3.2科学探究：弹力 同步练习基础过关——2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（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新学期同步练习基础过关（鲁科版2019）
练习
一、单选题，共11小题
1．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
2．一个质量均匀的铅球静止在水平的角落里，如图所示，并与竖直的墙面相接触，A、B两点是铅球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是（　　）
A．铅球受二个力，重力、地面的支持力
B．铅球受三个力，分别是重力、地面的支持力和墙面的弹力
C．两个物体相互接触，就一定能产生弹力
D．铅球受到地面的支持力，是因为球发生了弹性形变而产生的
3．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
4．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是（　　）
A．弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
5．一根轻弹簧，下端不挂重物时长12cm，挂上3N的物体且静止时弹簧长15cm，则当弹簧下端挂1N的重物时，弹簧的长度是（　　）
A．1cm B．12.5cm C．13cm D．14.5cm
6．关于弹力，下列说法中正确的是（　　）
A．只有受弹簧作用的物体才受弹力作用
B．轻杆对物体的弹力方向一定沿着杆所在方向
C．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
D．两个物体接触在一起就会有弹力作用
7．一个质量均匀的铅球静止在水平的角落里，如图所示，并与竖直的墙面相接触，A、B两点分别是铅球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是（　　）
A．铅球受两个力，重力、地面的支持力
B．铅球受三个力，分别是重力、地面的支持力和墙面的弹力
C．只要两个物体相互接触，就会产生弹力
D．不发生形变也可能产生弹力
8．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F的力拉弹簧，平衡时长度为l2弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．下列各种说法中，正确的是（　　）
A．只有相互接触的物体间才有力的作用
B．同一物体在地球表面，向上运动和向下运动时所受重力方向相反
C．相互接触的物体之间不一定有弹力
D．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的
11．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是（　　）
A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
二、多选题，共4小题
12．如图所示，一辆吉普车停在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．吉普车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B．吉普车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变
C．吉普车受到向上的弹力，是因为吉普车发生了形变
D．地面受到向下的弹力，是因为吉普车发生了形变
13．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。请判断下列说法正确的是（　　）
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板和运动员的脚都发生了形变
C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
14．在物理学的重大发现中，科学家们创造了许多物理研究方法。下列叙述中正确的是（　　）
A．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体采用了等效替代的方法
B．根据速度的定义式，当非常非常小时，就可以近似表示物体在此刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法
C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
D．为了显示桌面的微小形变，在桌面上放置平行平面镜反射光线，将桌面的形变转化为光点的移动，这里采用了放大的思想
15．如图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是（　　）
A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力
B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用
C．图丙中地面光滑且水平，A与竖直墙壁有力的作用
D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
三、填空题，共2小题
16．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够_________的形变。
17．轻弹簧一端固定，在弹性限度内对其另一端施加30N的拉力时，长为21cm。若施加30N压力时，其长为15cm，则该弹簧自然长度为___________cm，其劲度系数为___________N/m。
四、解答题，共2小题
18．一轻弹簧原长为l0=10 cm，在它的下端静止、竖直悬挂一个重为4 N的物体时，弹簧的长度为l1=12 cm。
（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）若在它的下端静止、竖直悬挂一个重为9 N的物体时，弹簧的长度l2为多少？
19．如图所示，在上端开口的汽缸内有两个厚度不计、质量均为m=1kg的绝热活塞A、B，A、B之间为真空并压缩一劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧，A、B与汽缸无摩擦，活塞B下方封闭有温度为27℃的理想气体。稳定时，活塞A、B将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为S=20cm2，L=0.6m，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，取绝对零度为。
(1)若汽缸是绝热的，现通过加热丝对B下方的气体进行缓慢加热，当活塞A刚好上升到气缸的顶部时，求封闭气体的绝对温度；
(2)若汽缸是导热的，从第(1)问中活塞A的末态位置开始，在活塞A上缓慢倒入沙子，保持气体温度为第(1)问中气体末态的温度不变，直到活塞B回到加热前的位置，求此时沙子的质量和活塞A、B间的距离。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
根据胡克定律可得，该弹簧的劲度系数为
故选B。
2．A
【详解】
AB．铅球虽然与墙面接触，但未与墙面相互挤压从而使二者发生形变，所以铅球不受墙面的弹力。而铅球与地面之间存在相互挤压，因此铅球受二个力，重力和地面的支持力，故A正确，B错误；
C．两个物体相互接触，但没有相互挤压从而使二者发生形变，就不会产生弹力，故C错误；
D．铅球受到地面的支持力，施力物体是地面，是因为地面发生了弹性形变而产生的，故D错误。
故选A。
3．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。
4．B
【详解】
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A错误；
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B正确；
C．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故C错误；
D．拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数不一定相同，故D错误。
故选B。
5．C
【分析】
【详解】
挂上3N的物体后，弹簧伸长3cm，弹簧劲度系数
则当弹簧下端挂1N的重物时，弹簧伸长量为
所以弹簧总长为
故C正确。
故选C。
6．C
【详解】
A．当相互接触的物体产生弹性形变时都会产生弹力，并非只有受弹簧作用的物体才受弹力作用，选项A错误；
B．轻杆对物体的弹力方向可以沿着任意方向，选项B错误；
C．压力和支持力的方向总是垂直于接触面，选项C正确；
D．两个物体接触在一起，但是必须要有弹性形变才会有弹力作用，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】
ABC．小球在B点受到支持力，在A点虽然接触，但不挤压，不受弹力。所以小球受重力和B点的支持力处于平衡。故A正确，BC错误；
D．弹力产生的条件之一是发生弹性形变，有些物体发生了形变，但不一定产生弹力，只有发生弹性形变的物体之间才能产生弹力；故D错误。
故选A。
8．D
【详解】
由胡克定律得F=kx，式中x为形变量，设弹簧原长为l0，则有
F=k（l0-l1）
F=k（l2-l0）
联立方程组可以解得
选项ABC错误，选项D正确。
故选D。
9．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。
10．C
【详解】
A．不相互接触的物体间也会发生力的作用，如磁铁去吸引铁钉，就可以不接触。故A错误；
B．物体在地球表面，无论如何运动都受重力作用，方向竖直向下。故B错误；
C．相互接触且发生弹性形变的物体间存在弹力，故C正确；
D．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的。故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
轻质杆与轻绳的区别在于轻质杆不但能被压，还能被拉，而轻绳只能被拉，根据这一点再取B点为研究对象并进行受力分析可得到图乙中AB不能用轻绳代替，图甲、乙、丁中BC不能用轻绳代替，所以正确的选项应该是B。
12．BD
【详解】
A．吉普车和地面相互挤压，都发生了弹性形变，故汽车受到地面的弹力，地面受到汽车的弹力，A错误；
BC．地面发生形变，对吉普车产生向上的弹力，B正确，C错误；
D．吉普车发生形变，对地面产生向下的弹力，D正确。
故选BD。
13．BC
【详解】
有弹力时，相互接触的物体都会发生形变。弹力是施力物体的形变产生的，所以运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力，是脚发生形变而产生的。
故选BC。
14．BCD
【详解】
A．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体采用了理想模型的方法，故A错误；
B．根据速度的定义式，当非常非常小时，就可以近似表示物体在此刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法，故B正确；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加求得位移，这里采用了微元法，故C正确；
D．为了显示桌面的微小形变，在桌面上放置平行平面镜反射光线，将桌面的形变转化为光点的移动，这里采用了放大的思想，故D正确。
故选BCD。
15．BCD
【详解】
A．图甲中对B进行受力分析，B球受重力和弹力的作用，二力平衡B球静止，不可能再受到A对B的弹力的作用，故A错误；
B．图乙中中采用假设法，若除去左侧的斜面，A将运动，去掉右侧的斜面，A也将运动，所以两斜面对球A均有力的作用，故B正确；
C．图丙由物体的平衡条件知外力F与竖直墙壁对它的作用力平衡，墙对物体A有力的作用，故C正确；
D．图丁由弹力产生的条件可知，A与B接触且挤压，二者之间有弹力的作用，故D正确。
故选BCD。
16．恢复原状
【详解】
略
17．18 1000
【详解】
[1][2]设弹簧原长L0，劲度系数为k，则施加30N的拉力时
施加30N压力时
解得
L0=18cm
k=1000N/m
18．（1）200N/m（2）14.5 cm
【详解】
（1）弹簧形变量x1＝l1－l0＝2 cm
由胡克定律得
=200N/m
（2）当挂9 N的重物时，设弹簧的长度为l2
由胡克定律得
F2＝k（l2－l0）=9N
代入数据解得
l2＝14.5 cm
19．(1)；(2)22kg，
【详解】
(1)初态，气体温度为
体积为
当活塞A刚好达到汽缸顶部时，设气体温度为T2，气体体积为
该过程气体发生等压变化，有
解得
(2)温度为T1时，气体的压强为
设最后沙子倒入的质量为M，则活塞B回到初位置时，气体的压强为
此时气体的温度为
由查理定律有
解得
设弹簧又压缩了，由胡克定律有
则稳定后A、B间的距离为
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