3.2 科学探究：弹力 同步练习（word版含答案）

第三章相互作用第二节科学探究：弹力高一物理上学期必修第一册同步练习能力提升（鲁科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，劲度系数为200N/m的轻弹簧上端固定，下端悬挂一重物，静止时弹簧的伸长量为0.1m（在弹性限度内），该重物对弹簧拉力的大小为（　　）
A．20N B．10N C．30N D．40N
2．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例。下列说法正确的是（　　）
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板没有发生形变，运动员的脚发生形变
C．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
D．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
3．将一重力大小为1N的物体悬挂于轻质弹簧下端，当物体静止时，弹簧伸长了0.02m，则该弹簧的劲度系数为（　　）
A．5N/m B．50N/m C．500N/m D．5000N/m
4．某同学进行了如下实验∶先将弹簧上端固定，而后在弹簧下端挂上重为3N的钩码，钩码静止时测得弹簧伸长了0.05m，由此得出弹簧的劲度系数为（　　）
A．20N/m B．30N/m C．60N/m D．120N/m
5．下列说法正确的是（　　）
A．有规则形状的物体重心一定在几何中心处，且也一定在物体上
B．同一物体在赤道上的重力比在两极处小些
C．只要物体发生形变一定产生弹力
D．由胡克定律可得：，可知弹簧的劲度系数与弹力成正比，与形变量成反比
6．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是（　　）
A．无法比较两弹簧的原长 B．a的劲度系数比b的大
C．a弹簧较软，b弹簧较硬 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
7．如图所示，表面光滑的物块静止在光滑的水平面上，图中垂直于物块的面。一小球沿方向投射到面上的O点，之后沿方向反弹。试判断物块运动方向为（　　）
A．方向 B．方向 C．的反方向 D．方向
8．在以下四个受力示意图中，各接触面均光滑，其中正确画出静止的物体M在各接触面所受到的弹力的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计。船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，某人用手拉弹簧，使其伸长了5cm（在弹性限度内），若此时弹簧的两端所受拉力均为10 N，则（　　）
A．弹簧所受的合力大小为10 N
B．弹簧的劲度系数为200 N/m
C．弹簧的劲度系数为400 N/m
D．弹簧的劲度系数随弹簧拉力的增大而增大
11．探究弹力和弹簧伸长的关系时，作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。则（　　）
A．该弹簧的原长为10m
B．该弹簧的劲度系数为0. 25N/m
C．在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时，弹簧的长度为14cm
D．在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时，弹簧的长度为8cm
12．关于四种与足球有关的情境，下列说法正确的是（　　）
A．图甲，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B．图乙，静止在水平地面上的两个足球间由于接触而产生弹力
C．图丙，踩在脚下且静止在地面上的足球受到两个弹力的作用
D．图丁，打到球网上的足球受到弹力是因为足球发生了形变
二、多选题，共4小题
13．如图所示，轻弹簧的两端各受10N的拉力F的作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内）。下列说法正确的是（　　）
A．该弹簧的劲度系数k为200N/m
B．该弹簧的劲度系数k为400N/m
C．根据公式，弹簧的劲度系数k与所受弹力成正比
D．弹簧的劲度系数k不会随弹簧弹力F的增大而增大
14．如图所示，用三根相同的弹簧按不同方式悬挂质量均为1 kg的小球，弹簧自身重量、绳子质量和摩擦不计，每根弹簧都伸长了5 cm。已知弹簧没有超过弹性限度，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．弹簧的劲度系数为200 N/m
15．某同学探究一轻弹簧的弹力与弹簧形变量的关系实验时，得到弹簧弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．该弹簧的原长为7cm B．该弹簧的劲度系数为100N/m
C．该弹簧长度为7cm时，弹簧弹力大小为7N D．该弹簧弹力大小为2N时，弹簧长度可能为7cm
16．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是（　　）
A．O为A球的球心，C为A球的重心
B．两球完全相同且接触，O为A球的球心
C．O为A球的球心，墙壁竖直
D．O为半球形的球心，A为一根均匀直棒
三、填空题，共2小题
17．一根弹簧的原长为30cm，当下面挂150N重的物体时，弹簧的长度为40cm．现把弹簧截成等长的三段，取其中一段竖立在水平桌面上，上端放一重45N的物体时，这段弹簧的长度变为______cm．
18．一弹簧受到100 N的拉力时，它的长度是11 cm；当它受的拉力再增大50 N，达到150 N时，弹簧长度是13 cm，则弹簧的劲度系数是__，弹簧的原长是_，如用两手握住它的两端，分别用100 N的力向两边拉，则这弹簧伸长___．
四、解答题，共2小题
19．如图所示为一轻质弹簧的弹力F大小与长度的关系图像，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小。（未超过弹簧的弹性限度）
20．如图所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系图像，试由图线求：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧伸长0.10m时，弹力的大小。（形变在弹性限度内）
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
劲度系数为200N/m的轻弹簧上端固定，下端悬挂一重物，静止时弹簧的伸长量为0.1m（在弹性限度内），由弹力公式
解得
根据牛顿第三定律，该重物对弹簧的拉力大小为20N。
故选A。
2．D
【详解】
AB．在相互挤压的过程中，跳板和脚均有发生形变，AB错误；
C．跳板受到的压力，是脚发生形变而产生的，C错误；
D．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
根据胡克定律可得，该弹簧的劲度系数为
故选B。
4．C
【详解】
弹簧的弹力
F=G=3N
弹簧的形变量
x=0.05m
则弹簧的劲度系数
故选C。
5．B
【详解】
A．有规则形状且质量分布均匀的物体重心一定在几何中心处，但是不一定在物体上，选项A错误；
B．赤道处的重力加速度比两极小，则同一物体在赤道上的重力比在两极处小些，选项B正确；
C．弹力的产生条件是两物体接触并发生弹性形变，故C错误；
D．弹簧的劲度系数只由弹簧本身决定，与弹力以及形变量无关，选项D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．在图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，A错误；
BC．斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，a弹簧较硬，b弹簧较软，B正确，C错误；
D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
斜面对小球的作用力垂直斜面向上，则小球对物块的作用力垂直斜面向下，即沿方向。
故选B。
8．A
【详解】
A．根据受力分析，可知，M只与水平面有相互挤压的效果，与斜面没有力的作用，所以只受到地面的弹力作用，A正确。
B．根据受力分析，可知，M的两端分别与地面和细绳相接触，由于重力作用，M与地面间有相互的挤压作用，受到竖直向上的弹力；由于细绳被拉紧，所以还会受到绳子的拉力作用，方向沿绳子收缩的方向，不是沿杆的方向，B错误；
C．根据受力分析，可知，与M相接触的地方有两处，M的下端与半圆形凹槽有相互挤压的效果，受到指向圆心的弹力F1作用；在半圆凹槽的上端，与M也有相互挤压的效果，所以M受到弹力F2的作用，方向垂直于细杆向上，不是指向圆心，C错误；
D．根据受力分析，可知，与M相接触的物体有两个，分别是细绳和斜面，由于重力竖直向下，所以M一定会受到沿绳竖直向上的弹力作用；假设M与斜面间有垂直于斜面向上的弹力作用，则M在水平方向上合力不为零，不会处于静止状态，所以M不会受到斜面的弹力，D错误。
故选A。
9．C
【详解】
船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．B
【详解】
弹簧两端的拉力等大反向，合力为0，劲度系数
其大小与拉力无关，选项B正确，ACD错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知，当F=0时，弹簧为原长，故弹簧原长为
A错误；
B．由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知，图像斜率
B错误；
C．在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时
弹簧长度为
C正确；
D．在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时，
弹簧长度为
D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．重力和弹力是不同性质的力；只能说，静止在草地上的足球受到的弹力大小等于它的重力大小，选项A错误；
B．图乙，静止在水平地面上的两个足球间虽然接触但是无弹力，选项B错误；
C．图丙，踩在脚下且静止在地面上的足球受到两个弹力的作用，即脚对球的压力和地面对球的支持力，选项C正确；
D．图丁，打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变，选项D错误。
故选C。
13．AD
【详解】
AB．根据胡克定律F=kx可得弹簧的劲度系数为
故A正确，B错误；
CD．弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，只与弹簧自身性质有关，故C错误，D正确。
故选AD。
14．ABD
【详解】
A．对最下的小球受力分析，受到重力和弹簧弹力，二力平衡，弹力为10N，A正确；
B．对小球受力分析，绳子拉力为10N，绳子拉弹簧的力与弹簧弹力相等，所以弹力为10N，B正确；
C．任取一小球受力分析，绳子拉力为10N，绳子拉弹簧的力与弹簧弹力相等，所以弹力为10N，C错误；
D．根据胡克定律得
D正确。
故选ABD。
15．BD
【详解】
A．F=0时，弹簧的长度等于原长，可知原长5cm，A错误；
B．图线的斜率表示劲度系数，则
B正确；
C．根据
C错误；
D．该弹簧弹力大小为2N时，可知弹簧的形变量是2cm，弹簧可能压缩也可能是伸长，则弹簧的长度可能是3cm也可能是7cm，D错误。
故选BD。
16．ABC
【详解】
AC．弹力的方向为垂直接触面指向受力物体，与物体的重心无关。AC正确；
B．假设两球间有弹力，两球将分离，所以两球无弹力。B正确；
D．弹力的方向为垂直接触面指向受力物体，所以F2应指向球心。D错误。
故选ABC。
17．9cm
【分析】
先求出原来弹簧的劲度系数，再根据弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比，得出后来弹簧的劲度系数，由胡克定律即可求解．
【详解】
设原来的弹簧的劲度系数为k，由胡克定律得：
解得：
根据弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比，故后来弹簧的劲度系数为
当上端放一重45N的物体时，由胡克定律得：
解得：
而后来的弹簧的原长只有10cm，故加上上端放一重45N的物体，其长度为
【点睛】
本题主要考查了胡克定律及其应用，解决本题的关键，就是要知道弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比．
18．2500N/m 7cm 4cm
【详解】
根据胡克定律可知
100=k（11-x0）
150=k（13-x0）
解得x0=7cm；k=2500N/m；
如用两手握住它的两端，分别用100 N的力向两边拉，则这弹簧伸长
11cm-7cm=4cm
19．（1）10cm（2）200N/m（3）20N
【详解】
(1)当弹簧处于原长状态时，弹簧的弹力为零，由题图可知弹簧的原长为：
(2)当弹簧长度为15cm时，弹力大小为10 N，对应的弹簧伸长量为：
由胡克定律得弹簧的劲度系数：
(3)当弹簧长为0.20 m时，弹簧伸长量为：
由胡克定律得弹力的大小：
20．(1)10cm；(2)200N/m；(3)20N
【详解】
(1)由题图知，当弹簧的弹力时，弹簧的长度，这就是弹簧的原长。
(2)由题图知，当弹簧的长度，即伸长量时，弹簧的弹力。由胡克定律
得
(3)当弹簧伸长x2=0.10m时，弹簧弹力为
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