高中物理试卷分类汇编物理整体法隔离法解决物理试题(及答案)

高中物理试卷分类汇编物理整体法隔离法解决物理试题(及答案)

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mgcosθ，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．如图所示，R0为热敏电阻(温度降低，其电阻增大)，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，平行板电容器中央有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关S闭合．下列各项单独操作时可使带电液滴向上运动的是( )

A．滑动变阻器R的滑动触头P向上移动

B．将热敏电阻R0的温度降低

C．开关S断开

D．电容器的上极板向上移动

【答案】C

【解析】

【详解】

A.当滑动变阻器的滑动触头P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电流增大，内电压及R0两端的电压增大，则路端电压和滑动变阻器两端的电压都减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差不变，故A项不合题意；

B.当热敏电阻温度降低时，其阻值增大，则由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，液滴仍然静止，故B项不合题意；

C.开关S断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两端电压增大，则液滴向上运动，故C项符合题意；

D.若使电容器的上极板向上移动，即d增大，则电容器电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，由于QUC，4SCkd，UEd，所以4kQES，由于极板上的电荷量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以场强E不变，液滴仍然静止，故D项不合题意．

3．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F1、F2，下列说法正确的是( )

A．F1、F2都逐渐增大

B．F1、F2都逐渐减小

C．F1逐渐减小，F2逐渐增大

D．F1、F2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：

F2的竖直分力与重力相平衡，所以F2不变；

F1与F2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F1不断减小，F1、F2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．

4．如图A、B、C为三个完全相同的物体，当水平力F作用于A上，三物体一起向右匀速运动；某时撤去力F后，三物体仍一起向右运动，设此时A、B间摩擦力为f，B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是

①f=0 ②f≠0 ③FN=0 ④FN≠0

A．②③ B．①④ C．①③ D．②④

【答案】A

【解析】

【详解】

开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动，可知地面对B、C总的摩擦力f´=F，B受地面的摩擦力为F，C受地面的摩擦力为F；撤去F后，B、C受地面的摩擦力不变，由牛顿第二定律可知，aB==，aC==，B、C以相同的加速度向右做匀减速运动，B、C间作用力FN=0，故③正确。

分析A、B，撤去F后，整个过程三物体无相对滑动，则A与B加速度相同，B对A有向左的摩擦力f=maB=，故②正确。

故选：A

5．如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是

A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过μmg

B．当力F＝μmg时，A、B间的摩擦力为

C．无论力F为何值，B的加速度不会超过μg

D．当力F> μmg时，B相对A滑动

【答案】AB

【解析】

【详解】

A.A与B间的最大静摩擦力大小为：mg,C与B间的最大静摩擦力大小为：，B与地面间的最大静摩擦力大小为：（2m+m+m）=；要使A，B，C都始终相对静止，三者一起向右加速，对整体有：F-=4ma，假设C恰好与B相对不滑动，对C有：=ma，联立解得：a=，F=mg；设此时A与B间的摩擦力为f，对A有：F-f=2ma，解得f=mgmg，表明C达到临界时A还没有，故要使三者始终保持相对静止，则力F不能超过μmg，故A正确.

B.当力F＝μmg时，由整体表达式F-=4ma可得：a=g，代入A的表达式可得：f=mg,故B正确.

C.当F较大时，A,C都会相对B滑动，B的加速度就得到最大，对B有：2--=maB，解得aB=g，故C错误.

D.当A恰好相对B滑动时，C早已相对B滑动，对A、B整体分析有:F--=3ma1，对A有：F-2μmg=2ma1，解得F=μmg，故当拉力F>μmg时，B相对A滑动，D错误.胡选：A、B.

6．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

D．此过程中2IU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13UUU，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；

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()UEIRRr

得

212URRrI

保持不变，故D正确．

故选BCD．

7．两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( )

A．等于零 B．方向沿斜面向上

C．大小等于1cosMg D．大小等于2cosmg

【答案】BC

【解析】

【详解】

以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，整体的加速度为：

11()sin()cos(sincos)MmgMmgagMm

设A对B的摩擦力方向向下，大小为f，则有：

sinmgfma

解得：

1sincosfmamgmg

负号表示摩擦力方向沿斜面向上

则A受到B的摩擦力向下，大小ff，斜面的滑动摩擦力向上，A受到的总的摩擦力为：

11()coscosAffMmgMg；

AB．计算出的A受的总的摩擦力为负值，表示方向沿斜面向上；故A项错误，B项正确.

CD．计算得出A受到总的摩擦力大小为1cosMg；故C项正确，D项错误.

8．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-ma ①；

取AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：T=2Ma ②；

取B为研究对象，根据牛顿第二定律可得：f=Ma ③；

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amax=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.

9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表V1、V2、V3为理想电压表，R1、R3为定值电阻，R2为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小)，C为电容器，闭合开关S，电容器C中的微粒A恰好静止．当室温从25 ℃升高到35 ℃的过程中，流过电源的电流变化量是ΔI，三只电压表的示数变化量是ΔU1、ΔU2和ΔU3.则在此过程中( )

A．V1示数减小