高三物理总复习巩固练习物理学中整体法与隔离法

【巩固练习】

一、选择题

1、体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上．已知球架的宽度为d，每个篮球的质量为m，直径为D，不计球与球架之间的摩擦，则每个篮球对一侧球架的压力大小为(　　)

A.    B.     C.      D.

2、用轻质细线把两个质量未知的小球挂起来，如图甲所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡，在下列图乙中表示平衡状态的是（   ）

   A. 图A      B.图B      C.图C      D.图D 

3、（2016  青海自主招生）跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计，取重力加速度g=10m/s2。当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为（  ）

A. a=1.0m/s2.  F=330N                B. a=1.0m/s2.  F=260N

C. a=3.0m/s2.  F=110N                D. a=3.0m/s2.  F=50N

4、（2016  江西模拟）如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木板上，两物块之间的滑动摩擦因数为μ，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F使长木板与物块出现相对滑动，则恒力F的最小值为（重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力）（  ）

    A.         B.         C.         D.

5、如图所示，斜面体ABC置于粗糙的水平地面上，小木块m在斜面上静止或滑动时，斜面体均保持静止不动。下列哪种情况下，斜面体受到地面向右的静摩擦力（  ）

A. 小木块m静止在BC斜面上          

B. 小木块m沿 BC斜面加速下滑

C. 小木块m沿 BA斜面减速下滑         

 D. 小木块m沿 AB斜面减速上滑

6、在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线挂一质量为的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为（   ）

A．伸长量为        B. 压缩量为

C.  伸长量为           D. 压缩量为

7、(2015  山东青岛一模)如图所示，水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起，a的左端通过一根轻绳与质量为m＝3 kg的小球相连，绳与水平方向的夹角为60°，小球静止在光滑的半圆形器皿中，水平向右的力F＝40 N作用在b上，三个物体保持静止状态．g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　)

A．物体c受到向右的静摩擦力

B．物体b受到一个摩擦力，方向向左

C．桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右

D．撤去力F的瞬间，三个物体将获得向左的加速度

8、如图所示，在光滑的水平面上，A、B两物体的质量，A物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体B水平向左运动，使弹簧压缩至最短时，A、B两物体间作用力为F，则弹簧给A物体的作用力大小为（ ）

A. F         B.2F       C. 3F         D.4F

9、如图所示，在不光滑的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统，现用一水平拉力F作用在B上，从静止开始经一段时间后，A、B一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为时撤去水平力F，最后系统停止运动，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．系统克服阻力做的功等于系统的动能

B．系统克服阻力做的功大于系统的动能

C．系统克服阻力做的功可能小于系统的动能

D．系统克服阻力做的功一定等于系统机械能的减小量

10、如图所示的电路中，R1 、R2、 R3均为可变电阻，当开关S闭合后，两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是（ ）

A．增大R1          B．减小R2       C．减小R3          D．增大MN间距

二、解答题

11、光滑水平面上，放一倾角为的光滑斜木块M，质量为m的光滑物体放在斜面上，如图所示，现对斜面施加力F，若使M与m保持相对静止，F应为___________。

.

12、如图所示，质量为M的木箱放在水平地面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的二分之一，即，则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为___________。

13、两个质量相同的小球A、B中间用轻弹簧相连，放在光滑的水平面上，A球挨着左墙壁，如图所示。若用水平向左的瞬时冲量作用于B球，B球将弹簧压缩，弹簧的最大弹性势能是4J，当A球离开墙壁瞬间，B球的动量大小是2kg﹒m/s。则B球的质量是_______kg；水平冲量的大小是___________N﹒s。

14、一个木块从如图所示的左边斜面上A点自静止起滑下，又在水平面上滑行，接着滑上右边的斜面，抵达B点静止，设动摩擦因数处处相同，转角处撞击不计，测得A、B两点连线与水平面夹角为θ，则木块与接触面间的动摩擦因数为__________。                             

15、如图所示的装置中，竖直向上放置的横截面积为S的气缸内，有两个质量分别为和的圆柱形光滑活塞，封闭着两部分理想气体A和B。若外界大气压强为，试求气体A的压强.

16、如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端与墙固定，另一端与倾角为的斜面体小车连接，小车置于光滑的水平面上，在小车上叠放一个物体，已知小车质量为M，物体质量为m，小车位于O点时，整体系统处于平衡状态．现将小车从O点拉到B点，令OB=b，无初速释放后，小车即在水平面B、C间来回运动，而物体和小车始终没有相对运动．求：

　（1）小车运动到B点时的加速度大小和物体所受到的摩擦力大小．

（2）b的大小必须满足什么条件，才能使得小车和物体一起运动的过程中，在某一位置时，物体和小车之间的摩擦力为零．

17、如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，有一劲度系数为k的轻质弹簧，其一端固定在固定挡板C上，另一端连接一质量为m的物体A．有一细绳通过定滑轮，细绳的一端系在物体A上（细绳与斜面平行），另一端系有一细绳套，物体A处于静止状态．当在细绳套上轻轻挂上一个质量为m的物体B后，物体A将沿斜面向上运动，试求：
（1）未挂物体B时，弹簧的形变量；
（2）物体A的最大速度值．

18、两根金属杆ab和cd长度均为L，电阻均为R，质量分别为M和m，且M>m，用两根质量和电阻均可忽略不计的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，两导线分别跨绕在一根水平的光滑绝缘杆上，两金属杆ab和cd均处于水平位置，如图所示。整个装置处在一个与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.若金属杆ab正好匀速向下运动，求其运动速度的大小。

【答案与解析】

一、【答案】C　

【解析】篮球受力如图所示：

设球架对篮球的弹力与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得

而

则，选项C正确．

2、【答案】A

【解析】将a、b两球及两球间的绳看作一个物体系统，以这个系统为研究对象，因为作用在a、b上的恒力等大反向，其合外力平衡，而a、b受的重力竖直向下，要保持平衡，故系a及悬点的细绳施于a、b系统的力必然沿竖直方向向上，如图丙所示，故答案为A。

3、【答案】A

【解析】以人与吊板整体为研究对象，受力如图1所示，根据牛顿第一定律，加速度为;

再对吊板研究，受力如图2所示，则有：

      T-(mg+F)=ma

得到：F=T-ma-mg=440N-10×(1+10)N=330N

    故选A。

4、【答案】A

【解析】对物块与长木板整体进行受力分析：F=(M+m)a

对物块进行受力分析：F-f=ma

对木板进行受力分析：f=Ma

当物块与长木板即将相对滑动时，静摩擦力达到最大值，f=μmg。

求解以上方程组得：，A正确，BCD错。

故选A。

5、【答案】BC

【解析】以斜面体和小木块整体为研究对象，在水平方向上，只有斜面体受到地面向右的静摩擦力这一个外力，由于斜面体整体静止不动，M的加速度为零，所以小木块的运动必须有水平向右的加速度分量才行。当小木块静止时，m的加速度为零，A错。当小木块沿 BC斜面加速下滑，存在水平向右的加速度分量，B对。当小木块m沿 BA斜面减速下滑时，也存在水平向右的加速度分量，C对，D错。

6、【答案】A

【解析】对小球受力分析，如图

由几何关系和牛顿第二定律 ，即加速度

故车向左加速或向右减速
对小物体受力分析，受重力、支持力和弹簧弹力，合力等于弹簧弹力，

根据牛顿第二定律   弹力=
物体受向左的弹力，结合胡克定律可知，

所以弹簧的伸长量为，故选项A正确。

7、【答案】B

【解析】C物体处于平衡状态，既不受拉力也不受摩擦力，A错误；b处于平衡状态，由于水平拉力F＝40 N，因此受到水平向左的摩擦力也为40N，B正确；对小球m进行受力分析可知，Tcos30°×2＝mg，可求出绳子拉力，因此桌面受到的静摩擦力方向水平向左，大小为，C错误；撤去力F的瞬间，由于绳子拉力小于a与桌面间的摩擦力，因此三个物体仍将静止不动，D错误．

8、【答案】C

【解析】隔离B，由牛顿第二定律

对A、B整体由牛顿第二定律，

由已知，联立解得弹力，故选项C正确。

9、【答案】BD

【解析】 由于地面的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能。

系统克服摩擦力做的功等于系统的动能和弹簧的弹性势能，所以A、C错误，B正确；系统的机械能等于系统的动能加上弹簧的弹性势能，当它们的总动能为Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动，系统克服阻力做的功一定等于系统机械能的减小量，D正确；故选BD。

10、【答案】B

【解析】由题意知带电液滴带负电，带电液滴原来处于静止状态，则电场力与重力平衡．为了让带电液滴向上加速运动，只要增大电场力即可，减小R2或增大R3，都可使电场力增大，B项正确；若增加两板间距，电场强度减小，带电液滴将向下加速运动，不符合题意．故正确选项为B。

二、解答题

11、【答案】

【解析】由于斜面光滑，物块只受重力和斜面的弹力，而且和斜面一起运动（保持相对静止），

则先隔离物块m分析受力如图所示，

计算出加速度，，方向水平向左，

再根据整体法可以求得

12、【答案】

【解析】隔离小球为研究对象，小球受到的摩擦力沿杆向上，

根据牛顿第二定律 ，解得

再取木箱为研究对象，木箱受重力，地面对木箱的支持力向上，

小球给木箱的摩擦力大小为，方向向下，

则，

由牛顿第三定律，木箱对地面的压力为。

13、【答案】0.5kg；2 N﹒s

【解析】B球先向左压缩弹簧，动能转化为弹性势能，弹簧压缩量最大时弹性势能最大，此时B球速度减小到零，动能全部转化为弹性势能。然后B向右加速运动而A不动，当弹簧恢复到原长时A开始要离开墙壁，此时B的速度最大，弹性势能为零，即弹簧的弹性势能又全部转化为B的动能，整个过程机械能守恒。

因此

解得B球的质量

水平冲量的大小

14、【答案】

【解析】如果隔离运动过程分析，需考察木块从左边斜面滑下、水平面上滑行、滑上右边斜面三个过程，显然较繁．但如果整体分析木块从A至B的运动全过程，如图所示，

从A到B相当于物块从A点自由下落h到B的同一水平面，并以此时的速率滑动s到B点停止，即重力做的功等于克服摩擦力做的功．对运动全过程整体分析，初、末态速率为零，用动能定理解极为方便．

　　对木块运动的全过程分析，应用动能定理有

    ，其中f =μmg

解得.

15、【答案】

【解析】常规解法是先分析的受力，求出B气体的压强，再分析的受力，求出A气体的压强，若将、和气体B看作一个整体，这样气体B对两活塞的压力就是内力而不必考虑，理想气体的重力可忽略，由于整体平衡

得到

所以气体A的压强.

16、【答案】（1），（2）

【解析】 所求的加速度和摩擦力f是小车在B点时的瞬时值．当物体和小车之间的摩擦力为零时，小车的加速度变为，小车距O的距离变为．

（1）取M、m、弹簧组成的系统为研究对象   ①

则加速度大小为

取m为研究对象，作受力图，进行正交分解如图，

根据牛顿第二定律列出方程

水平方向：    ②

竖直方向：    ③

联立① ② ③解得摩擦力大小为，

方向沿斜面向上。

（2）取m为研究对象，当f = 0时，小车应位于O左侧偏离O点的距离

 （由② ③也可以看出）

解得.

17、【答案】（1）（2）

【解析】未挂物体B时，对于物体A由平衡条件求出此时弹簧的压缩量，挂B后A沿斜面向上做加速度减小的加速运动，当A加速度为0时，A速度最大，对AB分别根据平衡条件求出此时弹簧的伸长量，进而判断在此过程中弹簧弹性势能改变量，设最大速度为，对于A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒即可求出A的最大速度值；

（1）设未挂物体B时，弹簧的压缩量为，

则有 ，所以．
（2）当A的速度最大时，设弹簧的伸长量为，

则有，所以
对A、B和弹簧组成的系统，从刚挂上B到A的速度最大的过程，

18、【答案】.

【解析】取整体为研究对象，即根据整体法分析，ab正好匀速向下运动，cd正好匀速向上运动，它们切割磁感线产生的两个感应电动势大小相等，方向相同，感应电流大小相等方向相同，组成的电路为两个电源串联，两个电阻与两个电源串联。

根据能量守恒定律，由于匀速运动，它们重力的功率等于两个电阻的功率，

总电流

联立两式解得.