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

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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+mgC.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= x2C.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: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0.6gC.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 μB .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 mμμ===,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==<f BC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 mgF 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Ur 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 .2U I 变大,2U I∆∆不变 D .3U I 变大,3U 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2UI 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3UI变大.根据闭合电路欧姆定律得:U 3=E-Ir ,则有3U 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 。