3.1-3.2 力、重力和弹力综合测评（Word版，含解析）

力、重力和弹力
基础练(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.一个质量为60 kg的人,在地球上的重力约为600 N,当他登上月球时(月球的表面重力加速度约为地球表面的),他的质量和重力分别为(　　)
A.60 kg;600 N　　　　　 B.60 kg;100 N
C.10 kg;600 N D.10 kg;100 N
2.(2021·扬州高一检测)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为 (　　)
A.马跑得快的缘故
B.马蹄大的缘故
C.马的重心在飞燕上
D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
3.(2021·泰州高一检测)如图表示小车所受外力F的图示,则对小车的运动,作用效果相同的是 (　　)
A.F1和F2　　　　　 B.F1和F4
C.F1和F3、F4 D.都不相同
4.如图所示,下列四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。关于这四个球的受力情况,下列说法正确的是 (　　)
A.甲球受到两个弹力的作用
B.乙球受到两个弹力的作用
C.丙球受到两个弹力的作用
D.丁球受到两个弹力的作用
5.如图,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则关于小球的受力情况,下列分析正确的是 (　　)
A.小球只受重力、绳的拉力作用
B.小球只受重力、斜面的弹力作用
C.小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用
D.小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用
6.如图所示,四根完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
弹簧质量不计,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 (　　)
A.L2>L1　　　　　　 B.L4>L3
C.L1>L3　　　　 D.L2=L4
二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(10分)一质量为0.6 kg的物体放在倾角为30°的斜面上,用与斜面平行的、大小为8 N的力F拉着它沿斜面向上运动,如图所示,画出拉力和重力的图示。(g取10 N/kg)
8. (14分)如图所示,在天花板上悬挂一轻质弹簧,当在弹簧下端挂上质量m1=0.5 kg的重物时,弹簧的长度L1=22 cm;当在弹簧下端挂上质量m2=0.75 kg的重物时,弹簧的长度L2=23 cm。已知弹簧始终在弹性限度内,取g=10 m/s2,求该弹簧的劲度系数k。
提升练(15分钟·40分)
9.(6分)(多选)(2020·泰州高一检测)人的重心一般在腰部附近,我们观察到跳高运动员大多腿长且身材 “苗条”,而且多采用背越式跳法(如图所示),试就所学的物理知识分析这样做的好处是 (　　)
A.腿长使得重心高,便于达到更高的高度
B.腿长使得重心低,便于达到更高的高度
C.身材“苗条”所受重力小,便于越过更高的高度
D.采用背越式跳高姿势,不必使重心提升的高度太高,有利于提高比赛成绩
10.(6分)(2021·泰州高一检测)S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体,ma>mb,将弹簧与物块按如图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使 (　　)
A.S1在上,a在上 B.S1在上,b在上
C.S2在上,a在上 D.S2在上,b在上
11.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是 (　　)
A.F1=F2=F3　　　 B.F1=F2C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2
12.(6分)(多选)如图所示,摩擦及绳子、滑轮的质量不计,物体A重4 N,物体B重1 N,以下说法正确的是 (　　)
A.地面对A的支持力是3 N
B.测力计的读数为2 N
C.物体A受到地面的支持力为2 N
D.测力计示数为3 N
13.(22分)如图所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图线,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。
参考答案：
基础练(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.一个质量为60 kg的人,在地球上的重力约为600 N,当他登上月球时(月球的表面重力加速度约为地球表面的),他的质量和重力分别为(　　)
A.60 kg;600 N　　　　　 B.60 kg;100 N
C.10 kg;600 N D.10 kg;100 N
【解析】选B。质量是物体所含物质的多少,不随空间的变化而变化,而重力G=mg的g随空间的不同而不同,地球重力加速度是月球重力加速度的6倍,所以同一物体在地球上的重力是月球上重力的6倍。B正确。
2.(2021·扬州高一检测)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为 (　　)
A.马跑得快的缘故
B.马蹄大的缘故
C.马的重心在飞燕上
D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
【解析】选D。马的重心位置在马身上而不在飞燕上,但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上,才能保持平衡,故A、B、C错误,D正确。
3.(2021·泰州高一检测)如图表示小车所受外力F的图示,则对小车的运动,作用效果相同的是 (　　)
A.F1和F2　　　　　 B.F1和F4
C.F1和F3、F4 D.都不相同
【解析】选B。在图示的四种情况下,F3方向斜向上,其余力的方向水平向右,F3的作用效果与其他力肯定不同,又知F2比F1、F4两个力要小,所以F2的作用效果与F1、F4的作用效果也不同,将F1和F4的作用点均平移至小车的重心处,可看出两力的作用效果相同,B正确。
4.如图所示,下列四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。关于这四个球的受力情况,下列说法正确的是 (　　)
A.甲球受到两个弹力的作用
B.乙球受到两个弹力的作用
C.丙球受到两个弹力的作用
D.丁球受到两个弹力的作用
【解析】选C。甲球竖直方向上,受重力和水平面的弹力,斜面对甲球无弹力,故A错误;乙球竖直方向上,受重力和水平面的弹力,乙与另一球之间无弹力,B错误;丙球受右侧球和球壳的两个弹力作用,故C正确;丁球受竖直细线的拉力,倾斜细线的拉力为零,D错误。
5.如图,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则关于小球的受力情况,下列分析正确的是 (　　)
A.小球只受重力、绳的拉力作用
B.小球只受重力、斜面的弹力作用
C.小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用
D.小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用
【解析】选D。地面附近物体一定受重力,故小球一定受重力;细绳拉紧,说明细绳对小球有拉力,且拉力方向沿绳子方向向上;假设小球不受斜面的弹力,则小球不可能处于平衡状态,故小球一定受斜面的弹力;故小球受重力、绳的拉力以及斜面的弹力作用,故D正确,A、B、C错误。
6.如图所示,四根完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
弹簧质量不计,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 (　　)
A.L2>L1　　　　　　 B.L4>L3
C.L1>L3　　　　 D.L2=L4
【解析】选D。弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定。由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故D正确。
二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.(10分)一质量为0.6 kg的物体放在倾角为30°的斜面上,用与斜面平行的、大小为8 N的力F拉着它沿斜面向上运动,如图所示,画出拉力和重力的图示。(g取10 N/kg)
【解析】重力是由地球的吸引而产生的,大小为G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N,方向竖直向下,重力的作用点在物体的重心上,重力与是否受其他力及运动状态无关。拉力和重力的图示如图所示:
答案:见解析
8. (14分)如图所示,在天花板上悬挂一轻质弹簧,当在弹簧下端挂上质量m1=0.5 kg的重物时,弹簧的长度L1=22 cm;当在弹簧下端挂上质量m2=0.75 kg的重物时,弹簧的长度L2=23 cm。已知弹簧始终在弹性限度内,取g=10 m/s2,求该弹簧的劲度系数k。
【解析】设弹簧的自然长度为L0,由胡克定律可得:F1=k(L1-L0)
F2=k(L2-L0)
由题意:F1=m1g=0.5×10 N=5 N;
F2=m2g=0.75×10 N=7.5 N
代入数据得:k=250 N/m
答案:250 N/m
提升练(15分钟·40分)
9.(6分)(多选)(2020·泰州高一检测)人的重心一般在腰部附近,我们观察到跳高运动员大多腿长且身材 “苗条”,而且多采用背越式跳法(如图所示),试就所学的物理知识分析这样做的好处是 (　　)
A.腿长使得重心高,便于达到更高的高度
B.腿长使得重心低,便于达到更高的高度
C.身材“苗条”所受重力小,便于越过更高的高度
D.采用背越式跳高姿势,不必使重心提升的高度太高,有利于提高比赛成绩
【解析】选A、C、D。解本题的关键是知道质量分布不均匀的物体, 其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。腿长使得重心高,便于达到更高的高度,选项A正确,B错误;身材“苗条”所受重力小,更易克服重力,越过更高的高度,选项C正确;采用背越式跳高姿势,利用反弓形使人的重心低于人的身体,使人在跳高过程中,不必使重心提升的高度太高,有利于提高比赛成绩,选项D正确。
10.(6分)(2021·泰州高一检测)S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体,ma>mb,将弹簧与物块按如图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使 (　　)
A.S1在上,a在上 B.S1在上,b在上
C.S2在上,a在上 D.S2在上,b在上
【解析】选A。根据胡克定律确定弹簧伸长量的大小。要使两根弹簧的总长度最短,则应使两弹簧的总伸长量最小。两物体的总重力要由上弹簧承担,故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧,即弹簧S1在上,下弹簧要承担下面物体的重力,则为了使弹簧的形变量小,则应使物体重力小的在下面,即b物体在下面,而a物体在上面。综上所述,A正确。
11.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是 (　　)
A.F1=F2=F3　　　 B.F1=F2C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2
【解析】选A。对小球受力分析,左边装置中下面小球受到重力mg和弹簧的弹力F1作用,根据平衡条件可知,F1=mg;其他两个装置中弹簧上弹力等于细线上拉力,对小球受力分析,据平衡条件可知细线上的拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。因此,F1=F2=F3=mg,A正确,其他选项均错误。
12.(6分)(多选)如图所示,摩擦及绳子、滑轮的质量不计,物体A重4 N,物体B重1 N,以下说法正确的是 (　　)
A.地面对A的支持力是3 N
B.测力计的读数为2 N
C.物体A受到地面的支持力为2 N
D.测力计示数为3 N
【解析】选A、B。向上拉A的力应等于B的重力1 N,这样A受三个力的作用:地球对A向下的重力为4 N,向上的绳子拉力为1 N,地面对A的支持力应竖直向上为3 N,故A选项正确,C错误。而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和,都等于B的重力,故应为2 N,所以B选项正确,而D错误。
13.(22分)如图所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图线,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。
【解析】(1)图线和横轴的交点表示弹力为零,即F=0时,表示弹簧处于原长,所以原长为10 cm。
(2)纵坐标为10 N时对应的两个点,弹簧的长度分别为5 cm和15 cm。根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到k=200 N/m。
(3)当弹簧长度为0.20 m时,表示弹簧的伸长量为10 cm,再根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到F=20 N。
答案:(1)10 cm　(2)200 N/m　(3)20 N
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