瞬时性问题和整体隔离法 高频考点专项练 -2027届高考物理一轮复习备考

**基本信息** 聚焦力与直线运动高频考点，通过16道题系统训练瞬时性问题分析与整体隔离法应用，适配高考一轮复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|牛顿第二定律、摩擦力、弹簧弹力|基础判断加速度与拉力关系，突出瞬时性问题| |多选题|4|连接体受力、弹簧突变、系统加速度|多体系统分析，考查临界状态与整体法| |解答题|5|匀加速运动、弹簧能量、多过程受力|综合应用整体隔离法，涉及临界分离与运动学公式|

力与直线运动--瞬时性问题和整体隔离法 高频考点专项练 2027届高中物理高考一轮复习备考 一、单选题 1．如图所示，两相同物块用水平细线相连接，放在粗糙水平面上，在水平恒力F作用下，一起做匀加速直线运动，两物块的加速度大小为a1，物块间水平细线的拉力大小为T1。当两物块在F的作用下在光滑水平面上运动，两物块的加速度大小为a2，物块间水平细线的拉力大小为T2。则下列说法正确的是（　　） A．a2>a1，T2=T1 B．a2=a1，T2=T1 C．a2>a1，T2<T1 D．a2=a1，T2<T1 2．如图所示，光滑水平面上水平弹性轻绳将质量为的小球连接在固定的支柱上，不可伸长的轻绳将小球与竖直墙壁连接，与墙壁夹角，此时小球与水平面刚好接触但无作用力。已知，当地的重力加速度，则下列判断正确的是（　　） A．此时弹性轻绳对小球的拉力大小为 B．此时轻绳对小球的拉力大小为 C．在剪断弹性轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小为零 D．在剪断轻绳的瞬间，小球的加速度大小为 3．如图（a），足够高的水平长桌面上，P点左边光滑，右边粗糙，物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动，其图像如图（b）所示。已知砝码B质量为0.20，重力加速度g取10，用表示物块A的质量，表示物块A与P点右边桌面之间的动摩擦因数，则有（　　） A．， B．， C．， D．， 4．如图所示，固定的倾角为的光滑斜面上放置物块A、B，A与B通过轻质细线相连。A通过轻质弹簧与斜面上的挡板相连，B与C通过绕过斜面顶端定滑轮的轻质细线相连，细线与弹簧都与斜面平行。物块A、B的质量均为m，C的质量为2m，重力加速度为g。物块A、B、C均保持静止，，，则下列说法正确的是（    ） A．剪断弹簧的瞬间，A、B间的细线拉力为 B．剪断B、C间的细线瞬间，物块A的加速度为0 C．剪断A、B间的细线瞬间，B、C间的细线拉力为 D．剪断A、B间的细线后，A运动到最低点时弹簧弹力为 5．如图甲所示，一倾角的光滑斜面底端固定有一轻弹簧，弹簧的另一端与质量为m的滑块A相连，滑块B靠着A一起静置于斜面上，现用平行于斜面向上的拉力F拉动滑块B，使B做匀加速运动，力F与B运动的位移x关系如图乙所示，重力加速度为g，则（　　） A．B滑块的质量为 B．滑块B的加速度为g C．A、B分离前，滑块A和弹簧系统机械能一直增大 D．滑块B运动时，弹簧处于原长，刚要分离 6．现有轻质细绳AB、BC以及轻质弹簧CD。在竖直面内按照如图所示的方式连接，其中A、D两点固定于竖直墙上，1、2为两个可视为质点的小球，质量均为m，绳AB、弹簧CD与竖直方向的夹角均为30°，绳BC沿水平方向。已知重力加速度为g，现只剪断其中一根绳，则下列说法不正确的是（　　） A．若只剪断绳BC，则剪断绳后瞬间，小球1的加速度为 B．若只剪断绳BC，则剪断绳后瞬间，小球2的加速度为 C．若只剪断绳AB，则剪断绳后瞬间，小球1的加速度为g D．若只剪断绳AB，则剪断绳后瞬间，小球2的加速度为 7．如图所示，质量为1kg、倾角为37°的斜面体紧靠竖直墙壁静置在光滑水平地面上，质量为4kg的光滑圆柱体放置在斜面体与竖直墙壁之间，并对斜面体施加一水平向左的推力F使斜面体保持静止。已知重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，现撤去推力F，在圆柱体落到水平地面之前，下列说法正确的是（　　） ‍ A．斜面体的加速度大小为8m/s² B．圆柱体与斜面体间的弹力大小为 C．地面对斜面体的支持力大小为 D．圆柱体与竖直墙壁之间的压力大小为6N 二、多选题 8．如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，与斜面垂直的挡板P固定在斜面底端，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块A连接，质量为的物块A和质量为的物块B并排放在斜面上，物块A、B不粘连，处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力拉物块B，使B沿斜面向上做加速度大小为的匀加速直线运动。已知重力加速度大小为，弹簧的劲度系数为。下列说法正确的是（    ） A．未施加外力时，弹簧的压缩量为 B．物块A、B分离前，外力的大小与位移成正比 C．物块A、B分离时，弹簧的压缩量为 D．物块A、B分离时，物块B的速度大小为 9．如图所示，底面粗糙、质量为m、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体的右上角安装有轻质定滑轮，带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上，轻质细线跨越这两个定滑轮，上端连接在天花板上，下端悬挂一质量为m的小球，整个系统处于静止状态时，物块与天花板间的细线成竖直状态，两定滑轮间的细线与斜面平行，不计细线与滑轮间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．水平面对斜面的支持力大小为4mg B．水平面对斜面的摩擦力水平向左 C．剪断绳子的瞬间，水平面对斜面的支持力小于4mg D．剪断绳子的瞬间，若斜面移动，斜面与物块加速度的水平分量之比小于3 10．如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为，2和3间弹簧的弹力为，2018和2019间弹簧的弹力为，则下列结论正确的是（　　） A． B．从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2018 C．若突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为，其余每个球的加速度依然为a D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a 11．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与质量为m的小滑块A相连接，在A的右边靠着另一质量为m的滑块B，A与B不粘连。已知A、B与水平地面的动摩擦因数均为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。现将A、B一起由原长O处向左压缩弹簧，当压缩量时将滑块A、B由静止释放，则在A、B以后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）    A．滑块A、B将在O点右侧分离 B．滑块B运动的总位移大小为 C．A向右运动的最大位移为 D．当A、B都静止时A与B间的距离为 三、解答题 12．如图甲所示，质量为的放在足够高的平台上，平台表面光滑．质量也为的物块放在水平地面上，物块与劲度系数为的轻质弹簧相连，弹簧 与物块用绕过定滑轮的轻绳相连，轻绳刚好绷紧．现给物块施加水平向右的拉力（未知），使物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，重力加速度为均可视为质点。 （1）当物块刚好要离开地面时，拉力的大小及物块的速度大小分别为多少； （2）若将物块换成物块，拉力的方向与水平方向成角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块离开地面前，物块一直以大小为的加速度做匀加速度运动，则物块的质量应满足什么条件？（，） 13．物块、中间用一根轻质弹簧相接，放在光滑水平面上，，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，时对物块施加水平向右的恒力，时撤去。在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，求： (1)恒力的大小； (2)物块的质量； (3)撤去瞬间，的加速度大小。 14．如图所示，一弹簧一端固定在倾角为的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为的物体P，Q为一质量为的物体，弹簧的质量不计，劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，为变力，以后为恒力，已知，，取。求： (1)系统处于静止状态时弹簧的压缩量； (2)物体Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小； (3)拉力的取值范围。 15．如图所示，倾角为的固定光滑斜面底端有一固定挡板垂直于斜面，轻质弹簧两端分别与挡板和物块A栓接，弹簧劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内。物块A通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻质定滑轮与物块B连接，B下方通过轻绳连接物块C。已知A的质量为，B和C的质量均为，初始A、B和C保持静止状态。现突然剪断之间的轻绳，已知重力加速度为，求： (1)之间的轻绳剪断后瞬间，弹簧的弹力大小和A的加速度大小； (2)以初始静止位置为坐标原点，平行于斜面向下为正方向，建立坐标系，求剪断之间的轻绳后，的加速度与物体A的位移的关系表达式； (3)物块A在运动过程中的最大速度的大小（仅限采用牛顿第二定律和运动学方法求解）。 16．如图所示，质量为的托盘放在竖直放置的轻质弹簧上方，质量为的物块放在托盘里处于静止状态，已知弹簧劲度系数。现对物块施加一竖直向上的力F，使它向上做匀加速直线运动，重力加速度，弹簧始终在弹性限度内。 (1)若已知F在最初的0.2s内是变力（大小变化，方向不变），0.2s后是恒力，试求力F的最大值与最小值。 (2)若改变两物体一起向上匀加速运动的加速度值，试求当加速度值取多大时，两物体分离时M有最大的分离速度，其最大分离速度为多大？（第（2）问计算结果请保留到小数点后两位，可能用到的数值：，） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C C A C C ACD ACD AD 题号 11 答案 BD 1．A 设物块的质量为m，当水平地面粗糙时，设动摩擦因数为μ，以两物块为整体，根据牛顿第二定律有 解得加速度 以左侧物体为研究对象，根据牛顿第二定律有 联立得绳子的拉力 当水平地面光滑时，以两物块为整体，根据牛顿第二定律有 解得加速度 以左侧物体为研究对象，根据牛顿第二定律有 联立得绳子的拉力 则有a2>a1，T2=T1 故选A。 2．C AB．对小球受力分析可知，此时弹性轻绳对小球的拉力大小为 轻绳对小球的拉力大小为，AB错误； C．在剪断弹性轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小瞬间变为零，C正确； D．在剪断轻绳的瞬间，弹性轻绳OA的弹力不变，此时重力和地面的支持力平衡，则小球受合力大小为 小球的加速度大小为，D错误。 故选C。 3．C 由图像可知，滑块A在P点左边运动时的加速度为 在P点右边运动时的加速度为 由牛顿第二定律 联立解得 故选C。 4．C A．剪断弹簧的瞬间，A、B、C的加速度大小相等，对C有 对A、B有 解得 对A有 解得A、B间的细线拉力为，故A错误； B．对A，剪断B、C间的细线前，沿斜面方向，物块A受A、B间的细线拉力、弹簧弹力和重力沿斜面方向的分力，剪断B、C间的细线瞬间，A、B间的细线拉力突变为零，弹簧弹力保持不变，可知物块A的合力大小为A、B间的细线拉力，可知物块A的加速度不为0，故B错误； C．剪断A、B间的细线瞬间，B、C的加速度大小相等，对C有 对B有 解得，故C正确； D．剪断A、B间的细线前，B、C间的细线拉力为 对A、B有 可得 根据简谐运动的对称性可知A运动到最低点时的加速度大小和剪断A、B间的细线瞬间时相等，有 可知此时弹簧弹力为，故D错误。 故选C。 5．A AB．由于B做匀加速运动，根据乙图可知： 在内，A、B一起运动，加速度、速度均保持一致 当时，A、B原本静止，加上拉力F才开始运动，所以合力为F，根据牛顿第二定律 解得 当时，AB刚要分离，运动状态仍保持一致，对B进行受力分析得 带入得 解得 所以，故A正确，B错误； C．在内，A对B有斜向上的推力，此推力对B做正功，所以滑块A和弹簧系统机械能在一直减少，减少的能量转移给B，故C错误； D．当时，AB刚要分离，运动状态仍保持一致，对A进行受力分析得 所以，，弹簧并没有恢复原长，故D错误。 故选A。 6．C A．根据题意，对1、2两个小球整体分析，根据平衡条件有， 解得 对小球1，根据平衡条件有 若只剪断绳BC，则剪断绳后瞬间，绳AB的拉力发生突变，对小球1有， 小球1的加速度为，故A正确； B．若只剪断绳BC，则剪断绳后瞬间，弹簧CD的弹力不发生突变，对小球2有 小球2的加速度为，故B正确； CD．若只剪断绳AB，则剪断绳后瞬间，绳BC的拉力发生突变，弹簧CD的弹力不发生突变，1、2两个小球具有相同的水平加速度，对小球1，水平方向有 对小球2，水平方向有 解得， 对小球1，竖直方向有 解得 则小球1的加速度 对小球2，竖直方向有 解得 则小球2的加速度为，故C错误，D正确。 本题选不正确项，故选C。 7．C AB．题意知圆柱体质量，斜面体质量，m受到斜面体与竖直墙壁给的弹力分别为，圆柱体给斜面体弹力为，如图 力如下图 撤去F后，m向下加速，M向右加速，对m，由牛顿第二定律有 对M，由牛顿第二定律有 其中为相互作用力（即） 由于斜面体与圆柱体在水平方向的加速度关系为 联立解得 故AB错误； C．对M，地面对斜面体的支持力大小 联立解得 故C正确； D．对m，水平方向有 联立解得 故D错误。 故选C。 8．ACD A．未施加外力时，A、B处于静止状态，对A、B整体，根据平衡条件可知 解得 故A正确； B．物块A、B分离前，设物块A的位移为x，根据牛顿第二定律 解得 故外力的大小随位移线性变化，但不成正比，故B错误； C．物块A、B分离时，两物体接触面间弹力为0，两物块加速度均为a，对A，根据牛顿第二定律 解得弹簧压缩量为 故C正确； D．物块A、B分离时，根据动力学公式 解得物块B的速度大小为 故D正确。 故选ACD。 9．ACD AB．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件可得，绳子的拉力 对物块受力分析，沿斜面体斜面方向有 解得 对整体受力分析，水平方向不受力，则水平面对斜面的摩擦力为零，竖直方向上有 解得 即水平面对斜面的支持力大小为4mg，故A正确，B错误； C．剪断绳子的瞬间，绳子拉力消失，物块有沿斜面向下的加速度，对于物块和斜面整体，处于失重状态，水平面对斜面的支持力小于4mg，故C正确； D．物块和斜面水平方向相互作用力大小相等，若水平面光滑，得： 得 题目中水平面粗糙，斜面受摩擦力阻碍其运动，斜面加速度小于光滑情况，因此 故D正确。 故选ACD。 10．AD A．隔离小球1，由牛顿运动第二定律 把小球1和2看作整体隔离，由牛顿第二定律 把小球1、2和3看作整体隔离，由牛顿第二定律 把小球1、2、3和4看作整体隔离，由牛顿第二定律 …… 把小球1到2 018看作整体隔离，由牛顿第二定律 联立解得 故A正确： B．由于弹簧长度等于弹簧原长加弹簧伸长量，弹簧伸长量与弹簧弹力成正比，故B错误； C．撤去拉力F前，对2019个小球整体分析由牛顿第二定律可得 撤去拉力F瞬间，小球之间弹簧弹力不变，2 018和2 019之间的弹簧弹力 隔离第2019个小球，则 联立得第2019个小球的加速度 故C错误； D．如果1和2两个球之间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间，第1个小球受力为零，加速度为零，第2个小球受到2和3之间弹簧弹力 解得第2个小球的加速度 其余小球受力情况不变，加速度依然为a，故D正确。 故选AD。 11．BD A．将滑块A、B由静止释放，两滑块水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则两滑块向右先做加速运动后做减速运动。经分析可知两滑块分离时应发生在减速阶段，分离时两滑块的弹力为零，对滑块B有 对滑块A有 恰好分离时有 解得 说明两滑块在将在弹簧原长处，即O点分离，选项A错误； B．设两滑块分离时的速度为，根据能量守恒有 又 解得 分离后滑块B做匀减速运动直到停止，设此过程的位移为，则有 则滑块B运动的总位移大小为 选项B正确； C．分离后滑块A做减速度运动，向右运动的最大位移时速度为0，设此过程的位移为，根据能量守恒有 解得 则A向右运动的最大位移为 选项C错误； D．经分析知A最后静止于弹簧原长处，则当A、B都静止时A与B间的距离 选项D正确。 故选BD。 12．（1）  （2） （1）当物块B刚好要离开地面时，设弹簧的伸长量为x，物块A的速度大小为v，对物块B受力分析有 解得 根据 解得 对物体A 对物体B T=mg 解得 F=ma+mg （2）设某时刻弹簧的伸长量为x．对物体C，水平方向 其中 竖直方向 联立解得 13．(1) (2) (3) （1）时，弹簧弹力为零，对根据牛顿第二定律可得 （2）时，、整体加速度相同，对整体根据牛顿第二定律可得 解得 （3）时，对根据牛顿第二定律可得弹簧弹力大小为 撤去瞬间，弹簧弹力不会突变，此时的加速度大小为 14．(1) (2) (3) （1）设开始时弹簧的压缩量为。对整体受力分析，平行斜面方向有 解得 （2）前0.2s时间内F为变力，之后为恒力，则0.2s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为，对物体P，由牛顿第二定律得 前0.2s时间内两物体的位移 联立解得 （3）对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大 可得 对Q应用牛顿第二定律得 解得 可得 所以拉力的取值范围为 15．(1)， (2) (3) （1）之间的轻绳剪断前，对整体分析，设之间绳子拉力大小为 对分析： 得弹簧弹力 之间的轻绳剪断后瞬间，设之间绳子拉力大小为，对有 对有 求得 （2）之间轻绳剪断后，当物体A的位移，设之间绳子拉力大小为，对： 对： 联立求得 （3）根据（2）的结果，作出图像，根据微元法，利用匀变速直线运动的基本公式 知图像与坐标轴围成的面积代表的速度平方的改变量 当时，对应的位移为，， 此时速度取得最大， 得 16．(1)； (2)； （1）开始时弹簧的压缩量为 分离时有 在最初的0.2s内是变力（大小变化，方向不变），0.2s后是恒力，根据位移—时间公式有 解得 物块和托盘分离后，F最大，对物块分析，根据牛顿第二定律有 解得 施加F的瞬间，F最小，根据牛顿第二定律有 解得 （2）设加速度为，分离时的速度为 根据位移关系有 同时 解得 根据数学方法可知当 时，速度取最大值，解得 学科网（北京）股份有限公司 $