高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题

高考物理整体法隔离法解决物理试题技巧和方法完整版及练习题
一、整体法隔离法解决物理试题
1．如图所示，水平面O 点左侧光滑，O 点右侧粗糙且足够长，有10个质量均为m 完全相同的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L ，滑块1恰好位于O 点，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，经观察发现，在第3个小滑块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 ，则下列说法正确的是
A ．粗糙地带与滑块间的动摩擦因数F mg μ=
B ．匀速运动过程中速度大小5FL m
C ．第一个滑块进入粗糙地带后，第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等
D ．在水平恒力F 作用下，10个滑块全部可以进入粗糙地带
【答案】B
【解析】
【详解】
A 、对整体分析，根据共点力平衡得，F =3μmg ，解得3F mg μ=
，故A 错误. B 、根据动能定理得2122102F L mg L mg L mv μμ⋅-⋅-⋅=⨯，解得5FL v m =，故B 正确. C 、第一个滑块进入粗糙地带后，整体仍然做加速运动，各个物体的加速度相同，隔离分析，由于选择的研究对象质量不同，根据牛顿第二定律知，杆子的弹力大小不等，故C 错误.
D 、在水平恒力F 作用下，由于第4个滑块进入粗糙地带，整体将做减速运动，设第n 块能进入粗焅地带，由动能定理：()(123(1))00F nL mgL n μ-+++⋯+-=-，解得：n =7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带，故D 错误．
故选B.
2．一个质量为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：
2v 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．
3．如图所示，R 0为热敏电阻(温度降低，其电阻增大)，D 为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，平行板电容器中央有一带电液滴刚好静止，M 点接地，开关S 闭合．下列各项单独操作时可使带电液滴向上运动的是( )
A ．滑动变阻器R 的滑动触头P 向上移动
B ．将热敏电阻R 0的温度降低
C ．开关S 断开
D ．电容器的上极板向上移动
【答案】C
【解析】
【详解】
A.当滑动变阻器的滑动触头P 向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电流增大，内电压及R 0两端的电压增大，则路端电压和滑动变阻器两端的电压都减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差不变，故A 项不合题意；
B.当热敏电阻温度降低时，其阻值增大，则由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，液滴仍然静止，故B 项不合题意；
C.开关S 断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两端电压增大，则液滴向上运动，故C 项符合题意；
D.若使电容器的上极板向上移动，即d 增大，则电容器电容C 减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，由于Q U C =，4S C kd
επ=，U E d =
，所以4kQ E S
πε=，由于极板上的电荷量不变，而场强E 与极板之间的距离无关，所以场强E 不变，液滴仍然静止，故D 项不合题意．
4．如图A 、B 、C 为三个完全相同的物体，当水平力F 作用于A 上，三物体一起向右匀速运动；某时撤去力F 后，三物体仍一起向右运动，设此时A 、B 间摩擦力为f ，B 、C 间作用力为F N 。

整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是
①f=0 ②f≠0 ③F N =0 ④F N ≠0
A ．②③
B ．①④
C ．①③
D ．②④
【答案】A
【解析】
【详解】
开始三个物体在拉力F 的作用下一起向右做匀速运动，可知地面对B 、C 总的摩擦力
f´=F，B 受地面的摩擦力为F ，C 受地面的摩擦力为F ；撤去F 后，B 、C 受地面的摩擦力
不变，由牛顿第二定律可知，a B ==，a C ==，B 、C 以相同的加速度向右做匀减速运动，B 、C 间作用力F N =0，故③正确。

分析A 、B ，撤去F 后，整个过程三物体无相对滑动，则A 与B 加速度相同，B 对A 有向左的摩擦力f=ma B =，故②正确。

故选：A
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
4g
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．如图所示，水平挡板A 和竖直挡板B 固定在斜面C 上，一质量为m 的光滑小球恰能与两挡板和斜面同时解除，挡板A 、B 和斜面C 对小球的弹力大小分别为A B F F 、和C F ．现使斜面和物体一起在水平面上水平向左做加速度为a 的匀加速直线运动．若A B F F 、不会同时存在，斜面倾角为θ，重力加速度为g ，则下列图像中，可能正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
对小球进行受力分析当tan a g θ<时如图一，根据牛顿第二定律，水平方向：
sin C F ma θ=①
竖直方向：cos C A F F mg θ+=②，联立①②得：tan A F mg ma θ=-，
sin C F ma θ=，A F 与a 成线性关系，当a=0时，A F ＝mg ，
当tan a g θ=时，0A F =C F 与a 成线性关系，所以B 图正确
当tan a g θ>时，受力如图二，根据牛顿第二定律，水平方向sin C B F F ma θ+=③，竖直方向：cos C F mg θ=④，联立③④得：tan B F ma mg θ=-，cos C mg F θ
=
，B F 与a 也成线性，C F 不变，综上C 错误，D 正确
【点睛】
本题关键要注意物理情景的分析，正确画出受力分析示意图，考查了学生对牛顿运动定律的理解与应用，有一定难度．
7．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.
8．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 3U R r I
∆=+∆ 所以
3U 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．
9．如图所示，光滑斜面体固定在水平面上,倾角为30°，轻弹簧下端固定A 物体，A 物体质量为m ，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为k ，重力加速度为g ，初始时A 保持静止状态，在A 的上表面轻轻放一个与A 质量相等的B 物体，随后两物体一起运动，则( )
A ．当
B 放在A 上的瞬间,A 、B 的加速度为
4g B ．当B 放在A 上的瞬间,A 对B 的摩擦力为零
C ．A 和B 一起下滑距离2mg k
时,A 和B 的速度达到最大 D ．当B 放在A 上的瞬间,A 对B 的支持力大于mg
【答案】AC
【解析】
【详解】
A 、将
B 放在A 上前，以A 为研究对象受力分析有：
根据平衡可知：
1
30
2 F mgsin
mg
=︒=；
当B放在A上瞬间时，以AB整体为研究对象受力分析有：
整体所受合外力230(2)
F mgsin F m a
=︒-=
合
，可得整体的加速度
11
2?
22
24
mg mg g
a
m
-
==，故A正确；
BD、当B放在A上瞬间时，B具有沿斜面向下的加速度，可将B的加速度沿水平方向和竖直方向分解，
B的加速度有水平方向的分量，重力与支持力在竖直方向，故可知此加速度分量由A对B 的摩擦力提供，故B错误；
B的加速度有竖直方向的分量，且竖直向下，故可知，A对B的支持力与B的重力的合力竖直向下，故A对B的支持力小于B的重力，故D错误；
C、AB一起下滑时，弹簧弹力增加，共同下滑的加速度减小，故当加速度减小至0时，AB 具有最大速度，由A分析知2300
F mgsin F
=︒-'=
合
，可得弹簧弹力F′=mg，所以共同下滑的距离
1
2
2
mg mg
F F mg
x
k k k
-
'-
∆===
，AB具有最大速度，故C正确；
故选AC．
【点睛】
当B放在A上瞬间，以AB整体为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律求得AB的加速度，由AB的共同加速度，隔离B分析A对B的摩擦力与支持力的大小情况即可．AB速度最大时加速度为零，据此计算分析即可．
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
θμθθμθ+-+==-+ 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，电源内阻为r ，两个定值电阻R 1、R 2阻值均为R ，闭合电键，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 3示数变化量的绝对值为ΔU 3，理想电流表A 1、A 2示数变化量的绝对值分别为ΔI 1、ΔI 2，则
A ．A 2示数增大
B ．V 2示数与A 1示数的比值不变
C ．ΔU 3与ΔI 1的比值小于2R
D ．ΔI 1小于ΔI 2
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
闭合电键后，电路如图所示．V1、V2、V3分别测量R1、路端电压和R′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，则A1的示数增大，电源的内电压Ir增大，则V2示数减小，R1的电压增大，V3的示数减小，则通过R2的电流减小，所以通过R′的电流增大，即A2示数增大，A选项正确．V2示数与A1示数之比等于外电路电阻，其值减小，故B选项正确．根据闭合电路欧姆定律得U3=E﹣I1（R1+r），则得
3
1
U
I
∆
∆
=R1+r= R+r，不一定小于2R，故C选项错误．A1的示数增大量等于A2示数增大和R2的电流减小量之和，所以ΔI1小于ΔI2，故D选项正确．
12．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)，R1、R2为定值电阻，R3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R3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R2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R3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，R1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，R1和R2的电压之和等于路端电压，所以R2
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
13．如图所示，质量分别为1m 、2m 的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为θ的粗糙斜劈上，物块与斜劈间的动摩擦因数均为μ，用平行于斜面、大小为F 的拉力作用在1m 上，使1m 、2m 一起向上作匀加速度运动，斜劈始终静止在水平地面上，则
A ．弹簧的弹力为2
12m F m m + B ．弹簧的弹力为2212
sin m F mg m m μθ++ C ．地面对斜劈的摩擦力水平向左
D ．地面对斜劈的摩擦力水平向右
【答案】AC
【解析】A 、B 、根据牛顿第二定律得： 对m 1、m 2整体：F -μ（m 1+m 2）g cos θ-（m 1+m 2）g sin θ=（m 1+m 2）a ，对m 2：F 弹-μm 2g cos θ-m 2g sin θ=m 2a ，联立上两式得： 212
=m F F m m +弹.故A 正确，B 错误.C 、D 、以斜面为研究对象，分析受力情况：重力G 、m 1、m 2的压力N 1和滑动摩擦力f 1、地面的支持力N 2，如图所示：
则由平衡条件可知，地面对斜面的摩擦力f 2必定水平向左，斜面才能保持平衡。

故C 正确，D 错误。

故选AC.
【点睛】本题解题关键是研究对象的选择，采用整体法和隔离法相结合的方法求解弹簧的弹力，运用隔离法分析，地面对斜面的摩擦力的方向．
14．某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示．图中R T 为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R 的温度，R G 为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接
收小灯泡L 的光照，除R T 、R G 外，其他电阻均为定值电阻（虚线框内两元件距离很近）．当R 处温度升高时（ ）
A ．L 变亮
B ．R 3的电流减小
C ．E 2的路端电压增大
D ．R 的功率减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】 当R 处温度升高时，R T 阻值变小，小灯泡L 的电流变大，所以光照强度增大，R G 阻值变小，通过R 2的电流变大，E 2的路端电压变小，R 两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R 3的电流变大，故AD 正确．
15．如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中，当滑动变阻器R3的滑片P 向a 端移动时,以下说法中正确的是（ ）
A ．电压表示数变小，电流表示数变小
B ．电阻R 1两端的电压减小
C ．电源的总功率减少但电源的输出功率增大
D ．如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为2I ∆，流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为3I ∆，则23I I ∆<∆
【答案】BD
【解析】
A 、将滑动变阻器的滑动触片P 从图示位置向a 滑动的过程中，外电路总电阻变大，电路中总电流变小，内电压减小，路端电压变大；电压表示数变大，故A 错误；
BD 、电路中总电流变小，通过电阻R 1的电流变小，R 1两端电压变小，R 2两端电压增大，通过电阻R 2的电流变大，通过电阻R 1的电流等于通过电阻R 2的电流和通过电阻R 3的电流之和，故通过电阻R 3的电流变小，故有123I I I ∆=∆+∆，23I I ∆<∆，故BD 正确；
C 、电路中总电流变小，则电源的总功率减少，因不知道外电阻与内电阻之间的关系，所以
无法判断电源的输出功率的变化；故C错误；故选BD．。