1、【物理】 物理整体法隔离法解决物理试题专题练习(及答案)一、整体法隔离法解决物理试题1如图所示,水平面O点左侧光滑,O点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点,滑块2、3依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是A粗糙地带与滑块间的动摩擦因数B匀速运动过程中速度大小C第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等D在水平恒力F作用下,10个滑块全
2、部可以进入粗糙地带【答案】B【解析】【详解】A、对整体分析,根据共点力平衡得,F=3mg,解得,故A错误.B、根据动能定理得,解得,故B正确.C、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C错误.D、在水平恒力F作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n块能进入粗焅地带,由动能定理:,解得:n=7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D错误故选B.2如图所示,三个物体质量分别为m1.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg ,已知斜面上表面光滑,斜面倾角30,m1和
3、m2之间的动摩擦因数0.8.不计绳和滑轮的质量和摩擦初始用外力使整个系统静止,当撤掉外力时,m2将(g10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)() A和m1一起沿斜面下滑B和m1一起沿斜面上滑C相对于m1下滑D相对于m1上滑【答案】C【解析】假设m1和m2之间保持相对静止,对整体分析,整体的加速度隔离对m2分析,根据牛顿第二定律得,f-m2gsin30=m2a;解得f=m2gsin30+m2a=2.0(100.5+2.5)N=15N;最大静摩擦力fm=m2gcos30=0.8210N=8N,可知ffm,知道m2随m1一起做加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力,所以假设不正确,m2
4、相对于m1下滑故C正确,ABD错误故选C3最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头,这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板,当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是()A考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左B不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左C考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零D不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零【答案】C【解析】【详解】A考虑空气阻力,
5、当人处如图甲所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力为右,故A错误;B不计空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所受摩擦力向右,故B错误;C当考虑空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据平衡条件,则重力、支持力与空气阻力处于平衡,则脚所受摩擦力可能为零,故C正确;D当不计空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与支持力提供加速度,那么脚所受摩擦力可能为零,故D错误。故选C。【点睛】此题考查根据不同的运动状态来分析脚受到力的情况,掌握物体的平衡条件以及加速度与合外力的关系,注意人水平方向向右运动时空气阻力的方
6、向是水平向左的。4如图所示电路中,L1、L2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()AL1逐渐变暗,L2逐渐变亮BL1逐渐变亮,L2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L1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L2逐渐变亮由知,路端电压减小,又L2两端电压增大,则L1两端电压减小,L1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: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L2看
7、成电源内电路的一部分,光敏电阻R和灯泡L1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5如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r(),电表均视为理想电表。闭合开关S后,调节R的阻值,使电流表A1的示数增大了1,在这一过程中,电流表的A2示数变化量的大小为2,电压表示数的变化量的大小为,则AA2增大,且2 mg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
8、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mg,故A正确.B.当力Fmg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
9、析有:F-=3ma1,对A有:F-2mg=2ma1,解得F=mg,故当拉力Fmg时,B相对A滑动,D错误.胡选:A、B.8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(F2mg)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FN。不计空气阻力,关于FN的说法正确的是(重力加速度为g)()A刚撤去力F时,FNB弹簧弹力大小为F时,FNCA、B的速度最大时,FNmgD弹簧恢复原长时,FN0【答案】BCD【解析】【详解】A.在突然撤去F的瞬间,AB整体的合
10、力向上,大小为F,根据牛顿第二定律,有:F=2ma解得:对物体A受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:FN-mg=ma联立解得:,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:FN-mg=ma联立解得:,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FN=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-FN=ma联立解得 FN=0,故D正确;9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
11、摩擦因数为,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】AC【解析】【详解】A.A受到的最大合外力为Mg,则A的最大加速度:a=Mg/M=g故A正确;B. 当A的加速度恰好为g时,A、B发生相对滑动,以A、B、C系统为研究对象,由牛顿第二定律得:mg=(M+M+m)g解得:m= ,要使物块A、B之间发生相对滑动,物块C的质量至少为,故B错误;C. 若物块A、B未发生相对滑动,A、B、C三者加速度的大小相等,由牛顿第二定律
12、得:mg=(2M+m)a对A:f=Ma解得:f=,故C正确;D.C要向下做加速运动,C处于失重状态,绳子的拉力:Tmg,轻绳对定滑轮的作用力:N=T 故D错误;10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、和表示,电表示数变化量的大小分别用I、和,下列说法正确的是AI减小,减小、增大,增大B电源功率不变,上功率增加C变大,不变D变大,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 可知路端电压增大,U1测定值电阻的电压,所以U1随着电流的减小而减小,根据 可知U
13、2增大,故A正确.B.电源的功率,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, 所以变大, 可知不变,故C正确D.根据电路知识可知 =R1+R2所以变大根据闭合电路欧姆定律得:U3=E-Ir,则有=r,不变故D正确11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
14、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BC整体:,得,a减小,F1增大对C:,得,a减小,F2增大故B错误对C:F-F2=mCa,得F2=F-mCa,a减小,F2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:F1=mAa,a减小,F1减小对C:F-F2=mCa,a减小,F2增大故C正确 D、若橡皮泥粘在C
15、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。12如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列判断正确的是AV2的示数增大B电源输出功率在增大C与的比值不变D小于【答案】BC【解析】【详解】A理想电压表内阻无穷大,相当于断路,理想电流表内阻为零,相当短路,所以定值电阻R与变阻器串联,电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,内电压增大,路端电压减小,则V2的
16、示数减小,故A错误;B当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,故当滑动变阻器滑片向下滑动时,外电阻越来越接近内阻,故电源的输出功率在增大,故B正确;C与的比值为r,不会改变,故C正确D根据闭合电路欧姆定律得,则得而由于,则得故D错误。【点睛】本题是电路的动态分析问题,关键要搞清电路的结构,明确电表各测量哪部分电路的电压或电流,根据闭合电路欧姆定律进行分析。13有一种游戏,游戏者手持丘乓球拍托球移动,距离大者获胜若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动,球拍与球保持相对靠止且球拍平面和水平面之间的夹角为,如图所示设球拍和球质量分别为M、m,不计球拍和球之间的摩擦,不计空气阻力,则A运动员的加速度大小
17、为gtanB球拍对球的作用力大小为mgC球拍对球的作用力大小为mgcosD运动员对球拍的作用力大小为【答案】AD【解析】A、球和运动员具有相同的加速度,对小球分析如图所示:则小球所受的合力为mgtan,根据牛顿第二定律得:,故A正确B、C、根据平行四边形定则知,球拍对球的作用力,故B、C错误D、对球拍和球整体分析,整体的合力为(M+m)a,根据平行四边形定则知,运动员对球拍的作用力为:,故D正确故选AD【点睛】解决本题的关键知道球、球拍和人具有相同的加速度,结合牛顿第二定律进行求解,掌握整体法、隔离法的运用14在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动
18、变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U现将R2的滑动触点向b端移动,下列说法正确的是A电表A1的示数I1减小B电表A2的示数I2减小C电表V的示数U增大D电阻R3的电功率增大【答案】AD【解析】【分析】本题考查闭合电路中的动态分析问题【详解】将R2的滑动触点向b端移动过程中,电路中总电阻减小,主路电流则会增大,A因主路电流增大,电源内电压增大,R3的电压也会增大,则R1的电压会变小,I1的电流会减小,故A选项正确;B因主路电流增大而I1的电流会减小,则I2的电流会增大,故B选项错误;C电源内压增大,则路端电压会减小即电表V的示数U减小,
19、故C选项错误;D电阻R3的电功率随主路电流的增大而增大,故D选项正确;综上所述,本题正确答案选AD。15电路图中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,电源内阻不可忽略,当滑动变阻器的滑动片向右移动时,电流表、电压表可视为理想电表,关于电流表和电压表示数的变化情况的分析,正确的是( )A电流表和电压表读数均增大B电流表和电压表读数均减小C电压表V1的示数变化量小于电压表V2的示数变化量D电流表读数变小,电压表V2读数变大,V1读数减小【答案】CD【解析】试题分析:由电路图可知,滑动变阻器的滑动片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路的总电阻增大,电源的电动势不变,由闭合电路欧姆定律可知,电路总电流I减小,而路端电压,则U增大,电阻的电压减小,则电压表示数减小;并联部分的电压 增大,电压表示数增大;增大,通过的电流增大,因为总电流减小,所以通过电流表的示数变小故AB错误,D正确;电压表的示数与电压表的示数之和等于U,即,因示数增大,示数减小,而U减小,所以电压表的示数增加量小于电压表的示数减小量,故C正确故选CD【点睛】根据滑片的移动方向判断出滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后由串并联电路特点及欧姆定律分析答题
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