2026人教版高中物理必修第一册练习--第三章 第1课时 重力与弹力（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026人教版高中物理必修第一册练习--第三章 第1课时 重力与弹力（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 682.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-29 21:36:11 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2026人教版高中物理必修第一册
第三章 相互作用——力
1 重力与弹力
第1课时 重力与弹力
基础过关练
题组一 对力、重力与重心的理解
1.(2025四川成都期中)人类对力的认识经历了漫长的发展过程,直到牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,才奠定了现代力学的基础,使人类对力的理解有了质的飞跃。下列关于力的说法错误的是( )
A.发生形变的物体一定受到了力的作用
B.两个力大小均为5 N,但这两个力不一定相同
C.施力物体对受力物体施加了力,施力物体一定受到力的作用
D.重力就是地球对物体的吸引力,方向总是竖直向下
2.(2025河北邯郸期中)关于重力相关知识的说法正确的是( )
A.重心是物体上最重的那个点
B.物体的重心可能在物体内,也可能在物体外
C.当物体沿斜面下滑时,重力的方向沿斜面向下
D.质量大的物体受到的重力大,所以重力加速度也大
3.如图是一质量分布均匀的铅球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A.力的图示中重力的作用点在重心,表示其他部分不受重力
B.力的图示中重力的方向垂直于平面向下,若铅球在斜面上,则其重力的方向垂直于斜面向下
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为50 N
D.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N
4.(2025江苏连云港期中)如图所示,图A、B中为直角三角尺,图C中为半圆形量角器,图D中为矩形刻度尺,质量分布都是均匀的,把这些物体分别用细绳竖直悬挂,静止时所处的位置符合实际的是( )
5.(2025浙江嘉兴八校联盟期中)如图所示为某同学制作的水培绿萝,为家中增添了许多生趣。关于这个水瓶,下列说法正确的是( )
A.水瓶受到地球对它的吸引力,但它对地球没有吸引力
B.水瓶(含水)的重心一定在其几何中心
C.随着时间流逝,水瓶内的水会蒸发减少,在水减少的过程中,水瓶(含水)的重心一直在降低
D.水瓶的重心位置与其形状及质量分布有关
题组二 弹性形变和弹力
6.(多选题)(2024河北保定部分高中期中)关于形变,下列说法正确的是( )
A.图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的形变量不再增大,就没有了弹力
B.图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的伸长量最大,弹力最大
C.图乙中的硬木板发生微小形变,观察此形变采用的是放大法
D.图乙中的木板很硬,放上重物后,木板没有发生形变
7.(2025山东临沂期中)中国是茶的故乡,也是茶文化的发源地。喝茶也成了当代人喜爱的一种休闲方式。如图所示,茶杯放在桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面受到向下的压力,是由于茶杯发生了形变
B.茶杯受到向上的支持力,是由于茶杯发生了形变
C.桌面受到向下的压力,是由于桌面发生了形变
D.茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变、茶杯并未发生形变
8.(2025山西期中测评)如图所示,台阶处放置一根长直木棍,现用手指向下用力按压木棍,手指和木棍均未移动。下列说法正确的是( )
A.手指对木棍的压力方向竖直向下
B.手指对木棍的压力方向沿木棍向下
C.台阶A处对木棍的支持力方向垂直于木棍向上
D.地面对木棍的支持力方向沿木棍向左上方
9.(2025广东广州四校期中联考)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球和斜面之间可能有弹力作用
B.B球和C球间没有弹力作用
C.倾斜的细线对D球没有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时,斜台对足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向
10.画出下列图中A物体所受弹力的示意图,各图中A物体均处于静止状态。
题组三 弹力的大小与胡克定律
11.(2025江苏常州前黄高级中学期中)英国科学家胡克通过实验研究,提出了描述材料弹性的基本定律——胡克定律。如图所示为一轻质弹簧的弹力和长度的关系图像,由图像可知( )
A.该弹簧的原长为4 cm
B.该弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
C.该弹簧的劲度系数为200 N/m
D.当该弹簧的弹力大小为8 N时,其长度一定为4 cm
12.(2025广东江门月考)一重力为G的物体与一轻弹簧用两种不同的方式连接,分别如图甲、乙所示,两种情形下该物体均保持静止状态,测得弹簧长度分别为L1、L2,则弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
13.(2025四川泸州期中)物块A、B(均可看作质点)的质量均为2 kg,两根轻弹簧的劲度系数均为20 N/cm,原长均为20 cm。开始时弹簧均处于原长,则平衡后A物块与固定点O之间的距离为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.37 cm B.38 cm C.39 cm D.40 cm
能力提升练
题组一 重心及其位置变化
1.(创新题·新考法)(2024河南南阳六校联考)如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶,该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”(瓶未装水时倾斜,装适量水时直立,装太满时又倾倒)。现持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次,下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是( )
A.瓶的重心一定在两根绳子连线的交点上
B.往空瓶里不断加水时,瓶的重心一直降低
C.决定瓶能否翻转的主要因素是瓶与水整体重心的位置
D.装入瓶中水的多少不会影响瓶的重心位置
2.(2024福建福州第一中学期中)如图(a)所示,沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。沙子从上方玻璃球穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球的过程中,下方玻璃球和内部沙子的重心位置 (选填“一直升高”“一直降低”或“先降低后升高”)。如图(b)所示,将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部,往烧杯中注入一些水,用细木棍轻微拨动乒乓球,乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中,烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置 (选填“先升高后降低”“先降低后升高”或“一直下降”)。
题组二 弹力有无及方向的判断
3.(多选题)(2025福建莆田第八中学期中)力是物理学的基础概念,下列受力情况分析正确的是( )
A.甲图中,由于桌子的形变,对桌面产生向下的弹力F1
B.乙图中,小车向右压缩弹簧,小车对弹簧的弹力方向向右
C.丙图中,半球形碗对筷子下端的弹力沿筷子斜向上,碗沿对筷子的弹力方向垂直筷子斜向上
D.丁图中,轻绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向
4.(2025浙江A9协作体期中)下列图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
5.(2025广东佛山S6高质量发展联盟期中联考)喝完牛奶后,小天同学换上运动装备决定出门晨跑。推开门,细心的他发现,设计巧妙的弹簧锁免去了关门时使用钥匙的繁琐。如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图,若弹簧始终处于压缩状态,则下列说法正确的是( )
A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
B.关门时锁舌对锁壳的弹力方向水平向左
C.关门时弹簧弹力变小
D.关门时锁舌对锁壳的弹力就是弹簧的弹力
题组三 胡克定律的综合应用
6.(多选题)(2025广东广州华南师大附中期中)某物理探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。①将两条弹性绳A、B端拆离口罩,并如图(b)所示在水平面自然平展,口罩总长度为50 cm;②如图(c)所示,用两个弹簧测力计沿同一水平线同时缓慢向外拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为0.9 N时,总长度为80 cm。不计一切阻力,根据以上数据可知( )
A.图(c)中,每条弹性绳的形变量为15 cm
B.图(c)中,口罩两侧受到的弹力均为0
C.每条弹性绳的劲度系数为6 N/m
D.如图(d)所示,将A端固定到竖直墙上,B端测力计示数为0.9 N时,口罩总长度仍为80 cm
7.(2025湖北武汉期末调研)如图所示,弹簧拉力器中有5根相同的弹簧,某同学发现装满5根弹簧太难拉伸,于是他拆掉了2根。当他左右两手均用240 N的力拉拉力器时(未超出弹性限度),弹簧伸长了40 cm。则下列说法正确的是( )
A.单根弹簧的劲度系数为200 N/m
B.若双手的拉力减小,则弹簧的劲度系数减小
C.若拉力器一端固定,另一端施加240 N的拉力,弹簧伸长量为20 cm
D.若拉力器装满5根弹簧,左右两手仍用240 N的拉力,弹簧伸长量为30 cm
8.(2025江苏南京六校联合期中调研)三个木块a、b、c和两个劲度系数均为5 N/cm的相同轻弹簧p、q间的连接如图所示,其中a、b、c质量均为1 kg,a放在足够大的光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都静止。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面,已知q弹簧始终沿竖直方向,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.q弹簧上端向上移动2 cm,p弹簧的左端向左移动4 cm
B.q弹簧上端向上移动4 cm,p弹簧的左端向左移动4 cm
C.q弹簧上端向上移动4 cm,p弹簧的左端向左移动8 cm
D.q弹簧上端向上移动2 cm,p弹簧的左端向左移动6 cm
9.(多选题)(2025湖南长沙第一中学期中)如图所示,两根轻弹簧AC和BD,它们的劲度系数分别为k1、k2,它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上,A、B端分别固定在支架和正下方地面上,当物体静止时,上方的弹簧恰好处于原长。重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,物体可视为质点,则( )
A.下方弹簧的压缩量为
B.若物体的质量变为2m,则当物体再次静止时,AC弹簧伸长mg
C.若物体的质量变为3m,则当物体再次静止时,AC弹簧伸长
D.若物体的质量变为3m,则当物体再次静止时,AC和BD弹簧的弹力大小之比为
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 力可以使物体发生形变或改变物体的运动状态,故发生形变的物体一定受到了力的作用,A说法正确;力是矢量,两个力的大小均为5 N,若两个力的方向不同,则这两个力不相同,B说法正确;物体间力的作用是相互的,一个物体是施力物体的同时也是受力物体,C说法正确;重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,但重力不是地球对物体的吸引力,D说法错误。选D。
2.B 重心是重力的等效作用点,不是物体上最重的点,A错误;重心是物体所受重力的等效作用点,物体的重心可能在物体内,也可能在物体外,比如圆环的重心在环心,不在环上,B正确;重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态无关,故C错误;根据G=mg可知,质量大的物体受到的重力大,而重力加速度是一常数,在同一位置保持不变,D错误。
3.C 重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各部分都要受到重力,A错误;重力的方向总是竖直向下的,当铅球在斜面上时,其重力的方向也是竖直向下的,B错误;根据力的图示,图中标度为25 N,表示重力的作用线为2个标度的长度,可读得铅球重力的大小为50 N,C正确;力的图示中,标度根据实际需要设定,并不是唯一的,D错误。
4.B 把物体用细绳竖直悬挂,静止时绳子的延长线必过物体的重心(破题关键),而对于质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心,由题图可知B符合实际。
5.D 水瓶受到地球对它的吸引力,由于力的作用是相互的,它对地球也有吸引力,故A错误;物体重心的位置与物体的几何形状和质量分布情况有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,水瓶(含水)的质量分布不均匀,所以其重心不在其几何中心,故B错误,D正确;在水减少的过程中,水瓶(含水)的重心先降低后升高,故C错误。
6.BC 题图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的伸长量最大,弹力最大,A错误,B正确;题图乙中的硬木板发生微小形变产生弹力,观察此形变采用的是放大法(利用光的反射),C正确,D错误。
7.A 桌面受到向下的压力,是由于茶杯(施力物体)发生了形变要恢复原状(易错点),A正确,C错误;茶杯受到向上的支持力,施力物体是桌面,是桌面发生了形变而产生的,B错误;茶杯和桌面之间有弹力作用,二者均发生了肉眼不易观察到的微小形变,D错误。
8.C 点与面接触处的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线),指向受力物体(破题关键),故手指对木棍的压力方向垂直于木棍向下,故A、B错误;台阶A处对木棍的支持力属于弹力,其方向为过A点且垂直于木棍向上,C正确;地面对木棍的支持力方向垂直于地面向上,故D错误。
9.C 假设A球和斜面之间有弹力作用,斜面对A球的弹力方向垂直于斜面斜向右上方,则A球会向右运动,与实际不符,故假设错误,A球和斜面之间没有弹力作用,A错误;假设没有B球或没有C球,另一个球会向圆弧底端运动,故B球与C球之间有弹力作用,B错误;倾斜的细线对D球没有拉力作用,否则D球会向左摆动,C正确;弹力的方向与接触面垂直并指向受力物体(破题关键),E球(足球)与斜台作用时,斜台对足球的弹力方向垂直于斜台斜面向左上方,D错误。
10.答案 如图所示
11.C
题图解读
从题图可获取的信息如图所示:
由图可知,当弹簧长度为8 cm时,弹簧弹力等于零,则弹簧原长为8 cm,A错误;由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,题中的弹簧弹力与弹簧的长度成线性关系,不成正比,B错误;根据胡克定律F=kx,解得该弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m,C正确;由图可知,当该弹簧的弹力大小为8 N时,其长度可能为4 cm或12 cm,D错误。
12.A 设弹簧的劲度系数为k,原长为L,根据胡克定律,对题图甲,有F1=k(L1-L)=G,对题图乙,有F2=k(L-L2)=G,解得L=,k=,故选A。
13.A
模型建构
对物块A进行受力分析,A、B之间的弹簧对物块A的弹力大小等于物块A的重力大小,即F弹=GA,根据胡克定律F=kx,解得A、B之间弹簧的压缩量为x1== cm=1 cm,此时A、B之间的距离为LAB=20 cm-1 cm=19 cm;对物块A、B整体进行受力分析,O、B之间的弹簧对物块A、B整体的弹力大小等于物块A、B的重力大小之和,即F弹'=GA+GB,同理得O、B之间的弹簧压缩量为x2== cm=2 cm,此时O、B之间的距离为LOB=20 cm-2 cm=18 cm,A、O之间的距离为两根弹簧压缩后的长度之和,即LOA=LAB+LOB=37 cm,故A正确。
能力提升练
1.C 往空瓶里不断加水过程中,重心在变化,故瓶的重心不一定在两根绳子连线的交点上,A错误;往空瓶里不断加水时,瓶的重心先降低后升高,B、D错误;“持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次”说明装的水到一定量之后,瓶与水整体的重心往上移动,竖直向下的重力作用线偏离中心转轴,导致瓶不能稳定平衡,发生翻转,C正确。
2.答案 先降低后升高 一直下降
解析 下方玻璃球内没有沙子时,重心在球心,沙子流入下方玻璃球内,下方玻璃球和内部沙子的重心下降,随着下方玻璃球内沙子增多,重心又逐渐上升,故重心位置先降低后升高。由于乒乓球的密度小于水的密度,乒乓球上升的过程中,烧杯、水和乒乓球组成的系统整体的质量分布发生变化,下方的质量变大,上方的质量变小(破题关键),故重心逐渐降低。
3.BD 甲图中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力F1,A错误;乙图中,小车向右压缩弹簧,弹簧对小车弹力的方向向左,小车对弹簧的弹力方向向右,B正确;丙图中,碗对筷子下端的弹力过接触点且垂直于接触点的切面斜向上,C错误;丁图中,绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向,D正确。
4.C A图中,小球只受重力和杆的弹力,且处于静止状态,根据二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上,A错误;B图中,因为右边的绳竖直,如果左边的绳有拉力,竖直的那根绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有拉力,B错误;C图中,小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力,还受到下方小球的弹力,方向垂直于过接触点的公切面指向A,即由下方小球的球心指向小球A的球心,C正确;D图中的小球A与球面接触处的弹力FN2的方向应过接触点且垂直于过接触面的切线向上,即沿着过小球A与圆弧接触点的半径的方向,D错误。
5.A 根据点与面接触处的弹力方向可知,关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面向右下方,同理可知,锁舌对锁壳的弹力方向垂直于接触面向左上方,A正确,B错误;弹簧始终处于压缩状态,关门时锁舌向右移动,弹簧的形变量变大,弹簧弹力变大,C错误;关门时锁舌对锁壳的弹力不是弹簧的弹力,因为作用对象不同,故D错误。
6.ACD 题图(c)中,两条弹性绳的总形变量为Δx=80 cm-50 cm=30 cm,则每条弹性绳的形变量为Δx'==15 cm,A正确;两个弹簧测力计示数均为0.9 N,则口罩两侧均受到0.9 N的弹力,B错误;弹簧测力计对弹性绳的拉力为0.9 N,根据胡克定律可得弹性绳的劲度系数k== N/m=6 N/m,C正确;将A端固定到竖直墙上,B端测力计示数为0.9 N时,说明弹性绳受到的拉力仍为0.9 N,根据胡克定律可知弹性绳的形变量不变,则口罩总长度仍为80 cm,D正确。
7.A 弹簧拉力器两端受到的拉力为240 N,共3根弹簧,则每根弹簧受到的拉力F=80 N,弹簧的伸长量为x=40 cm=0.4 m,根据胡克定律可得弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m,故A正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与拉力大小无关,故B错误;若拉力器一端固定,另一端施加240 N的拉力,与左右两手均用240 N的力拉拉力器效果相同,弹簧伸长量为40 cm,故C错误;若拉力器装满5根弹簧,左右两手仍用240 N的拉力,每根弹簧受到的拉力F'=48 N,则弹簧伸长量为x'== m=0.24 m=24 cm,故D错误。
8.C
题图解读
开始时p弹簧处于原长,细线上没有拉力,可知q弹簧处于压缩状态,q弹簧的弹力大小等于木块b的重力大小,由胡克定律F=kx,得q弹簧的压缩量为x1==2 cm。c木块刚好离开水平地面时,q弹簧处于拉伸状态,q弹簧的弹力大小等于木块c的重力大小,q弹簧的伸长量为x2==2 cm;以b、c整体为研究对象,细线上的拉力大小T'=mbg+mcg;以木块a为研究对象,可知p弹簧的弹力大小等于细线的拉力大小,则p弹簧的伸长量为x3==4 cm。综上可知,q弹簧上端向上移动的距离为x1+x2=4 cm,p弹簧左端向左移动的距离为x1+x2+x3=8 cm,C正确,A、B、D错误。
易错分析 本题中p弹簧的左端向左移动的距离等于p弹簧与q弹簧长度的改变量之和,容易出现的错误是只考虑了其中一根弹簧长度发生变化,忽略了另一根弹簧长度发生变化也会导致p弹簧的左端向左移动,从而错选B。在解此类问题时,要注意考虑全面,必要时可以画图帮助理清过程。
9.AD 当物体静止时,上方的弹簧恰好处于原长,则下方弹簧处于压缩状态,对物体的弹力k2Δx=mg,可得下方弹簧的压缩量为Δx=,A正确;若物体的质量变为2m,当物体再次静止时,设AC弹簧的伸长量为x1,则k1x1+k2(Δx+x1)=2mg,解得x1=,B错误;若物体的质量变为3m,当物体再次静止时,设AC弹簧伸长量为x2,则k1x2+k2(Δx+x2)=3mg,解得x2=,C错误;若物体的质量变为3m,当物体再次静止时,AC和BD弹簧的弹力大小之比为==,D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)
2026人教版高中物理必修第一册
第三章 相互作用——力
1 重力与弹力
第1课时 重力与弹力
基础过关练
题组一 对力、重力与重心的理解
1.(2025四川成都期中)人类对力的认识经历了漫长的发展过程,直到牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,才奠定了现代力学的基础,使人类对力的理解有了质的飞跃。下列关于力的说法错误的是( )
A.发生形变的物体一定受到了力的作用
B.两个力大小均为5 N,但这两个力不一定相同
C.施力物体对受力物体施加了力,施力物体一定受到力的作用
D.重力就是地球对物体的吸引力,方向总是竖直向下
2.(2025河北邯郸期中)关于重力相关知识的说法正确的是( )
A.重心是物体上最重的那个点
B.物体的重心可能在物体内,也可能在物体外
C.当物体沿斜面下滑时,重力的方向沿斜面向下
D.质量大的物体受到的重力大,所以重力加速度也大
3.如图是一质量分布均匀的铅球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A.力的图示中重力的作用点在重心,表示其他部分不受重力
B.力的图示中重力的方向垂直于平面向下,若铅球在斜面上,则其重力的方向垂直于斜面向下
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为50 N
D.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N
4.(2025江苏连云港期中)如图所示,图A、B中为直角三角尺,图C中为半圆形量角器,图D中为矩形刻度尺,质量分布都是均匀的,把这些物体分别用细绳竖直悬挂,静止时所处的位置符合实际的是( )
5.(2025浙江嘉兴八校联盟期中)如图所示为某同学制作的水培绿萝,为家中增添了许多生趣。关于这个水瓶,下列说法正确的是( )
A.水瓶受到地球对它的吸引力,但它对地球没有吸引力
B.水瓶(含水)的重心一定在其几何中心
C.随着时间流逝,水瓶内的水会蒸发减少,在水减少的过程中,水瓶(含水)的重心一直在降低
D.水瓶的重心位置与其形状及质量分布有关
题组二 弹性形变和弹力
6.(多选题)(2024河北保定部分高中期中)关于形变,下列说法正确的是( )
A.图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的形变量不再增大,就没有了弹力
B.图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的伸长量最大,弹力最大
C.图乙中的硬木板发生微小形变,观察此形变采用的是放大法
D.图乙中的木板很硬,放上重物后,木板没有发生形变
7.(2025山东临沂期中)中国是茶的故乡,也是茶文化的发源地。喝茶也成了当代人喜爱的一种休闲方式。如图所示,茶杯放在桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面受到向下的压力,是由于茶杯发生了形变
B.茶杯受到向上的支持力,是由于茶杯发生了形变
C.桌面受到向下的压力,是由于桌面发生了形变
D.茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变、茶杯并未发生形变
8.(2025山西期中测评)如图所示,台阶处放置一根长直木棍,现用手指向下用力按压木棍,手指和木棍均未移动。下列说法正确的是( )
A.手指对木棍的压力方向竖直向下
B.手指对木棍的压力方向沿木棍向下
C.台阶A处对木棍的支持力方向垂直于木棍向上
D.地面对木棍的支持力方向沿木棍向左上方
9.(2025广东广州四校期中联考)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球和斜面之间可能有弹力作用
B.B球和C球间没有弹力作用
C.倾斜的细线对D球没有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时,斜台对足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向
10.画出下列图中A物体所受弹力的示意图,各图中A物体均处于静止状态。
题组三 弹力的大小与胡克定律
11.(2025江苏常州前黄高级中学期中)英国科学家胡克通过实验研究,提出了描述材料弹性的基本定律——胡克定律。如图所示为一轻质弹簧的弹力和长度的关系图像,由图像可知( )
A.该弹簧的原长为4 cm
B.该弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
C.该弹簧的劲度系数为200 N/m
D.当该弹簧的弹力大小为8 N时,其长度一定为4 cm
12.(2025广东江门月考)一重力为G的物体与一轻弹簧用两种不同的方式连接,分别如图甲、乙所示,两种情形下该物体均保持静止状态,测得弹簧长度分别为L1、L2,则弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
13.(2025四川泸州期中)物块A、B(均可看作质点)的质量均为2 kg,两根轻弹簧的劲度系数均为20 N/cm,原长均为20 cm。开始时弹簧均处于原长,则平衡后A物块与固定点O之间的距离为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.37 cm B.38 cm C.39 cm D.40 cm
能力提升练
题组一 重心及其位置变化
1.(创新题·新考法)(2024河南南阳六校联考)如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶,该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”(瓶未装水时倾斜,装适量水时直立,装太满时又倾倒)。现持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次,下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是( )
A.瓶的重心一定在两根绳子连线的交点上
B.往空瓶里不断加水时,瓶的重心一直降低
C.决定瓶能否翻转的主要因素是瓶与水整体重心的位置
D.装入瓶中水的多少不会影响瓶的重心位置
2.(2024福建福州第一中学期中)如图(a)所示,沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。沙子从上方玻璃球穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球的过程中,下方玻璃球和内部沙子的重心位置 (选填“一直升高”“一直降低”或“先降低后升高”)。如图(b)所示,将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部,往烧杯中注入一些水,用细木棍轻微拨动乒乓球,乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中,烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置 (选填“先升高后降低”“先降低后升高”或“一直下降”)。
题组二 弹力有无及方向的判断
3.(多选题)(2025福建莆田第八中学期中)力是物理学的基础概念,下列受力情况分析正确的是( )
A.甲图中,由于桌子的形变,对桌面产生向下的弹力F1
B.乙图中,小车向右压缩弹簧,小车对弹簧的弹力方向向右
C.丙图中,半球形碗对筷子下端的弹力沿筷子斜向上,碗沿对筷子的弹力方向垂直筷子斜向上
D.丁图中,轻绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向
4.(2025浙江A9协作体期中)下列图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
5.(2025广东佛山S6高质量发展联盟期中联考)喝完牛奶后,小天同学换上运动装备决定出门晨跑。推开门,细心的他发现,设计巧妙的弹簧锁免去了关门时使用钥匙的繁琐。如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图,若弹簧始终处于压缩状态,则下列说法正确的是( )
A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
B.关门时锁舌对锁壳的弹力方向水平向左
C.关门时弹簧弹力变小
D.关门时锁舌对锁壳的弹力就是弹簧的弹力
题组三 胡克定律的综合应用
6.(多选题)(2025广东广州华南师大附中期中)某物理探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。①将两条弹性绳A、B端拆离口罩,并如图(b)所示在水平面自然平展,口罩总长度为50 cm;②如图(c)所示,用两个弹簧测力计沿同一水平线同时缓慢向外拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为0.9 N时,总长度为80 cm。不计一切阻力,根据以上数据可知( )
A.图(c)中,每条弹性绳的形变量为15 cm
B.图(c)中,口罩两侧受到的弹力均为0
C.每条弹性绳的劲度系数为6 N/m
D.如图(d)所示,将A端固定到竖直墙上,B端测力计示数为0.9 N时,口罩总长度仍为80 cm
7.(2025湖北武汉期末调研)如图所示,弹簧拉力器中有5根相同的弹簧,某同学发现装满5根弹簧太难拉伸,于是他拆掉了2根。当他左右两手均用240 N的力拉拉力器时(未超出弹性限度),弹簧伸长了40 cm。则下列说法正确的是( )
A.单根弹簧的劲度系数为200 N/m
B.若双手的拉力减小,则弹簧的劲度系数减小
C.若拉力器一端固定,另一端施加240 N的拉力,弹簧伸长量为20 cm
D.若拉力器装满5根弹簧,左右两手仍用240 N的拉力,弹簧伸长量为30 cm
8.(2025江苏南京六校联合期中调研)三个木块a、b、c和两个劲度系数均为5 N/cm的相同轻弹簧p、q间的连接如图所示,其中a、b、c质量均为1 kg,a放在足够大的光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都静止。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面,已知q弹簧始终沿竖直方向,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.q弹簧上端向上移动2 cm,p弹簧的左端向左移动4 cm
B.q弹簧上端向上移动4 cm,p弹簧的左端向左移动4 cm
C.q弹簧上端向上移动4 cm,p弹簧的左端向左移动8 cm
D.q弹簧上端向上移动2 cm,p弹簧的左端向左移动6 cm
9.(多选题)(2025湖南长沙第一中学期中)如图所示,两根轻弹簧AC和BD,它们的劲度系数分别为k1、k2,它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上,A、B端分别固定在支架和正下方地面上,当物体静止时,上方的弹簧恰好处于原长。重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,物体可视为质点,则( )
A.下方弹簧的压缩量为
B.若物体的质量变为2m,则当物体再次静止时,AC弹簧伸长mg
C.若物体的质量变为3m,则当物体再次静止时,AC弹簧伸长
D.若物体的质量变为3m,则当物体再次静止时,AC和BD弹簧的弹力大小之比为
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 力可以使物体发生形变或改变物体的运动状态,故发生形变的物体一定受到了力的作用,A说法正确;力是矢量,两个力的大小均为5 N,若两个力的方向不同,则这两个力不相同,B说法正确;物体间力的作用是相互的,一个物体是施力物体的同时也是受力物体,C说法正确;重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,但重力不是地球对物体的吸引力,D说法错误。选D。
2.B 重心是重力的等效作用点,不是物体上最重的点,A错误;重心是物体所受重力的等效作用点,物体的重心可能在物体内,也可能在物体外,比如圆环的重心在环心,不在环上,B正确;重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态无关,故C错误;根据G=mg可知,质量大的物体受到的重力大,而重力加速度是一常数,在同一位置保持不变,D错误。
3.C 重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各部分都要受到重力,A错误;重力的方向总是竖直向下的,当铅球在斜面上时,其重力的方向也是竖直向下的,B错误;根据力的图示,图中标度为25 N,表示重力的作用线为2个标度的长度,可读得铅球重力的大小为50 N,C正确;力的图示中,标度根据实际需要设定,并不是唯一的,D错误。
4.B 把物体用细绳竖直悬挂,静止时绳子的延长线必过物体的重心(破题关键),而对于质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心,由题图可知B符合实际。
5.D 水瓶受到地球对它的吸引力,由于力的作用是相互的,它对地球也有吸引力,故A错误;物体重心的位置与物体的几何形状和质量分布情况有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,水瓶(含水)的质量分布不均匀,所以其重心不在其几何中心,故B错误,D正确;在水减少的过程中,水瓶(含水)的重心先降低后升高,故C错误。
6.BC 题图甲中的人下落到最低点时,橡皮绳的伸长量最大,弹力最大,A错误,B正确;题图乙中的硬木板发生微小形变产生弹力,观察此形变采用的是放大法(利用光的反射),C正确,D错误。
7.A 桌面受到向下的压力,是由于茶杯(施力物体)发生了形变要恢复原状(易错点),A正确,C错误;茶杯受到向上的支持力,施力物体是桌面,是桌面发生了形变而产生的,B错误;茶杯和桌面之间有弹力作用,二者均发生了肉眼不易观察到的微小形变,D错误。
8.C 点与面接触处的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切线),指向受力物体(破题关键),故手指对木棍的压力方向垂直于木棍向下,故A、B错误;台阶A处对木棍的支持力属于弹力,其方向为过A点且垂直于木棍向上,C正确;地面对木棍的支持力方向垂直于地面向上,故D错误。
9.C 假设A球和斜面之间有弹力作用,斜面对A球的弹力方向垂直于斜面斜向右上方,则A球会向右运动,与实际不符,故假设错误,A球和斜面之间没有弹力作用,A错误;假设没有B球或没有C球,另一个球会向圆弧底端运动,故B球与C球之间有弹力作用,B错误;倾斜的细线对D球没有拉力作用,否则D球会向左摆动,C正确;弹力的方向与接触面垂直并指向受力物体(破题关键),E球(足球)与斜台作用时,斜台对足球的弹力方向垂直于斜台斜面向左上方,D错误。
10.答案 如图所示
11.C
题图解读
从题图可获取的信息如图所示:
由图可知,当弹簧长度为8 cm时,弹簧弹力等于零,则弹簧原长为8 cm,A错误;由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,题中的弹簧弹力与弹簧的长度成线性关系,不成正比,B错误;根据胡克定律F=kx,解得该弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m,C正确;由图可知,当该弹簧的弹力大小为8 N时,其长度可能为4 cm或12 cm,D错误。
12.A 设弹簧的劲度系数为k,原长为L,根据胡克定律,对题图甲,有F1=k(L1-L)=G,对题图乙,有F2=k(L-L2)=G,解得L=,k=,故选A。
13.A
模型建构
对物块A进行受力分析,A、B之间的弹簧对物块A的弹力大小等于物块A的重力大小,即F弹=GA,根据胡克定律F=kx,解得A、B之间弹簧的压缩量为x1== cm=1 cm,此时A、B之间的距离为LAB=20 cm-1 cm=19 cm;对物块A、B整体进行受力分析,O、B之间的弹簧对物块A、B整体的弹力大小等于物块A、B的重力大小之和,即F弹'=GA+GB,同理得O、B之间的弹簧压缩量为x2== cm=2 cm,此时O、B之间的距离为LOB=20 cm-2 cm=18 cm,A、O之间的距离为两根弹簧压缩后的长度之和,即LOA=LAB+LOB=37 cm,故A正确。
能力提升练
1.C 往空瓶里不断加水过程中,重心在变化,故瓶的重心不一定在两根绳子连线的交点上,A错误;往空瓶里不断加水时,瓶的重心先降低后升高,B、D错误;“持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次”说明装的水到一定量之后,瓶与水整体的重心往上移动,竖直向下的重力作用线偏离中心转轴,导致瓶不能稳定平衡,发生翻转,C正确。
2.答案 先降低后升高 一直下降
解析 下方玻璃球内没有沙子时,重心在球心,沙子流入下方玻璃球内,下方玻璃球和内部沙子的重心下降,随着下方玻璃球内沙子增多,重心又逐渐上升,故重心位置先降低后升高。由于乒乓球的密度小于水的密度,乒乓球上升的过程中,烧杯、水和乒乓球组成的系统整体的质量分布发生变化,下方的质量变大,上方的质量变小(破题关键),故重心逐渐降低。
3.BD 甲图中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力F1,A错误;乙图中,小车向右压缩弹簧,弹簧对小车弹力的方向向左,小车对弹簧的弹力方向向右,B正确;丙图中,碗对筷子下端的弹力过接触点且垂直于接触点的切面斜向上,C错误;丁图中,绳的拉力沿着绳并指向绳收缩的方向,D正确。
4.C A图中,小球只受重力和杆的弹力,且处于静止状态,根据二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上,A错误;B图中,因为右边的绳竖直,如果左边的绳有拉力,竖直的那根绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有拉力,B错误;C图中,小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力,还受到下方小球的弹力,方向垂直于过接触点的公切面指向A,即由下方小球的球心指向小球A的球心,C正确;D图中的小球A与球面接触处的弹力FN2的方向应过接触点且垂直于过接触面的切线向上,即沿着过小球A与圆弧接触点的半径的方向,D错误。
5.A 根据点与面接触处的弹力方向可知,关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面向右下方,同理可知,锁舌对锁壳的弹力方向垂直于接触面向左上方,A正确,B错误;弹簧始终处于压缩状态,关门时锁舌向右移动,弹簧的形变量变大,弹簧弹力变大,C错误;关门时锁舌对锁壳的弹力不是弹簧的弹力,因为作用对象不同,故D错误。
6.ACD 题图(c)中,两条弹性绳的总形变量为Δx=80 cm-50 cm=30 cm,则每条弹性绳的形变量为Δx'==15 cm,A正确;两个弹簧测力计示数均为0.9 N,则口罩两侧均受到0.9 N的弹力,B错误;弹簧测力计对弹性绳的拉力为0.9 N,根据胡克定律可得弹性绳的劲度系数k== N/m=6 N/m,C正确;将A端固定到竖直墙上,B端测力计示数为0.9 N时,说明弹性绳受到的拉力仍为0.9 N,根据胡克定律可知弹性绳的形变量不变,则口罩总长度仍为80 cm,D正确。
7.A 弹簧拉力器两端受到的拉力为240 N,共3根弹簧,则每根弹簧受到的拉力F=80 N,弹簧的伸长量为x=40 cm=0.4 m,根据胡克定律可得弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m,故A正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与拉力大小无关,故B错误;若拉力器一端固定,另一端施加240 N的拉力,与左右两手均用240 N的力拉拉力器效果相同,弹簧伸长量为40 cm,故C错误;若拉力器装满5根弹簧,左右两手仍用240 N的拉力,每根弹簧受到的拉力F'=48 N,则弹簧伸长量为x'== m=0.24 m=24 cm,故D错误。
8.C
题图解读
开始时p弹簧处于原长,细线上没有拉力,可知q弹簧处于压缩状态,q弹簧的弹力大小等于木块b的重力大小,由胡克定律F=kx,得q弹簧的压缩量为x1==2 cm。c木块刚好离开水平地面时,q弹簧处于拉伸状态,q弹簧的弹力大小等于木块c的重力大小,q弹簧的伸长量为x2==2 cm;以b、c整体为研究对象,细线上的拉力大小T'=mbg+mcg;以木块a为研究对象,可知p弹簧的弹力大小等于细线的拉力大小,则p弹簧的伸长量为x3==4 cm。综上可知,q弹簧上端向上移动的距离为x1+x2=4 cm,p弹簧左端向左移动的距离为x1+x2+x3=8 cm,C正确,A、B、D错误。
易错分析 本题中p弹簧的左端向左移动的距离等于p弹簧与q弹簧长度的改变量之和,容易出现的错误是只考虑了其中一根弹簧长度发生变化,忽略了另一根弹簧长度发生变化也会导致p弹簧的左端向左移动,从而错选B。在解此类问题时,要注意考虑全面,必要时可以画图帮助理清过程。
9.AD 当物体静止时,上方的弹簧恰好处于原长,则下方弹簧处于压缩状态,对物体的弹力k2Δx=mg,可得下方弹簧的压缩量为Δx=,A正确;若物体的质量变为2m,当物体再次静止时,设AC弹簧的伸长量为x1,则k1x1+k2(Δx+x1)=2mg,解得x1=,B错误;若物体的质量变为3m,当物体再次静止时,设AC弹簧伸长量为x2,则k1x2+k2(Δx+x2)=3mg,解得x2=,C错误;若物体的质量变为3m,当物体再次静止时,AC和BD弹簧的弹力大小之比为==,D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)