高中物理人教版(2019)必修第一册同步练习:3.1重力与弹力(word版 含解析)

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名称 高中物理人教版(2019)必修第一册同步练习:3.1重力与弹力(word版 含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-10-16 17:27:19

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高中物理人教版(2019)必修第一册同步练习
3.1重力与弹力
一、单选题
1.东汉时期《考工记·弓人》中记载“假令弓力胜三石,引之中三尺,弛其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺”这表明,在弹性限度内( )
A. 弓的弹力与弓的形变量成正比
B. 弓的弹力与弓的形变量成反比
C. 弓的弹力与弓的形变量的平方成正比
D. 弓的弹力与弓的形变量的平方成反比
2.一轻质弹簧竖直悬挂,弹簧的原长为10cm,当弹簧的下端挂2.4N的重物静止时,弹簧的长度为12cm(在弹性限度内),则弹簧的劲度系数为( )
A. 120N/m B. 24N/m C. 20N/m D. l.2N/m
3.如图所示,轻弹簧的两端各受100N拉力F作用,弹簧平衡时伸长了10cm;(在弹性限度内);那么下列说法中正确的是( )

A. 该弹簧的劲度系数k=10N/m
B. 该弹簧的劲度系数k=1000N/m
C. 该弹簧的劲度系数k=2000N/m
D. 根据公式k=F/x,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
4.关于重力和弹力,下列说法中正确的是( )
A. 物体向上运动时所受的重力大于向下运动时所受的重力
B. 物体所受的重力与运动状态无关
C. 两物体相互接触时一定能产生弹力
D. 弹力的方向平行于接触面
5.在半球形光滑容器内放置一细杆,如图所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆的作用力方向分别为( )

A. 均竖直向上
B. 均指向球心
C. A点处指向球心,B点处竖直向上
D. A点处指向球心,B点处垂直于细杆向上
6.重庆育才中学教学楼的读书角迎来了一位新客人,如图所示.这个小瓶子非常漂亮,不经意之间增添了许多审美的情趣.关于这个装饰瓶,下列说法正确的是( )

A. 瓶子受到地球对它的吸引力,但它对地球没有吸引力
B. 装饰瓶重心一定在其几何中心
C. 装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关
D. 若装饰瓶底部出现一个小洞,那在水滴完的过程中,装饰瓶的重心一直在降低
7.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.如图所示为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是( )

A. 甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B. 乙图中,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. 丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
D. 丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
8.有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图a、b所示,下面说法正确的是( )

A. 重心向外侧偏移,重力减小
B. 重力和重心都没有变
C. 重力减小,重心位置不改变
D. 重力减小,重心位置向下移动
二、多选题
9.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中k1、k2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是( )

A. 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B. 垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
C. 垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
D. 垫片向右移动时,两弹簧的长度不同
10.关于重力的大小,下列说法中正确的是( )
A. 力的作用效果表现在使物体保持一定的速度运动
B. 静止在水平面上的物体对水平面的压力就是其所受重力
C. 物体所受的重力与它的运动状态无关
D. 向上运动的物体所受重力等于向下运动的物体所受重力
11.如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象,根据图象判断,下列结论正确的是( )

A. 弹簧的劲度系数为1N/m
B. 弹簧的原长为6cm
C. 弹簧压缩0.04m时,弹力大小为2N
D. 弹簧伸长0.02m时,弹力的大小为2N
12.如图所示,四个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 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为 的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动,若认为弹簧的质量都为零,以 、 、 、 依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )


A. l1=l2 B. l2=2l2 C. l3=l4 D. l4三、填空题
13.某同学如图甲所示探究某根弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系,得出一系列数据并作图,如图乙所示,则:弹簧的劲度系数是________N/m,当弹簧受F=800 N的拉力作用时,弹簧伸长为________ cm,当弹簧伸长为x1=20cm时,弹簧产生的拉力是F1=________N。

14.一轻质弹簧竖直悬挂,原长为0.15m。当弹簧下端挂4.0N重物时,弹簧伸长了0.02m,由此可知,弹簧的劲度系数k=________N/m;当测得弹簧静止时的长度为0.18m时,弹簧的弹力大小F=________N。
四、解答题
15.一根弹簧,当它挂上质量为0.2kg的物体A时,弹簧的长度为11cm,当它挂上质量为0.8kg的物体B时,它的长度为14cm,求:( )
(1)物体A的重力;
(2)弹簧的劲度系数和原长。
16.一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图象如图所示,

(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若弹簧原长l0=60cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的压力?
答案及解析
1. A
解:根据题意可知:每加物一石,则张一尺,说明每增加一石物体的重力,则形变量改变一尺,故说明在弹性限度内,弓的弹力与弓的形变量成正比,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】弹性体在发生弹性形变时,弹性体的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F= kx ,k是物质的弹性系数。
2. A
解:弹簧伸长量为?L=12-10=2cm,由胡克定律F=k?L,解得
故答案为:A.
【分析】利用胡克定律结合伸长量大小可以求出劲度系数的大小。
3. B
解:A、B、C、根据胡克定律F=kx得,弹簧的劲度系数:
k= = =1000N/m.A不符合题意,B符合题意,C不符合题意.
D、弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关,与弹簧本身有关.D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】轻弹簧的两端各受100N拉力F的作用,弹簧平衡时伸长了10cm,根据胡克定律F=kx求解弹簧的劲度系数.
4. B
解:A.物体在同一地点所受的重力不变,物体向上运动时所受的重力等于于向下运动时所受的重力。故A错误;
B.物体所受的重力与物体的质量和当地重力加速度有关,与物体的运动状态无关。故B正确;
C.物体相互接触时不一定能产生弹力,还要发生弹性形变。故C错误;
D.弹力的方向总是垂直于接触面。故D错误;
【分析】物体的重力大小与运动状态无关;两物体接触不一定有弹力的产生;弹力方向垂直于接触面。
5. D
解:碗对筷子A、B两点处都有支持力。
在A处:筷子与碗的接触面是碗的切面,碗对筷子的支持力垂直切面指向筷子,根据几何知识得知,此方向指向球心O, 即A点处碗对筷子的支持力指向球心O。
在B处:筷子与碗的接触面就是筷子的下表面,所以B点处碗对筷子的支持力垂直于筷子斜向上。
故答案为:D
【分析】面弹力的方向应该是垂直于接触面指向受力物体。
6. C
解:A.瓶子受到地球对它的吸引力,同时它对地球也有吸引力,A不符合题意;
B.装饰瓶内装有水,则其重心不一定在其几何中心,B不符合题意;
C.装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关,C符合题意;
D.若装饰瓶底部出现一个小洞,那在水滴完的过程中,装饰瓶的重心先降低后升高,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】重力的作用点是重心,重心可能在物体上,也可能不在物体上,对于形状规则、质量分布均匀的物体来说,重心位于物体的几何中心上。
7. D
解:静止在草地上的足球受到草地给的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,A不符合题意;静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B不符合题意;丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于网发生了形变,C不符合题意;D符合题意.
故答案为:D
【分析】由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力,压力、支持力都是弹力,弹力的方向是垂直于接触面,指向被压物体。
8. C
解:挖掉一部分后质量减少,故受到的重力减小;由于挖掉的部分为小圆环,由对称性可知,圆盘重心位置不变,C符合题意,其他选项错误。
故答案为:C。
【分析】质量分布均匀形状规则的物体重心在几何中心。
9. BD
解:A.由胡克定律F=kx,知F相同时,k不同,x不同,可知缓冲效果与弹簧的劲度系数有关。A不符合题意。
B.当垫片向右移动时,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力大小相等。B符合题意。
CD.当垫片向右移动时,垫片向右移动时,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力相等,由于劲度系数不同,两弹簧形变量不同,故两弹簧长度不同。C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】利用胡克定律可以判别缓冲的形变量与劲度系数有关;利用相互作用可以判别弹力大小相等;利用胡克定律可以判别形变量和长度不同。
10. CD
解:A、力的作用效果表现在速度的变化和形状的改变,因此A错误;
B、静止在水平面上的物体对水平面的压力大小等于重力大小,但是是属于不同的两个力,故B错误;
CD、在地球上的物体都受重力,只与其质量和重力常数有关,与它的运动状态无关,故C、D正确;
故答案为:CD
【分析】力的作用效果是改变速度或者是改变形状;压力和重力是不同性质的力。
11. BD
解:B.由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=6cm,即弹簧的原长为6cm,B符合题意;
A.由图读出弹力为 F1=2N,弹簧的长度为 L1=4cm,弹簧压缩的长度x1=L0-L1=2cm=0.02m;
由胡克定律得:弹簧的劲度系数为
A不符合题意;
C.弹簧压缩0.04m时,弹力大小为F2=kx2=100×0.04N=4N,C不符合题意;
D.弹簧伸长0.02m时,弹力的大小为F3=kx3=100×0.02N=2N,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】结合胡克定律的表达式,根据图像的横纵坐标可以得到,图像的斜率为弹簧的劲度系数;图像与横坐标的交点为原长。
12. AC
解:弹簧受到的拉力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比;且测力计的示数代表的是作用在测力计挂钩上的力;由于右端受到大小皆为F,与左端的受力情况无关;故四根弹簧的伸长量相同,即l1=l2=l3=l4;BD不符合题意,AC符合题意;
故答案为:AC。
【分析】利用胡克定律结合弹力的大小可以判别形变量的大小。
13. 2000;40;400
解:图象斜率的大小表示劲度系数大小,
故有 .
根据 ,
当弹簧受F=800 N的拉力作用时,弹簧伸长为40cm
当弹簧伸长为x1=20cm时,弹簧产生的拉力是 =400N
故本题答案是:(1). 2000 (2). 40 (3). 400
【分析】(1)利用斜率可以求出劲度系数的大小;利用胡克定律可以求出形变量的大小;利用胡克定律可以求出弹力的大小。
14. 200;6.0
解:根据胡克定律F=kx可得: ;测得弹簧静止时的长度为0.18m时,弹簧的弹力大小F=kx=200×(0.18-0.15)N=6.0N.
【分析】结合弹簧的伸长量和弹力,利用胡克定律求解弹簧的进度系数即可;结合第1个孔求解的弹簧的进度系数,根据弹簧的伸长量,利用胡克定律求解弹簧的弹力。
15.
解:
(1)根据
(2)根据


解得

【分析】(1)物体的质量与重力加速度的乘积可以求出物体的重力;
(2)当物体静止时,利用弹力和重力平衡可以求出劲度系数和弹簧原长的大小。
16.
解:
(1)由x-F图线知,弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比,根据胡克定律F=kx知图线的斜率的倒数等于弹簧的劲度系数,则
(2)若弹簧原长l0=60cm,当把弹簧压缩到40cm长时,弹簧的压缩量为x=60cm-40cm=20cm=0.2m
需要的压力
【分析】(1)由于弹簧弹力与形变量成正比,利用图像斜率可以求出劲度系数的大小;
(2)已知弹簧原长和压缩后的长度,可以求出形变量的大小;利用胡克定律可以求出压力的大小。
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