人教版高中物理必修一3.1重力與彈力（解析版） 同步練習(xí)

3.1重力與彈力1．將一彈性繩對折，相當(dāng)于將此彈性繩剪成相同長度的兩段繩，每段繩在相同的外力作用下，其伸長量為原來的一半?，F(xiàn)有一根原長20cm的彈性細(xì)繩，其外力F與伸長量x的關(guān)系如圖所示，將此細(xì)繩對折，其兩端點固定于天花板同一位置，并在對折點處豎直懸系一物體，然后再緩慢放手，平衡后發(fā)現(xiàn)物體下降了2cm，則該物體所受重力約為（）A．0.8N B．1.6N C．3.2N D．6.4N【答案】C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意將一彈性繩對折，相當(dāng)于將此彈性繩剪成相同長度的兩段繩，每段繩在相同的外力作用下，伸長量變?yōu)樵瓉淼囊话?，根?jù)胡克定律可知勁度系數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀丁８鶕?jù)圖像可知彈性細(xì)繩的勁度系數(shù)則對折后，勁度系數(shù)變?yōu)樗晕矬w的重力為ABD錯誤，C正確。故選C。2．（2020·浙江省諸暨中學(xué)高一期中）質(zhì)量為2kg的物體被一根細(xì)繩懸吊在天花板下保持靜止(g取9.8N/kg)。則以下說法正確的是（）A．物體的各部分中，只有重心處受重力B．細(xì)繩所在直線可能與天花板不垂直C．物體對繩的拉力與物體重力的大小、方向均相同，所以它們是同一個力D．剪斷細(xì)繩后，物體不受任何力的作用【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．物體的各部分都受到重力作用，重心是各部分受到重力的等效集中點，故A錯誤；B．細(xì)繩是豎直的，若天花板不水平，則細(xì)繩所在直線與天花板不垂直，故B正確；C．體對繩子拉力的施力物體是物體，而物體所受重力的施力物體是地球，雖然方向均相同，但它們不是同一個力，故C錯誤；D．剪斷細(xì)繩后，物體仍受重力的作用，故D錯誤；故選B。3．探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，作出彈力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖所示。則（）A．該彈簧的原長為10mB．該彈簧的勁度系數(shù)為0.25N/mC．在該彈簧下端懸掛1.0N的重物時，彈簧的長度為18cmD．在該彈簧下端懸掛2.0N的重物時，彈簧的形變量為10cm【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)胡克定律可知彈簧的彈力為當(dāng)時，根據(jù)圖像可知彈簧原長為A錯誤；B．彈簧的勁度系數(shù)為圖線斜率，所以B錯誤；C．在該彈簧下端懸掛1.0N的重物時，彈簧的伸長量為則彈簧長度為C錯誤；D．在該彈簧下端懸掛2.0N的重物時，彈簧的伸長量為D正確。故選D。4．一個實驗小組在做“探究彈簧形變與彈力的關(guān)系”的實驗中，使用了兩根不同的輕質(zhì)彈簧M和N，他們得到彈力與彈簧長度的關(guān)系圖象如圖所示，則由圖可知（）A．M的原長比N的長B．M的勁度系數(shù)比N的大C．實驗過程中兩彈簧都已超過了彈性限度D．彈力與彈簧長度成正比【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．由胡克定律，圖象中與x軸交點的橫坐標(biāo)代表彈簧的原長，故的原長比的長，A錯誤；B．圖象中斜率代表彈簧的勁度系數(shù)，故的勁度系數(shù)比大，B正確；CD．彈簧彈力與彈簧的形變量成正比，與彈簧長度是一次函數(shù)關(guān)系，結(jié)合可知，該函數(shù)為一次函數(shù)關(guān)系，故兩彈簧都沒有超過彈性限度，且彈力與彈簧長度成線性關(guān)系，不是正比關(guān)系。故CD錯誤。故選B。5．（2020·浙江省高一期中）如圖所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量，則有（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【分析】【詳解】由于彈簧質(zhì)量不考慮，所以四種情況下彈簧的伸長量只由力F決定，因它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，即F相同，則彈簧的伸長量相同，故ACD錯誤，B正確。故選B。6．（2020·浙江省高一期中）東漢時期《考工記·弓人》中記載“假令弓力勝三石，引之中三尺，弛其弦，以繩緩擐之，每加物一石，則張一尺”這表明，在彈性限度內(nèi)（）A．弓的彈力與弓的形變量成正比B．弓的彈力與弓的形變量成反比C．弓的彈力與弓的形變量的平方成正比D．弓的彈力與弓的形變量的平方成反比【答案】A【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意可知：每加物一石，則張一尺，說明每增加一石物體的重力，則形變量改變一尺，故說明在彈性限度內(nèi)，弓的彈力與弓的形變量成正比，故BCD錯誤，A正確。故選A。7．（2020·烏拉特前旗第一中學(xué)高一月考）關(guān)于彈力，正確的是（）A．壓力是物體對支持面的彈力、方向總是垂直于支持面且指向支持面B．只要兩個物體發(fā)生形變，就一定有彈力產(chǎn)生C．壓力和支持力是一對平衡力D．放在桌面上的木塊對桌面的壓力是由于桌面發(fā)生了微小形變而產(chǎn)生的【答案】A【解析】【分析】【詳解】A.壓力是一種彈力，是由于物體發(fā)生形變而對支持物產(chǎn)生的，方向總是垂直于支持面且指向支持面。故A正確；B.彈力產(chǎn)生的條件是：1、物體要相互接觸2、物體要發(fā)生彈性形變。兩個條件同時滿足物體間才會產(chǎn)生彈力。故B錯誤；C.壓力和支持力是作用力和反作用力，作用在不同物體上，故C錯誤；D.彈力是由于施力物體形變產(chǎn)生的，放在桌面上的木塊對桌面的壓力是由于木塊發(fā)生了微小形變而產(chǎn)生的，故D錯誤；故選：A。8．（2020·紹興市高級中學(xué)高一月考）如圖所示，為了觀察桌面的微小形變，在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點。實驗中，用力按壓兩鏡之間的桌面，觀察到的現(xiàn)象是A．桌面明顯向下凹陷 B．N鏡明顯向右傾斜C．M鏡明顯向左傾斜 D．光點位置明顯變化【答案】D【解析】【詳解】A.用力按壓桌面，桌面向下發(fā)生微小的凹陷，故A錯誤。BC.桌面不會發(fā)生明顯凹陷，則N鏡不會明顯向右傾斜，M鏡不會明顯向左傾斜，故BC錯誤。D.在兩鏡之間用力F下按壓桌面，M、N將向中間略微傾斜，光束的入射角減小，由光的反射定律可知，反射角減小會加倍，則光點位置明顯變化，故D正確。9．（2020·眉山市東坡區(qū)多悅高級中學(xué)校高三月考）如圖所示，一個空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一小孔，在水由小孔緩慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會（）A．先降低后升高B．一直上升C．先升高后降低D．一直下降【答案】A【解析】【分析】注意重心的位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)，在水從小孔不斷流出的過程中，容器和水的整體的重心將先下降，當(dāng)水流完后，重心又上升．【詳解】裝滿水時重心在球心處，隨著水從小孔不斷流出，重心位置不斷下降，當(dāng)水流完后，重心又上升到球心處，故重心的位置先下降后上升，故BCD錯誤，A正確．故選A．10．（2020·自貢市田家炳中學(xué)高一開學(xué)考試）對力的概念的理解，下列說法正確的是()A．射出槍口的子彈，能打到很遠(yuǎn)的距離，因為子彈離開槍口后受到一個推力的作用B．力離不開受力物體，但可以沒有施力物體C．一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中任意一個物體既是受力物體，又是施力物體D．只要兩個力的大小相等，它們產(chǎn)生的效果一定相同【答案】C【解析】子彈離開槍口時具有速度，由于慣性，物體將會保持這個速度斷續(xù)前進(jìn)．不是因為子彈離開槍口后受到一個推力的作用，A錯誤；力不能離開物體而單獨存在，必定同時存在施力物體和受力物體，B錯誤；力的作用是相互的，一個力必定聯(lián)系著兩個物體，其中任意一個物體既是受力物體，又是施力物體，C正確；根據(jù)力的三要素，可知力的作用效果不僅與力的大小有關(guān)，還與力的方向和作用點的位置有關(guān)，D錯誤．11．（2020·安徽省高一月考）一輕彈簧掛20N的重物時，輕彈簧的總長為12cm；掛50N的重物時輕彈簧的總長為15cm。（輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)）則輕彈簧的原長是A．8cm B．10cm C．12cm D．14cm【答案】B【解析】【分析】【詳解】設(shè)原長為，根據(jù)胡克定律代入數(shù)據(jù)，整理得B正確，ACD錯誤。故選B。12．（2020·山西省高一期末）如圖，足球運動員準(zhǔn)備罰點球時，一腳用力踩在足球上面，讓足球保持靜止。下列說法正確的是A．靜止的足球受到豎直向下的合力B．如果足球氣打的足一點，足球可能不發(fā)生形變C．足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎谧闱虻南虏堪l(fā)生彈性形變引起的D．腳對足球的壓力是由于足球的上部發(fā)生彈性形變引起的【答案】C【解析】【詳解】A.靜止的足球的合力為0，故A錯誤；B.足球氣打得足一點，受力后，依然會發(fā)生形變，故B錯誤；C.足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎谧闱虻南虏堪l(fā)生彈性形變引起的，故C正確；D.腳對足球的壓力是由于腳的形變引起的，故D錯誤13．（2020·長春市第二十九中學(xué)高一期中）下列說法中，正確的是()A．力的產(chǎn)生離不開施力物體，但可以沒有受力物體B．沒有施力物體和受力物體，力照樣可以獨立存在C．有的物體自己就有一個力，這個力不是另外的物體施加的D．力不能離開施力物體和受力物體而獨立存在【答案】D【解析】試題分析：，力是物體對物體的作用，任何一個力都與兩個物體或同一個物體的兩個部分相聯(lián)系，如果找不到施力物體或受力物體，這個力是不存在的，故D正確考點：本題考查對力的概念的記憶和理解14．（2020·云南省鳳慶縣第一中學(xué)高一月考）有一圓形的均勻薄板，若將其中央再挖掉一個小圓板成一個圓環(huán)，如圖a、b所示，下面說法正確的是()A．重心向外側(cè)偏移，重力減小 B．重力和重心都沒有變C．重力減小，重心位置沒有變 D．重力減小，重心位置不存在【答案】C【解析】【詳解】挖掉一個小圓板成圓環(huán)后，重力減?。粓A板和圓環(huán)均屬于質(zhì)量分布均勻有規(guī)則形狀的物體，其重心均在幾何中心，重心的位置不變；故C正確，ABD錯誤。15．（2020·四川省瀘縣五中高一月考）如圖所示，在粗糙水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起勻速運動時，兩木塊之間的距離為（）A． B．C． D．【答案】A【解析】【詳解】對木塊1研究。木塊1受到重力、彈簧的拉力、地面的支持力和摩擦力；根據(jù)平衡條件可得彈簧的彈力：，又由胡克定律得到彈簧伸長的長度：所以兩木塊一起勻速運動時兩木塊之間的距離是：A．。故A符合題意。B．。故B不符合題意。C．。故C不符合題意。D．。故D不符合題意。16．在半球形光滑碗內(nèi)斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點分別為、，則碗對筷子在、兩點處的作用力方向分別為（）A．均豎直向上B．均指向球心C．點處指向球心，點處豎直向上D．點處指向球心，點處垂直于筷子斜向上【答案】D【解析】【分析】由題可知本題考查彈力的方向，利用彈力垂直于接觸面指向受力物體解決問題。【詳解】碗對筷子在、兩點處的作用力屬于彈力，而彈力總是垂直于接觸面，因而尋找接觸面便成為確定彈力方向的關(guān)鍵。在點處，當(dāng)筷子滑動時，筷子與碗的接觸點在碗的內(nèi)表面（半球面）上，所以在點處的接觸面是球面在該點的切面，此處的彈力與切面垂直，即指向球心。在點處，當(dāng)筷子滑動時，筷子與碗的接觸點在筷子的下表面上，所以在點處的接觸面與筷子平行，此處的彈力垂直于筷子斜向上，故D正確，ABC錯誤。故選D。17．（2020·南城縣第二中學(xué)高二開學(xué)考試）如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針．現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)．當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)．【答案】3.775cm;53.7N/m【解析】【分析】本題主要考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，彈簧勁度系數(shù)的測量、胡克定律及其相關(guān)的知識點，意在考查考生靈活運用教材上游標(biāo)卡尺的使用和探究彈簧的伸長與形變量的關(guān)系實驗知識的能力．【詳解】實驗所用的游標(biāo)卡尺精度為0.05mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，圖（b）所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm．托盤中放有質(zhì)量為m=0.100kg的砝碼時，彈簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N，彈簧伸長x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)=kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k=F/x=53.7N/m．【點睛】解答此題常見錯誤主要有：一是游標(biāo)卡尺讀數(shù)誤差，或單位搞錯導(dǎo)致錯寫成37.70；二是把重力加速度按照習(xí)慣用g=10m/s2代入計算導(dǎo)致錯誤；三是考慮采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)計算勁度系數(shù)耽誤時間．18．如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺和多個質(zhì)量已知且相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系。(1)某同學(xué)將彈簧平放在水平桌面上量出彈簧的自然長度，然后按照圖甲進(jìn)行實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖，作出如圖乙所示的圖象，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x。由圖可知圖線不通過原點，其原因是______________(2)由圖乙知該彈簧的勁度系數(shù)k=_______N/m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)。(3)實驗中用兩根不同的輕彈簧a和b進(jìn)行實驗，畫出彈簧彈力F與彈簧的長度L的關(guān)系圖象如圖丙所示，下列說法正確的是_________A．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小C．a(chǎn)的原長比b的大D．兩個彈簧相比，用b彈簧制作的彈簧秤，靈敏度更高【答案】實驗中沒有考慮彈簧的自重或彈簧豎直懸掛時的自然長度比水平放置時長6.9AD【解析】【分析】【詳解】(1)[1]．由圖可知圖線不通過原點，其原因是實驗中沒有考慮彈簧的自重或彈簧豎直懸掛時的自然長度比水平放置時長；(2)[2]．由圖乙知該彈簧的勁度系數(shù)(3)[3]．根據(jù)F=k(L-L0)可知，圖像的斜率等于勁度系數(shù)，則a的勁度系數(shù)比b的大，選項A正確，B錯誤；圖像與橫軸L的截距等于彈簧原長，可知a的原長比b的小，選項C錯誤；因b彈簧勁度系數(shù)較小，則兩個彈簧相比，用b彈簧制作的彈簧秤，靈敏度更高，選項D正確。故選AD。19．某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系。他將標(biāo)有坐標(biāo)刻度（每個小正方形的邊長為1cm）的長木板固定在豎直平面內(nèi)，同時將一水平橫桿固定在長木板上，橫桿與長木板的水平刻度線重合，彈簧的上端固定在橫桿上，調(diào)整裝置使彈簧的軸線與長木板的豎直刻度線重合。實驗中他將彈簧的上端依次固定在橫桿上0、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm刻度處，在彈簧的下端分別掛0、1、2、3、4、5個鉤碼，在長木板的坐標(biāo)上分別記錄彈簧末端的位置，如圖所示。回答下列問題：(1)以不掛砝碼彈簧末端為原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，根據(jù)長木板上所描彈簧末端點的分布，可以用直線擬合，你得到的結(jié)論是____