2025教科版高中物理必修第一册同步练习题（有解析）--2　弹力

中小学教育资源及组卷应用平台
2025教科版高中物理必修第一册
2　弹力
基础过关练
题组一　对形变及弹力的理解
1.(2022广东湛江期中)关于弹力,下列说法正确的是 (　　)
A.相互接触的物体间一定有弹力作用
B.压力和支持力都是弹力
C.桌面对书产生支持力是因为书发生了形变
D.书对桌面的压力就是书的重力
2.(多选题)(2024四川百分智名校期中)
如图所示,底端置于粗糙水平地面上的直杆,其顶端的一根水平细线被手拉住,此时杆处于静止状态。下列说法正确的是 (　　)
A.细线对杆的弹力方向水平向右
B.细线对杆的弹力是由细线的形变产生的
C.杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的
D.地面对杆的弹力方向沿杆向左下方
题组二　判断弹力的有无
3.(2024辽宁大连复兴中学期中)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情境。下列说法正确的是 (　　)
A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它所受的重力
B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.图丙中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用
D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
4.(2024湖北黄冈期中)如图所示,静止的小球m分别与一个物体(或面)接触,设各接触面光滑,小球m受到两个弹力的是 (　　)
题组三　弹力方向的判断
5.(2024广东深圳实验学校期中)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示。下列关于足球与斜台作用时斜台对足球的弹力方向的说法正确的是 (　　)
A.沿v1的方向
B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
题组四　对胡克定律的理解及应用
6.(多选题)(2023河北保定蠡县二中月考)关于胡克定律,下列说法正确的是 (　　)
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比
B.由k=可知,劲度系数k与弹簧弹力F成正比,与弹簧伸长(或缩短)的长度x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹簧弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力改变值的大小
7.(2023上海致远中学期中)一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上,把一质量为1.8 kg的物体慢放在弹簧的上端,待物体稳定后静止在弹簧上端,如图乙所示,弹簧始终在弹性限度内。取重力加速度大小g=10 m/s2,则下列说法正确的是 (　　)
A.弹簧的原长为5 cm
B.弹簧的压缩量为5 cm
C.弹簧的压缩量为3 cm
D.该弹簧的伸长量越大,其劲度系数越大
题组五　实验原理与数据处理
8.某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验,步骤如下:
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在　　　　方向(填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧　　　　时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1、L2、…、L6,数据如表。
代表符号 数据/cm
L0 25.35
Lx 27.35
L1 29.35
L2 31.30
L3 33.4
L4 35.35
L5 37.40
L6 39.30
表中有一个数据记录不规范,代表符号为　　　。由表可知所用刻度尺的分度值为　　　　。
(3)如图所示是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与　　　的差值(填“L0”或“Lx”)。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为　　　N/m;通过图和表知砝码盘的质量为　　　　g。(结果保留两位有效数字,g取9.8 N/kg)
9.(2024福建三明期末)在“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验测得弹簧弹力F以及弹簧伸长量x的数据点如图乙所示,请在坐标纸上作出F-x关系图线。
(2)根据所作图线,求得弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。(结果保留2位有效数字)
(3)若实验过程中,刻度尺倾斜测量,如图丙所示,则测量的劲度系数k　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
能力提升练
题组一　对弹力的理解及计算
1.(多选题)(2024广东广州北培高中期中)关于下列四幅图中的弹力说法正确的是 (　　)
A.甲图中,由于书的形变,桌面受到向下的弹力F1
B.乙图中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度x成正比
C.丙图中,碗底对筷子的弹力一定沿筷子斜向上,如图中箭头所示
D.丁图中,绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向
2.(2024山东临沂莒南期中)如图所示,甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,另一端悬挂一质量为m的物块;乙弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接一质量也为m的物块。两物块静止时,测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2。已知重力加速度为g,两弹簧均在弹性限度内。则这两根弹簧的劲度系数为 (　　)
甲　　　　乙
A.
C.
3.(经典题)(多选题)(2024四川内江二中月考)
如图所示,A、B两物体的重力大小分别是GA=3 N,GB=4 N。A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧的弹力大小F=2 N,则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是 (　　)
A.5 N和6 N　　　B.5 N和2 N
C.1 N和6 N　　　D.1 N和2 N
4.(多选题)(2023四川宜宾叙州二中期中)
如图所示,固定斜面上有一光滑小球,分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接,小球处于静止状态,则关于小球所受弹力的个数可能的是 (　　)
A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
5.(2024山西运城稷山中学开学考试,)如图所示,A、B是两个相同的弹簧,原长都是L0=10 cm,劲度系数k=50 N/m,若悬挂的两个物体质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26 cm,试求物体的质量m(g取10 m/s2)。
题组二　实验操作与数据处理
6.(2024安徽合肥六校期末)某物理实验小组利用如图甲所示的装置探究弹簧弹力和形变量的关系。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
甲
(1)实验中挂30 g钩码时刻度尺如图所示,该读数为　　　　cm。
(2)根据实验数据,他们在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x的关系图像,如图乙所示。根据图乙可求得弹簧的劲度系数为　　　　N/m(结果保留两位有效数字)。
(3)甲、乙两位同学分别用同一弹簧来做实验,其中甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长,乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长,弹簧始终在其弹性限度内。他们以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F,x表示弹簧伸长量,两位同学完成实验后,得到如下F-x图像;其中实线是甲同学的,虚线是乙同学的,则下列图像正确的是　　　　。
题组三　实验拓展与创新
7.(2023重庆西南大学附中期中)将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起,看成一根新弹簧,设原粗弹簧(记为A)劲度系数为k1,原细弹簧(记为B)劲度系数为k2,套成的新弹簧(记为C)劲度系数为k3。关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下猜想:
甲同学:可能是;
乙同学:可能是k3=k1+k2;
丙同学:可能是k3=。
为了验证猜想,同学们设计了相应的实验(装置见图甲)。
(1)简要实验步骤如下,请完成相应填空。
①将弹簧A悬挂在铁架台上,用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0;
②在弹簧A的下端挂上钩码,记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g,并用刻度尺测量弹簧的长度L1;
③由F=　　　　计算弹簧的弹力,由x=L1-L0计算弹簧的伸长量,由k=计算弹簧的劲度系数;
④改变钩码的个数,重复实验步骤②、③,求出弹簧A的劲度系数的平均值k1;
⑤将弹簧分别换为B、C,重复上述操作步骤,求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3,比较k1、k2、k3并得出结论。
(2)图乙是实验得到的图线,由此可以判断同学　　　的猜想正确。
答案与分层梯度式解析
2　弹力
基础过关练
1.B 2.BC 3.C 4.C 5.D 6.ACD
7.C
1.B　相互接触并且互相挤压的物体间一定有弹力作用,A错误;压力和支持力都是弹力的作用效果,在性质上都属于弹力,B正确;桌面对书产生的支持力,桌面是施力物体,是桌面因形变产生的,C错误;书对桌面的压力与书的重力产生原因不同,不是同一个力,D错误。
易混易错　对弹力产生原因不明确是本题易错的原因。发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体有弹力作用;若某物体受到了弹力作用,这是因为与它接触的物体发生了形变。
2.BC　细线的弹力方向沿着细线收缩的方向,可得细线对杆的弹力方向水平向左,故A错误;细线对杆的弹力的施力物体是细线,故细线对杆的弹力是由细线的形变产生的,故B正确;杆受到地面的弹力,施力物体是地面,杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的,故C正确;杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上,故D错误。
3.C　题图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于重力大小,但由于两者不是同一个力,所以不能说弹力就是重力,选项A错误;题图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球之间如果存在弹力,则两个足球在水平方向上合力都不为零,不能处于静止状态,所以两足球间没有弹力存在,选项B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及脚的压力的作用,若人脚的压力竖直向下,则足球受到3个力的作用,选项C正确;题图丁中,由于球网发生形变,而使足球受到了弹力,选项D错误。
4.C　A选项中,小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,故小球只受一个弹力作用,A错误;B选项中,小球m只受重力和支持力,支持力是弹力,即只有一个弹力,B错误;C选项中,小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力,在三力作用下处于平衡状态,因此小球受两个弹力,C正确;D选项中,竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不可能处于平衡状态,小球只受重力和水平面对它的支持力作用,D错误。
易混易错　误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用。可以先假没有接触情景,然后从平衡条件去论证假设是否成立,若假设情景依然成立则无弹力。
5.D　点、面接触时,弹力方向垂直于接触面,所以足球受到沿垂直于斜台斜向左上方的弹力,选D。
6.ACD　在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)遵守胡克定律F=kx,故选项A正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力F及弹簧伸长(或缩短)的长度x无关,故选项C正确,B错误;由胡克定律得k=,可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时,弹力的改变值与k值相等,故选项D正确。
7.C　根据题给条件,无法计算弹簧的原长,A错误;弹簧的劲度系数k==600 N/m,根据mg=kx,解得x=3 cm,B错误,C正确;弹簧的劲度系数与弹簧的粗细、材料有关,与弹簧伸长量无关,D错误。
导师点睛　弹簧弹力与形变量的关系图像(F-x图像)、弹簧弹力与弹簧长度的关系图像(F-l图像)中图线的斜率都表示弹簧的劲度系数。
8.答案　(1)竖直　(2)静止　L3　1 mm　(3)Lx
(4)4.9　10
解析　(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。
(2)弹簧静止时,记录原长L0。表中L3的数值与其他数据的有效数字的位数不同,记录不规范。由表可知刻度尺的分度值为1 mm。
(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度)。
(4)由胡克定律知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线的斜率为,则弹簧的劲度系数k=g= N/m=4.9 N/m
砝码盘的质量m0==0.01 kg=10 g。
9.答案　(1)见解析图　(2)54　(3)偏小
解析　(1)根据数据点作出F-x关系图线如图所示
(2)根据胡克定律F=kx,可得弹簧的劲度系数为k= N/m≈54 N/m。
(3)若实验过程中,刻度尺倾斜测量,可知测得的弹簧伸长量x偏大,根据k=,可知测量的劲度系数k偏小。
能力提升练
1.AD 2.B 3.BC 4.ABC
1.AD　桌面受到的弹力是书形变产生的,方向向下,A正确;弹簧的弹力大小与弹簧形变量成正比,B错误;碗底对筷子的弹力应垂直于碗底切线指向碗的球心,C错误;绳的拉力沿着绳,指向绳收缩的方向,D正确。
方法技巧　假设法判断弹力的有无(在形变不明显时)
2.B　设弹簧的劲度系数是k,原长为l0,甲弹簧的伸长量为Δx1=l1-l0,甲弹簧受到的拉力大小为F1=k·Δx1=k(l1-l0)=mg;乙弹簧的压缩量为Δx2=l0-l2,乙弹簧受到的压力大小为F2=k·Δx2=k(l0-l2)=mg,联立解得k=,选B。
方法技巧　计算弹力大小的两种方法
(1)公式法:利用胡克定律F=kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体弹力的计算。
(2)平衡法:利用二力平衡的条件计算。
3.BC　本题中,仅根据弹簧弹力的大小不能确定弹簧的状态,应对弹簧处于拉伸或压缩状态分情况讨论。如果弹簧处于被拉伸的状态,它会有收缩到原长的趋势,会向下拉A,向上提B,则对物体A、B分别有FT=GA+F=5 N,FN=GB-F=2 N,选项B正确;如果弹簧处于被压缩的状态,它会有向两端伸长恢复原长的趋势,会向上推A,向下压B,则有FT=GA-F=1 N,FN=GB+F=6 N,选项C正确。
4.ABC　若P弹簧对小球的弹力等于小球的重力,则Q弹簧无弹力,小球受2个力平衡,其中只有1个弹力;若P弹簧弹力为零,小球受重力、支持力、弹簧Q的拉力,其中有2个弹力;若P弹簧弹力不为零,小球受重力、弹簧P的拉力、支持力、弹簧Q的拉力,小球受4个力平衡,其中有3个弹力,选A、B、C。
5.答案　0.1 kg
解析　单独对B下面的物体分析,所受B弹簧的拉力大小为mg
对两个物体整体分析,A弹簧所受拉力大小为2mg
根据胡克定律列出两个关系式kxB=mg,kxA=2mg
而xA+xB=L-(L0+L0),即L-(L0+L0)=
解得m= kg=0.1 kg
6.答案　(1)7.20　(2)25　(3)A
解析　(1)刻度尺的分度值为1 mm,则刻度尺的读数为7.20 cm。
(2)F-x图像的斜率代表弹簧的劲度系数,则k= N/m=25 N/m。
(3)实验中用横轴表示弹簧的伸长量x,纵轴表示弹簧的拉力F,由胡克定律F=kx可知,甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长,则图像过原点;乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长,由于弹簧自身的重力,当弹簧不挂钩码时弹簧的伸长量大于零,则图像不过原点,两种情况下弹簧的劲度系数相同,故两图线平行。故选A。
7.答案　(1)nmg　(2)乙
解析　(1)根据二力平衡可知F=nmg。
(2)由题图乙及k=可知,
k1= N/m=25 N/m
k2= N/m≈36.8 N/m
k3= N/m=62.5 N/m
由此可知在误差允许范围内,k1、k2、k3的关系满足k3=k1+k2,故乙的猜想正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)