高考物理整体法隔离法解决物理试题试题经典

高考物理整体法隔离法解决物理试题试题经典
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( )
FN-mg=ma
联立解得： FN
mg
F 2
，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：
对 A 有：
F-2mg=2ma
联立解得： FN
F 2
，故 B 正确；
FN-mg=ma
D.当物体的合力为零时，速度最大，对 A，由平衡条件得 FN=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：
A．当 B 放在 A 上的瞬间,A、B 的加速度为 g 4
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 mg 时,A 和 B 的速度达到最大
2k 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：
错误；
B．R2 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U U1 U3 ，U3 减小，U1 增大，而 U 减小，所以 U3＞U1 ．故 C 正确；
D．根据闭合电路欧姆定律知：
U2 E I (R1 R2 r)
4．如图所示，三个物体质量分别为 m＝1.0 kg、m2＝2.0 kg、m3＝3.0 kg ，已知斜面上表面 光滑，斜面倾角 θ＝30°，m1 和 m2 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，m2 将(g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑 动摩擦力)( )
A．刚撤去力 F 时，FN＝ mg F 2
B．弹簧弹力大小为 F 时，FN＝ F 2
C．A、B 的速度最大时，FN＝mg 【答案】BCD
D．弹簧恢复原长时，FN＝0
【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： a F 2m
对物体 A 受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：
T1=m2a1；得
；对中间图： 运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度
为：
；对 b 物体有：T2-m2g=m2a2 得：
；对左图，整体的
加速度：
，对物体
b：
，解得
知，x1= x2= x3，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。
【点睛】
；则 T1=T2=T3，根据胡克定律可
本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的基本运用，掌握整体法和隔离法的灵活运用．
得
保持不变，故 D 正确． 故选 BCD．
U2 I
R1
R2
r
8．小物块 m 与各面均光滑的斜面体 M，叠放在光滑水平面上，如图所示，在水平力 F1 （图甲）作用下保持相对静止，此时 m、M 间作用力为 N1；在水平力 F2（图乙）作用下保 持相对静止，此时 m、M 间作用力为 N2。则下列说法正确的是（ ）
重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：T mg m v2 ，联立解得： r
T mg m v2 ，则根据牛顿第三定律知，球对箱的拉力大小为：T T mg m v2 ，
r
r
故此时箱子对地面的压力为： N M m g T M m g mg m v2 ，故小球摆
r
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
【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：
F
mgcos
v2 m
，绳子在竖直方向的分力为：
r
F
Fcos
mgcos
m
v2 r
cos
，由于速度越来越大，角度
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
A．和 m1 一起沿斜面下滑
B．和 m1 一起沿斜面上滑
C．相对于 m1 下滑 D．相对于 m1 上滑
【答案】C
【解析】
假设 m1 和 m2 之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度
a
m3 g
m1
m2 gsin30
310 1 210
1 2
2.5m /
s2 ．隔离对
m2 分析，根
m1 m2 m3
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
A． I1 增大，I2 不变，U 增大 B． I1 减小，I2 增大，U 减小 C． I1 增大，I2 减小，U 增大 D． I1 减小，I2 不变，U 减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 R2 的滑动触点向 b 端移动时，R2 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，R3 电压增大，R1、R2 并联电压减小，通过 R1 的电流 I1 减小，即 A1 示数减小，而总电流 I 增大，则流过 R2 的电流 I2 增大，即 A2 示数增大．故 A、C、D 错误，B 正确．
具有最大速度，由 A 分析知 F合 2mgsin30 F 0 ，可得弹簧弹力 F′=mg，所以共同下
滑的距离 x
F F
mg
1 2
mg
mg
，AB
具有最大速度，故
C
正确；
k
k
2k
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．
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 aM 0 ， a 为小球在竖直方向的加速度，根据牛顿第二定律可知：
M m g FN M·aM ma ，则有： FN M m g ma ，故 FN 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
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．a、b 两物体的质量分别为 m1、m2，由轻质弹簧相连。当用大小为 F 的恒力沿水平方向 拉着 a，使 a、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x1;当用恒力 F 竖 直向上拉着 a，使 a、b 一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x2 ；当用恒力 F 倾斜 向上向上拉着 a，使 a、b 一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x3，如 图所示。则（ ）
A．若 m M ，则有 F1 F2
B．若 m M ，则有 N1 N2
C．若 m M ，则有 F1 F2
D．若 m M ，则有 N1 N2
【答案】ACD 【解析】
【分析】
根据整体先求解整体的加速度表达式；然后隔离两物体列式分别求解 F 和 N 的表达式进行 比较即可. 【详解】
由整体法可知，甲图中整体的加速度：
7．在如图所示电路中，R1、R2 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 V1，V2，V3 示数变化量的绝对值分别为 ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表 A 示数变化量的绝对值为 ΔI，则( )
A．V1 示数减小， V2 和 V3 示数增大 B．带电粒子将向上运动 C．ΔU3＞ΔU1
解答此题注意应用整体与隔离法，一般在用隔离法时优先从受力最少的物体开始分析，如
果不能得出答案再分析其他物体．
3．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 和 R3 均为定值电阻，R2 为滑 动变阻器．当 R2 的滑动触点在 a 端时合上开关 S，此时三个电表 A1、A2 和 V 的示数分别为 I1、I2 和 U．现将 R2 的滑动触点向 b 端移动，则三个电表示数的变化情况是
a1
F1 M
m
，乙图中整体的加速度：
a2
F2 M
m
；对甲图，隔离
M，则
N1 sin
Ma1 ，隔离
m：
N1
cos
mg
，解得
a1
m M
g tan
； F1 (M
m)a1
m M
(M
m)g
tan
；
N1
mg cos
；对乙图中的 m，a2 ，解得：
N2
mg cos
；
F2 (M m)a2 (M m)g tan ；则若 m=M，则有 F1=F2；若 m<M，则有 F1<F2，选
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
对 A 有：
2mg=2ma
联立解得 FN=0，故 D 正确；
mg-FN=ma
6．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( )
D．此过程中 U 2 保持不变
I 【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 V1 示数 U1 增大．内电压增大，路端电压 U 减小，而路 端电压U U1 U3 ，可知，V3 示数 U3 减小．R2 两端电压增大，所以 V2 示数减小，故 A
A．x1= x2= x3 B．x1 >x3= x2 C．若 m1>m2，则 x1>x3= x2 D．若 m1<m2，则 x1＜x3= x2 【答案】A 【解析】 【详解】 通过整体法求出加速度，再利用隔离法求出弹簧的弹力，从而求出弹簧的伸长量。对右
图，运用整体法，由牛顿第二定律得整体的加速度为：
；对 b 物体有：
项 AC 正确；无论 m 和 M 关系如何，则 N1=N2，选项 D 正确，B 错误；故选 ACD.
9．两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( )
5．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 FN。不计空气阻力，关于 FN 的说法正确的是(重力加速度为 g)( )
根据平衡可知： F mgsin30 1 mg ； 2
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 F合 2mgsin30 F (2m)a ，可得整体的加速度
a
2mg?1 2
1 mg 2
g
，故 A
正确；
2m
4
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
1 23
据牛顿第二定律得，f-m2gsin30°=m2a；解得 f=m2gsin30°+m2a=2.0×（10×0.5+2.5）N=15N；
最大静摩擦力 fm=μm2gcos30°=0.8×2×10× 3 N=8 3 N，可知 f＞fm，知道 m2 随 m1 一起做 2
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．