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高考物理整体法隔离法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题

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高考物理整体法隔离法解决物理试题常见题型及答题技巧及练习题

一、整体法隔离法解决物理试题

1.如图所示电路中,电源内阻不能忽略.闭合开关S后,调节R的阻值,使电压表示数增大ΔU,在此过程中有( )

A.R2两端电压减小ΔU B.通过R1的电流增大

C.通过R2的电流减小量大于D.路端电压增大量为ΔU 【答案】B 【解析】 【详解】

A.因电压表示数增大,可知并联部分的总电阻增大,则整个电路总电阻增大,总电流减小,R2两端电压减小,电源内阻分担电压减小,路端电压增大,所以R2两端电压减小量小于ΔU,故A项不合题意.

B.电压表示数增大ΔU,R1是定值电阻,根据欧姆定律可知通过R1的电流增大量等于故B项符合题意.

CD. 因R2两端电压减小量小于ΔU,有通过R2的电流减小量小于

;由于R2两端电压减

小,则知路端电压增大量小于ΔU,故C项不合题意,D项不合题意.

2.如图所示,等边直角三角形斜边上竖直挡板挡住质量为m的球置于斜面上,现用一个恒力F拉斜面,使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,重力加速度为g, 以下说法中正确的是

A.竖直挡板对球的弹力为mga B.斜面对球的弹力为2mg

C.加速度越大斜面对球的弹力越大.

D.斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力大于ma

【答案】A 【解析】

A、B、C、对球受力分析如图所示:

由牛顿第二定律得FN1-FN2sinθ=ma,FN2cosθ=mg,45 ,由以上两式可得:

FN1m(ga),FN22mg,即竖直挡板对球的弹力为m(ga),斜面对球的弹力为2mg,且加速度越大斜面对球的弹力不变,故A正确,B、C均错误.D、由牛顿第二定

律可知,斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma.故D错误.故选A. 【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用和受力分析规律的应用,要注意明确加速度沿水平方向,竖直方向上的合力为零,分别对两个方向进行分析求解即可.

3.如图,放置于水平面上的楔形物体,两侧倾角均为30°,左右两表面光滑且足够长,上端固定一光滑滑轮,一根很长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别与左右两侧斜面平行,绳上系着三个物体A、B、C,三物体组成的系统保持静止.A物体质量为m,B物体质量为3m,现突然剪断A物体和B物体之间的绳子,不计空气阻力(重力加速度为g),三物体均可视为质点,则

A.绳剪断瞬间,A物体的加速度为B.绳剪断瞬间,C物体的加速度为

3g 101g 2C.绳剪断瞬间,楔形物体对地面的压力不变 D.绳剪断瞬间,A、C间绳的拉力为2mg 【答案】A 【解析】 【详解】

ABD.设C的质量为m′.绳剪断前,由平衡条件知:

(3m+m)gsin30°=m′gsin30°

m′=4m

绳剪断瞬间,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得:

T-mgsin30°=ma

以C为研究对象,根据牛顿第二定律得:

4mgsin30°-T=4ma

联立解得:

aT即绳剪断瞬间,A、C物体的加速度大小均为确,BD错误.

C.绳剪断前,A、C间绳的拉力为:

3g 104mg 543g,A、C间绳的拉力为mg,故A正

510T′=(3m+m)gsin30°=2mg

绳剪断瞬间,A、C间绳的拉力为

4mg,则AC间绳对定滑轮的压力发生改变,而三个物5体对楔形物体的压力不变,可知,绳剪断瞬间,楔形物体对地面的压力发生变化,故C错误.

4.如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表.现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是( )

U1A.通过电阻R1的电流变化量大小等于

R1B.R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1 C.路端电压的增加量等于ΔU2

U1为一定值 I【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】

D.

A、电压表V1测量路端电压,即R1两端的电压,根据欧姆定律可知,R1的电流变化量大小等于

U1;故A正确.B、C、D、使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,电阻变大,R1总电阻变大,总电流变小,内阻所占电压减小,路端电压增大,所以路端电压增大△U1,并联部分的电压增大△U1,通过R1的电流增大,所以通过滑动变阻器的电流减小,R0上的电压减小,R上的电压增大△U2,所以R0两端的电压的变化量大小等于△U2-△U1,电压表V1测量路端电压,根据欧姆定律可知rC错误.故选ABD. 【点睛】

闭合电路欧姆定律的动态分析类题目,一般可按外电路—内电路—外电路的分析思路进行分析,在分析时应注意结合闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质.

U1U1为定值,所以为定值,故B,D正确,II

5.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R1的滑片P由a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Ur,所以U变化量与I变化量比值不等于r,故Dr,因为II总 即II总错误;综上分析,ABC正确.

6.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、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3,下列说法正确的是

A.I减小,U1减小、U2增大,U3增大 B.电源功率不变,R1上功率增加 C.D.

U2U2变大,不变 IIU3U3变大,不变 II【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U3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U3U2U1 可知U2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, R2变,故C正确 D.根据电路知识可知

U2U所以2变大,U2IIEIR1r 可知

U2R1r不IU3U =R1+R2所以3变大.根据闭合电路欧姆定律得:U3=E-Ir,则有IIU3=r,不变.故D正确. I

7.如图,电源内阻为r,两个定值电阻R1、R2阻值均为R,闭合电键,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3,理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,则

A.A2示数增大

B.V2示数与A1示数的比值不变 C.ΔU3与ΔI1的比值小于2R D.ΔI1小于ΔI2

【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

闭合电键后,电路如图所示.V1、V2、V3分别测量R1、路端电压和R′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,则A1的示数增大,电源的内电压Ir增大,则V2示数减小,R1的电压增大,V3的示数减小,则通过R2的电流减小,所以通过R′的电流增大,即A2示数增大,A选项正确.V2示数与A1示数之比等于外电路电阻,其值减小,故B选项正确.根据闭合电路欧姆定律得U3=E﹣I1(R1+r),则得

U3=R1+r= R+r,不一定小于2R,故C选项错误.A1的示数增大量等于A2示数增大和R2

I1的电流减小量之和,所以ΔI1小于ΔI2,故D选项正确.

8.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Rx向下滑动,理想电压表V1、V2、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,下列判断正确的是

A.V2的示数增大

C.U2与I的比值不变 【答案】BC 【解析】 【详解】

B.电源输出功率在增大 D.U1小于U2

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.U2与I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U2EIr,则得

U2I而

r

U1I由于R>r,则得

R

U1>U2

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。

9.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 向上滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用 I、U1、U2和 U3表示,电表示数变化量的绝对值分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2和 ΔU3表示.下列说法正确的是 ( )

A.U1变小,U2变大,U3变小,I变大 B.U1变大,U2变小,U3变大,I变大 C.U1/I 不变,U2/I 变小,U3/I 变小 D.ΔU1/ΔI 不变,ΔU2/ΔI 不变,ΔU3/ΔI 不变 【答案】CD 【解析】

试题分析:当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动,其阻值变小,总电阻变小,电流表示数I变大,路端电压U3减小,R1的电压U1增大,故R2的电压U2减小.故AB错误.因R1是定值电阻,则有 1UIU1UUR1,不变.因为 2R2,R2变小, 2变小;IIIUU 3=R1+R2,变小.故C正确.根据闭合电路欧姆定律得U3=E-Ir,则 3r,不II变.U2=E-I(R1+r),则考点:电路的动态分析

U2=R1+r,不变,故D正确.故选CD. I

10.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θ,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为gtanθ B.球拍对球的作用力大小为mg C.球拍对球的作用力大小为mgcosθ D.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:

(Mm)g

cos

则小球所受的合力为mgtanθ,根据牛顿第二定律得:amgtangtan,故A正mmg,故B、C错误.D、对cos确.B、C、根据平行四边形定则知,球拍对球的作用力N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:F(Mm)g,故D正确.故选AD.

cos【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.

11.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物块间用一轻弹簧连接,放在倾角为θ的粗糙斜劈上,物块与斜劈间的动摩擦因数均为μ,用平行于斜面、大小为F的拉力作用在m1上,使m1、m2一起向上作匀加速度运动,斜劈始终静止在水平地面上,则

A.弹簧的弹力为B.弹簧的弹力为

m2F

m1m2m2Fmg2sin

m1m2C.地面对斜劈的摩擦力水平向左 D.地面对斜劈的摩擦力水平向右 【答案】AC

【解析】A、B、根据牛顿第二定律得: 对m1、m2整体:F-μ(m1+m2)gcosθ-(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a,对m2:F

-μm2gcosθ-m2gsinθ=m2a,联立上两式得:

F弹=m2F.故A正确,B错误.C、D、以斜面为研究对象,分析受力情况:重力G、

m1m2m1、m2的压力N1和滑动摩擦力f1、地面的支持力N2,如图所示:

则由平衡条件可知,地面对斜面的摩擦力f2必定水平向左,斜面才能保持平衡。故C正确,D错误。故选AC.

【点睛】本题解题关键是研究对象的选择,采用整体法和隔离法相结合的方法求解弹簧的弹力,运用隔离法分析,地面对斜面的摩擦力的方向.

12.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,故C选项错误;

2D.电阻R3的电功率P3IR3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。

13.如图所示,水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一条轻绳连接,两物体的材料相同,现用力F向右拉木块2,当两木块一起向右做匀加速直线运动时,下列说法正确的是

A.绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关 B.绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关 C.若水平面是光滑的,则绳的拉力为

m1F

m1m2m1Fm1g

m1m2D.若水平面是粗糙的,且物体和地面摩擦因数为μ,则绳的拉力为【答案】BC 【解析】

设物体和地面摩擦因数为μ,以两木块整体为研究对象,根据牛顿第二定律:

F(m1m2)g(m1m2)a

得:aFm1m2gm1m2

以m1为研究对象,根据牛顿第二定律:

Tm1gm1a

代入a得:TFm1

m1m2Fm1,故BC正确

m1m2可见绳子拉力大小与摩擦因数μ无关,与两物体质量大小有关,即与水平面是否粗糙无关,无论水平面是光滑的还是粗糙的,绳的拉力均为T综上所述本题答案是:BC

点睛:先以两木块整体为研究对象根据牛顿第二定律求出加速度大小,然后以m1为研究对

象根据牛顿第二定律求出绳子拉力表达式,本题主要考查了学生对整体隔离方法的运用情况.

14.如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻,电阻随光强的增大而减小.当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是

A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I不变,U不变 B.若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量不变

C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U减小,电容器所带电荷量减小 D.若仅用更强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变 【答案】ACD 【解析】 【分析】

本题考查含容电路的动态分析问题。 【详解】

A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,R2所在支路有电容器,被断路,则I、U保持不变。故A正确。 B.根据C=S4πkd,若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量减少。故B错误。

C. 若仅用更强的光照射R1,电阻随光强的增大而减小,则I增大,U应当减少,电荷量减少。故C正确。

D.U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值表示电源的内阻,是不变的。故D正确。 故选ACD。

15.如图1所示,mA=4.0 kg,mB=2.0kg,A 和 B 紧靠着放在光滑水平面上,从 t=0 时刻起,对 B 施加向右的水平恒力 F2=4.0 N,同时对 A 施加向右的水平变力 F1,F1 变化规律如图 2 所示。下列相关说法中不正确的是

2A.当 t=0 时,A、B 物体加速度分别为aA5m/s,aB2m/s2

B.A 物体做加速度减小的加速运动,B 物体做匀加速运动

C.t=12s 时刻 A、B 将分离,分离时加速度均为 a=2m/s2 D.A、B分离前后,A物体加速度变化规律不相同 【答案】AB 【解析】 【详解】

A.若AB之间没有力的作用,则:

aB当t0时,F120N,而mA4kg,

F22m/s2 mBaAF15m/s2 mB所以F1单独作用在A上的加速度大于AB之间没有力的作用时的加速度,此时AB一起运动,加速度为:

aA错误;

F合4m/s2

m1m2B.由A得分析可知:随着F1的减小,刚开始时AB在两个力的作用下做加速度越来越小的加速运动,故B错误;

C.当F1单独在A上的加速度等于F2单独作用在B上的加速度时,AB之间恰好没有力的作用,此后F1继续减小,A的加速度继续减小,AB分离,根据牛顿第二定律得:

F1mAaB8N

根据图像可知,此时t=12s,所以t=12s时刻A、B将分离,分离时加速度均为:

aBC正确;

F22m/s2 mBD.A、B分离前,A受到F1和B对A的弹力作用,分离后A只受F1作用,A物体加速度变化规律不相同,D正确; 故选AB。 【点睛】

本题考查牛顿第二定律的应用,注意临界条件,当AB之间刚好没有作用力且加速度相同时开始分离。

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