2017-2018学年高一物理沪科版必修一学业分层测评：第3章 3.2 弹力 学业分层测评（含答案）

学业分层测评(九)
(建议用时：45分钟)
1.选项中光滑小球均处于静止状态，a、b板都和小球接触.A选项中b板在竖直位置，B、C、D选项中b板均在水平位置，则小球同时受到a、b板对它弹力作用的是(　　)
【解析】　假设将与小球接触的两板分别撤去，根据小球的状态是否受影响可知：B、C、D图中，a板对小球没有弹力作用，A图中的两板和B、C、D图中的b板对小球有弹力作用，故选项A正确.
【答案】　A
2.(多选)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与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧单位长度时弹力的大小
【解析】　在弹性限度内，弹簧的弹力与伸长量(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对，B错；由胡克定律得k＝，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时弹力的值与k值相等，故选项D错误.
【答案】　AC
3.(多选)玩具汽车停在模型桥面上，如图3 2 12所示，下列说法正确的是(　　)
图3 2 12
A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变
B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
【答案】　AC
4.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图3 2 13所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是(　　)
图3 2 13
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
【解析】　足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确.
【答案】　D
5.如图3 2 14所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个质量为m＝0.2
kg的小球，小球处于静止状态，弹性杆对小球的弹力为(g取10
m/s2)(　　)
图3 2 14
A.大小为2
N，方向平行于斜面向上
B.大小为1
N，方向平行于斜面向上
C.大小为2
N，方向垂直于斜面向上
D.大小为2
N，方向竖直向上
【解析】　球受重力G和弹力F，由二力平衡条件可知，杆对球的弹力方向与重力方向相反，竖直向上，大小F＝G＝mg＝2
N，故D正确.
【答案】　D
6.一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2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.
【解析】　由胡克定律可知，当弹簧压缩时有
F1＝k(l0－l1)
当弹簧拉伸时有F2＝k(l2－l0)
联立以上两式解得k＝，故选项C正确.
【答案】　C
7.如图3 2 15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(　　)
图3 2 15
A.F1＝F2＝F3　　　　　
B.F1＝F2C.F1＝F3>F2
D.F3>F1>F2
【解析】　第一幅图：以下面小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G；
第二幅图：以小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G；
第三幅图：以任意一个小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G；
所以平衡时各弹簧的弹力大小相等，即有F1＝F2＝F3.故选A.
【答案】　A
8.某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图3 2 16所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的).由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m.
图3 2 16
【解析】　当外力F＝0时，弹簧的长度即原长为L0＝10
cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即
k＝×102
N/m＝50
N/m.
【答案】　10　50
9.(多选)一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系如图3 2 17所示，根据图像判断，下列结论正确的是(　　)
图3 2 17
A.弹簧的原长为20
cm
B.弹簧的劲度系数为2
N/m
C.弹簧的劲度系数为200
N/m
D.弹簧伸长0.05
m时，弹力的大小为10
N
【解析】　由题图知，当F＝0时，弹簧原长L0＝10
cm，A错；弹簧长度L＝15
cm时，F＝10
N，由胡克定律得，劲度系数k＝＝
N/m＝200
N/m，B错，C对；弹簧伸长0.05
m时，即弹簧长度为15
cm时，弹力的大小为10
N，D对.
【答案】　CD10.(多选)如图3 2 18所示，A、B两物体的重力分别是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F＝2
N，则细线中的张力FT及地面对B的支持力FN的可能值分别是(　　)
图3 2 18
A.5
N和6
N
B.5
N和2
N
C.1
N和6
N
D.1
N和2
N【解析】　如果弹簧处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，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，它将有向两端伸长恢复原状的趋势，会向上推A，向下压B，则F′T＝GA－F＝1
N，F′N＝GB＋F＝6
N，选项C正确.
【答案】　BC
11.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.
图3 2 19
①图3 2 19甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73
cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)
A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是___________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________.
【解析】　①弹簧伸长后的总长度为14.66
cm，则伸长量Δl＝14.66
cm－7.73
cm＝6.93
cm.
②逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧.
③AB段明显偏离OA，伸长量Δl不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的.
【答案】　①6.93　②A　③弹簧受到的拉力超过了其弹性限度
12.“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动，人从水面上方某处的平台上跳下，靠自身所受的重力让其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落.正是在这上上下下的运动中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图3 2 20所示.设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15
m.质量为50
kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3
000
N，已知此人停在空中时，蹦极的橡皮绳长度为17.5
m，橡皮绳的弹力与伸长的关系符合胡克定律.(取g＝10
N/kg).求：
图3 2 20
(1)橡皮绳的劲度系数；
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高？
【解析】　(1)人静止于空中时，橡皮绳的拉力F1＝500
N.
而F1＝k(l－l0)，所以橡皮绳劲度系数k＝＝
N/m＝200
N/m.
(2)设橡皮绳拉力最大时，绳长为l′.
据胡克定律F2＝k(l′－l0)得
l′＝＋l0＝
m＋15
m＝30
m.
【答案】　(1)200
N/m　(2)30
m