高中物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题

高中物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题

一、整体法隔离法解决物理试题

1．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．

2．如图所示，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时可能正确的是

A．绳的张力减小，斜面对b的支持力不变

B．绳的张力增加，斜面对b的支持力减小

C．绳的张力减小，地面对a的支持力不变

D．绳的张力增加，地面对a的支持力减小

【答案】C

【解析】

【详解】

在光滑段运动时，物块a及物块b均处于平衡状态，对a、b整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡；

对b受力分析，如图，受重力、支持力、绳子的拉力，

根据共点力平衡条件，有F cosθ-F N sinθ=0 ①；

F sinθ+F N cosθ-mg=0 ②；

由①②两式解得：F=mg sinθ，F N=mg cosθ；

当它们刚运行至轨道的粗糙段时，减速滑行，系统有水平向右的加速度，此时有两种可能；

①物块a、b仍相对静止，竖直方向加速度为零，由牛顿第二定律得到：

F sinθ+F N cosθ-mg=0 ③；

F N sinθ-F cosθ=ma④；

由③④两式解得：F=mgsinθ-ma cosθ，F N=mg cosθ+ma sinθ；

即绳的张力F将减小，而a对b的支持力变大；

再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，重力和支持力二力平衡，故地面对a支持力不变.

②物块b相对于a向上滑动，绳的张力显然减小为零，物体具有向上的分加速度，是超重，支持力的竖直分力大于重力，因此a对b的支持力增大，斜面体和滑块整体具有向上的加速度，也是超重，故地面对a的支持力也增大.

综合上述讨论，结论应该为：绳子拉力一定减小；地面对a的支持力可能增加或不变；a 对b的支持力一定增加；故A，B，D错误，C正确.

故选C.

3．如图所示电路中，L 1、L 2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R 为光敏电阻（光照越强，阻值越小）．闭合电键S 后，随着光照强度逐渐增强（ ）

A ．L 1逐渐变暗，L 2逐渐变亮

B ．L 1逐渐变亮，L 2逐渐变暗

C ．电源内电路消耗的功率逐渐减小

D ．光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率逐渐增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．光照强度逐渐增强，光敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，电路中总电流增大，则L 2逐渐变亮．由U E Ir =-知，路端电压减小，又L 2两端电压增大，则L 1两端电压减小，L 1逐渐变暗，故A 正确B 错误；

C ．电路中总电流增大，电源内电路消耗的功率：

2r P I r =

电路中的总电流增大，故电源内电路消耗的功率增大，故C 错误；

D ．将L 2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，外电阻减小，等效电源的内、外电阻差增大，等效电源输出功率减小，故D 项错误． 【点睛】

电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大．

4．如图甲所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为m 的物体A 、B （物体B 与弹簧栓接），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F 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 ﹣t 图象如图乙所示（重力加速度为g ），则（ ）

A ．施加外力的瞬间，F 的大小为2m （g ﹣a ）

B．A、B在t1时刻分离，此时弹簧的弹力大小m（g+a）

C．弹簧弹力等于0时，物体B的速度达到最大值

D．B与弹簧组成的系统的机械能先增大，后保持不变

【答案】B

【解析】

【详解】

A．施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：

2mg=kx；

施加外力F的瞬间，对整体，根据牛顿第二定律，有：

22

+-

＝

F F mg ma

弹

其中：

F弹=2mg

解得：

F=2ma

故A错误。

B．物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的速度与加速度，且F AB=0；

对B：

F弹′-mg=ma

解得：

F弹′=m（g+a）

故B正确。

C ．B受重力、弹力及压力的作用；当合力为零时，速度最大，而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间，速度不是最大值；故C错误；

D．B与弹簧开始时受到了A的压力做负功，故开始时机械能减小；故D错误；

5．如图，斜面体a放置在水平地面上。一根跨过光滑定滑轮的轻绳，左侧平行斜面与斜面上的物块b相连，另一端与小球c相连，整个系统处于静止状态。现对c施加一水平力F，使小球缓慢上升一小段距离，整个过程中a、b保持静止状态。则该过程中（）

A．轻绳的拉力一定不变

B．a、b间的摩擦力一定增大

C．地面对a的摩擦力可能不变

D．地面对a的弹力一定减小

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．对小球ｃ受力分析，如图所示：

三个力构成动态平衡，由图解法可知，绳的拉力T F 逐渐增大，水平力F 逐渐增大，故A 错误；

B ．对b 物体分析，由于不知变化前b 所受摩擦力方向，故绳的拉力增大时，b 物体的滑动趋势无法确定，则a 、b 间的摩擦力可能增大或减小，故B 错误； CD ．以a 、b 为整体分析，如图所示：

由平衡条件可得：

cos T f F θ=地 sin T a b N F G G θ+=+地

因绳的拉力T F 变大，可知a 与地间的摩擦力一定增大，地面对a 的弹力一定减小，故C 错误，D 正确； 故选D 。

6．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．

7．如图所示，质量为m的物体放在斜面体上，在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，物体始终与斜面体保持相对静止，则斜面体对物体的摩擦力Ff和支持力FN分别为（重力加速度为g）( )

A．Ff＝m（gsinθ＋acosθ） FN＝m（gcosθ－asinθ）

B．Ff＝m（gsinθ＋acosθ） FN=m（gcosθ－acosθ）

C．Ff＝m（acosθ－gsinθ） FN=m（gcosθ＋asinθ）

D．Ff＝m（acosθ－gsinθ） FN＝m（gcosθ－acosθ）

【答案】A

【解析】对物体受力分析，受重力、支持力、摩擦力（沿斜面向上），向右匀加速，故合力大小为ma，方向水平向右；

采用正交分解法，在平行斜面方向，有：F f-mg sinθ=ma cosθ，在垂直斜面方向，有：

mg cosθ-F N=ma sinθ，联立解得：F f=m(g sin θ+a cosθ)，F N=m(g cosθ-a sinθ)；故A正确，B,C,D 错误；故选A.

【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，抓住物体与斜面的加速度相等，结合牛顿第二定律进行求解．

8．如图，质量均为m的A、B两个小物体置于倾角为30°的斜面上，它们相互接触但不粘

连．其中B与斜面同动摩擦因数为

3

6

μ=，A为光滑物体，同时由静止释放两个物体，

重力加速度为g.则下列说法正确的是( )

A ．两个物体在下滑过程中会分开

B ．两个物体会一起向下运动，加速度为2g

C ．两个物体会一起向下运动．加速度为

38

g D ．两个物体会一起向下运动，它们之间的相互作用力为1

2

mg 【答案】C 【解析】 对A 受力分析，

由牛顿第二定律得sin A BA A A m g N m a θ-= 对B 受力分析，

由牛顿第二定律得sin cos B BA B B B m g N m g m a θμθ+-=，且有A B a a = 联立解得11cos 28BA N umg mg θ==，3

8

A B a a g ==，故B 正确，ACD 错误； 故选B ．

【点睛】两物体刚好分离的条件是两物体之间作用力为0，=a a 后前．

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．在如图所示的电路中，电源电动势E 和内电阻r 为定值，R 1为滑动变阻器，R 2和R 3为定值电阻．当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，伏特表V 1和V 2的示数的增量分别为ΔU 1和ΔU 2，对ΔU 1和ΔU 2有

A ．12U U ?>?

B ．12U U ?=?

C ．120,0U U ?>?<

D ．210,0U U ?>?<

【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

根据闭合电路欧姆定律可知：

()13U I r R ?=?+

23U IR ?=?

结合公式可知1U ?>2U ?，故A 对；B 错

当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V 2增大，由于路端电压减小，所以电压表V 1变小，则知ΔU 2>0，ΔU 1 <0，故C 错；D 对 故选AD

11．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．

12．如图,有质量均为m 的三个小球A 、B 、C ，A 与B 、C 间通过轻绳相连，绳长均为L ，B 、C 在水平光滑横杆上，中间用一根轻弹簧连接，弹簧处于原长。现将A 球由静止释放，直至运动到最低点，两轻绳的夹角由120°变为60°，整个装置始终处于同一个竖直平面内，忽略空气阻力，重力加速度为g ，则下列说法正确的是

A ．A 在最低点时,

B 对水平横杆的压力等于mg/2 B ．弹簧的最大弹性势能为

31

2

mgL C ．在A 下降的过程中，轻绳对B 做功的功率先增大后减小 D ．在A 下降的过程中轻绳对B 31

- 【答案】BCD 【解析】 【详解】

A 、若小球A 在最低点静止，设水平横杆对小球

B 、

C 的支持力都为F ，此时整体在竖直方

向受力平衡，可得23F mg =，所以3

2F mg =；A 球由静止释放直至运动到最低点的过

程，A 先加速下降后减速下降，先失重后超重，所以小球A 在最低点时，小球B 受到水平横杆的支持力大于

3

2

mg ，故选项A 错误； B 、小球A 在最低点时，弹簧的弹性势能最大，对整体根据能量守恒则有弹簧的最大弹性

势能等于小球A 的重力势能减小，即max 31

(sin 60sin 30)2

P E mg L L mgL -=?-?=，故选项B 正确；

C 、在A 下降的过程中，小球B 先加速后加速，小球A 球释放时轻绳对B 做功的功率为零，小球A 在最低点时轻绳对B 做功的功率为零，所以轻绳对B 做功的功率先增大后减小，故选项C 正确；

D 、在A 下降的过程中，对小球A 根据动能定律可得

(sin 60sin 30)20F mg L L W ?-?-=，解得每根轻绳对A 做功为31F W mgL -=，所以

轻绳对B 做功为

31

4

mgL -，故选项D 正确；

13．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)，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 ．电压表的示数变大

B ．小灯泡变暗

C ．通过R 2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R 3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，R 1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，R 1和R 2的电压之和等于路端电压，所以R 2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

14．如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R 1、R 2、R 3为定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,C 为平行板电容器,在两板之间的带电液滴恰好处于静止状态.由于某种原因灯泡L 的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )

A ．电流表示数变大

B ．电压表示数变大

C ．液滴将向上运动

D ．液滴仍保持静止 【答案】ABC 【解析】 【详解】

液滴原来处于平衡状态，重力和静电力平衡，电路为R 2与R 3串联，再与灯泡L 并联，干路上有R 1和内阻r .灯泡L 的灯丝突然烧断,相当于其电阻变大，总电阻变大，据+

E

I R r

=

外，则总电流变小，C 、D 、由1()C U E I R r =-+得电容器的电压增大，故液滴受到的电场力增大，液滴向上运动，C 正确、D 错误．A 、B 、由123

()

A E I R r I R R -+=

+可知电流表示数增

大，由2V A U I R =?知电压表的示数变大，A 正确，B 正确.故选ABC. 【点睛】

本题是电路动态分析问题，关键是理清电路，根据路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到各个部分电路电流和电压的变化．注意电源输出功率的大小与内外电阻的大小关系决定．

15．在如图所示电路中，闭合电键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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用△I 、△U 1、△U 2和△U 3表示．下列比值正确的是

A ．△U 1>△U 2 ,△U 2>△U 3

B ．U 1:I 不变,△U 1:△I 不变

C ．U 2:I 变大,△U 2:△I 变大

D ．U 3:I 变大,△U 3:△I 不变 【答案】BD

【解析】A 、当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，接入电路的电阻增大，电路中电流

的减小，根据串联电路的特点可知，R1的电压减小，R2的电压增加．电源的内电压减小，则路端电压增大，因为U1+U2=U3，所以R1的电压减小量小于R2的电压增加量，即有：

|△U1|＜|△U2|，且有|△U2|＞|△U3|．故A错误．B、由于R1是定值电阻，根据欧姆定律得知，保持不变，故B正确．C、，变大．根据闭合电路欧姆定律知：U2=E-I(R1+r)，则得，保持不变，故C错误．D、,变大；根据闭合电路欧姆定律得：U3=E-Ir，保持不变．故D正确．故选BD．

【点睛】本题要注意对于定值电阻，是线性元件，有，而变阻器是非线性元件，r.