高考物理整体法隔离法解决物理试题练习题及答案含解析

高考物理整体法隔离法解决物理试题练习题及答案含解析
一、整体法隔离法解决物理试题
1．一个质量为M 的箱子放在水平地面上,箱内用一段固定长度的轻质细线拴一质量为m 的小球,线的另一端拴在箱子的顶板上,现把细线和球拉到左侧与竖直方向成θ角处静止释放,如图所示,在小球摆动的过程中箱子始终保持静止,则以下判断正确的是( )
A ．在小球摆动的过程中,线的张力呈周期性变化,但箱子对地面的作用力始终保持不变
B ．小球摆到右侧最高点时,地面受到的压力为(M+m)g,箱子受到地面向左的静摩擦力
C ．小球摆到最低点时,地面受到的压力为(M+m)g,箱子不受地面的摩擦力
D ．小球摆到最低点时,线对箱顶的拉力大于mg,箱子对地面的压力大于(M+m)g 【答案】D 【解析】
在小球摆动的过程中，速度越来越大，对小球受力分析根据牛顿第二定律可知：
2
v F mgcos m r
θ-=，绳子在竖直方向的分力为：
2v F Fcos mgcos m cos r θθθ⎛⎫
'==+ ⎪⎝
⎭，由于速度越来越大，角度θ越来越小，故F '越
大，故箱子对地面的作用力增大，在整个运动过程中箱子对地面的作用力时刻变化，故A 错误；小球摆到右侧最高点时，小球有垂直于绳斜向下的加速度，对整体由于箱子不动加速度为0M a =，a '为小球在竖直方向的加速度，根据牛顿第二定律可知：
()·
N M M m g F M a ma +-=+'，则有：()N F M m g ma =+-'，故()N F M m g <+，根据牛顿第三定律可知对地面的压力小于()M m g +，故B 错误；在最低点，小球受到的
重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：2
v T mg m r -=，联立解得：
2v T mg m r =+，则根据牛顿第三定律知，球对箱的拉力大小为：2
v T T mg m r '==+，
故此时箱子对地面的压力为：()()2
v N M m g T M m g mg m r
=++=+++'，故小球摆
到最低点时，绳对箱顶的拉力大于mg ，，箱子对地面的压力大于()M m g +，故C 错误，D 正确，故选D.
【点睛】对m 运动分析，判断出速度大小的变化，根据牛顿第二定律求得绳子的拉力，即可判断出M 与地面间的相互作用力的变化，在最低点，球受到的重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出绳子的拉力，从而得到箱子对地面的压力．
2．最近，不少人喜欢踩着一种独轮车，穿梭街头，这种独轮车全名叫电动平衡独轮车，其中间是一个窄窄的轮子，两侧各有一块踏板，当人站在踏板上向右运动时，可简化为如图甲、乙所示的模型。

关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A ．考虑空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力向左
B ．不计空气阻力，当人以如图甲所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力向左
C ．考虑空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时，脚所受摩擦力可能为零
D ．不计空气阻力，当人以如图乙所示的状态向右加速运动时，脚所受摩擦力不可能为零 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．考虑空气阻力，当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件，则脚所受摩擦力为右，故A 错误；
B ．不计空气阻力，当人处如图甲所示的状态向右加速运动时，合力向右，即脚所受摩擦力向右，故B 错误；
C ．当考虑空气阻力，当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时，根据平衡条件，则重力、支持力与空气阻力处于平衡，则脚所受摩擦力可能为零，故C 正确；
D ．当不计空气阻力，当人处如图乙所示的状态向右加速运动时，根据牛顿第二定律，脚受到的重力与支持力提供加速度，那么脚所受摩擦力可能为零，故D 错误。

故选C 。

【点睛】
此题考查根据不同的运动状态来分析脚受到力的情况，掌握物体的平衡条件以及加速度与合外力的关系，注意人水平方向向右运动时空气阻力的方向是水平向左的。

3．如图所示，等边直角三角形斜边上竖直挡板挡住质量为m 的球置于斜面上，现用一个恒力F 拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a 的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，重力加速度为g, 以下说法中正确的是
A ．竖直挡板对球的弹力为()m g a +
B ．斜面对球的弹力为2mg
C ．加速度越大斜面对球的弹力越大．
D ．斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力大于m a 【答案】A 【解析】
A 、
B 、
C 、对球受力分析如图所示:
由牛顿第二定律得F N1-F N2sin θ=ma ，F N2cos θ=mg ，45θ=︒ ，由以上两式可得：
1()N F m g a =+，22N F mg =，即竖直挡板对球的弹力为()m g a +，斜面对球的弹力为2mg ，且加速度越大斜面对球的弹力不变，故A 正确，B 、C 均错误.D 、由牛顿第二定
律可知，斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma ．故D 错误．故选A. 【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用和受力分析规律的应用，要注意明确加速度沿水平方向，竖直方向上的合力为零，分别对两个方向进行分析求解即可．
4．如图所示，质量相等、材料相同的两个小球A 、B 间用一劲度系数为k 的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B 上的水平外力F 的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4E k 时撤去外力F ，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F 到停止运动的过程中，下列说法正确的是( )
A ．撤去外力F 的瞬间，弹簧的压缩量为2F k
B ．撤去外力F 的瞬间，弹簧的伸长量为
F k
C ．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量
D ．A 克服外力所做的总功等于2
E k 【答案】D 【解析】 【分析】
根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量；根据动能定理分析A 克服外力所做的总功；根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功． 【详解】
AB ．当A 与B 一起做加速运动的过程中，对整体：
F -2f =2ma
对小球A ：
kx-f=ma
联立得：
x=
2F k
即撤去外力F 的瞬间，弹簧的伸长量为
2F k
．故A B 错误； C ．根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A 、B 的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量．故C 错误．
D ．A 克服外力所做的总功等于A 的动能，由于是当它们的总动能为4
E k 时撤去外力
F ，所以A 与B 开始时的动能都是2E k ，即A 克服外力所做的总功等于2E k ．故D 正确； 故选D ． 【点睛】
此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F 在拉动B 运动时，由于杆的摩擦力，A 物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键．
5． 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。

有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。

现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。

经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。

A ．粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为
F mg
B ．滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等
C ．第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为
12F m
D ．第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4
F 【答案】D 【解析】 【详解】
A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体，有
30F mg μ-=，
解得
3F
mg
μ=
， 故A 项错误；
B.当滑块匀速运动时，处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零，处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零，且各不相同，故B 项错误；
C.对8个滑块，有
28F mg ma μ-=，
代入3F
mg
μ=
，解得 24F
a m
=
， 故C 项错误； D.对8个滑块，有
8F mg ma μ'-=，
解得
4
g
a μ'=
再以6、7、8三个小滑块作为整体，由牛顿第二定律有
34
F F ma ''==
， 故D 项正确;
6．如图，斜面体置于水平地面上，斜面上的小物块A 通过轻质细绳跨过光滑的定滑轮与物块B 连接，连接A 的一段细绳与斜面平行，系统处于静止状态．现对B 施加一水平力F 使B 缓慢地运动，A 与斜面体均保持静止，则在此过程中（ ）
A ．地面对斜面体的支持力一直增大
B ．绳对滑轮的作用力不变
C ．斜面体对物块A 的摩擦力一直增大
D ．地面对斜面体的摩擦力一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】
取物体B 为研究对象,分析其受力情况,设细绳与竖直方向夹角为,则水平力:
绳子的拉力为：
A 、因为整体竖直方向并没有其他力,故斜面体所受地面的支持力没有变;故A 错误;
B、由题目的图可以知道,随着B的位置向右移动,绳对滑轮的作用力一定会变化.故B错误;
C、在这个过程中尽管绳子张力变大,但是因为物体A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向,故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定;故C错误;
D、在物体B缓慢拉高的过程中, 增大,则水平力F随之变大,对A、B两物体与斜面体这个整体而言,因为斜面体与物体A仍然保持静止,则地面对斜面体的摩擦力一定变大;所以D选项是正确的;
故选D
【点睛】
以物体B受力分析,由共点力的平衡条件可求得拉力变化;再对整体受力分析可求得地面对斜面体的摩擦力;再对A物体受力分析可以知道A受到的摩擦力的变化.
7．如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个拴在斜面上的细绳拉住。

现用一个力F 推斜面，使斜面在水平面上和小球一起做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是
A．若加速度足够小，细绳对球的弹力可能为零
B．细绳对球的弹力可能为零
C．斜面和细绳对球的弹力的合力一定等于ma
D．当F变化时，斜面对球的弹力不变
【答案】B
【解析】A、B、D、对小球和斜面的整体分析可知，推力越大整体的加速度越大，当推力达到一临界值时，斜面的加速度足够大使得小球相对斜面产生上滑趋势，此时绳子的拉力为零，故A、D错误，B正确。

C、对小球受力可知重力和斜面的弹力、绳的拉力，由牛顿第二定律知三个力的合力为ma，故C错误。

故选B。

【点睛】本题运用正交分解法，根据牛顿第二定律研究物体的受力情况，要正确作出物体的受力图，并抓住竖直方向没有加速度，找到临界情况．
8．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=2ma1，解得F=μmg，故当拉力F>μmg时，B相对A滑动，D错误.胡选：A、B.
9．如图所示，A、B两物体质量均为m，叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)。

对A 施加一竖直向下、大小为F(F＞2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态。

现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大
小为F N 。

不计空气阻力，关于F N 的说法正确的是(重力加速度为g )( )
A ．刚撤去力F 时，F N ＝
2
mg F
+ B ．弹簧弹力大小为F 时，F N ＝2
F C ．A 、B 的速度最大时，F N ＝mg D ．弹簧恢复原长时，F N ＝0
【答案】BCD 【解析】 【详解】
A.在突然撤去F 的瞬间，AB 整体的合力向上，大小为F ，根据牛顿第二定律，有：
F =2ma
解得：2F a m
=
对物体A 受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：
F N -mg =ma
联立解得：2
N F
F mg =+
，故A 错误； B.弹簧弹力等于F 时，根据牛顿第二定律得：对整体有： F -2mg =2ma
对A 有：
F N -mg =ma
联立解得：2
N F
F =
，故B 正确； D.当物体的合力为零时，速度最大，对A ，由平衡条件得F N =mg ，故C 正确。

C.当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得：对整体有：
2mg =2ma
对A 有：
mg -F N =ma
联立解得 F N =0，故D 正确；
10．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 。

11．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，开关K 闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI ，正确的是
A ．V 2的示数增大
B ．电源输出功率在增大
C ．ΔU 3＞ΔU 1＞ΔU 2
D ．ΔU 3与ΔI 的比值在减小 【答案】BC 【解析】 【详解】
理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R 与变阻器串联，电压表123V V V 、、分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大． A.根据闭合电路欧姆定律得：2V 的示数
2U E Ir =-
I 增大，2U 减小，故A 错误；
B. 电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，外电阻减小，电源输出功率在增大，故B 正确；
D. 由闭合欧姆定律得：
()3U E I r R =-+
解得
3
U R r I
∆=+∆ 所以
3
U I
∆∆不变，故D 错误； C.由闭合欧姆定律得：
()3 U I R r ∆=∆+
2U Ir ∆=∆ 1U IR ∆=∆
又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，则312U U U ∆>∆>∆，故C 正确．
12．在如图所示电路中，R 1、R 2为定值电阻，闭合电键S 后，带电粒子恰处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1，V 2，V 3示数变化量的绝对值分别为
ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( )
A ．V 1示数减小， V 2和V 3示数增大
B ．带电粒子将向上运动
C ．ΔU 3＞ΔU 1
D ．此过程中2I
U ∆∆保持不变 【答案】BCD
【解析】
【详解】
A ．将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，总电流增大，则V 1示数U 1增大．内电压增大，路端电压U 减小，而路端电压13U U U =+，可知，V 3示数U 3减小．R 2两端电压增大，所以V 2示数减小，故A 错误；
B ．R 2两端电压增大，则电容器板间电压增大，板间场强增大，带电粒子所受的电场力增大，因此带电粒子将向上运动，故B 正确；
C ．因为13U U U =+，U 3减小，U 1增大，而U 减小，所以31U U ∆∆＞ ．故C 正确；
D ．根据闭合电路欧姆定律知：
212()U E I R R r =-++
得
212U R R r I
∆=++∆ 保持不变，故D 正确．
故选BCD ．
13．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 。

14．粗糙的水平地面上放着一个质量为M 、倾角为θ的斜面体，斜面部分光滑，底面与水平地面间的动摩擦因数为μ，轻质弹簧一端与固定在斜面上的轻质挡板相连，另一端连接一质量为m 的小球，弹簧的劲度系数为k 。

斜面体在水平向右的恒力作用下，和小球一起以加速度a 向右做匀加速直线运动（运动过程小球没离开斜面）。

以下说法正确的是（ ）
A ．水平恒力大小为()M m a +
B ．地面对斜面体的摩擦力为()M m g μ+
C ．弹簧的形变量为
cos sin ma mg k
θθ+ D ．斜面对小球的支持力为cos sin mg ma θθ+ 【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．对系统受力分析，应用牛顿第二定律
()()F M m g M m a μ-+=+
解得
()()F M m a M m g μ=+++
A 错误，
B 正确；
CD ．对小球应用牛顿第二定律，沿斜面和垂直斜面分解加速度，有
sin cos kx mg ma θθ-=
cos sin mg N ma θθ-=
解得弹簧的形变量为 cos sin k
x ma mg θθ=
+ 斜面对小球的支持力 cos sin N mg ma θθ=-
C 正确，
D 错误。

故选BC 。

15．一平行板电容器的两块金属板A ，B 正对竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。

两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小)，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻。

当R 2的滑动触头P 在中间时闭合开关S ，此时电流表和电压表的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ。

电源电动势E 和内阻r 一定，下列说法中正确的是（ ）
A ．若将R 2的滑动触头P 向a 端移动，则θ变小
B ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 减小，U 增大
C ．保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变大
D ．保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则平行板电容器的电量变小
【答案】BD
【解析】
【详解】
A ．平行板电容器与光敏电阻并联，而光敏电阻与滑动变阻器串联，当将R 2的滑动触头P 向a 端移动，总电阻减小，总电流增大，那么光敏电阻两端电压增大，因此电容器两端的电压也增大，则θ变大，故A 错误；
B ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，总电阻增大，则I 减小，因此内电压减小，则U 增大，故B 正确；
C ．用更强的光线照射R 1，R 1的阻值变小，总电阻减小，电流增大，内电压增大，外电压减小，即U 减小，但R 2和R 3两端电压都增大，故R 1两端电压减小，所以电容器两端的电压减小，小球重新达到稳定后θ变小，故C 错误；
D ．由C 选项分析可知，当电容器两端的电压减小时，依据Q =CU ，平行板电容器的电量变
小，故D正确。

故选BD。