專題03-斜面模型(原卷版)

2023年高三物理二輪常見模型與方法強化專訓專練專題03斜面模型特訓目標特訓內(nèi)容目標1高考真題（1T—6T）目標2三大力場中有關(guān)斜面模型的平衡問題（7T—12T）目標3三大力場中有關(guān)斜面模型的動力學問題（13T—18T）目標4三大力場中有關(guān)斜面模型的能量動量問題（19T—24T）【特訓典例】高考真題1．（2022年北京卷）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在傾角為的斜面上加速下滑，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為。下列說法正確的是（）A．斜面對物塊的支持力大小為 B．斜面對物塊的摩擦力大小為C．斜面對物塊作用力的合力大小為 D．物塊所受的合力大小為2．（2022年全國卷）如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大3．（2022年湖北卷）如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運動過程中摩擦力大小f恒定，物塊動能Ek與運動路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10m/s2，物塊質(zhì)量m和所受摩擦力大小f分別為（）A．m=0.7kg，f=0.5N B．m=0.7kg，f=1.0NC．m=0.8kg，f=0.5N D．m=0.8kg，f=1.0N4．（2022年遼寧卷）冰滑梯是東北地區(qū)體驗冰雪運動樂趣的設施之一、某冰滑梯的示意圖如圖所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動摩擦因數(shù)μ相同，因滑板不同μ滿足。在設計滑梯時，要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑，且滑行結(jié)束時停在水平滑道上，以下L1、L2的組合符合設計要求的是（）A．， B．，C．， D．，5．（2022年廣東卷）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，帶負電的小物體以初速度v1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度為零，然后下滑回到M點，此時速度為v2（v2＜v1）．若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（）A．小物體上升的最大高度為B．從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小C．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負功后做正功D．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小6．（2022年全國卷）如圖，一傾角為的光滑固定斜面的頂端放有質(zhì)量的U型導體框，導體框的電阻忽略不計；一電阻的金屬棒的兩端置于導體框上，與導體框構(gòu)成矩形回路；與斜面底邊平行，長度。初始時與相距，金屬棒與導體框同時由靜止開始下滑，金屬棒下滑距離后進入一方向垂直于斜面的勻強磁場區(qū)域，磁場邊界（圖中虛線）與斜面底邊平行；金屬棒在磁場中做勻速運動，直至離開磁場區(qū)域。當金屬棒離開磁場的瞬間，導體框的邊正好進入磁場，并在勻速運動一段距離后開始加速。已知金屬棒與導體框之間始終接觸良好，磁場的磁感應強度大小，重力加速度大小取。求：（1）金屬棒在磁場中運動時所受安培力的大??；（2）金屬棒的質(zhì)量以及金屬棒與導體框之間的動摩擦因數(shù)；（3）導體框勻速運動的距離。三大力場中有關(guān)斜面模型的平衡問題7．如圖所示，傾角為的粗糙斜劈固定在水平面上，質(zhì)量為的物體放在斜面上，一根平行于斜面的不可伸長的輕質(zhì)細線一端固定在物體上，另一端繞過光滑小滑輪后用力牽引住?在滑輪和力之間的細線上某一點，系一質(zhì)量為的物體，且使圖中，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)保持角不變，緩慢上提端至水平，該過程中始終保持靜止，則（

）A．物體所受的摩擦力沿斜面向下一直變大B．物體所受摩擦力在某時刻可能等于零C．細線的拉力一直變大，細線的張力一直變小D．細線中的拉力先變大后變小，細線的拉力先變小后變大8．斜面ABC固定在水平面上，AB面光滑，BC面粗糙，AB長度是BC長度的3倍。四個相同木塊a、b、c、d通過輕質(zhì)光滑定滑輪用細線相連，細線均平行于斜面，如圖所示。用手按住d，使其靜止在BC上。現(xiàn)放手，則下列關(guān)于木塊d的判斷，正確的是（）A．沿BC面下滑 B．沿BC面上滑C．仍靜止，所受摩擦力不為零 D．仍靜止，所受摩擦力為零9．如圖所示，水平向右有一電場強度的勻強電場，一帶負電、電荷量的物體，用勁度系數(shù)的輕彈簧平行于固定斜面拴著，物體放在A、之間任何位置都能處于靜止狀態(tài)，而超過這一范圍，物體就會沿斜面滑動。若已知在A、兩位置時彈簧的長度分別為和，取，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則物體與斜面間的最大靜摩擦力大小為（）A． B． C． D．10．如圖所示，一根絕緣的光滑斜桿固定于豎直平面內(nèi)，與水平方向夾角為45°，斜桿處在水平向左的勻強電場中。一個帶電小球套在桿上，處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將勻強電場沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)動90°，同時改變其場強的大小，轉(zhuǎn)動過程中小球仍能保持靜止狀態(tài)，則（）A．小球帶正電 B．電場強度先減小后增大C．電場強度一直減小 D．斜桿對小球的支持力逐漸增大11．如圖所示，一個寬L=0.20m的“U”型絕緣導軌與水平面成37°傾角固定放置。在導軌區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=1.0T。一根質(zhì)量為0.10kg的金屬棒垂直放置在導軌上，棒上通有I=5.0A的電流。金屬棒靜止，g取10m/s2，則（

）A．導軌對金屬棒的摩擦力大小為1.4NB．導軌對金屬棒的摩擦力大小為0.2NC．導軌對金屬棒的支持力大小為0.8ND．導軌對金屬棒的支持力大小為0.4N12．光滑平行不計內(nèi)阻的U形導軌相距為L，傾角為，一阻值為R、長為L、質(zhì)量為m的導體棒在距導軌底端L處。空間內(nèi)存在方向豎直向上的變化磁場，大小滿足B=B0+kt（k>0），現(xiàn)在導體棒上加一沿斜面向上的力，使導體棒始終保持靜止，則（）A．t時刻的穿過導軌與導體棒回路的磁通量L2（B0+kt）B．0～t時間內(nèi)通過導體橫截面的電量C．t時刻的的外力D．t時刻導體棒L上電動勢的大小為2kL2cosθ三大力場中有關(guān)斜面模型的動力學問題13．如圖所示，傾角為、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上，把質(zhì)量為m的物塊放置在斜面上，給其一個沿斜面向下的推力F，使其沿斜面向下做加速運動，斜面體處于靜止狀態(tài)，且地面對斜面體的摩擦力為0，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為定值，重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)小于B．物塊的加速度為C．把力F改成垂直斜面向下，同時給物塊一個沿斜面向下的速度，則物塊的加速大小為D．把力F改成水平向左，物塊沿斜面向下運動時，地面對斜面體的摩擦力向右14．如圖所示，位于傾角為的斜面上的物體B由跨過定滑輪的輕繩與物塊A相連，從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行。已知A與B之間及B與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為；A、B兩物塊質(zhì)量分別為和，滑輪的質(zhì)量、繩與滑輪及滑輪軸上的摩擦都不計。若用一沿斜面向下的力拉B使它做加速度為的勻加速直線運動，重力加速度為，以下說法正確的是（）A．繩子的拉力為B．繩子的拉力為C．拉力的值為D．拉力的值為15．如圖所示，一個質(zhì)量為m的帶電滑塊，沿絕緣粗糙斜面勻加速下滑，當帶電滑塊滑到有理想邊界且方向豎直向下的勻強電場區(qū)域時，滑塊（已知滑塊所受的靜電力小于重力）（）A．將加速下滑，且加速度的大小不變B．有可能勻減速下滑C．將加速下滑，且加速度的大小一定增大D．將加速下滑，且加速度的大小可能減小16．有一間距為L=0.5m的光滑金屬導軌傾斜放置，與水平面成θ=37°角。在導軌上垂直放置一根金屬棒，接通如圖所示的電源，電流強度為I=0.6A。若磁感應強度大小為B=1T、方向垂直斜面向上，金屬棒恰好靜止，取g=10m/s2，則（）A．金屬棒的質(zhì)量為0.05kgB．金屬棒的質(zhì)量為0.1kgC．其他條件不變，若磁場方向變?yōu)樨Q直向上，則金屬棒的機械能增大D．其他條件不變，若磁場方向變?yōu)樨Q直向上，則金屬棒的加速度大小為2.4m/s217．如圖所示，質(zhì)量為M、傾角為θ的滑塊A放在水平地面上，把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上，忽略一切摩擦，有人求得B相對地面的加速度，式中g(shù)為重力加速度。對于該解，下列哪些項的分析是正確的（）A．當m>>M時，該解給出，這符合預期的結(jié)果，說明該解可能是對的B．當M>>m時，該解給出a=gsinθ，這符合預期的結(jié)果，說明該解可能是對的C．當θ＝0°時，該解給出a=0，這符合常識，說明該解可能是對的D．當θ=90°時，該解給出a=g，這符合實驗結(jié)論，說明該解可能是對的18．如圖，一根絕緣細桿固定在磁感應強度為B的水平勻強磁場中，桿和磁場垂直，與水平方向成角。桿上套一個質(zhì)量為m、電量為的小球。小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ。從A點開始由靜止釋放小球，使小球沿桿向下運動。設磁場區(qū)域很大，桿足夠長。已知重力加速度為g。則下列敘述中正確的是（）A．小球運動的速度先變大，后不變，加速度不斷減小B．小球運動的加速度先增大到，然后減小到零C．小球的速度達到最大速度一半時加速度為D．小球的速度達到最大速度一半時加速度為三大力場中有關(guān)斜面模型的能量動量問題19．小明同學進行了以下探究實驗。如圖所示，將滑塊從軌道A的h1高度處由靜止釋放，滑塊沖上B軌道后達到的最大高度為h2。減小軌道B的傾斜程度至軌道C，再次從軌道A的h1高度處釋放滑塊，滑塊沖上軌道C。已知軌道由同一種材料制成，粗糙程度處處相同，不計滑塊在軌道連接處的機械能損失，則滑塊在軌道C上達到的最大高度（）A．等于h1B．等于h2C．小于h2D．介于h1與h2之間20．如圖所示，B點是斜面與水平地面的連接處，質(zhì)量為0.4kg的物塊（可視為質(zhì)點）從斜面上的A點由靜止釋放，最后停在C點。物塊與斜面、地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ。不計物塊經(jīng)過B點時的能量損失，已知AB=9m，物塊在斜面上做勻加速直線運動過程的正中間1s的位移為3m，A、C兩點的連線與地面的夾角β=37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列說法正確的是（）A．物塊沿斜面下滑的加速度大小為0.5m/s2B．物塊與接觸面間的動摩擦因數(shù)為0.8C．物塊的重力勢能的減少量小于7.2JD．物塊從B運動到C，因摩擦產(chǎn)生的熱量為7.2J21．如圖（a）所示，兩個帶正電的小球A、B（均可視為點電荷）套在一根傾斜的光滑絕緣直桿上，其中A球固定，電荷量QA=2.0×10-4C，B球的質(zhì)量m=0.1kg。以A為坐標原點，沿桿向上建立直線坐標系，B球的總勢能（重力勢能與電勢能之和）隨位置x的變化規(guī)律如圖（b）中曲線I所示，直線Ⅱ為曲線I的漸近線。圖中M點離A點距離為6m，令A位置的重力勢能為零，無窮遠處電勢為零，重力加速度g取10m/s2，圖（a）靜電力恒量k=9.0×109N·m2/C2，下列說法錯誤的是（）A．B球的電荷量QB=1.0×10-5CB．直線Ⅱ?qū)嵸|(zhì)上是小球B的重力勢能變化曲線C．若B球從離A球2m處靜止釋放，則向上運動過程中加速度先減小后增大D．若B球以4J的初動能從M點沿桿向上運動，到最高點時電勢能減小1J22．如圖所示，空間存在豎直向下大小為E的勻強電場，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電絕緣小環(huán)套在粗糙程度相同的絕緣木桿上，若小環(huán)以初速度從M點沿桿上滑，到達N點時速度恰好為零，隨后小環(huán)下滑回到M點，此時速度為，已知小環(huán)電荷量保持不變，重力加速度為g，空氣阻力不計，則（）A．小環(huán)所能達到的最大高度為B．從M到N的過程中，克服摩擦力做的功為C．從M到N的過程中，小環(huán)的電勢能增加了D．N、M間的電勢差為23．如圖所示，甲、乙中半徑為的圓弧與水平面相切，對應的圓心角均很?。ㄐ∮?，圖中沒有按比例畫出），圓弧光滑，水平面粗糙且均勻，在圖甲中，質(zhì)量為的物體（可視為質(zhì)點）放在頂端由靜止開始沿圓弧自由滑下，在水平面上滑行了的距離停下來。圖乙中，同樣的物體從靜止開始沿固定光滑板滑下，不考慮拐角處機械能的損失，物體在水平面上同樣滑行了的距離停下。兩圖中物體的初始高度相同均為，則（）A．圖甲、乙中水平面與物體的動摩擦因數(shù)相同，且均為B．在圖甲、乙中，物體下滑的過程中重力做功的平均功率相同C．從開始下滑到停止的過程中，圖甲中重力的沖量比圖乙的小D．從開始下滑到停止的過程中，除重力外的其他力的合力對物體的功圖乙中的大24．如圖所示，平行金屬導軌AHQD、PNM上放置有一導體棒ab，導軌傾斜部分置于豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，導軌