动一段时间后做匀速运动D.木板继续向右减速运动一段时间后停下5.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度—时间图像可能是下列图中的()。6.如图所示,光滑水平面上有一质量为m的足够长的木板,木板上放一质量也为m、可视为质点的木块。现分别使木块获得向右的水平初速度v0和nv0,两次运动均在木板上留下划痕,则两次划痕长度之比为()。A.1∶n2 B.1∶n2nC.1∶n3 D.1∶(n+1)n27.如图1所示,质量m=0.5kg的物块和质量M=1kg的长木板,置于倾角为37°且足够长的固定斜面上,t=0时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F,使长木板和物块开始沿斜面上滑,作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止,上滑时长木板和物块速度的二次方与位移之间的关系如图2所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则下列说法正确的是()。A.长木板与斜面之间的动摩擦因数μ1=0.35B.拉力F作用的时间t=2sC.拉力F的大小为13ND.物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.888.(多选)如图所示,在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为m2=15kg、m3=10kg且高度完全相同的木板A、B,质量m1=20kg的货物C与木板间的动摩擦因数为μ1,木板A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3,木板B与地面间的动摩擦因数μ3=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2)要使货物C滑上木板A时,木板A不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,则μ1的大小可能是()。A.0.2 B.0.4 C.0.6 D.0.89.(多选)如图所示,质量M=4kg、长L=10m的木板停放在光滑水平面上,另一不计长度、质量m=1kg的木块以某一速度从右端滑上木板,木板与木块间的动摩擦因数μ=0.8。若要使木板获得的速度不大于2m/s,则木块的初速度v0应满足的条件是()。A.v0≤8m/s B.v0≤10m/sC.v0≥15m/s D.v0≥20m/s10.(多选)如图所示,质量M=1kg的长方形盒子B停放在光滑水平面上,盒子长d=5m,一质量m=2kg的小物块A以速度v0=6m/s从盒子内最右端水平向左运动,已知A与B之间的摩擦力f=1N,A与B的碰撞为弹性碰撞,则下列说法正确的是()。A.A和B最终停在水平面上B.A和B最终以4m/s的速度向左匀速运动C.A和B将发生2次碰撞D.A和B将不会发生碰撞11.(多选)如图所示,质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上。现对木块施加一水平向右的拉力F,木块在长木板上滑行,长木板始终静止。已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则()。A.μ1一定小于μ2B.μ1可能大于μ2C.改变F的大小,F>μ2(m1+m2)g时,长木板将开始运动D.将F作用于长木板,F>(μ1+μ2)(m1+m2)g时,长木板与木块将开始相对滑动12.(多选)如图所示,一长木板B放在粗糙的水平地面上,在B的左端放一物体A,现以恒定的外力F拉A,经一段时间物体A被从长木板B的右端拉出,且在此过程中以地面为参考系,长木板B也向右移动一段距离。则在此过程中()。A.外力F对A做的功等于A和B动能的增量B.A对B的摩擦力做的功与B对A的摩擦力做的功的绝对值相等C.外力F做的功等于A、B动能的增量与系统由于摩擦而产生的热量之和D.A对B的摩擦力做的功等于B动能的增量和B与地面之间摩擦产生的热量之和

【解析版】1.如图所示,弹簧秤一端固定在墙壁上,另一端与小木块A相连,小木块A置于报纸或塑料纸上。已知小木块与报纸间的动摩擦因数为0.5,小木块与塑料纸间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g=10m/s2。在用力匀速抽出报纸B的过程中,观察到弹簧秤的示数为5.0N,若将报纸换为塑料纸,并加速抽出塑料纸B,弹簧秤的示数大小()。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】将报纸B加速或匀速抽出,小木块A受到的都是滑动摩擦力,即f1=μ1mg,将报纸换为塑料纸,同理可得f2=μ2mg=3N,D项正确。2.如图所示,A、C、D为三个完全相同的长方体木块,质量均为m,其中C、D放在光滑水平面上,A放在长木板B上,B的质量为2m,A、B、C、D间的动摩擦因数均为μ,现用水平向右的恒力F拉木块A,使A、B、C、D保持相对静止一起沿水平面向右运动,不计空气阻力,重力加速度为g,则()。A.B对A的摩擦力大小为μmg,方向向左B.A对B的摩擦力大小为45μmg,C.C对B的摩擦力大小为2F5D.C、D两木块所受到的摩擦力大小相等,方向相同【答案】D【解析】将A、B、C、D看成整体,由牛顿第二定律知,整体的加速度a=F5m,隔离A,可得F-fBA=ma,fBA=45F,B对A的摩擦力向左,由牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力向右,大小为45F,A、B两项错误;隔离C可得,fBC=ma=15F,B对C的摩擦力向右,所以C对B的摩擦力向左,大小为15F,C项错误;隔离D可得,fBD=ma=15F,B对D的摩擦力向右,所以C3.如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板,在木板A的上面放着一个质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态。已知A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。若用水平恒力F向右拉动木板A(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力),要将A从C、B之间抽出来,则F的大小应满足的条件是()。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】要将A能从C、B之间抽出来,则A要相对于B、C都滑动,所以A、C间,A、B间都是滑动摩擦力,对A有aA=F-μmg-μ(M+m)gM,对C有aC=μmgm=μg,对B受力分析,其受到水平向右的滑动摩擦力,为μ(M+m)g,B与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,有f=μ(2M+m)g,因为μ(M+m)g<μ(2M+m)g,所以B没有运动,加速度为0;由题意知,当aA>aC时,A能够被从B、C间拉出,则有F4.如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力F向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力F,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()。A.物块继续向右减速运动一段时间后停下B.物块继续向右加速运动一段时间后做匀速运动C.木板继续向右加速运动一段时间后做匀速运动D.木板继续向右减速运动一段时间后停下【答案】B【解析】对于物块,由于运动过程中与木板存在相对滑动,且始终相对木板向左运动,因此木板对物块的摩擦力向右,所以物块相对地面向右运动,且速度不断增大,直至与木板相对静止而做匀速直线运动,A项错误,B项正确;撤掉拉力后,对于木板,由作用力与反作用力可知,木板受到物块给它的向左的摩擦力作用,则木板的速度不断减小,直到二者相对静止而做匀速运动,由于水平面光滑,所以木板不会停止,C、D两项错误。5.如图所示,一长木板在水平地面上运动,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度—时间图像可能是下列图中的()。【答案】A【解析】由于物块刚放到木板上时,运动的木板会给它一个向右的滑动摩擦力,则物块对木板就会有一个向左的摩擦力,此时木板还受到地面给它的向左的摩擦力,木板在这两个阻力的作用下做匀减速直线运动;当物块的速度与木板的速度相等时,物块与木板间没有了相对运动,它们之间的摩擦力为零,此时木板受到的阻力只有地面对它施加的向左的力,即阻力减小,故其加速度变小,木板仍做匀减速直线运动,A项正确。6.如图所示,光滑水平面上有一质量为m的足够长的木板,木板上放一质量也为m、可视为质点的木块。现分别使木块获得向右的水平初速度v0和nv0,两次运动均在木板上留下划痕,则两次划痕长度之比为()。A.1∶n2 B.1∶n2nC.1∶n3 D.1∶(n+1)n2【答案】A【解析】对木块和木板组成的系统,由动量守恒定律和能量守恒定律有mv0=2mv1,f·l1=12mv02-12×2mv12,解得相对位移l1=mv024f,当初速度改为nv0时,同理可得相对位移l7.如图1所示,质量m=0.5kg的物块和质量M=1kg的长木板,置于倾角为37°且足够长的固定斜面上,t=0时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F,使长木板和物块开始沿斜面上滑,作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止,上滑时长木板和物块速度的二次方与位移之间的关系如图2所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则下列说法正确的是()。A.长木板与斜面之间的动摩擦因数μ1=0.35B.拉力F作用的时间t=2sC.拉力F的大小为13ND.物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.88【答案】D【解析】由速度与位移的关系式v2=2ax和图像对比得,物块的最大速度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前由牛顿第二定律得F-(m+M)gsin37°-μ1(m+M)gcos37°=(m+M)a1,撤去F后由牛顿第二定律得(m+M)gsin37°+μ1(m+M)gcos37°=(m+M)a2,联立解得F=13.5N,μ1=0.25,A、C两项错误;力F作用时物体做加速运动,由速度公式得vm=a1t,解得t=22s,B项错误;以物块为研究对象,其加速上升过程中根据牛顿第二定律可得μ2mgcos37°-mgsin37°≥ma1,解得μ2≥0.8.(多选)如图所示,在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为m2=15kg、m3=10kg且高度完全相同的木板A、B,质量m1=20kg的货物C与木板间的动摩擦因数为μ1,木板A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3,木板B与地面间的动摩擦因数μ3=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2)要使货物C滑上木板A时,木板A不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,则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时,木板不动,由受力分析得μ1m1g≤μ2(m1+m2)g+μ3m3g;若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得μ1m1g>μ3(m1+m3)g;联立代入数据得0.3<μ1≤0.625,B、C两项正确。9.(多选)如图所示,质量M=4kg、长L=10m的木板停放在光滑水平面上,另一不计长度、质量m=1kg的木块以某一速度从右端滑上木板,木板与木块间的动摩擦因数μ=0.8。若要使木板获得的速度不大于2m/s,则木块的初速度v0应满足的条件是()。A.v0≤8m/s B.v0≤10m/sC.v0≥15m/s D.v0≥20m/s【答案】BC【解析】如图所示,当木块速度不是很大时,两者最后速度相同,由动量守恒定律有mv0=(m+M)v,解得v0=10m/s,则初速度v0应小于等于10m/s,B项正确;当木块速度较大时木块滑离木板,木块的加速度a1=μg=8m/s2,木板的加速度a2=μmgM=2m/s2,因木板的速度v2≤2m/s,所以木块在木板上运动的时间t≤1s,又x木块-x木板=L,x木块=v0t-12a1t2,x木板=12a2t2,解得v0≥1510.(多选)如图所示,质量M=1kg的长方形盒子B停放在光滑水平面上,盒子长d=5m,一质量m=2kg的小物块A以速度v0=6m/s从盒子内最右端水平向左运动,已知A与B之间的摩擦力f=1N,A与B的碰撞为弹性碰撞,则下列说法正确的是()。A.A和B最终停在水平面上B.A和B最终以4m/s的速度向左匀速运动C.A和B将发生2次碰撞D.A和B将不会发生碰撞【答案】BC【解析】以A和B为整体,由动量守恒定律有mv0=(m+M)v,解得v=4m/s,即A和B最终以4m/s的速度向左匀速运动,B项正确;由能量守恒定律有fs相=12mv02-12(m+M)v2,则s相=12m,A和B将发生碰撞的次数n=s相d=2.11.(多选)如图所示,质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上。现对木块施加一水平向右的拉力F,木块在长木板上滑行,长木板始终静止。已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则()。A.μ1一定小于μ2B.μ1可能大于μ2C.改变F的大小,F>μ2(m1+m2)g时,长木板将开始运动D.将F作用于长木板,F>(μ1+μ2)(m1+m2)g时,长木板与木块将