高中物理高中物理解题方法：整体法隔离法习题知识点及练习题含答案解析

高中物理高中物理解题方法：整体法隔离法习题知识点及练习题含答案解析
一、高中物理解题方法：整体法隔离法
1．如图所示，在倾角37θ=︒的光滑斜面上，物块A 静止在轻弹簧上面，物块B 用细线与斜面顶端相连，物块A 、B 紧挨在一起但它们之间无弹力，已知物块A 、B 质量分别为m 和
2m ，重力加速度为g ，sin 370.6︒=，cos370.8︒=．某时刻将细线剪断，则在细线剪
断瞬间，下列说法正确的是
A ．物块
B 的加速度为0.6g B ．物块A 的加速度为0.6g
C ．物块A 、B 间的弹力为0.4mg
D ．弹簧的弹力为1.8mg
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
剪断细线前，弹簧的弹力：sin370.6F mg mg =︒=弹 细线剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，仍为0.6F mg =弹； 剪断细线瞬间，对A 、B 系统，加速度为：3sin 370.43mg F a g m
︒-==弹
，即A 和B 的加
速度均为0.4g ；
以B 为研究对象，根据牛顿第二定律可得2sin 372mg T ma ︒-= 解得0.4T mg =．
故C 正确，ABD 错误．故选C ．
2．如图所示，一个“V”形槽的左侧挡板A 竖直，右侧挡板B 为斜面，槽内嵌有一个质量为m 的光滑球C ．“V”形槽在水平面上由静止开始向右做加速度不断减小的直线运动的一小段时间内，设挡板A 、B 对球的弹力分别为F 1、F 2，下列说法正确的是( )
A ．F 1、F 2都逐渐增大
B ．F 1、F 2都逐渐减小
C ．F 1逐渐减小，F 2逐渐增大
D ．F 1、F 2的合外力逐渐减小 【答案】D 【解析】
光滑球C 受力情况如图所示：
F 2的竖直分力与重力相平衡，所以F 2不变；
F 1与F 2水平分力的合力等于ma ，在V 形槽在水平面上由静止开始向右做加速度不断减小的直线运动的一小段时间内，加速度不断减小，由牛顿第二定律可知F 1不断减小，F 1、F 2的合力逐渐减小，故D 正确，A 、B 、C 错误； 故选D ．
【点睛】以光滑球C 为研究对象，作出光滑球C 受力情况的示意图；
竖直方向上受力平衡，水平方向根据牛顿第二定律求出加速度的大小，结合加速度的变化解答．
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 =μm 2gcos30°3
3，可知f ＞f m ，知道m 2随m 1一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，m 2相对于m 1下滑．故C 正确，ABD 错误．故选C ．
4．如图所示，两块连接在一起的物块a 和b ，质量分别为m a 和m b ，放在水平的光滑桌面上，现同时施给它们方向如图所示的推力F a 和拉力F b ，已知F a >F b ，则关于a 对b 的作用力，下列说法正确的是 （ ）
A ．必为推力
B ．必为拉力
C ．可能为推力，也可能为拉力
D ．不可能为零
【答案】C 【解析】
试题分析: 整体水平方向受两推力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：
a b
a b
F F a m m +=
+，对a 由牛顿第二定律可得：a a F F m a +=，则
a b b a
a a a b
m F m F F m a F m m -=-=
+．若b a a b m F m F >，F 为负值，b 对a 为推力；若
b a a b m F m F <，F 为正值，则b 对a 为拉力；若b a a b m F m F =，F 为零．故C 正确，A 、
B 、D 错误．故选
C ．
考点：考查牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
5．如图，平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表读数减小
B ．小球的电势能减小
C ．电源的效率变高
D ．若电压表、电流表的示数变化量分别为U ∆ 和I ∆ ，则1U r R I
∆<+∆
【答案】AD 【解析】
A 项：由图可知，R 2与滑动变阻器R 4串联后与R 3并联后，再由R 1串连接在电源两端；电容器与R 3并联；当滑片向b 移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R 1两端的电压也增大；所以并联部分的电压减小，故A 正确；
B 项： 由A 项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据U E d
=
，平行金属板间的场强减小，小球将向下运动，由于下板接地即下板电势为0，由带电质点P
原处于静止状态可知，小球带负电，根据负电荷在电势低的地方电势能大，所以小球的电势能增大，故B 错误； C 项：电源的效率：=P IU U P IE E η==出
总
,由A 分析可知，路端电压减小，所以电源的效率变低，故C 错误；
D 项：将R 1和电源等效为一个新的电源，新电源的内阻为r+R 1，电压表测的为新电源的路
端电压，如果电流表测的也为总电流，则
1U
r R I ∆=+∆总
,由A 分析可知3=R A I I I 总∆∆+∆，由于总电流增大，并联部分的电压减小，所以R 3中的电流减小，则I A 增大，所以
A I I ∆>∆总，所以
1A
U
r R I ∆<+∆，故D 正确． 点晴：解决本题关键理解电路动态分析的步骤：先判断可变电阻的变化情况，根据变化情况由闭合电路欧姆定律E U IR =+ 确定总电流的变化情况，再确定路端电压的变化情况，最后根据电路的连接特点综合部分电路欧姆定律进行处理．
6．在如图所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r ，各电表都看做理想表。

闭合开关，滑动变阻器滑片P 向右移动，若以
、
、
、分别表示电压表V 1、V 2、V 3和
电流表A 的示数变化的大小，则下述结论正确的是（ ）
A ．电压表V 1、V 2、V 3和电流表A 的示数分别是变小、变大、变小、变大
B ．电压表V 1、V 2、V 3和电流表A 的示数分别是变大、变小、变大、变小
C ．
D ．
、
、
分别是变小、不变、变小
【答案】AC 【解析】 【详解】
AB 、当滑动变阻器的滑动片P 向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则电路中的总电流增大，则电流表A 的示数变大；根据欧姆定律可知的电压增大，电压表示数变大；内电压增大，则路端电压减小，电压表示数变小。

的电压增大，路端电
压减小，则
的电压减小，则电压表
的示数变小，故A 正确，B 错误。

CD 、根据全电路欧姆定律知：
，故C 正确。

由
，变形
得：，不变。

，不变。

由，变形得：，即不变。

故C正确，D错误。

故选AC
【点睛】
当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，电路中的总电流增大，由欧姆定律分析并联部分两端电压的变化和路端电压的变化，再判断两端电压的变化，综合分析出两电压表变化量的大小．
7．如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）
A．物块A运动的最大加速度为
B．要使物块A、B发生相对滑动，应满足关系
C．若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力为
D．轻绳对定滑轮的作用力为
【答案】ACD
【解析】
【详解】
设A、B相对静止时A、B的共同加速度为a，绳对C的拉力为T，B对A的摩擦力为f。

根据题意可知此时C的加速度大小也为a（方向向下）；
取C为研究对象，根据牛顿第二定律可得mg-T=ma，解得T=mg-ma①；
取AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：T=2Ma②；
取B为研究对象，根据牛顿第二定律可得：f=Ma③；
联立①②③得：④
A、A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即f=μMg，其加速度也达到最大值
a max=ug⑤，故A正确.
B、由④⑤解得此时，所以B错误.
C、由③可推导出，将a代入④可得；故C正确.
D、因为绳对C的拉力T=mg-ma，所以绳对滑轮的力
；故D正确.
故选ACD.
【点睛】
解决好本题的关键是灵活的选取研究对象，要充分理解A滑动的临界条件是其所受的滑动摩擦力充当合外力.
8．如图所示的电路，R1、R2是两个定值电阻，R′是滑动变阻器，R3为小灯泡，电源内阻为r．开关闭合后，当滑动变阻器触头P向上移动时（）
A．电压表示数变大
B．小灯泡亮度变大
C．电容器充电
D．电源的总功率变大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
闭合开关后，当滑动变阻器触头P向上移动时，'R增大，外电路总电阻增大，干路中电流减小，则小灯泡亮度变小．电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数变大，故AB错误；电路稳定时电容器的电压等于1R、'R串联总电压，根据串联电路电压分配规律可知，'R增大，电容器的电压增大，则电容器充电，故C正确；电源的总功率为 ，干路电流I减小，则电源的总功率变小，故D错误．
P EI
【点睛】
本题按“部分→整体→部分”的思路进行动态变化分析．对于电压表的示数，可以直接根据路端电压随外电阻而增大的结论进行分析．根据串联电路电压与电阻成正比的特点，分析各部分电压的变化，比较简便．
9．如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是（）
A．(M m
m M
-
+
)F ，方向向左B．(
m M
m M
-
+
)F，方向向右
C．(m M
m M
-
+
)F，方向向左D．(
M m
m M
-
+
)F，方向向右
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
取人和小车为一整体，
由牛顿第二定律得：2F＝(M＋m)a
设车对人的摩擦力大小为F f，方向水平向右，则对人由牛顿第二定律得：
F－F f＝ma，解得：F f＝M m M m
-
+
F
如果M>m，F f＝M m
M m
-
+
F，方向向右，D正确．
如果M<m，F f＝－m M
M m
-
+
F，负号表示方向水平向左，C正确，B错误
10．有一种游戏，游戏者手持丘乓球拍托球移动，距离大者获胜．若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与球保持相对靠止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示．设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则
A．运动员的加速度大小为gtanθ
B．球拍对球的作用力大小为mg
C．球拍对球的作用力大小为mgcosθ
D．运动员对球拍的作用力大小为() cos
M m g
θ
+
【答案】AD
【解析】
A、球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示：
则小球所受的合力为mg tan θ，根据牛顿第二定律得：tan tan mg a g m θ
θ=
=，故A 正确．B 、C 、根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力cos mg
N θ
=
，故B 、C 错误．D 、对球拍和球整体分析，整体的合力为（M +m ）a ，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为：()cos M m g
F θ
+=
，故D 正确．故选AD ．
【点睛】解决本题的关键知道球、球拍和人具有相同的加速度，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法、隔离法的运用．
11．如图A 、B 两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接C 物体。

已知A 和C 的质量都是2kg,B 的质量是3kg,A 、B 间的动摩擦因数是0.2,其他摩擦不计。

由静止释放C,C 下落一定高度的过程中(C 未落地,B 未撞到滑轮,且A 未与B 分离,g=10m/s ),下列说法正确的是
A ．A 、
B 两物体没有发生相对滑动 B ．
C 物体的加速度大小是3.2m/s C ．B 物体受到的摩擦力大小是4N
D ．细绳的拉力大小等于13.6N 【答案】BCD 【解析】 【详解】
假设A 、B 不发生相对滑动，整体的加速度：
；隔离对A 分析，f=m A a=2×
N ＞μm A g=4N ，
可知假设不成立，即A 、B 两物体发生相对滑动，A 所受的摩擦力为4N ，B 物体受到A 的摩擦力大小是4N ，对BC 系统的加速度。

对C 分
析，根据牛顿第二定律得：m C g-T=m C a BC ；解得T=13.6N ，故A 错误，BCD 正确。

故选
BCD 。

【点睛】
本题考查了牛顿第二定律的基本运用，通过整体法和隔离法判断出A 、B 是否发生相对滑动是解决本题的关键，通常所用的方法是“假设法”.
12．如图所示的电路中，电源的电动势E 和内阻r 一定，A 、B 为平行板电容器的两块正对金属板，R 1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小．当R 2的滑动触头P 在a 端时，闭合开关S ，此时电流表A 和电压表V 的示数分别为I 和U .以下说法正确的是
A ．若仅将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 不变
B ．若仅增大A 、B 板间距离，则电容器所带电荷量不变
C ．若仅用更强的光照射R 1，则I 增大，U 减小，电容器所带电荷量减小
D ．若仅用更强的光照射R 1，则U 变化量的绝对值与I 变化量的绝对值的比值不变 【答案】ACD 【解析】 【分析】
本题考查含容电路的动态分析问题。

【详解】
A.若仅将2R 的滑动触头P 向b 端移动，2R 所在支路有电容器，被断路，则I 、U 保持不变。

故A 正确。

B.根据=
4πS
C kd
，若仅增大A 、B 板间距离，则电容器所带电荷量减少。

故B 错误。

C. 若仅用更强的光照射R 1，电阻随光强的增大而减小，则I 增大，U 应当减少，电荷量减少。

故C 正确。

D.U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值表示电源的内阻，是不变的。

故D 正确。

故选ACD 。