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1、高考物理整体法隔离法解决物理试题专项训练及答案及解析 一、整体法隔离法解决物理试题 1两倾斜的平行杆上分别套着a、b 两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如 图所示。当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a 的悬线与杆垂直，b 的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是 Aa 环与杆有摩擦力 Bd 球处于失重状态 C杆对 a、b 环的弹力大小相等 D细线对c、 d 球的弹力大小可能相等 【答案】 C 【解析】 【详解】 对 c球单独进行受力分析，受力分析图如下，c 球受重力和绳的拉力F，物体沿杆滑动，因 此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零，由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力
2、1=mg sin a=ma a=ginaF，因 a和 c 球相对静止，因此c球的加速度也为gsina，将 a和 c 球以及绳看成一个整体，在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina，因此 a球和杆的 摩擦力为零，故A 错误； 对球 d 单独进行受力分离，只受重力和竖直方向的拉力，因此球d的加速度为零，因为b 和 d 相对静止，因此b 的加速度也为零，故d 球处于平衡状态，加速度为零，不是失重状 态，故 B错；细线对c球的拉力cos c Tmga，对 d球的拉力 d Tmg，因此不相等，故 D 错误；对a和 c 整体受力分析有cos naac Fmmga，对 b 和 d 整体受力分析 cos
3、nbbd Fmmga，因 a 和 b 一样的环， b 和 d 一样的球，因此受力相等，故 C 正 确。 2如图所示， A、 B 两滑块的质量分别为4 kg 和 2 kg，用一轻绳将两滑块相连后分别置于 两等高的光滑水平桌面上，并用手按着两滑块固定不动。现将一轻质动滑轮置于轻绳上， 然后将一质量为4 kg 的钩码 C挂于动滑轮上。现先后按以下两种方式操作：第一种方式只 释放 A 而 B 按着不动；第二种方式只释放B 而 A 按着不动。则C 在以上两种释放方式中获 得的加速度之比为 A1:1 B2:1 C3:2 D3:5 【答案】 D 【解析】 【详解】 固定滑块 B 不动，释放滑块A，设滑块 A
4、 的加速度为aA，钩码 C的加速度为aC，根据动滑 轮的特征可知，在相同的时间内，滑块A 运动的位移是钩码C的 2 倍，所以滑块A、钩码 C之间的加速度之比为aA: aC=2:1。此时设轻绳之间的张力为T，对于滑块A，由牛顿第二 定律可知： T=mAaA，对于钩码 C由牛顿第二定律可得：mCg 2T=mCaC，联立解得 T=16 N， aC=2 m/s 2，aA=4 m/s2。若只释放滑块 B，设滑块 B 的加速度为aB，钩码 C的加速度为 C a， 根据动滑轮的特征可知，在相同的时间内，滑块B 运动的位移是钩码的2 倍，所以滑块 B、钩码之间的加速度之比也为:2:1BCaa ，此时设轻绳之间
5、的张力为 2 3 CHCS SDDH ，对 于滑块 B，由牛顿第二定律可知： 2 3 CHCS SDDH =mBaB，对于钩码C由牛顿第二定律可得： 2 CCC m gTm a，联立解得 40 N 3 T， 2 20 m/s 3 B a ， 2 10 m/s 3 C a 。则 C 在以上 两种释放方式中获得的加速度之比为:3: 5 CC aa，故选项 D 正确。 3如图所示，一个物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明出此时斜面不受地面的 摩擦力作用，若沿斜面方向用力F 向下推此物体，使物体加速下滑，斜面依然保持静止， 则斜面受地面的摩擦力是( ) A大小为零B方向水平向右 C方向水平向左D
6、无法判断大小和方向 【答案】 A 【解析】 【详解】 对斜面体进行受力分析如下图所示： 开始做匀速下滑知压力与摩擦力在水平方向上的分力相等，当用力向下推此物体，使物体 加速下滑，虽然压力和摩擦力发生了变化，但摩擦力f 始终等于 N F。知两力在水平方向 上的分力始终相等，所以斜面受地面的摩擦力仍然为零。 A斜面受地面的摩擦力大小为零，与分析结果相符，故A 正确； B斜面受地面的摩擦力方向水平向右，与分析结果不符，故B错误； C斜面受地面的摩擦力方向水平向左，与分析结果不符，故C错误； D综上分析，可知D 错误。 4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
7、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
8、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 5如图所示，在光滑水平面上有一质量为M 的斜壁，其斜面倾角为 ，一质量为m 的物 体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m 与斜劈间无相对滑动，则斜劈 对物块 m 的弹力大小为（） mgcos cos mg cos mF Mm sin mF Mm A B C D 【答案】 D 【解析】两者一起向左匀加速运动，对物体进行受力分析，如图所示： 则根据牛顿第二定律及平衡条件可得： cos N Fmg sin N Fma 解得： cos N mg F 将两物体看做一个整体， FMm a si
9、n N Fma 所以解得 sin mF Mm ， 综上所述本题正确答案为 D。 6如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M 的物体 A、B(B物体与弹簧连接，A、B两物体均可视为质点 )，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 一 t 图象如图乙所示（重力加速度为g），则 A施加外力前，弹簧的形变量为 2Mg k B外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为M(g+a) CA、B在 tl时刻分离，此时弹簧弹力筹于物体B的重力 D上升过程中，物体B 速度最大， A、B
10、两者的距离为 2 2 1 2 Mg at k 【答案】 AD 【解析】 【详解】 A、施加外力F前，物体 AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mgkx，解得： 2Mg x k ，故选项 A 正确； B、施加外力F的瞬间，对 B 物体，根据牛顿第二定律，有： AB FMgFMa 弹，其 中：2FMg 弹 ，解得：() AB FM ga，故选项 B 错误； C、物体 A、B 在 t1时刻分离，此时A、B 具有共同的v 与 a 且 FAB=0；对 B有： FMgMa 弹，解得： ()FM ga 弹，故选项 C 错误； D、当物体B 的加速度为零时，此时速度最大，则Mgkx，解得： Mg x k ，故
11、B 上升 的高度 Mg hxx k ，此时 A 物体上升的高度： 2 2 1 2 hat，故此时两者间的距离为 2 2 1 2 Mg hat k ，故选项D 正确； 说法正确的是选选项AD。 7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（ ） AU 先变大后变小 BI 先变小后变大 CU 与 I 的比值先变大后变小 DU 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 R1的滑片 P由 a
12、端滑到 b 端的过程中，滑动变阻器 R1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R1的电阻与 R2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II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 8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
13、，V3示数变化量的绝对值分别为 U1、U2、U3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为I ，则( ) AV1示数减小 ， V2和 V3示数增大 B带电粒子将向上运动 CU3U1 D此过程中 2 I U 保持不变 【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 13 UUU ，可知， V3示数 U3减小 R2两端电压增大，所以V2示数减小，故A 错误； BR2两端电压增大，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
14、此带电粒子将向上运动，故B 正确； C因为13UUU，U3减小， U1增大，而U 减小，所以31UU故 C 正确； D根据闭合电路欧姆定律知： 212 ()UEI RRr 得 2 12 U RRr I 保持不变，故D 正确 故选 BCD 9如图所示的电路中,电源电动势为E, 内阻为 r,R1、R2、R3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
15、】 液滴原来处于平衡状态，重力和静电力平衡，电路为R2与 R3串联，再与灯泡L 并联 ，干路 上有 R1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 Rr 外 ， 则总电流变小，C、D、由 1 () C UEI Rr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 1 23 () A EI Rr I RR 可知电流表示数增 大，由 2VA UIR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
16、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 10 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 AA、B 两物体没有发生相对滑动 BC物体的加速度大小是3.2m/s CB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=mAa=2 NmAg=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：mCg-T=mCaBC；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
