2022届高考物理一轮复习专题44传送带中的能量问题练习含解析

这是一份2022届高考物理一轮复习专题44传送带中的能量问题练习含解析，共5页。试卷主要包含了[2021·广东深圳市调研]，[2021·陕西部分学校摸底]等内容，欢迎下载使用。

A.小物体相对地面的位移大小为x
B．传送带上的A点对地的位移大小为x
C．由于物体与传送带相互作用产生的热能为mv2
D．由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv2
2.
(多选)如图所示，水平传送带保持静止时，一个质量为m的小物块以水平初速度v0从传送带左端冲上传送带，从传送带右端以一个较小的速度v1滑出传送带．现在让传送带在电动机的带动下以速度v2逆时针匀速转动，小物块仍以水平初速度v0从传送带左端冲上传送带，则( )
A．小物块可能会从传送带左端滑出
B．小物块仍以速度v1从传送带右端滑出
C．小物块克服摩擦力做的功为eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))
D．小物块和传送带间因摩擦而产生的内能为eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))
3．(多选)如图所示，一质量为1kg的小物块自斜面上A点由静止开始下滑，经2s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带，传送带以4m/s的恒定速率运行．已知A、B间距离为2m，传送带长度(即B、C间距离)为10m，小物块与传送带的动摩擦因数为0.2，取g＝10m/s2.下列说法正确的是( )
A.小物块在传送带上运动的时间为2.32s
B．小物块在传送带上因摩擦产生的热量为2J
C．小物块在传送带上运动过程中传送带对小物块做的功为6J
D．小物块滑上传送带后，传动系统因此而多消耗的能量为8J
4．[2021·广东深圳市调研](多选)
如图所示，滑轮大小可忽略的传送带以恒定速率顺时针转动．将小物块在传送带底端P点无初速度释放，小物块在摩擦力的作用下运动至传送带顶端．在小物块运动过程中，下列说法中正确的是( )
A．小物块所受摩擦力的瞬时功率一定不断变大
B．小物块所受摩擦力做的功大于小物块动能的增加量
C．若物块滑到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的机械能
D．若物块滑到顶端时恰好与传送带共速，则两者间因摩擦而产生的内能恰好等于物块增加的动能
5．[2021·陕西部分学校摸底](多选)
如图所示，倾角为θ＝37°的传送带以速度v＝2m/s沿图示方向匀速运动．现将一质量为2kg的小木块，从传送带的底端以v0＝4m/s的初速度，沿传送带运动方向滑上传送带．已知小木块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，传送带足够长，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，取g＝10m/s2.从小木块滑上传送带至到达最高点的过程中，下列说法正确的是( )
A．运动时间为0.4s
B．发生的位移为1.6m
C．产生的热量为9.6J
D．摩擦力对小木块所做的功为12.8J
6.
如图所示，某工厂用传送带向高处运送货物，将一货物轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到传送带顶端．下列说法正确的是( )
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量
C．第一阶段物体和传送带间摩擦生的热等于第一阶段物体机械能的增加量
D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程摩擦力对物体所做的功
7．(多选)如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行，t＝0时，将质量m＝1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v－t图像如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10m/s2，则( )
A．传送带的速率v0＝10m/s
B．传送带的倾角θ＝30°
C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5
D．0～2.0s内摩擦力对物体做功Wf＝－24J
专题44 传送带中的能量问题
1．AD 2.BC 3.BCD
4．BC 小物块在传送带摩擦力作用下可能先加速再匀速运动，摩擦力的瞬时功率则先增大后不变，A错误；小物块上滑过程中，重力做负功，摩擦力做正功，总功等于动能增加量，所以摩擦力做功大于小物块动能增加量，B正确；由功能关系可知，小物块增加的机械能等于摩擦对物块做的功，即f·s物，而x带＝2x物，Q＝f(x带－x物)＝f·x物，故C正确，D错误．
5．BC 第一阶段：根据牛顿第二定律有mgsinθ＋μmgcsθ＝ma1，得a1＝10m/s2，第一阶段小木块的位移为x1＝eq \f(v2－v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,－2a1)＝0.6m，所用时间为t1＝eq \f(v－v0,－a1)＝0.2s，传送带的位移为x传1＝vt1＝0.4m，相对位移为Δx1＝x1－x传1＝0.2m；第二阶段mgsinθ－μmgcsθ＝ma2，得a2＝2m/s2，第二阶段小木块的位移为x2＝eq \f(v2,2a2)＝1m，所用时间为t2＝eq \f(v,a2)＝1s，传送带的位移为x传2＝vt2＝2m，相对位移为Δx2＝x传2－x2＝1m．由以上分析可知，运动总时间为t＝t1＋t2＝1.2s，小木块的总位移x＝x1＋x2＝1.6m，产生总热量为Q＝μmgcsθ·Δx1＋μmgcsθ·Δx2＝9.6J；摩擦力第一阶段对小木块做负功，第二阶段对小木块做正功，摩擦力对小木块所做的功为W＝－μmgcsθ·x1＋μmgcsθ·x2＝3.2J，可知BC正确．
6．C 对物体分析知，其在两个阶段所受摩擦力方向都沿斜面向上，与其运动方向相同，摩擦力对物体都做正功，A错误；由动能定理知，合外力做的总功等于物体动能的增加量，B错误；物体机械能的增加量等于摩擦力对物体所做的功，D错误；设第一阶段物体的运动时间为t，传送带速度为v，对物体：x1＝eq \f(v,2)t，对传送带：x1′＝v·t，摩擦产生的热Q＝Ffx相对＝Ff(x1′－x1)＝Ff·eq \f(v,2)t，机械能增加量ΔE＝Ff·x1＝Ff·eq \f(v,2)t，所以Q＝ΔE，C正确．
7．ACD 当物体的速度超过传送带的速度后，物体受到的摩擦力的方向发生改变，加速度也发生改变，根据v－t图像可得，传送带的速率为v0＝10m/s，A正确；1.0s之前的加速度a1＝10m/s2，1.0s之后的加速度a2＝2m/s2，结合牛顿第二定律，gsinθ＋μgcsθ＝a1，gsinθ－μgcsθ＝a2，解得sinθ＝0.6，θ≈37°，μ＝0.5，B错误，C正确；摩擦力大小Ff＝μmgcsθ＝4N，在0～1.0s内，摩擦力对物体做正功，在1.0～2.0s内，摩擦力对物体做负功，0～1.0s内物体的位移为5m，1.0～2.0s内物体的位移是11m，0～2.0s内摩擦力做的功为－4×(11－5) J＝－24J，D正确．