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

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

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课时跟踪检测(十一) 重力与弹力
1.(2025·海南海口期末)下列物体均处于静止状态,关于弹力F的方向,描述正确的是 (  )
A.图1中,弯曲的竹竿支撑着小球,竹竿对小球的作用力方向沿着竹竿斜向上
B.图2中,静止在粗糙斜面上的木箱,木箱受到的弹力垂直斜面向下
C.图3中,用固定在天花板上的绳拉住光滑斜面上的小球,绳对小球的弹力方向沿绳斜向上
D.图4中,靠墙放置的铁棍,水平地面对铁棍的弹力方向沿着铁棍斜向上
2.(2025·甘肃兰州期末)两人进行击地传球,如图所示,一人将球传给另一人的过程中,在球碰到水平地面反弹瞬间,下列说法正确的是 (  )
A.水平地面对篮球的弹力方向斜向右上方
B.水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的
C.篮球在手中时所受重力方向垂直手掌方向向下
D.篮球的重心一定位于篮球上最重的一点
3.(多选)1969年在甘肃武威市雷台发掘出土了东汉铜奔马(马踏飞燕),其造型生动,宛如正在奔跑,三足腾空,一足落在飞燕上,却能稳稳地保持平衡。如图所示,现在市面上有不少仿照东汉铜奔马制作的文创作品,马蹄与飞燕连接处不固定,也具有“马踏飞燕”而不倒的效果。下列关于该文创作品的说法正确的是 (  )
A.只有铜奔马的重心位置才受到重力作用
B.铜奔马的重心在“飞燕”踏点正上方
C.铜奔马在不同省份时,受到的重力可能略有差异
D.铜奔马在不同省份时,受到的重力一定相同
4.(2025·重庆南岸期中)下列甲、乙、丙、丁所示各图中,所有接触面都是光滑的,且物体均保持静止。则Q球只受一个弹力的有 (  )
A.甲、乙 B.甲、乙、丙
C.甲、乙、丁 D.甲、乙、丙、丁
5.(2025·山西太原期末)如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为m的物块A,物块A静止后弹簧的长度为l1;若在物块A上端再放一个质量为2m的物块B,静止后弹簧的长度为l2,如图乙所示,弹簧始终处于弹性限度范围内,则弹簧的劲度系数及原长分别为 (  )
A.k=,l=3l1-l2
B.k=,l=
C.k=,l=3l1-l2
D.k=,l=
6.(2025·内蒙古包头期中)(多选)如图所示,四种情境中杆或球均处于静止状态,其与外界的接触面(点)均光滑。下列各图中,杆或球所受弹力示意图正确的是 (  )
7.(2025·云南曲靖期末)(多选)一根轻弹簧两端受大小为10.0 N,方向沿轻弹簧轴线的一对拉力时,轻弹簧伸长1.00 cm,现将轻弹簧上端固定,下端挂一重物,轻弹簧伸长1.35 cm,g取10 N/kg,则 (  )
A.轻弹簧两端受大小为10.0 N的拉力时,轻弹簧弹力为20.0 N
B.轻弹簧两端受大小为10.0 N的拉力时,轻弹簧弹力为10.0 N
C.轻弹簧下端所挂重物的质量为1.35 kg
D.轻弹簧下端所挂重物的质量为2.70 kg
8.(2025·青岛高一检测)如图所示,将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部,往烧杯中注入一些水,用细木棍轻微拨动乒乓球,乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中,关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化,下列选项正确的是 (  )
A.升高 B.降低
C.不变 D.无法确定
9.如图所示的装置中,各小球的质量均相同,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大小分别为F1、F2、F3,其大小关系是 (  )
A.F1=F2=F3      B.F1=F2C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2
10.(多选)如图所示,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重为2 N的小球,小球处于静止状态。则关于弹性杆对小球的弹力,下列结论正确的是 (  )
A.大小为2 N B.大小为1 N
C.方向平行于斜面向上 D.方向竖直向上
11.(2025·江苏无锡期末)如图所示,弹簧拉力器由5根完全相同的弹簧组成,每根弹簧的劲度系数k=200 N/m,两端分别施加F=300 N的拉力,则拉力器伸长 (  )
A.30 cm B.60 cm
C.90 cm D.120 cm
12.(2023·山东高考)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
13.(18分)弹簧的劲度系数是反映弹簧“软”“硬”的物理量,由弹簧本身决定。某课外活动小组在某次活动中发现一大一小两根弹簧,于是他们就想测定弹簧的劲度系数。他们用刻度尺测量出大弹簧比小弹簧长 0.2 m,担心施加的力超出弹簧的弹性限度,于是就将小弹簧置于大弹簧内部,将它们一端齐平固定在地面上,另一端自然放置,如图甲所示。当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系如图乙所示。大弹簧的劲度系数k1和小弹簧的劲度系数 k2分别为多大。
课时跟踪检测
1.选C 题图1中,弯曲的竹竿支撑着小球,竹竿对小球的作用力方向竖直向上,故A错误;题图2中,静止在粗糙斜面上的木箱,木箱受到的弹力垂直斜面向上,故B错误;题图3中,用固定在天花板上的绳拉住光滑斜面上的小球,绳对小球的弹力方向沿绳斜向上,故C正确;题图4中,靠墙放置的铁棍,水平地面对铁棍的弹力方向过接触点垂直水平地面向上,故D错误。
2.选B 根据弹力垂直接触面可知,水平地面对篮球的弹力方向竖直向上,故A错误;水平地面受到的压力的施力物体是篮球,故压力是由于篮球发生了形变而产生的,故B正确;重力方向始终竖直向下,重心是重力的等效作用点,不是物体上最重的点,故C、D错误。
3.选BC 重心只是重力的等效作用点,铜奔马每个部位都受到重力作用,故A错误;为了保证铜奔马踏在“飞燕”上不倒,重心应在“飞燕”踏点正上方,故B正确;纬度越高,重力加速度越大,故铜奔马在不同省份时,受到的重力可能略有差异,故C正确,D错误。
4.选C 题图甲中地面对Q球有向上的弹力,假设两球间有弹力则Q球将向右运动,可知P、Q两球间无弹力,即Q球只受一个弹力;题图乙中地面对Q球有向上的弹力,假设两球间有弹力则两球将分别向两边运动,可知P、Q两球间无弹力,即Q球只受一个弹力;题图丙中Q球受细绳的拉力和斜面的支持力两个弹力作用;题图丁中竖直线对小球有向上的拉力,若倾斜线对Q球有拉力,则Q球不能保持静止,故Q球只受一个弹力。故选C。
5.选B 设弹簧的劲度系数为k,原长为l,当题图甲中物块A静止时,有mg=k,当题图乙中物块A、B均静止时,有3mg=k,联立解得k=,l=,故选B。
6.选BC 弹力方向与接触面垂直,所以题图A中F2方向应通过球心,A错误;题图B中两弹力方向均垂直接触面,B正确;题图C中球受到墙壁的弹力和台阶的弹力,弹力方向与接触面垂直,故墙壁的弹力方向垂直于墙壁向右,台阶对球的弹力方向垂直切面且通过球心,C正确;题图D中假设右侧小球对左侧小球有弹力,则左侧小球受重力、地面向上的弹力和右侧小球向左的弹力,水平方向的合力不为零,则小球将向左滚动,与题意不符,故右侧小球对左侧小球没有弹力,D错误。故选B、C。
7.选BC 轻弹簧两端受大小为10.0 N的拉力时,轻弹簧弹力为10.0 N,故A错误,B正确;设轻弹簧劲度系数为k,根据胡克定律F=kx,代入题中数据得k== N/cm=10 N/cm,现将轻弹簧上端固定,下端挂一重物,轻弹簧伸长x1=1.35 cm,设重物质量为m,由平衡状态得kx1=mg,联立解得m=1.35 kg,故C正确,D错误。故选B、C。
8.选B 乒乓球从杯底上升到水面的过程中,相当于与乒乓球等体积的水球逐渐下降,重心降低。故选B。
9.选A 根据二力平衡,弹簧拉力均等于一个小球的重力,所以三力大小相等。故选A。
10.选AD 根据平衡条件可知,小球受重力与弹性杆对小球的弹力,两力大小相等,方向相反,则有弹性杆对小球的弹力大小为2 N,方向竖直向上,所以A、D正确,B、C错误。
11.选A 设弹簧拉力器伸长量为x,根据胡克定律可得5kx=F,解得x== m=0.3 m=30 cm,故选A。
12.选B 由题意可得3kΔx=mg,其中mg=3 N,Δx=1.0 cm=10-2m,则k=100 N/m,故B正确。
13.解析:据题意,当压缩量只有0.2 m的过程,只有大弹簧发生形变,从图中读出x=0.2 m时,F=2 N,由F=kx得k1== N/m=10 N/m
弹簧组合形变量为0.3 m时,大弹簧的形变量为x1=0.3 m,小弹簧的形变量为x2=0.3 m-0.2 m=0.1 m,F1+F2=5 N,就有k1x1+k2x2=5 N,
解得k2== N/m=20 N/m。
答案:10 N/m 20 N/m
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