3.1 重力与弹力 同步练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.1重力与弹力同步练习 一、单选题 1．某实验小组用力传感器探究弹簧弹力和伸长量的关系，如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于铁架台上，使标尺的零刻度线与弹簧上端对齐，用力传感器竖直向下拉弹簧，同时记录拉力值及对应的标尺刻度（如图乙所示）。通过描点画图得到图丙所示的图像，、分别为使用轻质弹簧1、2时所描绘的实验图线，下列说法正确的是（　　） A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长 B．弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数 C．弹簧2产生的弹力为时，弹簧的伸长量为 D．由实验图线可知，在弹性限度范围内，拉力大小若变为原来的2倍，弹簧长度也变为原来的2倍 2．2021年自由式滑雪世锦赛传来好消息，首次参赛的中国选手谷爱凌夺得冠军。如图是其腾空时的照片，此时有关其受力的情况说法正确的是（　　） A．仅受重力 B．重力、腾空力 C．重力、空气阻力 D．重力、离心力 3．下列各物理量中，全部是矢量的一组是（　　） A．位移、速度、温度 B．力、路程、加速度 C．质量、时间、加速度 D．平均速度、速度的改变量、加速度 4．两人进行击地传球，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．篮球对水平地面的弹力方向斜向右下方 C．水平地面对篮球的弹力方向垂直水平地面向上 D．篮球对水平地面的弹力方向垂直水平地面向上 5．探索自然规律过程中，伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，他利用该方法得到的结论有（　　） A．一切物体均具有惯性 B．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反 D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与形变量成正比 6．下列有关重力概念的说法中正确的是（　　） A．重力方向总是垂直于物体的支持面 B．重力不随物体位置变化而变化 C．粉笔在使用时，质量变小，重力变小 D．空中向上飘的气球没有受到重力 7．如图所示，A、B、C三个物体的质量满足，A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B、C用劲度系数为k2的弹簧相连，劲度系数为k1的弹簧一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。开始时，A、B两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦，重力加速度为g。现用竖直向下的力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧及与A、B相连的绳子都始终竖直，到C物体刚要离开地面（A没落地，B没有与滑轮相碰），则此时A、B两物体的高度差为（　　） A． B． C． D． 8．关于物体的重心，以下说法正确的是（　　） A．可以用悬挂法确定任何物体的重心 B．形状规则的物体的重心必与其几何中心重合 C．用细线悬挂的物体静止时，细线方向延长线一定通过重心 D．物体的形状改变时，其重心的位置一定改变 9．下列关于弹力的说法，不正确的是（　　） A．通常所说的压力、支持力和绳子拉力都是弹力 B．轻绳的弹力，其方向总是在沿绳的直线上 C．两物体相互接触一定有弹力产生 D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面 10．轻质弹簧S的上端固定在天花板上，下端悬挂一质量为m的物体，平衡时弹簧的长度为，现将一根与S完全相同的弹簧剪为和两部分；将质量分别为和的两物体分别与和相连并悬挂在天花板上（）如图所示。平衡时和的长度之和为，则（　　） A．一定等于 B．一定大于，且越小，就越长 C．一定小于，且越大，就越短 D．一定小于，且越小，就越短 二、多选题 11．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斜面上时，受到沿细线向上的拉力 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 12．如图所示，物块质量为M，与甲、乙两弹簧相连接，乙弹簧下端与地面连接，甲、乙两弹簧质量不计，其劲度系数分别为和，起初甲处于自由伸长状态.现用手将弹簧甲上端A缓缓上提，使乙产生的弹力的大小变为原来的，则手提甲的上端A应向上移动 (　　)    A． B． C． D． 13．两个轻弹簧分别与质量为m的A、B物体相连接，劲度系数分别为k1和k2，装置呈竖直状态静止在水平地面上，如图所示。劲度系数为k2的弹簧与地面不栓接。现用竖直向上的拉力F拉A物体，使A缓慢上升，当下边弹簧的下端即将离开地面时（　　） A．B物体比施加F前高 B．A物体比施加F前高 C．F>mg D．F=mg 三、填空题 14．重力的方向是 。 15．某同学在研究弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系时，当拉力为16N时，测得此时弹簧的长度为8cm.当拉力为20N时，测得此时弹簧的长度为9cm。则此弹簧的原长是 ，劲度系数是 。 四、解答题 16．如图甲中木箱点，用与水平方向成角斜向右上方的的力拉木箱；在图乙中木块的点，用与竖直方向成角斜向左上方的的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图． 17．如图所示，有一等边，在B、C两点各放一个质量为m的小球，在A点放一个质量为2m的小球，则这个球组的重心在何处？ 18．如图所示，弹簧一端与一小物体相连，另一端悬挂于天花板上的O点，小物体置于光滑水平面上的A点，O、A在同一竖直线上且相距12cm，弹簧恰好处于原长。现对物体施加水平向右缓慢增大的拉力F，当F1=9N时物体处于与A相距9cm的B点；继续缓慢增大拉力，当物体处于与B相距7cm的C点时，小物体对水平地面的压力恰好为零。不计弹簧重力，g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。求： (1)弹簧的劲度系数k； (2)小物体的质量m。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.1重力与弹力同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D C B C A C C D 题号 11 12 13 答案 BC BC AC 1．B 【详解】A．由丙图可知，弹簧1、2的原长都等于0.2m，故A错误； B．在图像中，图线的斜率为弹簧的劲度系数，则弹簧1的劲度系数 弹簧2的劲度系数 即弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数，故B正确； C．根据胡克定律可知，产生的弹力为时，弹簧2的伸长量为，故C错误； D．实验图线可知，在弹性限度范围内，拉力大小若变为原来的2倍，弹簧的伸长量也变为原来的2倍，而不是弹簧的长度变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】此时谷爱凌受到重力和空气阻力，故选C。 3．D 【详解】A．位移、速度是矢量，温度是标量，故A不符合题意； B．力、加速度是矢量，路程是标量，故B不符合题意； C．加速度是矢量，质量、时间是标量，故C不符合题意； D．平均速度、速度的改变量、加速度都是矢量，故D符合题意。 故选D。 4．C 【详解】根据弹力方向垂直接触面可知，水平地面对篮球的弹力方向垂直水平地面向上，篮球对水平地面的弹力方向垂直水平地面向下。 故选C。 5．B 【详解】A．伽利略没有提出一切物体均具有惯性，故A错误； B．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法，通过该方法研究自由落体运动，得出了忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快的结论。故B正确； C．伽利略没有提出物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反，故C错误； D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与形变量成正比这是胡克定律，胡克提出的，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．重力方向总是竖直向下的，不一定总垂直于物体的支持面，故A错误； B．重力的大小与物体所处的位置（纬度）有关，即随物体位置变化而变化，故B错误； C．粉笔在使用时，其质量变小，根据 G=mg 其重力也变小，故C正确； D．地球附近的物体都受到重力作用，所以空中向上升的气球也受到重力作用，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】设开始时上面的弹簧伸长量为x1，绳子拉力为T，对物体A，根据平衡条件可得 对滑轮，根据平衡条件可得 解得 对物体B，根据平衡条件有 解得 设C物体刚要离开地面时，B、C间弹簧的伸长量为x2′，上面的弹簧伸长量为x1′，绳子拉力为T′，对物体C，根据平衡条件可得 解得 C物体刚要离地时，绳子拉力为 所以上端弹簧的拉力为 解得 所以此过程中A下降的高度为 此过程中B物体上升的高度为 此时A、B两物体的高度差为 故选A。 8．C 【详解】A．悬挂法要改变悬挂的位置，如果物体是液体，改变悬挂位置后重心的位置会改变，A错误； B．质量均匀分布、几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合，B错误； C．重心是重力在物体上的作用点，用一根细线竖直挂起的物体静止时，根据二力平衡可知，细线的拉力方向与重力的方向相反，所以细线方向延长线一定通过物体的重心，C正确； D．重心的位置跟物体的形状有关，还跟质量分布有关，形状发生改变时重心不一定改变， D错误。 故选C。 9．C 【详解】A．通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都属于弹力，故A正确，不符合题意； B．轻绳上的弹力方向总是在沿绳的直线上，故B正确，不符合题意； C．两物体接触但没有相互挤压不会产生弹力，故C错误，符合题意； D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】设弹簧原长，弹簧由n圈，每圈弹簧的劲度系数为k，则 又 则 则一定小于，越小，越大，就越短。 故选D。 11．BC 【详解】A.甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，只受到重力作用，不受沿运动方向的弹力作用，故A错误； B.乙图中，将细线悬挂的小球静止在斜面上时，细线竖直，小球受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力作用，不受垂直斜面的支持力，故B正确； C.丙图中，地面与篮球接触，且发生弹性形变，故静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力，故C正确； D.丁图中，静止在杆顶端的铁球受到竖直向上的弹力，故D错误。 故选BC。 12．BC 【详解】乙弹簧原先处于压缩状态，压缩量为：，甲弹簧无形变． 情况一：用手拉住弹簧A的上端，缓慢上移时，B弹簧仍处于压缩状态，压缩量：； 则物体M上升的距离为； 由M受力平衡可知，甲弹簧处于拉伸状态，伸长量：， 则A的上端应上移为：； 情况二：用手拉住弹簧A的上端，缓慢上移时，B弹簧处于拉伸状态，伸长量； 则物体M上升的距离为：， 由M受力平衡可知，A弹簧处于拉伸状态，形变量， 则A的上端应上移：，BC正确． 13．AC 【详解】A．对弹性系数为k2的弹簧，初状态的弹力是2mg，末状态的弹力是0，弹力的改变量为2mg，由胡克定律，弹簧长度的改变量为 B物体比施加F前升高，A正确； B．对弹性系数为k1的弹簧，初状态弹力是压力mg，末状态的弹力是拉力mg，弹力的改变量为2mg，由胡克定律，弹簧长度的改变量为 A物体比施加F前升高 B错误； CD．当下边弹簧的下端即将离开地面时 ，C正确，D错误。 故选AC。 14．竖直向下 【详解】[1]重力的方向是竖直向下的。 15． 【详解】[1][2]根据胡克定律 代入数据可得 联立解得 ， 16．见解析 【详解】选取标度，力的图示和示意图如图所示： 17．重心位于B、C连线的中点与A点连线的中点处 【详解】设D点为B、C连线的中点，E点为A、D连线的中点．根据题意可知B、C两点处两球的重心在B、C连线的中点D处．如答图所示，可以将B、C两点处的两球等效为在B、C连线的中点上有一质量为2m的小球．接着求A、D两点处两球的重心，因为两球质量相等，所以其重心位于A、D两点连线的中点E处． 18．(1)；(2) 【详解】(1)在B位置时，根据几何关系可得弹簧长度 弹簧与水平面的夹角为，则由几何关系有 设物体在B点时。弹簧的拉力为，对小物体受力分析，有 解得 弹簧的劲度系数 (2)设物体在C点时。弹簧的拉力为，弹簧与水平面的夹角为 由几何关系可得 弹簧的弹力 则 对小物体受力分析有 解得 m=2.4kg 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $