【高考二轮复习】2023年高考物理常见模型与方法专项练习——专题05 传送带模型

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

专题05 传送带模型

【特训典例】

一、高考真题

1．（2020年海南卷）如图，光滑的四分之一圆弧轨道PQ竖直放置，底端与一水平传送带相切，一质量的小物块a从圆弧轨道最高点P由静止释放，到最低点Q时与另一质量小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短）。已知圆弧轨道半径，传送带的长度L=1.25m，传送带以速度顺时针匀速转动，小物体与传送带间的动摩擦因数，。求

（1）碰撞前瞬间小物块a对圆弧轨道的压力大小；

（2）碰后小物块a能上升的最大高度；

（3）小物块b从传送带的左端运动到右端所需要的时间。

2．（2022年辽宁卷）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；

（2）小包裹通过传送带所需的时间t。

二、水平传送带模型

3．如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是 （  ）

A．传送带沿逆时针方向转动

B．传送带速度大小为 1m/s

C．物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/s

D．0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J

4．如图所示，一小物块以初速度滑上水平传送带的左端，最后恰好停在传送带右端，已知该过程中传送带一直保持静止不动，传送带两端水平间距为（n为整数）。在从左端算起的第k个s段（k为不为零的自然数，且），物块滑动时间为。下列说法正确的是（　　）

A．

B．

C．若传送带顺时针转动，物块以速度滑上传送带，则物块滑到传送带右端时速度为零

D．若传送带逆时针转动，物块以速度滑上传送带，则物块一定从传送带右端滑离传送带

5．如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带右端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。下列描述小物体P速度随时间变化的图像中可能的是（　　）

A． B．

C． D．

6．如图甲所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中，受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为已知量，则（　　）

A．过程，物块所受摩擦力方向向左

B．过程，物块做匀速运动

C．弹簧的劲度系数为

D．运动到处时，物块的加速度大小为

7．如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v、加速度a随时间t，滑块的动能Ek、滑块与弹簧的机械能E随位移x变化的关系图像中，可能正确的是（　　）

A． B．C．D．

二、倾斜传送带模型

8．如图所示，足够长的倾斜传送带以恒定速率顺时针运行。质量为m木块以初动能从传送带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中，关于木块的动能随路程s变化关系的图像不可能的是（　　）

A． B．

C． D．

9．如图所示，某工厂需要利用质量为的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以的速度顺时针转动，物体B最初距离地面且落地后不反弹。某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g取。则（    ）

A．释放后瞬间物体A的加速度大小为

B．

C．此过程中物体A会有2次与传送带达到共速

D．整个过程由于摩擦而产生的热量为

10．如图所示，倾角的传送带以大小为的速度顺时针匀速运行，一质量为的工件（视为质点）以大小为的初速度从传送带的底端A冲上传送带，并恰好能到达传送带的顶端B。工件与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）

A．工件沿传送带上滑的时间为

B．工件返回A端时的速度大小为

C．工件在传送带上滑行的过程中，摩擦力对工件做的功为

D．工件在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量为

11．如图所示，足够长的倾斜传送带以的速度逆时针匀速转动，传送带与水平面的夹角，某时刻同时将A、B物块（可视为质点）轻放在传送带上，已知A、B两物块释放时间距为0.042m，与传送带间的动摩擦因数分别为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，重力加速度，则下列说法中正确的是（　　）

A．物块B始终沿斜面向下做匀加速直线运动

B．物块B最终一定能追上物块A

C．在前，A、B两物块之间的距离先增大后不变

D．在时，A、B物块速度大小相等

12．如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。时，将质量的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度，则（　　）

A．传送带的速率

B．传送带的倾角

C．物体与传送带之间的动摩擦因数

D．0~2.0s内物体在传送带上留下的痕迹为5m

13．如图所示，倾斜的传送带顺时针方向匀速转动，速度大小为v，传送带的两轮中心间距离是L，倾角为。某时刻把一个质量为m可视为质点的小木块无初速度放到传送带的中点。已知木块与传送带之间的动摩擦因数为，关于木块的运动，下列说法正确的是（　　）

A．木块可能保持静止

B．木块可能先沿传送带向下做匀加速直线运动，再做匀速运动直到离开

C．木块和传送带由于摩擦在传送带上留下痕迹的长度可能等于

D．木块在传送带上一定是一直做匀加速直线运动，直到离开

14．如图所示，与水平面成角的传送带正的速度匀速运行，A，B两端相距。现每隔把质量的工件（视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工件向上运动，且工件到达B端时恰好才在A端放上一个工件，工件与传送带同的动摩擦因数，g取，下列说法正确的是（　　）

A．工件在传送带上时，先受到向上的摩擦力，后不受摩擦力

B．两个工件间的最小距离为

C．传送带上始终有5个工件

D．满载时与空载时相比，电机对传送带的牵引力增大了

三、电磁场中的传送带模型

15．如图甲所示，倾角为θ的绝缘传送带以2m/s的恒定速率沿顺时针方向转动，其顶端与底端间的距离为5m，整个装置处于方向垂直传送带向上的匀强电场中，电场强度大小随时间按图乙规律变化。t=0时刻将质量m=0.02 kg、电荷量为q的带正电小物块轻放在传送带顶端，物块与传送带间的动摩擦因数为，已知sinθ=、cosθ=，，取g=10 m/s2，则小物块（　　）

A．一直处于静止状态

B．一直匀加速直线运动

C．在传送带上运动的总时间为2.5 s

D．与传送带之间因摩擦产生的总热量为0.48 J

16．如图所示绝缘传送带长为l，倾角为θ。沿顺时针方向转动，速度大小恒为0.5v0，质量为m、电荷量为－q的带电物块（可视为质点），以初速度v0从底端滑上传送带，并从传送带顶端滑出。整个空间存在匀强电场，场强大小，方向平行于传送带斜向下。传送带与物体间动摩擦因数μ≠0，运动过程中物块所带电量不变，重力加速度为g。物块从底端滑至顶端的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．物块可能先做匀减速直线运动后做匀速直线运动

B．物块可能先受到滑动摩擦力的作用，再受到静摩擦力的作用

C．物块电势能增加了mglsinθ

D．物块克服摩擦力做功可能为

17．如图甲，一带电物块无初速度地放在传送带底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端运动至皮带轮顶端的过程中，其图像如图乙所示，物块全程运动的时间为，关于带电物块及运动过程的说法正确的是（  ）

A．该物块带负电

B．传送带的传动速度大小一定为1m/s

C．若已知传送带的长度，可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移

D．在内，物块与传送带仍可能有相对运动

18．如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内，圆弧轨道的圆心为O，半径为R，传送带PC之间的距离为L，沿逆时针方向的运动速度v=。在PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，恰好运动到C端后返回。物体与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g。

（1）求物体下滑到P点时，物体对轨道的压力F；

（2）求物体返回到圆弧轨道后，能上升的最大高度H；

（3）若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场 (图中未画出），物体从圆弧顶点A静止释放，运动到C端时的速度为，试求物体在传送带上运动的时间t。