第3章 第二节 弹力 习题及解析（可编辑Word）(同步练习)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（粤教版2019）

第二节　弹力 基础过关练 题组一　形变和弹力的产生 1.下面关于弹力的几种说法,正确的是(　　) A.只要两物体接触就一定产生弹力 B.只要物体发生形变,就能产生弹力 C.只有受到弹簧作用的物体才会受弹力作用 D.相互接触的物体间不一定存在弹力 2.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图为三种与足球有关的情景,下列说法正确的是(　　) A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它所受的重力 B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变 D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变 题组二　弹力有无及其方向的判断 3.如图所示,撑杆跳运动员正在跳高。此时杆对运动员的弹力(　　) A.方向向下　　　B.方向一定沿杆 C.由杆的形变产生　　　D.由手的形变产生 4.(多选)如图所示,各接触面是光滑的,A、B处于静止状态,则A、B间无弹力作用的是(　　) 5.如图,光滑接触面对球或棒的弹力分析正确的是(　　) 题组三　弹力大小的计算与胡克定律 6.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,则弹性杆对小球的弹力(　　) A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上 7.一轻弹簧原长为10 cm,在它的下端挂一个重为4 N的物体时,弹簧的长度为12 cm,在弹性限度内若在它的下端挂一个重为8 N的物体时,弹簧的长度应为(　　) A.24 cm　　　B.20 cm C.15 cm　　　D.14 cm 8.(多选)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系图像,根据图像判断,正确的是(　　) A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为6 cm D.弹簧伸长0.02 m时,弹力的大小为4 N 9.如图所示,每个钩码重1.0 N,弹簧测力计自身重力、绳子质量和摩擦不计,弹簧伸长了5 cm(在弹簧的弹性限度内),下列说法正确的是(　　) A.该弹簧测力计的示数为2.0 N B.该弹簧测力计的示数为1.0 N C.该弹簧的劲度系数为40.0 N/m D.不挂重物时,该弹簧的劲度系数为0 题组四　实验:探究弹簧的弹力与形变量的关系 10.某同学用图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x的关系,实验中弹簧形变量始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F-x图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧自由下垂时的长度x0=　　　　cm,弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。得到的实验结论:　。  甲 乙 11.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(重力加速度g取9.8 m/s2)。 (1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在　　　　(选填“水平”或“竖直”)方向。  (2)弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,依次记录弹簧的长度。 (3)如图是该同学根据记录数据作出的图像,纵轴表示砝码的质量,横轴表示弹簧长度与　　　　的差值(填“L0”或“Lx”)。  (4)由图可知弹簧的劲度系数为　　　N/m(结果保留两位有效数字)。  能力提升练 题组一　弹力有无及其方向的判断 1.如图所示,四种情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面均光滑,其中物体A所受弹力示意图不正确的是(　　) 2.下列情境中关于球所受弹力的描述,正确的是(　　) A.甲图中,反弹出去的篮球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力作用 B.乙图中,竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时,受到沿细线向上的拉力及垂直斜面的支持力 C.丙图中,静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力 D.丁图中,静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 题组二　弹力大小的计算与胡克定律 3.(多选)如图所示,A、B两物体的重力分别是GA=3 N,GB=4 N。A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧的弹力F=2 N,则细线中的张力FT及B对水平面的压力FN的可能值分别是(　　) A.5 N和6 N　　　B.5 N和2 N C.1 N和2 N　　　D.1 N和6 N 4.(多选)口罩是一种卫生用品,一般戴在口鼻部位用于过滤空气。为了佩戴舒适,口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小。某同学将弹性绳拆下,当弹性绳下端悬挂一块橡皮擦时,弹性绳的长度为30 cm;悬挂两块相同的橡皮擦时,弹性绳的长度为40 cm,如图所示。当弹性绳下端悬挂一支笔时,弹性绳的长度为35 cm。若弹性绳的弹力与形变量关系满足胡克定律,且弹性绳始终在弹性限度内,不计弹性绳受到的重力。则下列说法正确的是(　　) A.弹性绳的原长为20 cm B.弹性绳的劲度系数为10 N/m C.一支笔受到的重力是一块橡皮擦受到的重力的1.5倍 D.将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时,弹性绳长度为45 cm 5.如图所示,质量为m的物体A放在竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接。现用跨过定滑轮的细绳将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变。已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦。将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,重力加速度为g,求: (1)弹簧C的右端在a点时,弹簧B的压缩量x1; (2)a、b两点间的距离L。 题组三　实验:探究弹簧的弹力与形变量的关系 6.某同学用如图(a)所示装置“探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上,弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计),激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。 (a) (1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码,每增挂一个钩码,待弹簧　　　　时,记录所挂钩码的重力和对应的h;  (2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图(b)所示,可得未挂钩码时水平纸片到地面的距离h0=　　　cm,弹簧的劲度系数k=　　　N/m。(结果都保留到小数点后一位)  (b) 7.把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数,如图甲所示。 (1)未挂钩码之前,指针B指在刻度尺上的位置如图乙所示,记为　　　　cm。  (2)将质量为50 g的钩码逐个挂在弹簧 Ⅰ 的下端,逐次记录所挂钩码的总质量m与每根弹簧的伸长量x,可描绘出如图丙所示的图像,由图像可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数为kⅡ=　　　N/m。(取重力加速度g=9.8 m/s2)  (3)图丙中,当弹簧Ⅰ的伸长量超过17 cm时,其图线为曲线,由此可知,挂上第　　　个钩码时,形变量已经超出它的弹性限度。若再加挂钩码,弹簧Ⅱ的图线斜率　　　　(填“会”或“不会”)发生变化(弹簧Ⅱ的弹性限度足够大)。  答案全解全析 第二节　弹力 基础过关练 1.D　互相接触的物体要发生弹性形变才会产生弹力,接触不一定产生弹力,故A错误,D正确。弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,发生形变的物体不一定产生弹力,故B错误。弹力不仅仅只有弹簧能产生,只要物体相互接触且发生弹性形变,均会产生弹力,故C错误。 2.D　静止在草地上的足球受到的弹力与其受到的重力平衡,不是它受到的重力,故A错误;静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触,但没有发生弹性形变,故没有受到相互作用的弹力,B错误;足球撞到网上,球网被撑开,由于球网发生形变,因此足球受到了弹力,C错误,D正确。 3.C　运动员的运动状态不能确定,则杆对运动员的弹力方向也不能确定,A、B错误;杆对运动员的弹力是由杆的形变产生的,C正确,D错误。 4.AC　由图可知,B、D两选项,因为A、B间有相互挤压,必定存在弹力。A选项,假设A、B间有弹力,则A、B两物体均不能处于平衡状态,故A、B两物体间没有弹力。C选项中,A与物体B间也没有弹力,否则会运动。综上所述,A、C正确,B、D错误。 5.A　A图中,球受到墙壁的弹力和台阶的弹力,弹力垂直于过接触点的切面,所以墙壁的弹力垂直于墙壁指向球心,台阶对球的弹力通过球心斜向上,A正确;B图中,假设斜壁对小球有弹力,则小球受到重力、地面向上的弹力和斜壁斜向下的弹力,小球在这三个力的作用下将向右滚动,与题不符,故斜壁对小球没有弹力,小球受地面向上的弹力,B错误;C图中,槽对杆的底端的弹力方向应指向圆心,C错误;D图中,固定半球体对小球的弹力过两球的球心,指向小球,D错误。故选A。 6.D　对小球受力分析可知,小球受重力、杆的弹力而处于静止状态,根据二力平衡条件可知,弹力的大小为F=G=2 N,方向竖直向上,故D正确,A、B、C错误。 易混易错 本题考查杆的弹力的计算,要注意杆的弹力方向可能不沿杆,应根据杆平衡状态的受力情况明确弹力大小和方向。 7.D　弹簧的原长l0=10 cm,当弹簧下端挂重物而静止时,弹簧的弹力大小等于重物的重力。当挂4 N的重物时,弹簧的弹力F1=4 N,弹簧的长度l1=12 cm,则形变量x1=l1-l0=2 cm;当挂8 N的重物时,弹簧的弹力F2=8 N,设弹簧的长度为l2,则x2=l2-l0。由胡克定律F=kx可得=,整理得=,代入数据得=,解得l2=14 cm,选D。 8.BC　由题图可知,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=6 cm,即弹簧的原长为6 cm,C正确;当弹力为F1=2 N,弹簧的长度为L1=4 cm,弹簧压缩的长度x1=L0-L1=6 cm-4 cm=2 cm=0.02 m,由胡克定律得弹簧的劲度系数为k== N/m=100 N/m,故A错误,B正确;弹簧伸长0.02 m时,由胡克定律可得,弹力的大小为F=kx=100×0.02 N=2 N,故D错误。 9.B　弹簧测力计受到的拉力为1.0 N,则其示数为1.0 N,故A错误,B正确;该弹簧的劲度系数为k== N/m=20.0 N/m,故C错误;不挂重物时,该弹簧的劲度系数不变,仍为20.0 N/m,故D错误。 10.答案　4　50　在误差允许的范围内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比 解析　由胡克定律可得F=k(x-x0),故F-x图像中,横轴截距为弹簧原长,x0=4 cm,斜率为弹簧的劲度系数k== N/m=50 N/m;通过分析数据可得到的实验结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。 11.答案　(1)竖直　(3)Lx　(4)4.9 解析　(1)弹簧是竖直悬挂的,刻度尺应与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态; (3)根据胡克定律F=kx,可知横轴应表示弹簧的伸长量,即弹簧长度与Lx的差值; (4)结合图像的斜率可求得 k=== N/m=4.9 N/m 能力提升练 1.D　A图中,A球受到两个支持力,这两个支持力都垂直于过接触点的切面,指向球心,A不符合题意。B图中,A球只受到垂直水平面向上的支持力F1,右侧的球对A没有弹力作用,否则A球将向左运动,B不符合题意。C图中,A球受到墙的弹力F1,方向垂直于墙壁向右;斜面的支持力F2,方向与斜面垂直向上,C不符合题意。D图中,F2应过接触点指向球心,D符合题意。故选D。 2.C　甲图中,反弹出去的篮球在空中运动时,受到重力和空气阻力的作用,不受沿运动方向的弹力作用,故A错误;乙图中,竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时,受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力,不受垂直斜面的支持力,故B错误;丙图中,静止在墙角的篮球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,故C正确;丁图中,静止在杆顶端的铁球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力,故D错误。 3.BD　若弹簧处于伸长状态,以A为研究对象,由平衡条件得,细线对A的拉力FT=GA+F=3 N+2 N=5 N;以B为研究对象,可得水平面对B的支持力为FN=GB-F=4 N-2 N=2 N,则B对水平面的压力大小等于2 N;若弹簧处于压缩状态,以A为研究对象,由平衡条件得,细线对A的拉力FT=GA-F=3 N-2 N=1 N;以B为研究对象,可得水平面对B的支持力为FN=GB+F=4 N+2 N=6 N,则B对水平面的压力大小等于6 N。因此B、D正确,A、C错误。 4.ACD　设弹性绳原长为L0,劲度系数为k,一块橡皮擦重力大小为G1,一支笔的重力大小为G2,由胡克定律和平衡条件可得G1=k(30 cm-L0),2G1=k(40 cm-L0),G2=k(35 cm-L0),联立解得L0=20 cm,G2=1.5G1,无法计算k,故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,由胡克定律和平衡条件可得G2+G1=k(x-L0),解得x=45 cm,即弹性绳长为45 cm,故D正确。 5.答案　(1)　(2)或 解析　(1)当弹簧C的右端在a点时,弹簧B的压缩量为x1=; (2)第一种情形:拉伸弹簧C后,弹簧B仍是压缩的,B的压缩量为x2== 此时,弹簧C的拉力为mg,则C的伸长量为 x3== 故此时a、b间距为L=x1-x2+x3= 第二种情形:拉伸弹簧C后,弹簧B是伸长的,伸长量为 x2== 此时,弹簧C的拉力为mg+mg=mg 弹簧C的伸长量为x3== 故此时a、b间距为L=x1+x2+x3= 导师点睛 将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点,弹簧B对物体A的弹力大小等于mg,弹簧C处于伸长状态,而弹簧B可能伸长也可能压缩,分两种情况,根据胡克定律求出此时弹簧B、C的形变量,由几何关系求解a、b两点间的距离L。 6.答案　(1)静止　(2)120.0　31.5 解析　(1)为了减小实验误差,每增挂一个钩码,待弹簧静止时,记录所挂钩码的重力和对应的h。 (2)未挂钩码时,弹簧的弹力F=0,分析题图(b)可知,此时水平纸片到地面的距离h0=120.0 cm。 由胡克定律可知,弹簧的弹力与形变量成正比,有F=k(h0-h),得h=-+h0,故弹簧的劲度系数为h-F图像斜率的倒数的绝对值 k== N/m=31.5 N/m。 7.答案　(1)11.50　(2)28　(3)5　不会 解析　(1)刻度尺读数时需估读到分度值的下一位,指针对应的刻度值为11.50 cm。 (2)由图中数据可知,弹簧Ⅱ的伸长量为x=7.00 cm时,拉力F=4×0.05×9.8 N=1.96 N,根据胡克定律得kⅡ== N/m=28 N/m。 (3)由图中数据可知,当弹簧Ⅰ的伸长量为14.00 cm 时,对应的拉力是1.96 N,所以其劲度系数为kⅠ== N/m=14 N/m;弹簧Ⅰ的伸长量为17.00 cm时,对应的拉力为F'=k1×x'=14×0.17 N=2.38 N,n==4.86,由此可知,挂上第5个钩码时,形变量已经超出它的弹性限度。对于轻质弹簧,任意位置的弹力大小相等,弹簧Ⅱ受到的拉力大小仍等于钩码对弹簧Ⅰ的拉力大小;因为弹簧Ⅱ的弹性限度足够大,说明对弹簧Ⅱ的劲度系数没有影响,图线斜率不变。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$