训练10重力与弹力-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第一册同步练测（人教版2019）

训练十 重力与弹力 基础练 学考测评 码 1.(多选)我国空军共出动包括6架运-20和2 A.F=F2,因为表示两个力的线段一样长 架运-9在内的3型11架运输机，分别从乌鲁 B.F>F2,因为表示F的标度大 木齐、沈阳、西宁、天津、张 C.F,<F2,因为F只有两个标度的长度， 家口、成都、重庆7地机场 而F,具有三个标度的长度 起飞，将近千名军队医疗队 D.无法比较，因为两个力的标度的大小 员和74吨医疗物资运往武汉，这是国产运 未知 20首次参加非战争军事行动，展现了中国空 5.(多选)口罩是一种卫生用品，一般戴在口 军强大的战略运输能力。关于运-20运输机 鼻部位用于过滤进人口鼻的空气。为了佩 受到的重力，下列说法正确的是 戴舒适，口罩两边的弹性绳的劲度系数比 A.运-20受到的重力指向地心 较小。某同学将弹性绳拆下，当弹性绳下 B.运-20受重力的同时，它也对地球产生 端悬挂一块橡皮擦时，弹性绳的长度为 吸引力 30cm:悬挂两块相同的橡皮擦时，弹性绳 C.运-20受到的重力的施力物体是地球 的长度为40cm,如图所示。当弹性绳下端 D.运-20匀速飞行时，它不受重力作用 悬挂一支笔时，弹性绳的长度为35cm。若 2.如图所示，小华在足球比赛中 弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹 准备罚点球时，一只脚用力踩 性限度内，不计弹性绳受到的重力，则下列 在足球上面，让足球保持静 说法正确的是 ( 止。下列说法正确的是 ( 0 弹性绳 A.脚对足球的压力是由于足球发生形变产生的 B.脚感受到足球的支持力是足球的上部发 橡皮搽 生形变引起的 A.弹性绳的原长为20cm C.地面对足球的支持力是足球的下部发生 B.弹性绳的劲度系数为10N/m 形变引起的 C.一支笔受到的重力是一块橡皮擦受到的 D.足球对地面的压力是地面发生形变引起的 3.如图所示是我国的极地考 重力的1.5倍 察破冰船“雪龙号”。为满 D.将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳 足破冰航行的要求，其船 下端时，弹性绳长45cm 6.如图所示，各接触面光滑且物体A静止，画 体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方 出物体A所受重力和弹力的示意图。 向成特殊角度，则船体对冰块的弹力示意 图正确的是 罪体 (3 海水 海水 海水 ⊙ 4,关于如图所示的两个力F,和F:,下列说 法正确的是 4) (5 19 ◆高中物理·必修第一册（人教版 11.(多选)人们对健康越来越 能力练/赛能骗优 关注，如图所示为某同学 7.如图所示，在水平地面上的 小水件 在健身器材—腹肌板上 凹形底座上，放置一个顶部 锻炼的情景。该同学从初始状态到缓慢 开有小孔的中空金属球壳， 坐起至竖直状态，下列说法正确的是 小孔的正上方有个小水管 通过小孔往球壳内缓慢地 A.初始状态，该同学重心一定在其身体上 注水，在球壳内的水面逐渐 B.初始状态，该同学背部各处所受弹力方 上升至小孔处的过程中，球壳及壳内的水 向相同 的整体重心将会 C.该同学缓慢坐起时，对腹肌板的作用力 A.先下降后上升 B.先上升后下降 大小等于自身重力 C.逐渐上升 D.逐渐下降 D.该同学缓慢坐起时，脚部所受弹力方向 8.演示桌面在压力作用下发生形变的装置如 垂直于水平杆斜向下 图甲所示。演示玻璃瓶在压力作用下发生 12.在现代汽车技术中，一般轿车都设置有 形变的装置如图乙所示。这两个实验都用 “汽车悬架”，麦弗逊式(McPherson)及烛 到了 式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组 合，对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全 面考虑，大大提高了乘坐者的舒适性。现 在有一组合弹簧，一根大弹簧内套了一根 小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m。为了 测量弹簧的劲度系数，把组合弹簧的一端 A.控制变量法 B.微小放大法 平齐并竖直固定，另一端处于自由状态， C.比较法 D.等效法 如图甲所示。当压缩此组合弹簧时，测得 9.中国结是一种中国特有的手工 力与压缩距离之间的关系图线如图乙所 编织工艺品，它所显示的情致与 示，则大弹簧的劲度系数和小弹簧的 智慧是中华古老文明的一个侧 劲度系数分别为多少？ 面。一质量为m的中国结用细 绳悬挂于O点处于静止状态，如 图所示，重力加速度为g,下列说法正确的 是 7777777777 00.10.20.3xm A.细绳OA一定竖直 B.中国结的重心一定在它的几何中心 C.中国结的重心可能不在OA直线上 D.细绳OA对中国结的拉力是mg 10.(多选)如图所示，A、B两物体 44∠ 的重力分别是GA=3N、G:= (A】 4N。A用细线悬挂在顶板上，B 放在水平面上，A、B间轻弹簧 中的弹力F=2N,则细线中的 (B) 张力F,及B对地面的压力F、的可能值 分别是 ( ) A.5N和6N B.5N和2N C.1N和6N D.1N和2N 2010.AC 根据加速度的定义可知，冰壶减速运动的加 a*=会?=5-6m/s2=-0.125 m/s2,故速度为 加速度大小为0.125 m/s2,A正确；9 s末，冰壶的 速度大小为 v?=v?+akt?=6m/s-0.125×6 m/s =5.25 m/s,B错误；由图像可知，释放冰壶后，机器人 ax==9=3m/s=-1 m/s,3~7s内的加速度为 冰壶的位移为xx=t+gawt=23 m,机器人的位移为 xm=u+?at=16 m,则7s末，冰壶、机器人二者间 距为△x=xk一xn=7 m,C正确；机器人在3～9 s内的 位移为xa'=cta+2at2=18 m,而此时冰壶的位移为 xk'=mt?+2ast2=33.75m,At'=xx'-zm'=15.75m >8 m,可知，机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息， D错误。 11.解析(1)已知 v?=36 km/h=10 m/s,v?=28.8 km/h =8 m/s,则在t。=0.6 s内，汽车和大货车行驶的位移 分别为x?=v?t?=6m,x?=v?t?=4.8 m, 预判结束时，两车之间的距离为 x?=L—x?+x?= 18.8 m; (2)设汽车刹车总时间为t?,则有0=v?-at?,解得t?> 2.5 s,大货车减速时的加速度大小为a1=3.2 m/s2,大 t?=0=a2=2.5s<?,所以大货车货车刹车总时间为 先停下来。设汽车的刹车位移为x?,大货车的刹车位 移为x?,根据运动学规律有0—v?2=-2ax?,0—v?2= -2a'x4,要使两车不相撞，应满足 x?≤x?+x。,解得 1.74 m/s2≤a<4.00 m/s2。 答案(1)18.8 m (2)1.74 m/s2≤a<4.00 m/s2 t=g=3 s。12.解析 物体上升到最高点所用时 H=2g-2×10m=45m,上升的最大高度 由x=0t-2a2 得当t=2.0 s<t时， 位移x?=30×2.0 m—2×10×2.o2m=40 m, 所以路程s,=40 m 速度v?=—gt?=30 m/s-10×2.0 m/s=10 m/s, 当t?=4.0 s>t时， 位移x?=30×4.0 m-1×10×4.02m=40 m. 所以路程s?=45m+(45—40)m=50 m, 速度v?=-gt?=30 m/s-10×4.0 m/s=-10 m/s, 负号表示速度方向与初速度方向相反。 答案 见解析 训练十 重力与弹力 基础练学考测评 1.BC 运-20 受到的重力的方向总是竖直向下的，不一 定指向地心，A错误；物体受到的重力是由于地球的吸 引而产生的，根据力的相互性可知，运-20受重力的同 时，它也对地球产生吸引力，B正确；运-20受到的重力 的施力物体是地球，C正确；地球附近的任何物体都受 重力作用，物体所受重力与其运动状态无关，故运-20 匀速飞行时，仍然受到重力作用，D错误。 2.B 弹力是施力物体发生形变要恢复原状而产生的，因 此，脚对足球的压力是由于脚发生形变而产生的，脚感 受到足球的支持力是足球的上部发生形变要恢复原状 而产生的，地面对足球的支持力是由于地面发生形变要 恢复原状而产生的，足球对地面的压力是由于足球的下 部发生形变要恢复原状而产生的。综上可知，A、C、D 错误，B正确。 3.C 船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向冰块，选项C 正确，A、B、D错误。 4.D 在力的图示中，所表示力的大小取决于图中标度的 大小和线段的长度，缺少了标度的大小，仅由线段的长 度无法比较F?和F?的大小。 5.ACD 设弹性绳原长为Lo,劲度系数为k,橡皮擦的重 力为G?,笔的重力为G?,由胡克定律有G?=k×(30 cm —Lo),2G?=k×(40 cm—Lo),G?=k×(35 cm—L?),解 得L?=20 cm,G?=1.5G?,根据已知条件无法计算k,选 项 A、C正确，B错误；将一块橡皮擦和一支笔一起挂在 弹性绳下端时，由胡克定律有G?+G?=k×(x—L?),解 得x=45 cm,选项D正确。 6. AFF FmtFx F?AFs Fs →F G G 月G (1) (2) (3) (4) (5) 能力练素能培优 7.A 球壳的重心在球心，随着水从小孔不断地流入，重 心位置不断下降，当水快流满时，重心又处于球心，故重 心的位置先下降后上升，A正确。 8.B 题图甲中的装置是演示桌面在压力作用下发生形 变的装置，当用力压桌面时，桌面向下形变，平面镜倾 斜，在入射光线的方向不变时，平面镜的反射光线方向 改变的角度是平面镜倾斜角度的两倍，体现了放大的思 想；题图乙中的装置是演示玻璃瓶在压力作用下发生形 变的装置，当用力挤压玻璃瓶时，玻璃瓶发生形变，细管 中水柱上升，由于管子较细，上升的高度较大，将玻璃瓶 微小的形变放大，能直观地观察到形变，体现了放大的 思想，故 B正确。 9.A 由二力平衡知识可知，用一根细绳悬挂的中国结静 止时，细绳的拉力与中国结自身的重力等大反向，重力 的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上，故 OA一定是 竖直的，中国结的重心一定在OA直线上，A正确，C错 误；由于中国结的形状不是完全对称的，质量分布不均 匀，故中国结的重心不一定在它的几何中心，B错误；细 绳OA对中国结的拉力大小等于mg,但拉力与重力是 两种不同性质的力，故 D错误。 10.BC 弹簧如果处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状 的趋势，会向下拉 A、向上提 B,则选项B正确；如果处 于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶 A、向 下压 B,则选项C正确。 11.CD 重心与物体的质量分布情况有关，初始状态，该 同学重心不在其身体上，A错误；初始状态，弹力的方 向垂直于接触面，指向被支持的物体，腹肌板为曲面， 则该同学身体各部位所受弹力方向不相同，故B错误； 该同学缓慢坐起过程中处于平衡状态，根据二力平衡 可知，该同学对腹肌板的作用力大小等于自身重力，C 正确；该同学缓慢坐起时，脚部对水平杆有垂直于水平 杆斜向上的压力，根据力的作用是相互的，可知脚部所 受弹力方向垂直于水平杆斜向下，D正确。 24 F 12.解析 由题图可知，当x?=0.2 m时，F?=2 N,压缩距 离 x在0～0.2 m范围内时，有关系式F=k?x,此时只 有大弹簧起作用，小弹簧并没有承受压力，所以大弹簧 的劲度系数k?=10 N/m;从0.2 m至0.3 m过程中， 两弹簧均被压缩，当F?=5N时，大弹簧的压缩量α? =0.3 m,小弹簧的压缩量 x?′=x?—x?=0.3 m 0.2 m=0.1 m,根据胡克定律得k?x?+k?x?′=F?,即 k?=F?R=5-10×0.3N/m=20 N/m。 答案 10 N/m 20 N/m 训练十一 摩擦力 基础练学考测评 1.ABC 滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反，即与 相接触的那个物体的运动方向相反，与物体的实际 运动方向可以成任意角度，故 A正确；静摩擦力的方 向不一定与运动方向共线，比如：贴着车厢壁运行的 物体，故 B正确；货物在传送带上向高处运动时，货 物受到静摩擦力但不静止；受到滑动摩擦力却是静 止的，比如：物体在地面上滑行，地面受到滑动摩擦 力，而地面是静止的，故C正确；静摩擦力与物体的 相对运动趋势的方向相反，它可以是阻力，也可以是 动力，故 D错误 2.D 动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程 度决定的，与滑动摩擦力和正压力无关，选项 D正确。 3.ACD 传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静 摩擦力；乘客在竖直上升的电梯中，乘客与地面没有相 对运动或相对运动的趋势，因此乘客不受摩擦力作用； 运动员跑步，脚底相对地面有向后运动的趋势，因此地 面给人向前的静摩擦力，是运动员前进的动力；手拿住 杯子，杯子相对手有向下滑的趋势，因此手给杯子有向 上的静摩擦力。故 A、C、D正确，B错误。 4.D 由图知，凳子右端对手的压力较大，所以乙对凳子 向右的最大静摩擦力大于甲对凳子向左的最大静摩擦 力，由于甲所受最大静摩擦力小，因此甲更容易相对长 凳滑动，因此凳子将向右移动，即乙可以将凳子拉向自 已。故 A、B、C错误，D正确。 5.D 滑动摩擦力 F?=μF,滑动摩擦力与接触面的动摩 擦因数以及正压力有关。三种情况下μ相同，F、也相 等，故三种情况下的滑动摩擦力大小相等。 6.解析(1)黑板擦静止在黑板上，由二力平衡可知 f?=mg。 (2)黑板擦在外力的作用下向上运动，则所受的摩擦力 的方向向下，f?=μF。 在垂直于黑板的方向上F=F, 所以：f?=pF,方向竖直向下。 答案(1)mg (2)μF 方向竖直向下 能力练素能培优 7.B 骑自行车时，后轮有相对于地面向后滑动的趋势，后 轮受到的摩擦力 F?是向前的，前轮有向前滑动的趋势， 摩擦力F?是向后的；推自行车前进时，地面对前轮的摩 擦力 Fg、对后轮的摩擦力F?都向后，故选B。 8.B 对砖进行受力分析，根据平衡条件得2μFmx=mg, 解得μ=2F,故B正确。 9.AD 司机紧急踩下刹车，在车轮还在转动的过程中，卡 钳和盘片之间发生相对运动，卡钳与盘片之间是滑动摩 擦力，A正确，B错误；车轮停止转动后，车轮相对路面 滑动，所以轮胎和地面之间是滑动摩擦力，C错误，D 正确。 10.C 由实验数据知，当弹簧测力计的拉力等于0.6 N 时，小木块静止不动，说明最大静摩擦力大于0.6 N。当 弹簧测力计的拉力等于0.7 N时，小木块加速运动，说 明滑动摩擦力小于0.7 N。当弹簧测力计的拉力等于 0.5 N时，小木块匀速运动，说明小木块受到的滑动摩 擦力为0.5 N。无论小木块加速运动、减速运动还是 匀速运动，小木块受到的摩擦力均为滑动摩擦力，其大 小均为0.5 N,故选项C正确，选项 A、B、D错误。 11.C A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则 有F?=2μFN=2×0.4×3 N=2.4 N,当拉力等于摩擦 力时，拉力最小，所以有F=2.4 N,C正确。 12.解析(1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开 始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可求得： F?=k△x=200×0.03 N=6 N, 因此最大静摩擦力大小为6 N。 (2)匀速前进时，弹簧伸长2.5 cm,则弹簧的拉力等于 滑动摩擦力，所以滑动摩擦力 f=kx′=200×0.025 N=5 N。 (3)当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长2.5 cm,则弹簧 的拉力等于滑动摩擦力，所以动摩擦因数为 μ=f=hg=202×01025=0.25。 答案(1)6 N(2)5 N (3)0.25 训练十二 牛顿第三定律 基础练学考测评 1.B 作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，作用 效果不能相互抵消，A错误；作用力与反作用力具有同 时性、性质相同的特点，平衡力不一定具备这些特点，B 正确，D错误；不同的物体受到相同大小的力产生的效 果不一定相同，故C错误。 2.C 由图像可知，作用力和反作用力大小相等、方向相 反、作用在同一条直线上、作用在不同的物体上，故 A、 D错误，C正确。作用力和反作用力同时产生、同时消 失、同时变化，故 B错误。 3.C 滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力 是一对作用力和反作用力，二者大小相等，方向相反，故 C正确，A、B、D错误。 4.D P对Q的排斥力F?与Q对P的排斥力F?是一对 作用力与反作用力，总是等大反向，即 F?等于 F?,故 选D。 5.B 根据平衡条件可知，男演员对女演员的作用力竖直 向上，A错误；由牛顿第三定律可知，女演员对男演员的 作用力竖直向下，B正确；根据平衡条件可知，男演员与 地面之间没有摩擦力，C错误；地面对男演员的支持力 与演员对地面的压力是一对相互作用力，D错误。 6.C A物块静止，受重力、支持力两个力作用；以物块 A 和B为整体，由于A和B保持静止，处于平衡状态，故 受重力、斜面对它们的支持力和摩擦力；物块B受到重 力、A对B的压力、斜面对B的支持力和斜面对 B的摩 擦力，物块B共受4个力，故C正确，A、B、D错误。 能力练素能培优 7.C 重力是由于地球的吸引而产生的，所以任意过程 中，其反作用力均为人对地球的引力，故 A错误；弯曲 的撑竿对人的作用力和人对撑竿的作用力是相互作用 力，故撑竿起跳上升阶段，弯曲的撑竿对人的作用力等 于人对撑竿的作用力，故 B错误，C正确；最高点手已离 开撑竿，运动员还能继续越过横竿，是因为人具有惯性， 没有受到冲力作用，故 D错误。 8.C 猴子对飞来石的压力是猴子形变产生的，A 错误； 猴子所受的支持力与飞来石所受的压力是一对相互作 用力，B错误；猴子静止不动，根据平衡条件可知，飞来 石对猴子的作用力与猴子的重力等大反向，所以飞来石 对猴子的作用力方向竖直向上，C正确，D错误。 25