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人教版物理高二选修2-2第二章
第一节物体的形变同步练习
一、选择题
1.如图所示,在用横截面为椭圆形的墨水瓶演示坚硬物体微小弹性形变的演示实验中,能观察到的现象是( )
A.沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁,管中水面均上升
B.沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁,管中水面均下降
C.沿椭圆长轴方向压瓶壁,管中水面上升;沿椭圆短轴方向压瓶壁,管中水面下降
D.沿椭圆长轴方向压瓶壁,管中水面下降;沿椭圆短轴方向压瓶壁,管中水面上升
答案:D
解析: 解答:沿椭圆长轴方向压瓶壁,瓶子容积变大,管中水面下降;沿椭圆短轴方向压瓶壁,瓶子容积变小,管中水面上升,故ABC错误,D正确;
故选:D
分析:从不同的方向压瓶壁,会导致瓶子的体积变化,根据椭圆瓶子容积的变化分析答题.
2.下列说法正确的是( )
①木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小的形变而产生的;
②拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到的竹竿对它的弹力,是由于木头发生形变而产生的;
③绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向;
④挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的.
A.①② B.③④
C.①②③ D.①②③④
答案:B
解析:①弹力是施力物体形变引起的;木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于桌面发生微小的形变而产生的;故错误;
②弹力是施力物体形变引起的;拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到的竹竿对它的弹力,是由于竹竿发生形变而产生的;故错误;
③绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向;故正确;
④挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的;故正确;
故选:B.
分析:弹力是施力物体的形变引起的,与施力物体的形变恢复方向相同.
3.书静止放在水平桌面上时,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力是弹力,是由于书的形变而产生的
B.书对桌面的压力就是书受的重力
C.先有书对桌面的压力,然后才是桌面对书产生支持力
D.只有桌面发生了微小形变
答案:A
解析:A.书对桌面的压力是书形变引起的;故A正确;
B.书对桌面的压力属于弹力,而书受到的重力是由于地球的吸引而产生的,力的性质不同,故B错误
C.相互作用力是同时产生的,故B错误;
D.书和桌都发生了微小形变,故D错误.
故选:A.
分析:书对桌面的压力属于弹力,书对桌面的压力是书形变引起的.
4.杂技演员有高超的技术,如图所示,能轻松地顶住坛,关于他顶坛时,头顶受到的压力产生的直接原因是( )
A.坛受到的重力
B.人受到的重力
C.坛的形变
D.头的形变
答案:C
解析:头顶受到的压力是由于坛子产生形变,对与之接触的头产生力的作用,选项C正确,ABD错误.
故选:C.
分析:据产生弹力需要的条件:一是接触,二是发生形变来解答此题.
5.一辆汽车停在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生弹性形变
B.地面受到了向下的弹力,是因为汽车发生弹性形变
C.汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生弹性形变
D.汽车受到了向上的弹力,是因为汽车发生弹性形变
答案:BC
解析:AB.地面受向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了形变,从而对地面产生了向下的压力;故A错误,B正确;
CD.汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生了形变;故C正确,故D错误;
故选:BC
分析:物体发生形变后,要恢复原状,对与它接触的物体有力的作用,这就是弹力.是施力物体发生弹性形变对受力物体的力.
6.一个正方形木块放在光滑的水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.木块受到的弹力是由于木块底部形变造成的
B.木块受到的弹力是由于桌面形变造成的
C.木块对桌面的压力就是木块受到的重力
D.木块受到桌面对它向上的力有弹力和支持力两个力作用
答案:B
解析: AB.木块受到的弹力是由于桌面底部形变造成的,故A错误,B正确;
C.木块对桌面的压力和木块受到的重力的施力物体和受力物体都不同,不是一个力,故C错误;
D.木块受到桌面对它向上的力有弹力和支持力是同一个力,故D错误.
故选:B
分析:物体间的弹力是由物体发生弹性形变,而要恢复原状时产生的力.
7.蹦极的人会受到蹦极绳索的拉力作用,产生这个拉力的原因是( )
A.绳索的形变
B.绳索所受到的重力
C.人的形变
D.人所受到的重力
答案:A
解析:人受到绳子的拉力作用,产生这个拉力的原因是绳子发生形变,在恢复原状时产生对人的弹力作用.
故选:A
分析:绳子发生形变,在恢复原状时产生对人的弹力作用.
8.在立起一根木棍的过程中要经过如图所示的位置,此时地面对木棍的弹力方向是图中的( )
A.的方向
B.的方向
C.的方向
D.的方向
答案:B
解析:本题属于点面接触,弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体,所以地面施予木棍的弹力方向正确的是.
故选:B.
分析:弹力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体.
9.将一本书放在水平桌面上静止,则有关说法中错误的是( )
A.书对桌面的压力是弹力,是由于桌面受到书的压力产生形变而产生的
B.书对桌面的压力是弹力,是由于书受到桌面的压力产生形变而产生的
C.书对桌面的压力与书受到的重力不是同一个力,它们是两种不同性质的力
D.书能静止,是由于书的重力等于桌面对书的支持力
答案:A
解析:A.书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的;故A错误;
B.书对桌面的压力是弹力,是由于书受到桌面的压力产生形变而产生的;故B正确;
C.书对桌面的压力与书受到的重力二者性持不同;是两种不同的力;故C正确;
D.书能静止,是由于受到重力和支持力平衡的原因;故D正确;
本题选错误的;故选:A.
分析:物体所受的弹力是由于施力物体发生形变,要恢复原状产生的.
10.下列说法正确的是( )
A.木块静止地放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力,这是由于木块发生微小的形变而产生的
B.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的
C.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是因为电线发生微小的形变而产生的
D.绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳伸长的方向
答案:C
解析:A.木块放在桌面上所受到桌面向上的弹力是由于桌面发生向下微小形变而产生的.故A错误.
B.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到的竹竿的弹力是由于细杆发生形变而产生的.故B错误.
C.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,这是因为电线发生微小的形变而产生的.故C正确.
D.绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.故D错误.
故选:C
分析:弹力的施力物体是发生弹性形变的物体,受力物体是与之接触的物体.
11.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变叫做( )
A.弹性形变
B.范性形变
C.明显形变
D.微小形变
答案:A
解析:物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变,故A正确.
故选:A
分析:物体发生了能够恢复原状的形变叫弹性形变;能够发生弹性形变的物体很多,弹簧是常见的物体之一.物体发生形变后,不能恢复原状的性质叫范性.
12.关于弹性形变,下列说法正确的是( )
A.物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变叫弹性形变
C.若两物体接触,就一定能发生形变
D.两物体相互接触,一定有弹力产生
答案:B
解析: A.形变的定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,不一定是弹性形变,故A错误;
B.物体在外力停止作用后恢复原状的形变,叫弹性形变,故B正确;
C.接触不一定有形变,如放在水平桌面上的两个接触的球.故C错误;
D.根据弹力产生的条件:①接触②发生弹性形变,故D错误
故选:B.
分析:物体在外力作用下发生的形状改变是形变,形变分为弹性形变与非弹性形变两种.
13.下列说法中,不正确的是( )
A.闹钟是由发条的弹力带动指针走动的,电子钟不是由发条的弹力带动指针走动的
B.压力和支持力的方向总是与接触面垂直
C.绳对物体拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向
D.木块放在桌面上所受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
答案:D
解析:A.闹钟是由发条的弹力带动指针走动的,电子钟不是由发条的弹力带动指针走动的;故A正确;
B.弹力方向的规定,总是与接触面垂直,压力和支持力属于弹力;故B正确;
C.绳对物体拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向;故C正确;
D.放在桌面上的木块受到的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的;故D错误;
本题选错误的故选:D.
分析:要解答此题需掌握:弹力的产生条件和影响弹力大小的因素.明确弹力是由于相互接触的物体之间发生了弹性形变而产生的.
14.在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P.用力压桌面时,观察墙上光点位置的变化.下列说法中正确的是( )
A.光斑上移
B.光斑下移
C.光斑左移
D.光斑右移
答案:B
解析:若在两镜之间桌面用力F下压,M、N将向中间倾斜,光束的入射角减小,由光的反射定律可知,光点会在刻度尺上由上向下移动;
故选:B.
分析:力可以改变物体的形状;用力压桌面,桌面发生形变,平面镜N或M的高度就会发生变化,从而使刻度尺上的光斑移动,然后根据光的反射定律可知则光点的移动情况.
15.一辆汽车停在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生弹性形变
B.地面受到了向下的弹力,是因为汽车轮胎发生弹性形变
C.汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变
D.汽车受到了向上的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变
答案:BC
解析: AB.地面受向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了形变,从而对地面产生了向下的压力;故B正确,A错误;
CD.汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生了形变;故C正确,故D错误;
故选:BC.
分析:物体发生形变后,要恢复原状,对与它接触的物体有力的作用,这就是弹力.是施力物体发生弹性形变对受力物体的力.
二、填空题
16.小角度弯曲的铁丝在外力撤销后能恢复原状,这种形变属于 形变.铁丝被大角度弯折,外力撤销后铁丝不能恢复原状,这种形变属于 形变.
答案:弹性|范性
解析:物体形状的改变不一定都是弹性形变,只有发生了能够恢复原状的形变才叫弹性形变;一根铁丝用力弯折后,不能恢复原状,发生的是范性形变.
故答案为:弹性,范性.
分析:物体发生了能够恢复原状的形变叫弹性形变;物体发生形变后,不能恢复原状的性质叫范性形变.
17.弯曲形变的特点是 .
答案:形变时一部分压缩、一部分拉伸,压缩区与拉伸区之间的过渡层(中性层)既不拉伸,也不压缩.
解析:物体发生弯曲形变时一部分压缩、一部分拉伸,压缩区与拉伸区之间的过渡层(中性层)既不拉伸,也不压缩.
故答案为:形变时一部分压缩、一部分拉伸,压缩区与拉伸区之间的过渡层(中性层)既不拉伸,也不压缩.
分析:明确弯曲形变的性质及特点即可作答.
18.扭转形变的特点是 .
答案:杆的各个横截绕纵轴线转过一个角度,各横截面上离纵轴越远的地方的质点偏离原来的位置越远.
解析:对于扭转形变,它具有特点为:杆的各个横截绕纵轴线转过一个角度,各横截面上离纵轴越远的地方的质点偏离原来的位置越远.
故答案为:杆的各个横截绕纵轴线转过一个角度,各横截面上离纵轴越远的地方的质点偏离原来的位置越远.
分析:明确扭转形变的特点即可正确解答.
19.A是固定在支架上的激光笔,它能射出一束红色激光,B是粘贴在桌面上的小平面镜,C是固定在支架上的另一块平面镜,光束从A到B至C再至B,最后射到天花板上的D点,现在B旁放一个重物M,观察D点向 (填左或右)移动,这个实验说明了当物体放在桌面时,桌面发生了 .
答案:右|物体的微小形变
解析:重物对桌面产生了压力,故可以产生微小形变;为了放大,我们采用了平面镜光线的反射进行实验;
当重物放上时,压力增加,桌面的形变变大;反射角增大,则光点向右移动;
故答案为:右.物体的微小形变
分析:重物对桌面产生了压力,故可以产生微小形变;为了放大,我们采用了平面镜光线的反射进行实验.
20、任何物体在外力的作用下都发生形变,不发生形变的物体是不存在的 .(判断对错)
答案:对
解析:物体形状的改变,叫形变,物体在力的作用下发生形变,在除去外力后能够恢复原状的形变,叫弹性形变,不能恢复原状的形变,叫范性形变.任何物体在外力的作用下都能发生形变,不发生形变的物体是不存在的.
故答案为:对.
分析:明确形变的存在,知道任何物体受力时均可以发生形变.
21.如图是研究物体微小形变实验的示意图.图中A为激光笔.B、C是平面镜,E为铁架台,P为桌面.实验时,激光经平面镜B和C反射后在屏上形成光斑D;然后再将重物M放到图示位置,激光经B、C反射后,光斑D的位置会向 移动(选填“左”或“右”),这一移动显示了 的微小形变.
答案:右|桌面
解析:B镜子上放重物M后,桌面受压力而向下形变,从而镜子向下凹,平面镜B上的入射角变大,根据镜面反射的特点知反射的光线偏向右方,即光斑向D点的右侧移动,光斑的移动显示的就是桌面发生的形变.
故答案为:右;桌面.
分析:力可以改变物体的形状;用力压桌面,桌面发生形变,平面镜N或M的高度就会发生变化,从而使刻度尺上的光斑移动,然后根据光的反射定律可知光斑向D点的那一侧移动.
22.图a.b是力学中的两个实验装置.
图a是用来显示 ,图b是用来测量 .
答案:桌面或支持面的微小形变|万有引力恒量.
解析:因为装置A是演示微小形变的实验装置,装置B是卡文迪许扭秤,卡文迪许用该装置测出万有引力恒量.
故答案为:桌面或支持面的微小形变;万有引力恒量.
分析:这两个装置中,第一个装置是当支持面发生微小形变时,镜面法线也会改变一定角度,这一变化通过电光源投影进行放大.第二个装置都是球m,受到m对它的引力会使竖直悬线发生扭转,使镜面M的法线转过微小角度,从而电光源的投影会在标尺上移动一定距离,将微小形变放大将微小形变进行放大.
三、计算题
23.解释为什么在理想情况下,如图所示的斜拉桥索塔只发生压缩形变.
答案:理想情况下以索塔为界,桥的两边对称,左右两侧拉索也对称,每根拉索的拉力大小相等,它们对索塔的合力方向竖直向下,索塔受到竖直向下的力和河床向上的支持力而平衡,索塔相当于一根两端受纵向作用力的直杆,发生压缩形变.
解析:理想情况下以索塔为界,桥的两边对称,左右两侧拉索也对称,每根拉索的拉力大小相等,它们对索塔的合力方向竖直向下,索塔受到竖直向下的力和河床向上的支持力而平衡,索塔相当于一根两端受纵向作用力的直杆,发生压缩形变.
分析:对桥体进行分析,明确拉力的作用情况,则可以得出索塔的形变规则.
24.一根轻弹簧在弹性限度内,由原长伸长到9.0cm时,产生的弹力为36N,若将该弹簧压缩到4.0cm,产生的弹力为24N,求该弹簧的劲度.
答案: 解答:设弹簧的原长,伸长到为9.0cm时,弹力为;压缩到为4.0cm时,弹力为;
由胡克定律F=kx得:
伸长过程:
压缩过程:
代入数据得:
答:弹簧的劲度系数为:.
解析:分析:本题考察的是胡克定律:F=kx,注意x为弹簧的形变量.
25.如图所示为一轻弹簧的长度L和弹力F大小的关系,求:
(1)弹簧的劲度系数为 N/m;
答案:设形变量为x,当弹簧从10cm变成15cm,形变量为5cm,即0.05m,则:x=0.05m
设此时弹力为F,由图象可知F=10N.
由胡克定律:F=kx代入数据得:
(2)当弹力为15N时,弹簧的长度为多少厘米?
答案: 当弹力为15N时,即:F=15N,劲度系数k=200N/m,型变量x为此时弹簧长度l减去原长,即,
由F=kx代入数据得:
15N=200N/m×(l-0.1m)
得:l=0.175cm=17.5cm.
解析: 分析:此题是胡克定律的应用,应先从图象上面找出F,x等物理量,当长度为10cm时,弹力为0,即弹簧的原长为10cm.当弹力为10N时,型变量为(15-10)cm,即5cm.应用胡克定律即可求出劲度系数.当弹力为15N时,代入胡克定律即可求出此时弹簧的长度.
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