新高考物理二輪復(fù)習(xí) 高頻模型專練模型07板塊模型（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1．如圖所示，水平桌面上，質(zhì)量為m的物塊放在質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板的左端，物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ，木板和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ，開(kāi)始時(shí)物塊和木板均靜止，若在物塊上施加一個(gè)水平向右的恒力F，已知重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是( )
A．當(dāng)F > SKIPIF 1 < 0 μmg時(shí)，物塊和木板一定發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
B．當(dāng)F = μmg時(shí)，物塊的加速度大小為 SKIPIF 1 < 0
C．當(dāng)F = 2μmg時(shí)，木板的加速度大小為 SKIPIF 1 < 0
D．不管力F多大，木板的加速度始終為0
【答案】B
【詳解】
A．當(dāng)物塊相對(duì)于木板剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，物塊和長(zhǎng)木板間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對(duì)整體
SKIPIF 1 < 0
隔離木板得
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
只有 SKIPIF 1 < 0 物塊和木板才一定發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)F=μmg時(shí)，物塊和長(zhǎng)木板相對(duì)靜止，對(duì)整體有
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)B正確；
CD．當(dāng)F=2μmg時(shí)，物塊和木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，隔離木板得
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
故選B。
2．在水平光滑地面上，長(zhǎng)木板M和小滑塊m疊放在一起，開(kāi)始它們均靜止?，F(xiàn)將水平向右的恒力F作用在M的右端，已知長(zhǎng)木板和小滑塊之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，M=2kg，m=1kg，g=10m/s2，如圖所示。當(dāng)F取不同數(shù)值時(shí)，小滑塊的加速度a可能不同，則以下正確的是( )
A．若F=6.0N則a=3.0m/s2
B．若F=8.0N則a=4.0m/s2
C．若F=10N則a=3.0m/s2
D．若F=15N則a=4.0m/s2
【答案】D
【詳解】
當(dāng)木塊和木板間的靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，此時(shí)
SKIPIF 1 < 0
此時(shí)對(duì)木板和木塊的整體
SKIPIF 1 < 0
解得
F=12N
A．若F=6.0N則兩物體以共同的加速度向前運(yùn)動(dòng)，則
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．若F=8.0N則兩物體以共同的加速度向前運(yùn)動(dòng)，則
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．若F=10N則兩物體以共同的加速度向前運(yùn)動(dòng)，則
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．若F=15N則木塊在木板上滑動(dòng)，則木塊的加速度為
SKIPIF 1 < 0
選項(xiàng)D正確。
故選D。
3．一長(zhǎng)輕質(zhì)薄硬紙片置于光滑水平地面上，硬紙片上放質(zhì)量均為1kg的A、B兩物塊，A、B與硬紙片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，水平恒力F作用在A物塊上，如圖所示，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力， SKIPIF 1 < 0 )，下列說(shuō)法正確的是( )
A．當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)，則物塊、硬紙片都靜止不動(dòng)
B．若 SKIPIF 1 < 0 ，則B物塊的加速度為4.0m/s2
C．當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ，則A物塊所受摩擦力大小為1.5N
D．無(wú)論力F為多大，A與硬紙片都不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
【答案】D
【詳解】
物體A與紙片間的最大靜摩擦力為
SKIPIF 1 < 0
物體B與紙片間的最大靜摩擦力為
SKIPIF 1 < 0
A．因?yàn)?br> SKIPIF 1 < 0
所以AB與紙片保持相對(duì)靜止，整體在F作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
BD．當(dāng)B剛要相對(duì)于紙片滑動(dòng)時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值，由牛頓第二定律得
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
得
SKIPIF 1 < 0
對(duì)整體，有
SKIPIF 1 < 0
即達(dá)到4N后，B將相對(duì)地紙片運(yùn)動(dòng)，此時(shí)摩擦力 SKIPIF 1 < 0 ；則對(duì)紙片可知，紙片受到A的摩擦力大于B的摩擦力；故A和紙片間不會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；則可知，當(dāng)拉力為8N時(shí)，B與紙片間的摩擦力即為滑動(dòng)摩擦力為2N，此后增大拉力，不會(huì)改變B的受力；其加速度大小均為 SKIPIF 1 < 0 ，故B錯(cuò)誤，D正確；
C．因?yàn)?br> SKIPIF 1 < 0
所以AB即紙片保持相對(duì)靜止，整體在F作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得
SKIPIF 1 < 0
則A物塊所受摩擦力
SKIPIF 1 < 0
故C錯(cuò)誤。
故選D。
4．如圖，斜面體C質(zhì)量為M足夠長(zhǎng)，始終靜止在水平面上，一質(zhì)量為2m的足夠長(zhǎng)的木板A上表面光滑，木板A恰好能沿斜面勻速下滑，以沿斜面向下為正方向，當(dāng)木板A以速度v0勻速下滑時(shí)，將一質(zhì)量為m的滑塊B輕輕放在木板A的上表面之后，下列說(shuō)法正確的是( )
A．滑塊B放在木板A的上表面之后，木板A繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)
B．滑塊B的動(dòng)量為3mv0時(shí)，木板A的動(dòng)量為 SKIPIF 1 < 0
C．木板A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中地面對(duì)C有向左的摩擦力
D．木板A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斜面體對(duì)水平面的壓力大小為 SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【詳解】
A．由題意可知，沒(méi)放滑塊B時(shí)，木板A做勻速運(yùn)動(dòng)，即受力平衡，合力為零，設(shè)斜面的傾角為 SKIPIF 1 < 0 ，即
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
放上滑塊B后，對(duì)滑塊B受力分析，有重力mg和A對(duì)B的支持力 SKIPIF 1 < 0 ，對(duì)B由牛的第二定律可得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
滑塊B受到的支持力為
SKIPIF 1 < 0
對(duì)木板A受力分析，有重力2mg，斜面C對(duì)A的支持力 SKIPIF 1 < 0 ，滑塊B對(duì)A的壓力 SKIPIF 1 < 0 和斜面C對(duì)A沿斜面向上的摩擦力 SKIPIF 1 < 0 ，對(duì)A由牛頓第二定律得
SKIPIF 1 < 0
其中
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由此可知，滑塊B放在木板A的上表面之后，木板A將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；
B．滑塊B的動(dòng)量為3mv0時(shí)，即
SKIPIF 1 < 0
對(duì)B由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式可得
SKIPIF 1 < 0
對(duì)A由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式可得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
即當(dāng)滑塊B的動(dòng)量為3mv0時(shí)，木板A速度已經(jīng)減到了零，又
SKIPIF 1 < 0
所以此時(shí)木板A將保持靜止?fàn)顟B(tài)，即A的動(dòng)量為零，所以B錯(cuò)誤；
C．對(duì)斜面體C受力分析，有重力Mg，地面對(duì)C的支持力 SKIPIF 1 < 0 ，木板A對(duì)C的壓力 SKIPIF 1 < 0 和木板A對(duì)C沿斜面向下的摩擦力 SKIPIF 1 < 0 ，由前面分析可知
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由力的平衡條件可知，這兩個(gè)力的合力豎直向上下，大小為3mg，所以水平方向地面對(duì)斜面C沒(méi)有摩擦力，所以C錯(cuò)誤；
D．由C選項(xiàng)分析可知，斜面C受力平衡，即
SKIPIF 1 < 0
所以D正確。
故選D。
5．如圖所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB=BC，小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)滑上桌面，最后恰好停在C點(diǎn)，已知物塊經(jīng)過(guò)AB與BC兩部分的時(shí)間之比為1：4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之比為(P物塊在AB、BC上所做的運(yùn)動(dòng)均可看作勻變速直線運(yùn)動(dòng))( )
A．1：1B．1：4C．4：1D．8： 1
【答案】D
【詳解】
設(shè)AB、BC兩部分：長(zhǎng)度為L(zhǎng)，在B點(diǎn)的速度為v，受摩擦力
F1=μ1mg、F2=μ2mg
加速度a1=μ1g、a2=μ2g，時(shí)間t1=t、t2=4t
逆向研究BC
SKIPIF 1 < 0
逆向研究BA
SKIPIF 1 < 0
解得μ1：μ2=8：1
故選D。
6．如圖(a)，物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連，細(xì)繩水平。t=0時(shí)，木板開(kāi)始受到水平外力F的作用，在t=4s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示，木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出( )
A．木板的質(zhì)量為1kg
B．2s~4s內(nèi)，力F的大小為0.4N
C．0~2s內(nèi)，力F的大小保持不變
D．物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2
【答案】AB
【詳解】
A．由圖(c)可知， 4～5s內(nèi)木板的加速度
SKIPIF 1 < 0
所受摩擦阻力
SKIPIF 1 < 0
所以木板的質(zhì)量
SKIPIF 1 < 0
故A正確；
B．2～4s內(nèi)木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度
SKIPIF 1 < 0
由于物塊的摩擦力f為恒力，所以拉力F也為恒力，根據(jù)牛頓第二定律
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故B正確；
C．由圖(c)可知，0～2s內(nèi)物塊和木板還未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過(guò)程中拉力F等于f，故F在此過(guò)程中是變力，故C錯(cuò)誤；
D．由于不知道物塊的質(zhì)量，所以無(wú)法計(jì)算它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，故D錯(cuò)誤。
故選AB。
7．如圖，一固定且足夠長(zhǎng)的斜面MN與水平面的夾角α=37°，斜面上有一質(zhì)量為3m、上表面光滑且下端有擋板P的長(zhǎng)木板A沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度大小v0=1m/s，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊輕輕地放在長(zhǎng)木板上，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板P時(shí)(與擋板碰前的瞬間)，長(zhǎng)木板的速度剛好減為零，之后小滑塊與擋板發(fā)生第1次碰撞，以后每隔一段時(shí)間，小滑塊就與擋板碰撞一次，小滑塊始終在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，已知小滑塊與擋板的碰撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列說(shuō)法正確的是( )
A．小滑塊在長(zhǎng)木板上下滑過(guò)程中，長(zhǎng)木板的加速度大小為2m/s2
B．小滑塊放在木板上的瞬間，其與P的距離為 SKIPIF 1 < 0
C．小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s
D．小滑塊與擋板第2次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s
【答案】ACD
【詳解】
A．開(kāi)始長(zhǎng)木板勻速下滑時(shí)，由平衡條件可得
SKIPIF 1 < 0
帶入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
把小滑塊放上長(zhǎng)木板后，對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律可得
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
故A正確；
B．長(zhǎng)木板上表面光滑，碰撞前小滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，小滑塊從放上長(zhǎng)木板到與擋板相撞的時(shí)間為
SKIPIF 1 < 0
小滑塊放上長(zhǎng)木板的瞬間，其與P的距離為
SKIPIF 1 < 0
故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)小滑塊與擋板第一次碰撞前的速度為v，則
SKIPIF 1 < 0
滑塊與擋板碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取沿斜面向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得
SKIPIF 1 < 0
由機(jī)械能守恒定律可得
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立方程，帶入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
則小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小為1.5m/s，故C正確；
D．碰撞后長(zhǎng)木板速度再次減為零的時(shí)間為
SKIPIF 1 < 0
此時(shí)小滑塊的速度為
SKIPIF 1 < 0 ，方向沿斜面向下
這個(gè)過(guò)程中小滑塊的位移為
SKIPIF 1 < 0 ，方向沿斜面向下
長(zhǎng)木板的位移為
SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 ，二者發(fā)生第2次碰撞，第2次碰撞前的瞬間小滑塊的速度與第1次碰撞前的速度相同，所以小滑塊與擋板第2次碰撞后的瞬間，小滑塊的速度大小仍為1.5m/s，故D正確。
故選ACD。
8．如圖所示，一質(zhì)量M=8.0kg的長(zhǎng)方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一個(gè)質(zhì)量m=2.0kg的小木塊 A。給A和B以大小均為5.0m/s，方向相反的初速度，使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，A始終沒(méi)有滑離B板，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5。則在整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
A．小木塊A的速度減為零時(shí)，長(zhǎng)木板 B 的速度大小為3.75m/s
B．小木塊A的速度方向一直向左，不可能為零
C．小木塊A與長(zhǎng)木板B共速時(shí)速度大小為3m/s
D．長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度可能為10m
【答案】ACD
【詳解】
AB．木塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由于初速度均為v0=5.0m/s，所以木板的動(dòng)量大于小木塊的動(dòng)量，系統(tǒng)合動(dòng)量方向向右，所以木塊A先向左做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后反向向右做加速運(yùn)動(dòng)，最后木塊與木板一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得當(dāng)木塊A的速度間為零時(shí)
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
故A正確，B錯(cuò)誤；
C．最終木塊與木板速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
故C正確；
D．最終木塊與木板相對(duì)靜止，一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)
SKIPIF 1 < 0
代入數(shù)據(jù)解得
x=8m
木板的最小長(zhǎng)度為8m，可能為10m，故D正確。
故選ACD。
【點(diǎn)評(píng)】
本題考查了動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的應(yīng)用，分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的前提，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律求出木板速度與長(zhǎng)度的臨界值是即可解題。
9．如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在粗糙的水平面上，t＝0時(shí)刻滑塊從板的左端以速度v0水平向右滑行，木板與滑塊間存在摩擦，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。滑塊的v-t圖象可能是( )
A．B．
C．D．
【答案】AC
【詳解】
CD．滑塊滑上木板，受到木板對(duì)滑塊向左的滑動(dòng)摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，若木塊對(duì)木板的摩擦力大于地面對(duì)木板的摩擦力，則木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者速度相等時(shí)，一起做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，木塊的質(zhì)量為m，木板的質(zhì)量為M，知木板若滑動(dòng)，則
μ1mg>μ2(M＋m)g
最后一起做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度
a′＝μ2g
開(kāi)始時(shí)木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
a＝μ1g>μ2g
知圖線的斜率變小，故C正確，D錯(cuò)誤。
A．若
μ1mg

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