3.1重力与弹力 同步练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册word版含答案

第三章
第一节
重力与弹力
同步练习
一、单项选择题
1．如图所示，轻质茶杯内装有茶水，随着茶水饮用这一过程，杯和茶水的共同重心将(　　)
A．一直下降
B．一直上升
C．先升后降
D．先降后升
2．下列关于弹力的说法中正确的是(　　)
A．相互接触的两个物体间必然有弹力存在
B．不接触的物体间也可能存在弹力
C．只要物体发生形变就一定有弹力
D．在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
3．如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝．飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为(　　)
A．马跑得快
B．马蹄大
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
4．下列说法正确的是(　　)
A．射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
D．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
5．如图所示，小球A受到的重力为G＝20
N，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A的拉力为20
N。水平桌面对球A的弹力大小为(　　)
A．20
N
B．0
C．10
N
D．40
N
6．把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示，则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正确的是(　　)
A．重力就是地球对物体的引力
B．重力大小和物体运动状态有关
C．重力的方向总是指向地心
D．薄板的重心一定在直线AB上
7．下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(　　)
A．极限法
B．放大法
C．控制变量法
D．等效替代法
8．建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下面哪个图是正确的(　　)
9．如图所示，n块厚度为d的相同的砖块靠在一起平放在地面上。今将它们一块一块向上叠起来，这堆砖的重心升高了(　　)
A．d　　　　　　　　
B．d
C．nd
D．d
10．如图所示，一劲度系数为k，原长为L0的轻弹簧，下端固定在水平面上，先用向下的力F压缩弹簧至稳定，然后改用向上的力F拉弹簧，再次至稳定，则弹簧上端上升的高度为(　　)
A.
B.
C．L0＋
D．L0－
11．如图所示，拉力器上装有三根相同的弹簧，弹簧的自然长度为70
cm，某人每只手用480
N的拉力把它拉至1.5
m(在弹簧的弹性限度内)，则每根弹簧的劲度系数为(　　)
A．100
N/m
B．200
N/m
C．400
N/m
D．600
N/m
二、多项选择题
12．(多选)如图所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，加一水平力F，且F过球心，下列说法正确的是(　　)
A．球一定受墙的弹力且水平向左
B．球可能受墙的弹力且水平向左
C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
13．(多选)如图是锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40
cm。某人用600
N的力把它们拉长至1.6
m，则
(　　)
A．人的每只手受到拉力器的拉力为300
N
B．每根弹簧产生的弹力为150
N
C．每根弹簧的劲度系数为125
N/m
D．每根弹簧的劲度系数为500
N/m
14．(多选)
如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图像判断，正确的结论有(　　)
A．弹簧的劲度系数为1
N/m
B．弹簧的原长为6
cm
C．弹簧伸长8
cm时，弹力为2
N
D．当弹力为4
N时，弹簧长度为10
cm或2
cm
三、非选择题
15．在“探究弹簧的弹力与形变量之间关系”实验中，所用装置如图甲所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其形变量通过刻度尺测得，某同学的实验数据列于表中：
形变量x/(×10－2
m)
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
弹力F/N
1.50
2.93
4.55
5.98
7.50
(1)以x为横坐标、F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与形变量之间关系的图线．
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________．(结果保留3位有效数字)
16．如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2。上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧。求上述过程中下面的木块移动的距离。
17．如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块m1压在弹簧k1上(但不拴接)，两弹簧与下面木块m2相连，下面弹簧k2竖直固定在水平地面上，整个系统处于静止状态．现缓慢向上提上面的木块m1，直到它刚离开上面弹簧k1，求在此过程中上面木块m1移动的距离．
参考答案与解析
一、单项选择题
1．D.
解析：杯子的重心近似在几何中心，水的重心也近似在几何中心，没有饮用时重心有一定的高度，饮用过程中水的重心逐渐降低，但全部饮用完重心又升高了，故重心先下降后升高，D正确．
2．D.
解析：弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变，所以D正确，A、B、C错误．
3．D.
解析：马的重心位置在马身上而不在飞燕上，但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上，才能保持平衡，故D正确．
4．D　
解析：子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，A错误；物体间力的作用总是相互的，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，甲推乙的同时乙也推甲，B错误，D正确；无论物体是否有生命或是否有动力，它们受到力的同时，都会施力，如马拉车的同时车也拉马，C错误
5．B　
解析：小球受竖直向下的重力20
N，绳子的拉力大小为20
N，方向竖直向上，根据二力平衡可知，水平桌面对球A的弹力为零，B正确
6．D
解析：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的引力，故A错误；重力的大小与物体的运动状态无关，故B错误；重力的方向竖直向下，故C错误；因为绳对板的拉力与板受的重力为一对相互平衡的力，必在一条直线上，所以重心一定在细线的延长线上，即薄板的重心一定在直线AB上，故D正确．
7．B
解析：题图甲是利用光的多次反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，均为放大法，B正确．
8．C
解析：M处受到的支持力与地面垂直，向上，即竖直向上；N处受到的支持力与木头P垂直，向上，不是竖直向上，则C正确，A、B、D错误．
9．B　
解析：在计算变化量类问题时，首先要确定变化前和变化后的量，然后再用末量减初量。本题中n块砖平放在地面上时重心高度h1＝，n块砖叠放起来后重心高度h2＝，所以重心变化(升高)了Δh＝h2－h1＝d
10．B.
解析：当用向下的力F压缩弹簧至稳定时，弹簧压缩的长度为
x1＝；当改用向上的力F拉弹簧，再次至稳定时弹簧伸长的长度为x2＝；则弹簧上端上升的高度为
h＝x1＋x2＝，故B正确，A、C、D错误．
11．B
解析：每根弹簧受到的拉力相等，拉力之和F拉等于480
N，每根弹簧伸长量为1.5
m－0.7
m＝0.8
m，根据胡克定律，有3F＝F拉，F＝kx，解得k＝＝200
N/m.故A、C、D错误，B正确．故选B.
二、多项选择题
12．BC　
解析：采用假设法进行判断。假设把竖直墙拿走，则球可能不能保持静止，也可能保持静止，所以竖直墙对球可能有弹力，也可能没有弹力，如果有弹力，方向一定水平向左，A错误，B正确；假设把斜面拿走，则球一定不能保持静止，所以斜面一定对球有弹力，方向垂直斜面向上，C正确，D错误
13．BC　
解析：每只手的拉力均为
600
N，故A错误；每根弹簧的弹力为F＝
N＝150
N，故B正确；每根弹簧的劲度系数k＝＝
N/m＝125
N/m，故C正确，D错误
14．BD.
解析：由k＝得，k＝100
N/m，A错误；F＝0时，弹簧处于原长，由图可知x0＝6
cm，B正确；伸长8
cm时的弹力：F＝k·Δx＝8
N，C错误；由图知，F＝4
N时，弹簧长2
cm或10
cm，D正确．
三、非选择题
15．(1)见解析图　(2)75.0
N/m
解析：(1)描点作图，如图．
(2)根据图像，该直线为过原点的一条倾斜直线，即弹力与形变量成正比，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，k＝＝75.0
N/m.
16．　【答案】
解析：　未提木块之前，下面弹簧上的弹力
F1＝(m1＋m2)g，根据胡克定律得下面弹簧的压缩量x2＝，当上面的木块被提离弹簧时，下面弹簧上的弹力F2＝m2g，下面弹簧的压缩量x2′＝，所以下面木块向上移动的距离Δx＝x2－x2′＝。
17．【答案】m1g
解析：设未提木块m1时两弹簧的压缩量分别为x1、x2，根据二力平衡和胡克定律，对弹簧k1有k1x1＝m1g
①
对弹簧k2有k2x2＝k1x1＋m2g
②
当木块m1离开弹簧k1时，弹簧k2压缩量变为x′2，
对弹簧k2有k2x′2＝m2g
③
由①②③式解得：
x1＝，x2＝，x′2＝.
木块m1向上移动的距离为
h1＝x1＋x2－x′2＝m1g.