3.1 重力与弹力 (含解析) 同步练习 2026-2027学年高中物理人教版必修第一册

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3.1 重力与弹力 (含解析) 同步练习 2026-2027学年高中物理人教版必修第一册

资源简介

第三章 相互作用——力
1.重力与弹力
A组 教材夯基础
1.(人教版教材课后习题改编)(多选)竖直向上飞行的火箭质量为2×103 kg,g取10 m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.火箭重力的方向总是垂直地面向下
C.只有火箭的重心才受到重力的作用
D.火箭重力为2×104 N
2.(人教版教材插图改编)根据图中所给信息和所学知识,下列说法正确的是(  )
A.汽车的重心(不包括车上的货物)与装货多少有关
B.汽车的重心(不包括车上的货物)与货物放的位置有关
C.载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置有关
D.载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置无关
3.(人教版教材插图改编)(多选)下面是教材中的两幅图,关于它们的说法正确的是(  )
A.甲图用悬挂法测定薄板的重心,应用了重力和细绳拉力二力平衡的原理
B.甲图用到的悬挂法可以确定任何物体重心的位置
C.乙图表示力的方法叫力的示意图
D.乙图表示力的方法叫力的图示
4.(人教版教材课后习题改编)质量均匀的钢管,一端支在光滑的水平地面上,另一端被竖直绳悬挂着,如图所示,下列钢管受到的弹力的示意图中正确的是(  )
5.(人教版教材实验改编)一轻弹簧挂20 N的重物时,轻弹簧的总长为12 cm;挂40 N的重物时轻弹簧的总长为14 cm,轻弹簧始终在弹性限度内,下列说法正确的是(  )
A.挂20 N的重物时,轻弹簧的伸长量为12 cm
B.挂40 N的重物时,轻弹簧的伸长量为2 cm
C.轻弹簧的原长是12 cm
D.轻弹簧的原长是10 cm
6.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体。(  )
7.重心是重力的作用点,一定在物体上。(  )
8.只要物体相互接触,物体间就存在弹力。(  )
9.静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。(  )
10.两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同。(  )
B组 单一知识点
知识点1 重力
11.(2024天津北辰期中)(多选)下列关于重力、重心的说法,正确的是(  )
A.物体的重心一定与它的几何中心重合
B.重力是地面附近的物体受到地球的吸引而产生的
C.用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,该物体的重心一定在绳子的延长线上
D.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
12.(2025杭州期中)古代计时工具沙漏也叫沙钟,是一种测量时间的装置。如图所示,其中一种沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。最初沙子全部在上方玻璃球内,用沙子从狭窄的管道流入底部空玻璃球所需要的时间来对时间进行测量。下列说法正确的是(  )
A.上方玻璃球及内部剩余的沙子整体重心先下降后上升
B.上方玻璃球及内部剩余的沙子整体重心一直下降
C.底部玻璃球及内部流入的沙子整体重心一定在其内部的沙子上
D.沙子全部流入底部玻璃球后,整个沙漏重心变高了
知识点2 弹力
13.(2024福州期中)(多选)如图所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。用手按压两镜之间的桌面,通过观察墙上光点位置的变化可以反映出桌面的微小形变。下列说法正确的是(  )
A.手对桌面的弹力是由桌面的形变产生的
B.手对桌面的弹力是由手的形变产生的
C.桌面的形变是非弹性形变
D.桌面的形变是弹性形变
14.(2025广东惠州期中)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,正确的是(  )
知识点3 胡克定律
15.(2024郑州测试)关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是(  )
A.因胡克定律可写成k=,可知弹力越大,劲度系数越大
B.在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小
C.在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短,其劲度系数都不变
D.劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大
16.(2024湖南株洲期中)(多选)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度关系的图像如图所示,下列表述正确的是(  )
A.b的原长比a的长
B.a的劲度系数比b的小
C.a的劲度系数比b的大
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
C组 综合知识点
17. (2024四川资阳期中)在空易拉罐中注入适量的水后,将易拉罐倾斜放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不倒”,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.未打开的满装易拉罐也可以“倾而不倒”
B.易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上
C.注入适量水后,易拉罐的重心位置升高了
D.若将注水后的易拉罐水平放置,质量不变,其重心位置也不变
18.(2024四川南充期末)如图甲所示,一轻弹簧左端与墙壁相连于O点,作用于右端A点的水平外力F(F未画出)变化时,弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,得到F与弹簧长度l的关系如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.弹簧原长为5 cm
B.弹簧的劲度系数为4 N/m
C.l=10 cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向左
D.在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧长度成正比
19.(2025重庆名校联盟期中)如图甲所示,将劲度系数为k=600 N/m的轻弹簧上端固定,将小球固定在弹簧下端,平衡时轻弹簧的长度为l1=12 cm;如图乙所示,将此轻弹簧下端固定在水平地面上,将小球置于轻弹簧上端,平衡时弹簧竖直且长度为l2=8 cm。重力加速度g取10 m/s2,则该小球的质量为(  )
A.0.6 kg  B.0.8 kg  C.1 kg  D.1.2 kg
D组 高考怎么考
20.(2022浙江1月选考)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,水桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间水桶会翻转一次,决定水桶能否翻转的主要因素是(  )
A.水桶自身重力的大小
B.水管每秒出水量的大小
C.水流对桶撞击力的大小
D.水桶与水整体的重心高低
21.(2023山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g,相邻两盘间距1.0 cm,重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为(  )
A.10 N/m B.100 N/m
C.200 N/m D.300 N/m
第三章 相互作用——力
1.重力与弹力
教材改编题
1.AD 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下,火箭的各部分都受到重力的作用,由公式G=mg可计算出火箭重力为2×104 N,选A、D。
易错易混 重心不是重力的真实作用点,是重力的等效作用点,重力作用于物体的各个部分。
2.C 汽车的重心(不包括车上的货物)由汽车本身决定,与装货多少以及货物放的位置无关,故A、B错误;载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置有关,故C正确,D错误。
3.AD 甲图用的悬挂法只能测定薄板状物体的重心,应用了重力和细绳拉力二力平衡的原理,A正确,B错误。乙图表示力的方法(有大小、方向和作用点)叫力的图示,C错误,D正确。
4.D 地面对钢管的支持力方向垂直于水平地面向上,绳对钢管的拉力方向沿绳向上,选D。
5.D 根据题意可知,挂20 N的重物时,轻弹簧的总长为12 cm,则轻弹簧的伸长量要小于12 cm,A错误;从挂20 N的重物到挂40 N的重物,轻弹簧的长度改变了2 cm,挂40 N的重物时,轻弹簧的伸长量要大于2 cm,B错误;设轻弹簧的原长为l0,根据胡克定律有k(l1-l0)=G1,k(l2-l0)=G2,解得l0=10 cm,C错误,D正确。
易错易混辨析
6.  7.  8.  9.√ 10.
11.BC 只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,A错误;重力是地面附近的物体受到地球的吸引而产生的,B正确;用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,物体受重力和拉力而平衡,根据平衡条件,两个力一定等大、反向,重心一定在绳子的延长线上,C正确;物体的重心可能在物体内,也可能在物体外,故D错误。
12.A 关键点拨 依据质量分布变化的特点分析物体重心的变化特点。
解题思路 随着沙子流出,上方玻璃球及内部剩余沙子整体重心位置不断下降,沙子快流完时,重心又上升,故重心先下降后上升,A正确,B错误;底部玻璃球及内部流入的沙子整体重心不一定在其内部的沙子上,C错误;沙子全部流入底部玻璃球后,整个沙漏质量主要集中在底部玻璃球内,整体重心变低了,D错误。
13.BD 手对桌面的弹力是由手的形变产生的,桌面对手的弹力是由桌面的形变产生的,A错误,B正确;桌面的形变是弹性形变,C错误,D正确。
14.C 图A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;图B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;图C中小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力,小球A还受到下方小球的弹力,方向垂直于过接触点的公切面,由下方小球的球心指向小球A的球心,C正确;图D中小球与半球面接触处有弹力,且方向过接触点垂直于接触面指向半球面球心,D错误。
规律总结 弹力方向判断中的注意点
(1)弹力方向为施力物体恢复原状的方向;
(2)点与曲面接触时弹力方向垂直于曲面的切面;
(3)杆的形变方向情况较为复杂,一般由物体所处状态确定,如根据二力平衡确定杆的弹力方向。
15.C 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,在弹性限度内,同一弹簧的劲度系数一定,与弹力和形变量无关,故A、B错误,C正确;弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,故D错误。
16.AC 根据F=k(l-l0)可知,图线与横轴交点的横坐标表示弹簧的原长,可知b的原长比a的长,A正确;根据图线的斜率表示劲度系数可知,a的劲度系数比b的大,B错误,C正确;弹簧的弹力与弹簧长度不成正比,与形变量成正比,D错误。
17.B 未打开的满装易拉罐的重心不在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上,故A错误;易拉罐静止,受到的重力(方向竖直向下)与桌面对它的支持力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,因此易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上,故B正确;注入适量水后,易拉罐下部的质量变大,重心下移,故C错误;将注水后的易拉罐水平放置,易拉罐里的水质量分布改变,其重心位置改变,故D错误。
18.C 当F=0时,弹簧处于自然状态,弹簧原长为15 cm,A错误;由胡克定律可得弹簧的劲度系数为k== N/m=400 N/m,B错误;由图乙可知,l=10 cm时,水平外力F是正值,方向水平向左,弹簧处于压缩状态,因此弹簧对墙壁的弹力方向水平向左,C正确;在弹性限度内,由胡克定律可知,弹簧弹力大小与弹簧的形变量成正比,D错误。
19.D 设弹簧原长为l0,对图甲,根据胡克定律有mg=k(l1-l0),对图乙,根据胡克定律有mg=k(l0-l2),联立解得m=1.2 kg,故选D。
20.D 水管不断向桶注水,使桶与水整体的重心位置变化,致使受力不平衡,桶翻转,故D正确。
21.B 设托盘和盘子的总重力为G,每根弹簧的伸长量为x,则由平衡条件可得3kx=G,取走一个盘子稳定后有3k(x-Δx)=G-mg,联立得k== N/m=100 N/m,故选B。

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