高中物理整体法隔离法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题

高中物理整体法隔离法解决物理试题解题技巧及经典题型及练习题
一、整体法隔离法解决物理试题
1．两倾斜的平行杆上分别套着a 、b 两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。

当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a 的悬线与杆垂直，b 的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是
A ．a 环与杆有摩擦力
B ．d 球处于失重状态
C ．杆对a 、b 环的弹力大小相等
D ．细线对c 、d 球的弹力大小可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】
对c 球单独进行受力分析，受力分析图如下，c 球受重力和绳的拉力F ，物体沿杆滑动，因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零，由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力
1=mg sin a=ma a=gina F ⇒，因a 和c 球相对静止，因此c 球的加速度也为gsina ，将a 和
c 球以及绳看成一个整体，在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina ，因此a 球和杆的摩擦力为零，故A 错误；
对球d 单独进行受力分离，只受重力和竖直方向的拉力，因此球d 的加速度为零，因为b 和d 相对静止，因此b 的加速度也为零，故d 球处于平衡状态，加速度为零，不是失重状态，故B 错；细线对c 球的拉力cos c T mg a =，对d 球的拉力d T mg =，因此不相等，故D 错误；对a 和c 整体受力分析有()cos na a c F m m g a =+，对b 和d 整体受力分析
()cos nb b d F m m g a =+，因a 和b 一样的环，b 和d 一样的球，因此受力相等，故C 正
确。

2．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为
I 1、I 2和U ．现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是
A ． I 1增大，I 2不变，U 增大
B ． I 1减小，I 2增大，U 减小
C ． I 1增大，I 2减小，U 增大
D ． I 1减小，I 2不变，U 减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
R 2的滑动触点向b 端移动时，R 2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R 3电压增大，R 1、R 2并联电压减小，通过R 1的电流I 1减小，即A 1示数减小，而总电流I 增大，则流过R 2的电流I 2增大，即A 2示数增大．故A 、C 、D 错误，B 正确．
3．如图所示，三个物体质量分别为m ＝1.0 kg 、m 2＝2.0 kg 、m 3＝3.0 kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角θ＝30°，m 1和m 2之间的动摩擦因数μ＝0.8.不计绳和滑轮的质量和摩擦．初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m 2将(g ＝10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A ．和m 1一起沿斜面下滑
B ．和m 1一起沿斜面上滑
C ．相对于m 1下滑
D ．相对于m 1上滑 【答案】C 【解析】
假设m 1和m 2之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度
()()3122123
1
3101210302 2.5/123
m g m m gsin a m s m m m ⨯-+⨯⨯
-+︒
=
=
=++++．隔离对m 2分析，根
据牛顿第二定律得，f-m 2gsin30°=m 2a ；解得f=m 2gsin30°+m 2a=2.0×（10×0.5+2.5）N=15N ；
最大静摩擦力f m=μm2gcos30°=0.8×2×10×
3
2
N=83N，可知f＞f m，知道m2随m1一起做
加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力，所以假设不正确，m2相对于m1下滑．故C正确，ABD错误．故选C．
4．如图甲所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为m的物体A、B（物体B与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。

现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示（重力加速度为g），则（）
A．施加外力的瞬间，F的大小为2m（g﹣a）
B．A、B在t1时刻分离，此时弹簧的弹力大小m（g+a）
C．弹簧弹力等于0时，物体B的速度达到最大值
D．B与弹簧组成的系统的机械能先增大，后保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】
A．施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：
2mg=kx；
施加外力F的瞬间，对整体，根据牛顿第二定律，有：
22
F F mg ma
+-
弹
＝
其中：
F弹=2mg
解得：
F=2ma
故A错误。

B．物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的速度与加速度，且F AB=0；
对B：
F弹′-mg=ma
解得：
F弹′=m（g+a）
故B正确。

C ．B受重力、弹力及压力的作用；当合力为零时，速度最大，而弹簧恢复到原长时，B受
到的合力为重力，已经减速一段时间，速度不是最大值；故C 错误；
D ．B 与弹簧开始时受到了A 的压力做负功，故开始时机械能减小；故D 错误；
5．质量为m 的光滑圆柱体A 放在质量也为m 的光滑“V 型槽B 上,如图,α=60°,另有质量为M 的物体C 通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B 相连,现将C 自由释放,则下列说法正确的是（ ）
A ．若A 相对
B 未发生滑动,则A 、B 、
C 三者加速度相同 B ．当M =2m 时,A 和B 共同运动的加速度大小为g C ．当3(31)
2
M m =
时，A 和B 之间的正压力刚好为零 D ．当(31)M m =时,A 相对B 刚好发生滑动 【答案】D 【解析】 【分析】
由题中“有质量为M 的物体C 通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B 相连”可知，本题考查牛顿第二定律和受力分析，运用整体法和隔离法可分析本题。

【详解】
A 、若A 相对
B 未发生滑动，则AB 可看做整体，加速度相同，
C 的运动方向向下，加速度方向与AB 不同，故A 错误；
B 、若A 和B 共同运动的加速度大小为g 时，则
C 得加速度大小也为g ，但对C 隔离分析，C 不可能做自由落体，因此不论M 等于多少，加速度不能是g ，故B 错误； C
D 、若A 和B 之间的正压力刚好为零，则此时加速度设为a ，对A 受力分析可得
cos F ma α=，sin F mg α=
解得
3a =
对A 、B 、C 整体运用牛顿第二定律可得
(2)Mg M m a =+
解得
(31)M m =
故C 错误D 正确；
6．如图所示，A 、B 、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A 的质量为2m ，B 和C 的
质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦
因数为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是
A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过μmg
B．当力F＝μmg时，A、B间的摩擦力为
C．无论力F为何值，B的加速度不会超过μg
D．当力F> μmg时，B相对A滑动
【答案】AB
【解析】
【详解】
A.A与B间的最大静摩擦力大小为：mg,C与B间的最大静摩擦力大小为：，B与地面间的最大静摩擦力大小为：（2m+m+m）=；要使A，B，C都始终相对静止，三者一起向右加速，对整体有：F-=4ma，假设C恰好与B相对不滑动，对C有：
=ma，联立解得：a=，F=mg；设此时A与B间的摩擦力为f，对A有：F-
f=2ma，解得f=mg mg，表明C达到临界时A还没有，故要使三者始终保持相对静止，则力F不能超过μmg，故A正确.
B.当力F＝μmg时，由整体表达式F-=4ma可得：a=g，代入A的表达式可得：
f=mg,故B正确.
C.当F较大时，A,C都会相对B滑动，B的加速度就得到最大，对B有：2--
=ma B，解得a B=g，故C错误.
D.当A恰好相对B滑动时，C早已相对B滑动，对A、B整体分析有:F--=3ma1，对
A 有：F-2μmg=2ma 1，解得F=μmg ，故当拉力F>μmg 时，
B 相对A 滑动，D 错误.胡选：A 、B.
7．如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表．现使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离，测得电压表V 1的示数变化大小为ΔU 1，电压表V 2的示数变化大小为ΔU 2，电流表A 的示数变化大小为ΔI ，对于此过程下列说法正确的是( )
A ．通过电阻R 1的电流变化量大小等于
1
1
U R ∆ B ．R 0两端的电压的变化量大小等于ΔU 2－ΔU 1 C ．路端电压的增加量等于ΔU 2
D ．
1
U I
∆∆为一定值 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A 、电压表V 1测量路端电压，即R 1两端的电压，根据欧姆定律可知，R 1的电流变化量大小
等于1
1
U R ∆；故A 正确．B 、C 、D 、使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离，电阻变大，总电阻变大，总电流变小，内阻所占电压减小，路端电压增大，所以路端电压增大△U 1，并联部分的电压增大△U 1，通过R 1的电流增大，所以通过滑动变阻器的电流减小，R 0上的电压减小，R 上的电压增大△U 2，所以R 0两端的电压的变化量大小等于△U 2-△U 1，电压表V 1测量路端电压，根据欧姆定律可知1U r I ∆=∆为定值，所以1
U I
∆∆为定值，故B ，D 正确，C 错误．故选ABD ． 【点睛】
闭合电路欧姆定律的动态分析类题目，一般可按外电路—内电路—外电路的分析思路进行分析，在分析时应注意结合闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质．
8．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M 的物体A 、B(B 物体与弹簧连接，A 、B 两物体均可视为质点)，弹簧的劲度系数为k ，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力作用在物体A 上，使物体A 开始向上做加速度为a 的
匀加速运动，测得两个物体的v 一t 图象如图乙所示（重力加速度为g ），则
A ．施加外力前，弹簧的形变量为
2Mg
k
B ．外力施加的瞬间，A 、B 间的弹力大小为M(g+a)
C ．A 、B 在t l 时刻分离，此时弹簧弹力筹于物体B 的重力
D ．上升过程中，物体B 速度最大，A 、B 两者的距离为 2212Mg at k
- 【答案】AD 【解析】 【详解】
A 、施加外力F 前，物体A
B 整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg kx =，解得：
2Mg
x k
=
，故选项A 正确； B 、施加外力F 的瞬间，对B 物体，根据牛顿第二定律，有：AB F Mg F Ma --=弹，其中：2F Mg =弹，解得：()AB F M g a =-，故选项B 错误；
C 、物体A 、B 在t 1时刻分离，此时A 、B 具有共同的v 与a 且F AB =0；对B 有：
F Mg Ma '-=弹，解得：()F M g a '=+弹，故选项C 错误；
D 、当物体B 的加速度为零时，此时速度最大，则Mg kx ='，解得：Mg
x k
'=，故B 上升的高度Mg h x x k '=-'=
，此时A 物体上升的高度：2
212
h at =，故此时两者间的距离为2212Mg
h at k
∆=
-，故选项D 正确； 说法正确的是选选项AD 。

9．在如图所示的电路中，灯L 1、L 2的电阻分别为R 1、R 2，滑动变阻器的最大阻值为R 0，若有电流通过，灯就发光，假设灯的电阻不变，当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端移动时，灯L 1、L 2的亮度变化情况是( )
A ．当时，灯L 1变暗，灯L 2变亮
B ．当时，灯L 1先变暗后变亮，灯L 2先变亮后变暗
C ．当时，灯L 1先变暗后变亮，灯L 2不断变暗
D ．当时，灯L 1先变暗后变亮，灯L 2不断变亮
【答案】AD 【解析】 【详解】 AB.当
时，灯L 2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻，当变
阻器的滑片P 由a 端向b 端移动时，电路总电阻增大，总电流减小，所以通过灯L 1的电流减小，灯L 1变暗，通过灯L 2的电流变大，灯L 2变亮，故A 项符合题意，B 项不合题意； CD.当
时，灯L 2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，
则当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端移动时，总电阻先增大，后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L 1的电流先减小后增大，故灯L 1先变暗后变亮，而通过L 2的电流一直变大，灯L 2不断变亮，故C 项不合题意，D 项符合题意．
10．两个重叠在一起的滑块，置于倾角为θ的固定斜面上，滑块A 、B 的质量分别为M 和m ，如图所示，A 与斜面的动摩擦因数为μ1，B 与A 间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，则滑块A 受到的摩擦力( )
A ．等于零
B ．方向沿斜面向上
C ．大小等于1cos Mg μθ
D ．大小等于2cos mg μθ
【答案】BC 【解析】 【详解】
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，整体的加速度为：
11()sin ()cos (sin cos )M m g M m g a g M m
θμθ
θμθ+-+=
=-+
设A 对B 的摩擦力方向向下，大小为f ，则有：
sin mg f ma θ+=
解得：
1sin cos f ma mg mg θμθ=-=-
负号表示摩擦力方向沿斜面向上
则A 受到B 的摩擦力向下，大小f f '=，斜面的滑动摩擦力向上，A 受到的总的摩擦力为：
11()cos cos A f f M m g Mg μθμθ'=-+=-；
AB ．计算出的A 受的总的摩擦力为负值，表示方向沿斜面向上；故A 项错误，B 项正确. CD ．计算得出A 受到总的摩擦力大小为1cos Mg μθ；故C 项正确，D 项错误.
11．如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A 、B 、C ，质量均为m 。

中间用细绳l 、2连接，现用一水平恒力F 作用在C 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，则下列说法正确的是( )
A ．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小
B ．若粘在A 木块上面，绳l 的拉力增大，绳2的拉力不变
C ．若粘在B 木块上面，绳1的拉力减小，绳2的拉力增大
D ．若粘在C 木块上面，绳l 、2的拉力都减小 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A 、将三个物体看作整体，整体水平方向受拉力和摩擦力；由牛顿第二定律可得F-f=3ma ；当粘上橡皮泥后，不论放在哪个物体上，都增大了摩擦力及总质量；故加速度减小； 故A 正确；
B 、若橡皮泥粘在A 木块上面，根据牛顿第二定律得：对B
C 整体：
，得
，a 减小，F 1增大．对
C ：
，得
，a 减小，F 2增大．故B 错误．
对C ：F-F 2=m C a ，得F 2=F-m C a ，a 减小，F 2增大．故B 错误．
C 、若橡皮泥粘在B 木块上面，根据牛顿第二定律得：对A ：F 1=m A a ，a 减小，F 1减小．对C ：F-F 2=m C a ，a 减小，F 2增大．故C 正确．
D 、若橡皮泥粘在C 木块上面，分别以A 、B 为研究对象，同理可得绳l 、2的拉力都减小．故D 正确． 故选ACD 。

12．在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，L 为小灯泡（其灯丝电阻可认为基本不变），R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则（ ）
A．电压表的示数变小
B．小灯泡消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小
D．电源两端的电压变大
【答案】ABD
【解析】
A、光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，故A正确；
B、由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，故B正确；
C、因电路中电流减小，故内压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大，故C错误；
D、电源两端的电压为路端电压，由电3内电压减小，电源两端的电压变大，故D正确；故选ABD．
【点睛】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质．
13．如图所示电路中，电源的内电阻为r，R2、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合电键S，当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，下列说法正确的是（）
A．电压表示数变大B．电流表示数变大
C．
U
r
I
∆
>
∆
D．
U
r
I
∆
<
∆
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4．干路电流为I 干
，路端电压为U，电流表电流为I．
A、R1变大，外电阻变大，I干变小， U=E-I干r变大，U3变大．故A正确．
B 、I 3变大，I 干变小，由I 4=I 干-I 3变小，U 4变小，而U 2=U-U 4，U 变大，则U 2变大，I 2变大，I 4=I 1+I 2，I 1变小．故B 错误
C 、
D ，由欧姆定律U=E-I 干r ，得 =U r I ∆∆干
，由I 干=I 1+I 2+I 3，I 1变小，I 2变大，I 3变大，I 干变小，则△I 1＞△I 干，即△I ＞△I 干，所以
U r I
∆<∆，故C 错误；D 正确； 故选AD
【点睛】
由图可知，R 1、R 2并联，再与R 4串联，与R 3并联，电压表测量路端电压，等于R 3电压．由R 1接入电路的电阻变化，根据欧姆定律及串并关系，分析电流表和电压表示数变化量的大小．本题的难点在于确定电流表示数变化量△I A 与干路电流变化△I 干的大小，采用总量法，这是常用方法．同时，要理解 =U r I ∆∆干
14．如图所示的电路中，E 为电源，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则
A ．电压表的示数变大
B ．小灯泡变暗
C ．通过R 2的电流变大
D ．电源内阻消耗的功率变大
【答案】BC
【解析】
【详解】
若将照射R 3的光的强度减弱，可知其电阻增大，所以外电路的总电阻增大。

A ．根据闭合电路欧姆定律可知，
E U Ir =+外
外电路总电阻增大，干路电流减小，R 1在干路上，所以其电压减小，因此电压表示数减小，A 错误
BC ．因为干路电流减小，所以路端电压增大，R 1和R 2的电压之和等于路端电压，所以R 2的电压增大，因此流过R 2的电流增大，又R 2和L 的电流之和减小，所以L 的电流必然减小，因此灯泡变暗，BC 都正确
D ．内阻上消耗的功率
2r P I r =
因为干路电流减小，所以D错误
15．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列比值正确的是
A．△U1>△U2 ,△U2>△U3
B．U1:I不变,△U1:△I不变
C．U2:I变大,△U2:△I变大
D．U3:I变大,△U3:△I不变
【答案】BD
【解析】A、当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，接入电路的电阻增大，电路中电流的减小，根据串联电路的特点可知，R1的电压减小，R2的电压增加．电源的内电压减小，则路端电压增大，因为U1+U2=U3，所以R1的电压减小量小于R2的电压增加量，即有：
|△U1|＜|△U2|，且有|△U2|＞|△U3|．故A错误．B、由于R1是定值电阻，根据欧姆定律得知，保持不变，故B正确．C、，变大．根据闭合电路欧姆定律知：U2=E-I(R1+r)，则得，保持不变，故C错误．D、,变大；根据闭合电路欧姆定律得：U3=E-Ir，保持不变．故D正确．故选BD．
【点睛】本题要注意对于定值电阻，是线性元件，有，而变阻器是非线性元件，r.。