专题提升十　三大观点分析板块类问题 专项训练-2027届高考物理（通用版）一轮复习

**基本信息** 聚焦动量与能量综合应用，通过碰撞、滑块木板等模型构建物理观念，训练科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动量守恒|6选择+3计算|含弹簧、圆弧轨道等模型|从动量守恒到能量转化，构建“守恒条件-过程分析-临界状态”推理链|

专题提升十　三大观点分析板块类问题 1．(多选)如图所示，圆筒C可以沿足够长的水平固定光滑杆左右滑动，圆筒下方用不可伸长的轻绳悬挂物体B，开始时物体B和圆筒C均静止，子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s。已知子弹A、物体B、圆筒C的质量分别为mA＝0.1 kg、mB＝1.0 kg、mC＝0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．物体B能上升的最大高度为0.6 m B．物体B能上升的最大高度为1.8 m C．圆筒C能达到的最大速度为4.0 m/s D．圆筒C能达到的最大速度为8.0 m/s 2．(2026·山东淄博市期末)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑相切，一个质量也为m的小球从高h处沿槽开始自由下滑，则(　　) A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒 B．在下滑过程中，小球对槽的作用力做正功 C．被弹簧反弹前后，小球动量未发生改变 D．被弹簧反弹后，小球能再次回到槽上 3. (2026春·贵港期末) 如图所示，质量为的小车静置于光滑的水平面上，一质量为的木块以水平速度滑上小车的上表面，最终两者一起匀速运动。下列说法正确的是 ( ) A. 小车和木块组成的系统机械能守恒 B. 小车和木块组成的系统动量不守恒 C. 两者最终一起匀速运动的速度大小为 D. 小车和木块组成的系统损失的机械能为 4．(2026·辽宁辽阳市模拟)如图所示，质量M＝0.4 kg、带有四分之一圆弧的光滑圆弧槽静止在光滑的水平面上，圆弧半径为0.3 m。现有一质量m＝0.2 kg的小球以大小v0＝0.6 m/s的初速度水平冲上圆弧槽，重力加速度g取10 m/s2，从小球冲上圆弧槽到滑离圆弧槽的过程中，下列说法正确的是(　　) A．小球和圆弧槽组成的系统动量守恒 B．小球离开圆弧槽时速度的大小为0.4 m/s C．小球上升的最大高度(相对圆弧最低点)为1.2 cm D．小球对圆弧槽的最大压力为2.4 N 5．(2026·广东肇庆市端州区模拟)如图所示，质量M＝3 kg的足够长的木板放在光滑水平地面上，质量m＝1 kg的物块放在木板上，物块与木板之间有摩擦，两者都以大小为4 m/s的初速度向相反方向运动。当木板的速度为3 m/s时，物块处于(　　) A．匀速运动阶段 B．减速运动阶段 C．加速运动阶段 D．速度为零的时刻 6. (多选) （2026·武汉模拟）如图所示，质量的小物块叠放在质量的木板上，木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一轻弹簧，弹簧处于自然状态。某一时刻，给小物块一个水平向右的冲量，其大小为，两者与弹簧接触前已达到共速。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧劲度系数，始终处在弹性限度内，简谐运动周期。重力加速度取，下列说法正确的是 （ ） A. 木板刚接触弹簧时速度为 B. 从木板与弹簧接触到弹簧被压缩至最短所用时间为 C. 木板与弹簧接触后，物块与木板之间即将相对滑动时，弹簧的压缩量为 D. 木板与弹簧接触后，若物块与木板之间即将相对滑动到木板速度减为用时，再经过木板与物块加速度首次相同 7．(10分)(2026·江西九江市模拟)如图所示，在光滑的水平面上，质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。质量为m的滑块(可视为质点)以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度kv(k未知)滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下。重力加速度为g。求： (1)滑块与木板间的动摩擦因数；(3分) (2)k值为多少。(7分) 8．(12分)(2026·广东省部分学校质检)如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧体A固定在光滑水平面上。质量为2m的平板车静止在光滑水平面上，左端与A接触，平板车的上表面与A圆弧面的最低点相切。质量为m的物块B在A的圆弧面最上端的正上方高为R处由静止释放，物块B经过A滑上平板车，当物块B与平板车共速时恰好不从平板车上落下，物块B与平板车上表面的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，不计物块B的大小，求： (1)物块B的最大速度；(3分) (2)物块B滑到A的最低点时对圆弧面的压力；(4分) (3)平板车的长度。(5分) 9．(18分)(2026·广东汕头市模拟)如图所示，小滑块a和小滑块b静止于光滑平台AB上，a、b之间有质量可忽略不计的炸药。长度L＝4 m的木板c静止于光滑平面CD上，上表面与AB持平，左端紧靠平台，右端固定有半径R＝1 m的半圆形光滑轨道。某时刻炸药爆炸，爆炸过程放出的能量均转化为滑块a和b的动能，使物块b以速度v0＝8 m/s冲上木板c。已知ma＝2 kg，mb＝1 kg，mc＝1 kg，小滑块b与木板c之间动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2。 (1)求爆炸过程中炸药释放的能量。(3分) (2)若木板c固定在CD平面上，请通过计算说明小滑块b是否能到达圆轨道最高点F。(6分) (3)若木板c不固定在CD平面上，要使小滑块b既可以到达E点又不会从木板c上掉下来，求木板c长度L的取值范围。(9分) 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题提升十　三大观点分析板块类问题 1．(多选)如图所示，圆筒C可以沿足够长的水平固定光滑杆左右滑动，圆筒下方用不可伸长的轻绳悬挂物体B，开始时物体B和圆筒C均静止，子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s。已知子弹A、物体B、圆筒C的质量分别为mA＝0.1 kg、mB＝1.0 kg、mC＝0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．物体B能上升的最大高度为0.6 m B．物体B能上升的最大高度为1.8 m C．圆筒C能达到的最大速度为4.0 m/s D．圆筒C能达到的最大速度为8.0 m/s 解析：选AD。子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s，则A、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有mAv0＝mAv1＋mBv2，B上升时，与C组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，则有mBv2＝(mB＋mC)v3，mBv＝(mB＋mC)v＋mBgh，联立解得h＝0.6 m，故A正确，B错误；B返回到最低点时，与C组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，此时C的速度最大，则有mBv2＝mBv4＋mCv5，mBv＝mBv＋mCv，解得v5＝8 m/s，故C错误，D正确。 2．(2026·山东淄博市期末)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑相切，一个质量也为m的小球从高h处沿槽开始自由下滑，则(　　) A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒 B．在下滑过程中，小球对槽的作用力做正功 C．被弹簧反弹前后，小球动量未发生改变 D．被弹簧反弹后，小球能再次回到槽上 解析：选B。小球在槽上运动时，小球和槽组成的系统水平方向不受外力，由于小球竖直方向有分加速度，系统竖直方向的合外力不为零，所以系统的合外力不为零，故系统的动量不守恒，故A错误；小球下滑过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒，槽的动能增加，势能不变，小球对槽的作用力做正功，故B正确；设小球离开槽时小球和槽的速度分别为v1和v2，取向右为正方向，小球未接触弹簧前，小球和槽组成的系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律得0＝mv1＋mv2，解得v1＝－v2，小球被弹簧反弹后，速度大小仍为v1，但速度方向改变，则动量发生改变，由于小球和槽同向运动，速度大小相等，所以小球被反弹后不能再次回到槽上，故C、D错误。 3. (2026春·贵港期末) 如图所示，质量为的小车静置于光滑的水平面上，一质量为的木块以水平速度滑上小车的上表面，最终两者一起匀速运动。下列说法正确的是 ( ) A. 小车和木块组成的系统机械能守恒 B. 小车和木块组成的系统动量不守恒 C. 两者最终一起匀速运动的速度大小为 D. 小车和木块组成的系统损失的机械能为 解析：选C。A.由于小车和木块组成的系统有摩擦力做功，故机械能不守恒，故A错误；B.小车和木块组成的系统合外力为零，故动量守恒，故B错误；CD.小车和木块组成的系统动量守恒，根据动量守恒可得, 解得两者最终一起匀速运动的速度大小为, 小车和木块组成的系统损失的机械能为, 故D错误，C正确。故选：C。 4．(2026·辽宁辽阳市模拟)如图所示，质量M＝0.4 kg、带有四分之一圆弧的光滑圆弧槽静止在光滑的水平面上，圆弧半径为0.3 m。现有一质量m＝0.2 kg的小球以大小v0＝0.6 m/s的初速度水平冲上圆弧槽，重力加速度g取10 m/s2，从小球冲上圆弧槽到滑离圆弧槽的过程中，下列说法正确的是(　　) A．小球和圆弧槽组成的系统动量守恒 B．小球离开圆弧槽时速度的大小为0.4 m/s C．小球上升的最大高度(相对圆弧最低点)为1.2 cm D．小球对圆弧槽的最大压力为2.4 N 解析：选C。从小球冲上圆弧槽到滑离圆弧槽的过程中，小球和圆弧槽组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，竖直方向所受合外力不为零，竖直方向动量不守恒，即小球和圆弧槽组成的系统动量不守恒，故A错误；水平方向根据动量守恒定律有mv0＝mv1＋Mv2，根据能量守恒定律有mv＝mv＋Mv，联立解得v1＝－0.2 m/s，v2＝0.4 m/s，即小球离开圆弧槽时速度的大小为0.2 m/s，方向向左，此时圆弧槽对小球支持力最大，设为N，根据牛顿第二定律有N－mg＝m，解得N＝2.24 N，根据牛顿第三定律可知小球对圆弧槽的最大压力N′＝N＝2.24 N，故B、D错误；小球上升到最大高度(相对圆弧最低点)时，小球和圆弧槽速度相等，水平方向根据动量守恒定律有mv0＝(m＋M)v3，根据能量守恒定律有mv＝(m＋M)v＋mgh，联立解得h＝1.2 cm，故C正确。 5．(2026·广东肇庆市端州区模拟)如图所示，质量M＝3 kg的足够长的木板放在光滑水平地面上，质量m＝1 kg的物块放在木板上，物块与木板之间有摩擦，两者都以大小为4 m/s的初速度向相反方向运动。当木板的速度为3 m/s时，物块处于(　　) A．匀速运动阶段 B．减速运动阶段 C．加速运动阶段 D．速度为零的时刻 解析：选B。设向右为正方向，开始阶段，物块向左减速，木板向右减速，根据系统的动量守恒得，当物块的速度为0时，设此时木板的速度大小为v1，(M－m)v＝Mv1，解得v1≈2.67 m/s；此后物块将向右加速，木板继续向右减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为v2，则(M－m)v＝(M＋m)v2，解得v2＝2 m/s，两者相对静止后，一起向右做匀速直线运动，由此可知当木板的速度为3 m/s时，物块处于减速运动阶段。 6. (多选) （2026·武汉模拟）如图所示，质量的小物块叠放在质量的木板上，木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一轻弹簧，弹簧处于自然状态。某一时刻，给小物块一个水平向右的冲量，其大小为，两者与弹簧接触前已达到共速。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧劲度系数，始终处在弹性限度内，简谐运动周期。重力加速度取，下列说法正确的是 （ ） A. 木板刚接触弹簧时速度为 B. 从木板与弹簧接触到弹簧被压缩至最短所用时间为 C. 木板与弹簧接触后，物块与木板之间即将相对滑动时，弹簧的压缩量为 D. 木板与弹簧接触后，若物块与木板之间即将相对滑动到木板速度减为用时，再经过木板与物块加速度首次相同 解析：选ACD。A.先对物块由动量定理可知，再对物块和木板组成的系统，以水平向右的方向为正方向，由动量守恒定律可知 代入数据有, 故A正确；B.物块和木板组成的系统相对滑动之前，与弹簧组成弹簧振子, 代入数据有, 物块和木板组成的系统相对滑动之后，木板不再具有的周期，故, 故B错误；C.木板与弹簧接触以后，物块和木板相对滑动前，对木板和物块与弹簧组成的系统有, 对小物块有, 即，当时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量, 故C正确；D.若木板与物块相对滑动到之后，木板向右减速到零的过程中，对木板有, 木板加速度继续增大，由于木板的加速度大于物块的加速度，经木板向右减速到零，此时物块仍向右运动，所受摩擦力不变，木板向左加速至即弹簧形变量为的过程中，受力不变，由对称可知，与物块加速度首次相同用时。二者的图像如图所示, 故D正确。故选：ACD。 7．(10分)(2026·江西九江市模拟)如图所示，在光滑的水平面上，质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。质量为m的滑块(可视为质点)以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度kv(k未知)滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下。重力加速度为g。求： (1)滑块与木板间的动摩擦因数；(3分) (2)k值为多少。(7分) 解析：(1)设滑块与木板间的动摩擦因数为μ，根据动能定理有－μmgL＝0－mv2 解得μ＝。 (2)设滑块反弹时的速度大小为v1， 根据动能定理有－μmgL＝mv－m(kv)2 滑块与木板相对静止时速度为v2，以反弹方向为正方向，根据动量守恒定律有 mv1＋0＝(4m＋m)v2 滑块反弹后根据能量守恒定律有 μmgL＝mv－(4m＋m)v 联立可得k＝。 答案：(1)　(2) 8．(12分)(2026·广东省部分学校质检)如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧体A固定在光滑水平面上。质量为2m的平板车静止在光滑水平面上，左端与A接触，平板车的上表面与A圆弧面的最低点相切。质量为m的物块B在A的圆弧面最上端的正上方高为R处由静止释放，物块B经过A滑上平板车，当物块B与平板车共速时恰好不从平板车上落下，物块B与平板车上表面的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，不计物块B的大小，求： (1)物块B的最大速度；(3分) (2)物块B滑到A的最低点时对圆弧面的压力；(4分) (3)平板车的长度。(5分) 解析：(1)物块B滑到圆弧体A的圆弧面最低点时速度最大，设最大速度的大小为v1，根据机械能守恒定律，有mg×2R＝mv 解得v1＝2。 (2)在圆弧面最低点，根据牛顿第二定律，有 F－mg＝m 解得F＝5mg 根据牛顿第三定律可得，物块B此时对圆弧面的压力大小FN＝F＝5mg。 (3)设物块滑上平板车后，物块与平板车共速时的速度为v2，平板车的长度为L，根据动量守恒定律，有mv1＝3mv2 解得v2＝ 由能量守恒定律，有 μmgL＝mv－×3mv 解得L＝R。 答案：(1)2　(2)5mg　(3)R 9．(18分)(2026·广东汕头市模拟)如图所示，小滑块a和小滑块b静止于光滑平台AB上，a、b之间有质量可忽略不计的炸药。长度L＝4 m的木板c静止于光滑平面CD上，上表面与AB持平，左端紧靠平台，右端固定有半径R＝1 m的半圆形光滑轨道。某时刻炸药爆炸，爆炸过程放出的能量均转化为滑块a和b的动能，使物块b以速度v0＝8 m/s冲上木板c。已知ma＝2 kg，mb＝1 kg，mc＝1 kg，小滑块b与木板c之间动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2。 (1)求爆炸过程中炸药释放的能量。(3分) (2)若木板c固定在CD平面上，请通过计算说明小滑块b是否能到达圆轨道最高点F。(6分) (3)若木板c不固定在CD平面上，要使小滑块b既可以到达E点又不会从木板c上掉下来，求木板c长度L的取值范围。(9分) 解析：(1)爆炸过程a、b系统动量守恒，则有 mava＝mbv0 爆炸过程释放的能量E＝mav＋mbv 联立解得E＝48 J。 (2)若平板c固定，小滑块b从B点运动到E点的过程中，根据动能定理有 －μmbgL＝mbv－mbv 若能到达F点，从E到F的过程中，根据动能定理有－mbg2R＝mbv－mbv 联立解得vF＝0 若小滑块b恰好过最高点F，根据牛顿第二定律有mbg＝mb 解得vF′＝ m/s 因为vF<vF′，所以小滑块b不能到达F点。 (3)小滑块b到达E点与木板共速时，木板c最长，根据动量守恒定律有mbv0＝(mb＋mc)v 解得v＝4 m/s 根据能量守恒定律有 mbv＝(mb＋mc)v2＋μmbgL1 解得L1＝ m 小滑块b回到木板c左端与木板共速时，木板c最短，根据动量守恒定律可得共同速度仍为 v＝4 m/s 根据能量守恒定律有mbv＝(mb＋mc)v2＋2μmbgL2，解得L2＝ m 在这个过程中小滑块b在圆弧上升高度为H 根据能量守恒定律有 mbv＝(mb＋mc)v2＋μmbgL2＋mbgH 解得H＝0.8 m＜R＝1 m，即不会脱离半圆形轨道，故木板c的长度范围为 m≤L≤ m。 答案：(1)48 J　(2)见解析　(3) m≤L≤ m 学科网（北京）股份有限公司 $