高中物理整体法隔离法解决物理试题专项训练100(附答案)及解析

高中物理整体法隔离法解决物理试题专项训练100(附答案)及解析

一、整体法隔离法解决物理试题

1．如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平地面上，质量为M的斜劈B置于斜面A上，质量为m的物块C置于斜劈B上，A、B、C均处于静止状态，重力加速度为g．下列说法错误的是( )

A．BC整体受到的合力为零

B．斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mg

C．斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上

D．物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgcosθ

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A、斜劈B和物块C整体处于平衡状态，则整体受到的合力大小为0，A正确．

B、对B、C组成的整体进行受力分析可知，A对B的作用力与B、C受到的重力大小相等，方向相反．所以A对B的作用力大小为Mg+mg，根据牛顿第三定律可知，斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mg+mg，故B错误．

C、根据B和C的整体平衡可知A对B的静摩擦力沿斜面向上，大小等于两重力的下滑分力，C正确．

D、C受到B对C的摩擦力为mg cosθ，方向垂直斜面A向上，D正确．

本题选错误的故选B．

【点睛】

若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法．对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法．

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．x1= x2= x3 B．x1 >x3= x2

C．若m1>m2，则 x1>x3= x2 D．若m1

【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：

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；则T1=T2=T3，根据胡克定律可知，x1= x2= x3，故A正确，BCD错误。故选A。

【点睛】

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．

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．

θ=?的光滑斜面上，物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与3．如图所示，在倾角37

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，sin370.6

?=．某时刻将细线剪断，则在细线剪

?=，cos370.8

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：sin 370.6F 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2sin372mg T ma ?-= 解得0.4T mg =．

故C 正确，ABD 错误．故选C ．

4．如图所示，质量为M 的板置于水平地面，其上放置一质量为m 的物体，物体与板，板与地面间的滑动摩檫系数分别为μ、2μ。当作用在板上的水平拉力为F 时能将板从物体下拉出，则F 的取值范围为（ ）

A ．F >mg μ

B ．F >()m M g μ+

C ．F >2()m M g μ+

D ．F >3()m M g μ+ 【答案】D 【解析】 【详解】

当M 和m 发生相对滑动时，才有可能将M 从m 下抽出，此时对应的临界状态为：M 与m 间的摩擦力为最大静摩擦力m f ，且m 运动的加速度为二者共同运动的最大加速度m a ，对m 有：m m f mg a g m m

μμ=

==，设此时作用与板的力为F '，以M 、m 整体为研究对象，有：()()2m F M m g M m a μ'-+=+，解得()3F M m g μ'=+，当F F '>时，才能将M 抽出，即()3F M m g μ>+，故D 正确，ABC 错误。

5．如图所示，三物体A 、B 、C 均静止，轻绳两端分别与A 、C 两物体相连接且伸直，m A =3kg ，m B =2kg ，m C =1kg ，物体A 、B 、C 间的动摩擦因数均为μ=0.1，地面光滑，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。现用15N 的力作用在B 物体上，则下列说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g =10m/s 2）（ ）

A ．物体

B 将从A 、

C 中抽出，A 、C 可能会静止不动 B ．物体B 与A 一起向左加速运动，C 向右加速运动 C ．物体B 与C 一起向左加速运动，A 向右加速运动

D ．A 、C 加速度大小均为0.5m/s 2 【答案】D 【解析】 【详解】

B 、

C 间的最大静摩擦力

()BC A B 5N f m m g μ=+=

A 、

B 间的最大静摩擦力

AB A 3N f m g μ==

若要用力将B 物体从A 、C 间拉出，拉力最小时，B 、C 之间的摩擦力刚好达到最大，此时物体A 已经向右以加速度a 加速运动，B 、C 以加速度a 向左加速运动，设绳子上拉力为T ，以A 为研究对象，根据牛顿第二定律可得

T -f AB =m A a

以C 为研究对象有

f BC -T =m C a

解得a =0.5m/s 2，以B 为研究对象，根据牛顿第二定律可得

F -（f BC +f AB ）=m B a

解得F =9N ，由题知F =15N >9N ，所以可以将B 物体从A 、C 中间抽出；即用15N 的力作用在B 物体上，物体A 向右以加速度a =0.5m/s 2加速运动，C 以加速度a =0.5m/s 2向左加速运动。

A.物体B 将从A 、C 中抽出，A 、C 可能会静止不动，与分析不一致，故A 错误；

B.物体B 与A 一起向左加速运动，C 向右加速运动，与分析不一致，故B 错误；

C.物体B 与C 一起向左加速运动，A 向右加速运动，与分析不一致，故C 错误；

D.A 、C 加速度大小均为0.5m/s 2，与分析相一致，故D 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．如图所示的电路中，电源内阻为r，闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中（）

A ．U 先变大后变小

B ．I 先变小后变大

C ．U 与I 的比值先变大后变小

D ．U 的变化量的大小与I 的变化量的大小的比值等于r 【答案】ABC 【解析】

由图可知，滑动变阻器上下两部分并联，当滑片在中间位置时总电阻最大，则在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中，滑动变阻器R 1的电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大，则可知路端电压先变大后变小；故AB 正确；U 与I 的比值就是接入电路的R 1的电阻与R 2的电阻的和，所以U 与I 比值先变大后变小，故C 正确；电压表示数等于电源的路端电压，电流表的示数比流过电源的电流小，由于

U

r I 总

?=?，因为I I 总?≠? 即U r I ?≠?，所以U 变化量与I 变化量比值不等于r ，故D 错误；综上分析，ABC 正确．

9．如图所示的电路中，闭合开关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 、1U 、2U 和3U 表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、Δ1U 、Δ2U 和Δ3U ，下列说法正确的是

A ．I 减小，1U 减小、2U 增大，3U 增大

B ．电源功率不变，1R 上功率增加

C ．2

U I 变大，2U I

??不变 D ．

3U I 变大，3

U I ??不变 【答案】ACD 【解析】 【详解】

A. 当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，外电路电阻增大，电流减小，根据

U E Ir =- 可知路端电压3U 增大，U 1测定值电阻的电压，所以U 1随着电流的减小而减

小，根据321U U U =+ 可知U 2增大，故A 正确.

B.电源的功率P EI =，随着回路中电流变小，则电源功率也在变小，故B 错误；

C. 根据电路知识可知, 22U R I =所以2U

I 变大，()21U E I R r =-+ 可知

21U R r I

?=+?不变，故C 正确 D.根据电路知识可知

3U I =R 1+R 2所以3U

I

变大．根据闭合电路欧姆定律得：U 3=E-Ir ，则有3

U I ??=r ，不变．故D 正确．

10．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 。

11．倾角为θ的斜面体M 静止放在粗糙水平地面上，其斜面也是粗糙的．已知质量为m

的物块恰可沿其斜面匀速下滑．今对下滑的物块m 施加一个向右的水平拉力F ，物块仍沿斜面向下运动，斜面体M 始终保持静止．则此时（ ）

A ．物块m 下滑的加速度等于F cosθ/m

B ．物块m 下滑的加速度大于F cosθ/m

C ．水平面对斜面体M 的静摩擦力方向水平向左

D ．水平面对斜面体M 的静摩擦力大小为零 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．对物体B 受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，如图

根据平衡条件，有mg sin θ=f ，mg cosθ=N ；其中 f=μN ；解得：

μ=tanθ

当加上推力后，将推力按照作用效果正交分解，如图

根据牛顿第二定律，有

mg sinθ+F cosθ-μ(mg cosθ-F sinθ) =ma ，

解得

cos sin cos F F F a m m

θμθθ

+=

>

选项A 错误，B 正确；

CD ．无拉力时，对斜面受力分析，受到重力Mg ，压力、滑块的摩擦力和地面的支持力，其中压力和摩擦力的合力竖直向下，如图

当有拉力后，压力和摩擦力都成比例的减小，但其合力依然向下，故地面与斜面体间无摩擦力，故CD 错误； 故选BD ． 【点睛】

本题关键是先对物体B 受力分析，得到动摩擦因数μ=tanθ，然后得到物体B 对斜面题的摩擦力和压力的合力一定竖直向下．

12．如图所示，一质量为M 的斜面体静止在水平地面上，物体A 、B 叠放在斜面体上，物体B 受沿斜面向上的力F 作用沿斜面匀速上滑，A 、B 之间的动摩擦因数为μ，μ

A ．A 、

B 保持相对静止

B ．地面对斜面体的摩擦力等于()mg sin cos cos Fcos θμθθθ－＋

C ．地面受到的压力等于(M ＋2m)g

D ．B 与斜面间的动摩擦因数为2F mgsin mgcos mgcos θμθ

θ

--

【答案】BD 【解析】

A 、对A 分析，因为μμmg cos θ，所以A 、

B 不能保持相对静止，故A 错误．

B 、以A 为研究对象，A 受到重力、支持力和B 对A 的摩擦力，如图甲所示．

N ＝mg cos θ， mg sin θ－μN ＝ma ，

由于μ0. 将B 和斜面体视为整体，受力分析如图乙所示．

可知地面对斜面体的摩擦力等于mg (sin θ－μcos θ)cos θ＋F cos θ；故B 正确； C 、以三者整体为研究对象：A 有沿斜面向下的加速度，故地面受到的压力不等于(M ＋2m )g ， C 错误．

D 、B 与斜面体间的正压力N ′＝2mg cos θ，对B 分析，根据共点力平衡有F ＝mg sin θ＋μmg cos θ＋f ′，则B 与斜面间的动摩擦因数

-2f F mgsin mgcos N mgcos θμθμθ

-='=

，故D 正确． 故选BD

13．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R 2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R 1两端的电压减小，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 =I 2R 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R 1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R 2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．

14．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 m

-

+

F，负号表示方向水平向左，C正确，B错误

15．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，图中电表为理想电表．在滑动变阻器滑动触头P自a 端向b端滑动的过程中（）

A．电压表示数变大B．电容器C所带电荷量减少

C．电流表示数变小D．a点的电势降低

【答案】ABD

【解析】

【分析】

考查含容电路的动态分析。 【详解】

A ．在滑动变阻器滑动触头P 自a 端向b 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，则电压表示数增大，A 正确；

B ．电阻R 2两端电压：()21U E I R r =-+，I 增大，则U 2减小，电容器板间电压减小，带电量减小，B 正确；

C ．通过R 2的电流I 2减小，通过电流表的电流A 2I I I =-，I 增大，I 2减小，则I A 增大，即电流表示数变大，C 错误；

D ．外电路顺着电流方向电势降低，可知a 的电势大于0，a 点电势等于R 2两端电压，U 2减小，则a 点电势降低，D 正确。 故选ABD 。