内容正文:
3.2科学探究 弹力
一、单选题
1.物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力( )
(1)就是物体的重力
(2)大小等于物体所受重力的大小
(3)这压力是由于桌面的形变而产生的
(4)这压力是由于物体的形变而产生的
A.(1)(4) B.(1)(3) C.(2)(3) D.(2)(4)
2.如图所示,物体A和B的重力分别为10N和3N,不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦,则弹簧秤的读数为( )
A.3N B.6N C.10N D.13N
3.如图所示,地面受到的弹力是( )
A.物块对地面的压力与桌子对地面的压力之和
B.桌子对地面的压力
C.桌子的重力
D.物块和桌子的重力
4.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,根据数据作出F-Δx图象如图实线所示,可能的原因是( )
A.悬挂的钩码多,拉力超过了弹簧的弹性限度
B.用直尺测量弹簧的长度时,读数小了
C.有的数据不是弹簧的伸长,而是弹簧的长度
D.所有数据都是用弹簧长度进行处理的
5.如图所示,一根轻质弹簧的上端竖直悬挂在天花板上,把重为2.0N的钩码挂在弹簧的下端,并保持静止。一已知弹簧的劲度系数为10.0N/cm。下列说法正确的是( )
A.弹簧的长度为0.2cm B.弹簧的伸长量为0.2cm
C.弹簧的长度为5.0cm D.弹簧的伸长量为5.0cm
6.一根轻质弹簧一端固定,用F1=2N的力压轻弹簧的另一端,平衡时轻弹簧的长度l1=8cm;用F2=6N的力拉轻弹簧的另一端,平衡时轻弹簧的长度l2=16cm。两次过程轻弹簧均在弹性限度内,则该轻弹簧的劲度系数为( )
A.100N/m B.75N/m C.50N/m D.25N/m
7.体育课上一学生将足球踢向墙壁,如图所示,下列关于足球与墙壁作用时,足球给墙壁的弹力方向的说法中,正确的是( )
A.沿v1的方向 B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向 D.沿垂直于墙壁的方向
8.一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹簧弹力与弹簧长度的图像如图所示。由图像可知( )
A.弹簧a的原长比b的长
B.两根弹簧弹力均与弹簧的长度成正比
C.弹簧伸长量相同时,弹簧a受到的力比b的大
D.施加相同大小的力,弹簧a的形变量比b的大
9.如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力
A.kL B.2kL C. D.
10.关于弹力的下列说法正确的是( )
A.只要两物体相互接触就有弹力作用
B.静止放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力
C.压力、支持力、绳的拉力的大小都可以根据胡克定律求出
D.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大
11.一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上,把一质量为的物体缓慢放在弹簧的上端,待物体稳定后静止在弹簧上端,弹簧处在弹性限度内,如图乙所示,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为
B.弹簧的原长为
C.弹簧的压缩量为
D.该弹簧的伸长量越大,其劲度系数越大
12.如图所示,两根相同的轻弹簧、,劲度系数皆为,原长都是,悬挂的重物的质量均为m,若不计弹簧质量,g取,现测得两根弹簧的总长为26cm,则( )
A. B. C. D.
13.如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧秤A和B的示数分别为( )
A.1N,0 B.0,1N C.1N,2N D.1N,1N
14.如图所示,一根粗细均匀、长为、质量为的导体棒从中点处弯成角,将此导体棒放入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,导体棒两端、悬挂于两根相同的弹簧下端,弹簧均处于竖直状态。当导体棒中通有的电流时,两根弹簧比自然长度各缩短了,则下列说法中正确的是( )
A.导体中电流的方向为
B.每根弹簧的弹力大小为
C.弹簧的劲度系数为
D.若仅改变电流方向,则弹簧将会比自然长度各伸长
15.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b来做实验,得到弹力与弹簧长度的关系图像如图所示。下列表述正确的是( )
A.测得的弹力与弹簧的长度成正比 B.挂同样重的物体,a的伸长量比b的伸长量更大
C.a的劲度系数比b的大 D.a的原长比b的长
16.如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L,假设弹簧一直在弹性限度内,则( )
A. B. C. D.
17.在轻质弹簧下端悬挂一质量为0.6kg的物体,当物体静止后,弹簧伸长了2cm。该弹簧的劲度系数为(g为10m/s2)( )
A.300N/m B.30N/m C.3N/m D.3000N/m
18.如图所示,一根轻质弹性绳(遵循胡克定律)的一端固定于天花板的O点,另一端挂上质量为m的物块B,静止时绳竖直且物块B恰好与光滑水平面接触没有挤压,OB间距为l;在O点正下方处绳的右侧安置一光滑的定滑轮(大小不计),把物块B换成大小、形状相同而质量为原来2倍的物块C,然后施加一个水平力F,当物块C缓慢沿光滑水平面向右移动x=时,物块C对水平面的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g,则该弹性绳的劲度系数为( )
A. B. C. D.
19.如图所示,甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,另一端悬挂一质量为的物块;乙弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接一质量为的物块,两物块静止时,测得甲、乙两根弹簧的长度分别为和,已知重力加速度大小为g,两弹簧均在弹性限度内,则这两根弹簧的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
20.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
21.如图所示,在光滑水平桌面的两端各固定一个等高的定滑轮,用轻绳经过定滑轮将弹簧秤分别与重力为8N和3N的两个物体A和B相连,物体A静止在地面上,物体B悬于半空,弹簧的劲度系数为10N/m,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,则( )
A.弹簧秤所受的合力为5N B.弹簧秤的读数为3N
C.弹簧的伸长量为0.3m D.弹簧的伸长量为0.6m
22.弹簧行业在整个制造业当中虽然是一个小行业,但其所起到的作用是绝对不可低估的,应用包括打火机、玩具、锁具、门铰链、健身器、床垫、沙发等等。如图所示为一轻质弹簧的弹力F和长度l的关系图象(轻质弹簧未超过弹性限度),下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为10cm
B.弹簧的劲度系数为150N/m
C.弹簧长为0.20m时弹力的大小为20N
D.弹簧的弹力大小为5N时,弹簧被压缩5cm
23.如图所示,a的重力是20N,b的重力是10N。设接触面是光滑的,a和b都静止不动,其中a受一个弹力的是( )
A. B.
C. D.
24.缓慢关门时门锁的示意图如图所示,关门过程中弹簧始终处于压缩状态,且弹簧始终在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数与弹簧的压缩量成反比
B.弹簧的弹力大小与弹簧的压缩量成正比
C.关门时锁舌对锁壳的弹力方向与弹簧弹力方向相同
D.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面
25.下列选项中对物体P受到的所有弹力的示意图,画法全部正确的是( )
A. B.
C. D.
26.如图所示,某一弹簧秤外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计,将其放在水平面上。现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧秤的示数,下列说法正确的是( )
A.只有F1>F2时,示数才为F1
B.只有F1<F2时,示数才为F2
C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1
D.不论F1、F2关系如何,弹簧秤受到的合力大小为|F1-F2|
27.一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,关于圆环对A、B两球的弹力方向叙述正确的是( )
A.圆环对A球的弹力沿OA方向 B.圆环对A球的弹力沿BA方向
C.圆环对B球的弹力沿OB方向 D.圆环对B球的弹力沿AB方向
28.如图所示,A、B两轻质弹簧原长分别为和,劲度系数分别为和,竖直地悬挂在天花板上,两弹簧之间连接有一质量为的物体,最下端挂着质量为的另一物体,整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体缓慢向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,则( )
A.此时A、B两弹簧均处于原长状态
B.此时A弹簧处于拉伸状态,B弹簧处于压缩状态
C.此时A、B两弹簧弹力大小相等
D.此过程上升的高度是
三、实验题
29.用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系.轻弹簧上端固定一个力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出.用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量.测量数据如下表所示:
伸长量x/(10-2 m)
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
弹力F/N
1.50
2.93
4.55
5.98
7.50
(1)以x为横坐标,F为纵坐标,在如图的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线.
( )
(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为 N/m. (保留两位有效数字)
30.小明同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
(1)实验装置如图甲所示,下列实验操作正确的是( )
A.弹簧被拉伸时,可以超出弹簧的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,不必保证钩码处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度减去原长即为弹簧的伸长量
D.挂数量不同的钩码,分别测出几组弹簧弹力与伸长量,得出弹力与伸长量成正比
(2)小明同学在实验后,根据记录的数据进行处理,作出外力F与弹簧长度L的关系图线如图乙所示。根据图线计算该弹簧的劲度系数为k= N/m(保留3位有效数字)
(3)他利用本实验原理把该弹簧做成了一把弹簧秤,如图丁所示,弹簧秤的示数为 N。
31.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度L的相应数据,其对应点已在图上标出。(g = 10 m/s2)
(1)作出m − L的关系图线 ;
(2)弹簧原长是 cm;弹簧的劲度系数为 N/m.
32.对一根用新材料制成的金属杆M进行抗拉测量。这根金属杆长,横截面积为,设计要求使它受到拉力后的伸长量不超过原长的。由于这一拉力很大,杆又很短,直接测试有困难,现选用这种材料制成样品进行测试,得到不同情况下得伸长量如下表所示:
长度
横截面积拉力
1000N
2000N
3000N
4000N
1m
0.10cm2
0.08cm
0.16cm
0.24cm
0.32cm
2m
0.10cm2
0.16cm
0.32cm
0.48cm
0.64cm
1m
0.20cm2
0.04cm
0.08cm
0.12cm
0.16cm
2m
0.20cm2
0.08cm
0.16cm
0.24cm
0.32cm
(1)在设计和分析实验数据中,用到了我们学过的 的科学研究方法。
(2)测试结果表明:样品受拉力作用后,其伸长量与样品的长度成 比,与样品的横截面积成 比。
(3)待测金属杆M能够允许承受的最大拉力为 N。
四、解答题
33.一轻弹簧弹力F的大小与其长度l的关系如图所示,试由图线求:
(1)弹簧的劲度系数k?
(2)弹簧伸长0.1m时,弹力的大小?
34.有一根劲度系数未知的弹簧,现给你一把刻度尺、一只重为G的球和一些细绳,你如何测出弹簧的劲度系数呢?
35.如图所示,A、B是两个相同的轻弹簧,原长都是L0=10cm,劲度系数k=500N/m.若图中悬挂的两重物质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26cm,则物体的质量m是多少?若两物体质量均变为原来的两倍,弹簧总长为多少?
36.如图甲所示,物体A放在水平地面上,弹簧1的两端与物体A和物体B相连,弹簧2的一端与物体B相连,另一端与绳子相连,绳子绕过定滑轮另一端与物体C相连,三个物体A、B、C的质量分别是mA = 0.3 kg,mB = 0.2 kg,mC = 0.1 kg,弹簧1和弹簧2完全相同,每一根弹簧的弹力F与弹簧总长度l的关系如图乙所示。现用竖直向下的力缓慢拉动物体C,直到物体A刚要离开地面。不计弹簧与绳子的重力和一切摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)未拉动物体C之前弹簧1的形变量和弹簧2的形变量;
(2)物体A刚要离地时,物体C向下移动的距离。
五、综合题
第33届夏季奥林匹克运动会是在法国巴黎举办的国际性奥林匹克赛事,于当地时间2024年7月26日开幕,8月11日闭幕,中国体育代表团在巴黎奥运会共获得了40枚金牌,创下了境外奥运会参赛金牌数的新纪录。
37.以下运动中,能把研究对象当作质点的是( )
A.研究花样滑冰运动员的优美舞姿时
B.划艇比赛中研究划艇在湖中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员动作时
D.马术比赛中研究马腿的姿势时
38.物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中应用了许多思想方法,以下叙述不正确的是( )
A.在研究弹力时,通过激光笔、平面镜观察桌面形变,应用了微小量放大法
B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是控制变量法
C.根据速度的定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里应用了极限思想
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里应用了微元累积法
39.短跑运动员在100m比赛中,以8m/s的速度迅速从起点冲出,到50m处的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员在全程中的平均速度是( )
A.9m/s B.10.2m/s C.10m/s D.9.1m/s
40.在世界女排大奖赛中,中国球员朱婷跳起将速度为20m/s水平飞来的排球迎面击出,排球以30m/s的速率水平返回,以排球飞来的方向为正方向,排球速度变化量为 m/s,假设朱婷对排球的击打时间0.25s。则排球在这0.25s内的平均加速度大小为 。
41.计算题:跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当下降125m时打开降落伞,伞张开后运动员就以的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5m/s。求:
(1)运动员打开降落伞时的速度是多大?
(2)运动员离开飞机后,自由落体运动125m需要时间是多少?
(3)打开伞后匀减速运动时间是多少?
运动会
2025年10月10日,一年一度的校秋季运会顺利召开。
42.在跳高比赛中,小吴同学采用背越式越过横杆,下列说法正确的是( )
A.起跳时,脚对地面的压力是因为地面发生了形变
B.腾空过程中,小吴同学不再受到重力的作用
C.落在软垫上时,小吴同学受到软垫的弹力,是因为软垫发生了形变
D.整个过程中,小吴同学重心在身体中的位置不变
43.在立定跳远比赛中,小李脚蹬地起跳瞬间的受力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
44.学校运动会期间,小豪同学利用无人机进行航拍,一段时间内无人机沿竖直方向运动,其图像如图所示,取竖直向上为正方向
(1)无人机处于最高点的时刻为( )
A. B. C. D.
(2)在到时间内,无人机加速度的方向为( )
A.一直向下 B.一直向上 C.先向下后向上 D.先向上后向下
45.在比赛中,运动员先由静止开始匀加速,达到最大速度后一直做匀速直线运动
(1)在运动过程中,运动员的平均速度的变化情况为( )
A.一直变大 B.不变 C.先变大后变小 D.先变大后不变
(2)若小高的最终成绩为15s,匀加速时间为5s,则他的最大速度为 m/s;小强起跑时反应慢了0.1s,假设小强的加速度和最大速度都与小高相同,则比赛过程中两人之间的最大距离为 m。
弹簧是遵循胡克定律,通过弹性形变实现力的传递、缓冲或复位的物理机械元件。
46.如图所示,某同学使用力传感器探究弹簧的弹力和伸长量的关系。实验过程中,他将轻质弹簧上端固定于铁架台上,使直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F及弹簧末端对应的直尺刻度x,通过描点画图得到图像。已知a、b分别为使用轻弹簧a、b时所描绘的实验图线。下列说法正确的是( )
A.弹簧a的原长大于弹簧b的原长
B.弹簧a的劲度系数小于弹簧b的劲度系数
C.本实验无法探究弹簧的弹力与伸长量的关系
D.弹簧弹力是15N时,弹簧a的伸长量为15cm
47.如图所示,两竖直墙面的间距为l,一个质量为m、边长为d的正方形木块被一轻直弹簧顶在左侧墙面上,弹簧右端固定在右侧墙面上,且弹簧与墙面垂直。已知木块与墙面之间的最大静摩擦因数为μ,弹簧原长为l,劲度系数为k,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.如果,则木块不能保持平衡状态
B.如果,则木块受到的静摩擦力大小为
C.如果,则墙面对木块的正压力为
D.为使木块在原位置保持平衡状态,所选用弹簧的k最小为
48.如图,物块质量为1kg,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N⁄m、N⁄m。起初甲弹簧处于自由长度10cm,现用手将甲弹簧的A端缓慢上提,使乙弹簧产生的弹力大小变为原来的。已知重力加速度m/s2,弹簧始终在弹性限度内,求A端上移的距离。
弹弓:我国传统弹弓术已被列入国家级非物质文化遗产名单。如图a所示的“Y”形弹弓由弓和弹丸两部分组成,其中弓包括弓弦(即皮筋)与弓架,两根完全相同的皮筋一端由弹兜相连,另一端分别固定在弓弩的两个弓眼上。使用者先拉皮筋,并保持弹丸静止,此时两皮筋长度相同,如图b所示然后释放让弹丸射出。
49.用力将弹兜拉至A点,此时两侧皮筋间夹角为θ,皮筋对弹兜的总弹力大小为 F。
(1)则单条皮筋对弹兜的拉力大小为 。
(2)若将弹兜拉至B点,皮筋对弹兜的总弹力 F (选涂: A一定大于; B一定小于)
50.从地面竖直向上发射弹丸,空气阻力力不计,弹丸在发射后的时刻t1和时刻t2到达同一位置,已知重力加速度为g,则它发射时的初速度大小为 ,在时刻t1时离地面的高度为 。
51.为研究皮筋弹力与形变量之间的关系,某同学选取弹弓上同型号的一根皮筋进行了研究。皮筋上端悬挂在一弹簧秤上,下端悬挂不同质量的重物,待稳定后用刻度尺测量皮筋的伸长量x,并记录相应的弹簧秤示数F。
(1)根据F-x图中的数据点完成F-x图线
(2)由所得 F-x图线可知:当橡皮筋上的弹力为 6N 时,橡皮筋的伸长量为 m。
(3)该皮筋的弹力变化规律 (选涂:A.遵循 B.不遵循)胡克定律。
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《2026年3月1日高中物理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
A
B
A
D
C
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
D
D
C
C
C
A
D
B
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
答案
BC
AC
AB
BD
AB
CD
AC
BD
1.D
【详解】(1)(3)(4)物体对水平桌面的压力施力物体是物体,是由于物体的形变而产生的,而物体的重力施力物体是地球,所以两个力是两个不同的力,故(1)(3)错误,(4)正确;
(2)物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体所受重力的大小,故(2)正确。
故选D。
2.A
【详解】物体B处于静止状态,所以B受力是平衡的,即:弹簧右端受到的力大小为3N;又因为弹簧秤处于静止状态,所以弹簧秤受力是平衡的,弹簧右端受到的拉力是3N,虽然A的重力是10N,但因弹簧受力平衡,A端绳受的力是3N,而弹簧秤的合力为零。弹簧秤的示数是钩上的拉力或是一端受到的力,所以示数为3N。
故选A。
【点睛】
3.B
【详解】AB.对桌子和桌面上物块整体受力分析,可知桌子受到的支持力大小等于物块与桌子的重力的和,由牛顿第三定律可知,桌子对地面的压力大小等于物块与桌子的重力的和,由弹力的产生可知,地面受到的弹力是桌子对地面的压力,A错误,B正确;
CD.物块和桌子的重力是地球对物块和桌子的引力,与地面受到的弹力是不同性质的力,不能说地面受到的弹力是物块和桌子的重力,只有桌子对地面的压力才是地面受到的弹力,CD错误。
故选B。
4.A
【详解】弯曲部分显示:当达到某一值后,F与不再成正比,以前数据成线性分布,说明不是读数问题,而是形变超出了其弹性限度,BCD错误,A正确。
故选A。
5.B
【详解】由题,根据平衡条件得知,物体受到的弹力大小等于物体的重力大小,即F = G = 2N,弹簧伸长的长度为:
A.弹簧的长度为0.2cm,与结论不相符,A错误;
B.弹簧的伸长量为0.2cm,与结论相符,B正确;
C.弹簧的长度为5.0cm,与结论不相符,C错误;
D.弹簧的伸长量为5.0cm,与结论不相符,D错误。
故选B。
6.A
【详解】设轻弹簧的原长为,根据胡克定律,有
联立解得
k=100N/m
故选A。
7.D
【详解】足球撞击墙壁,墙壁给足球一个反作用,此力是弹力,弹力的方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,则墙壁给足球的弹力方向沿垂直于墙壁的方向。
故选D。
8.C
【详解】A.在图像中,与横轴的交点即为弹簧的原长,由图可知,弹簧a的原长比b的短,A错误;
B.由图可知,在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,B错误;
C.在图像中,图像的斜率为弹簧的劲度系数,由图可知弹簧a的劲度系数大于弹簧b的劲度系数,故弹簧伸长量相同时,弹簧a受到的力比b的大,C正确;
D.根据上述分析可知,施加相同大小的力,弹簧a的形变量比b的小,D错误。
故选C。
9.D
【详解】根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力F=k(2L-L)=kL
设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ,根据几何关系知,,根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力,故D正确.
10.D
【详解】A.两物体相互接触且相互挤压发生弹性形变,才有弹力,故A错误;
B.静止放在水平桌面上的物体对桌面的压力是弹力,施力物体是物体,受力物体是桌面,而重力的施力物体是地球,受力物体是物体,故B错误;
C.胡克定律是弹簧在弹性限度内弹力与弹簧形变量的关系,压力、支持力、绳的拉力的大小不能根据胡克定律求出,故C错误;
D.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】A.由图甲,弹簧的劲度系数为
A错误;
B.图甲中,为弹簧的形变量,不是弹簧原长,B错误;
C.由胡克定律
弹簧的压缩量为
C正确;
D.弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关,D错误。
故选C。
12.D
【详解】首先确定每根弹簧的弹力大小,然后根据胡克定律列式求解.以下面的重物为研究对象,对其进行受力分析,由平衡条件得
则的伸长量
以两个重物及弹簧整体为研究对象,由平衡条件得
则的伸长量
由题意知
,
代入数据解得
.
13.D
【详解】左图中弹簧秤右端由于物体的重力,受到了一个水平向右的1N的拉力;弹弹簧秤的左端也受到了一个力的作用,因为重力通过绳子对弹簧秤施加了一个1N的向右的拉力,弹簧秤就会通过绳子对左端固定点施加了一个1N的拉力,由于物体间力的作用是相互的,所以固定点也会对弹簧秤施加一个1N的向左的拉力。
右图中物体由于重力的作用会对弹簧秤分别施加一个向左和一个向右的1N的拉力,弹簧秤受到的力和左侧图是一样的,弹簧秤的示数也就是相等的。
弹簧秤虽然两端都受到了力的作用,但弹簧秤只能显示其中一个力的大小,所以两次弹簧秤的示数都是1N
故选D。
14.C
【详解】A.由题意知通电后弹簧比原长缩短了,说明安培力方向向上,由左手定则可知,电流方向由,A错误;
B.通电后,ab导体的有效长度为
受到的安培力为
根据平衡条件有
解得
B错误;
C.根据胡克定律得
解得
C正确;
D.仅改变电流方向,则受到的安培力的大小不变,方向变为向下,设弹簧将会比自然长度伸长,则有
解得
D错误。
故选C。
15.C
【详解】A.由,可知测得的弹力与弹簧的长度成一次函数关系,弹力与弹簧的形变量成正比,故A错误;
C.由图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图像可知a的劲度系数比b的大,故C正确;
B.由可知挂同样重的物体,a的伸长量比b的伸长量小,故B错误;
D.根据可知图像与横轴的截距表示原长,由图像可知a弹簧比b弹簧原长小,故D错误。
故选C。
16.C
【详解】开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,弹簧所受的弹力等于A的重力,由胡克定律得,弹簧的压缩量为
当B刚要离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹力大小恰好等于B的重力,由胡克定律得,弹簧的伸长量为
由几何关系得知
故选C。
17.A
【详解】弹簧的弹力等于物体的重力
F=mg=6N
根据胡克定律F=kx得
故BCD错误,A正确。
故选A。
18.D
【详解】设弹性绳原长为l0,劲度系数为k。弹性绳挂物块B时,B对水平面无压力,则有
换成物块C并沿水平面移动x后物块C对水平面压力为零,此时物块C受力如图所示
设弹性绳与水平方向的夹角为α,由几何知识得
则有
绳的拉力
又
联立解得
故选D。
19.B
【详解】根据平衡条件得
解得
故选B。
20.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。
21.BC
【详解】A.弹簧秤处于静止,所受的合力为零,故A错误;
B.B受重力和拉力,根据二力平衡可知拉力
弹簧的弹力大小等于拉力,故B正确;
CD.根据胡克定律得
解得弹簧的形变量
故C正确,D错误。
故选BC。
22.AC
【详解】A.当弹力为0时弹簧处于原长状态,根据图示可知弹簧原长为10cm,所以A正确;
B.弹力F和长度l的关系图象中图线斜率的绝对值等于弹簧劲度系数,根据图示可计算出弹簧劲度系数为200 N/m,所以B错误;
C.当弹簧长为0.20m时,形变量为0.10m,根据胡克定律可计算出弹力大小为20N,所以C正确;
D.当弹簧弹力为5N时,根据胡克定律,弹簧形变量为0.025m,即弹簧被压缩或拉伸2.5cm,所以D错误。
故选AC。
23.AB
【详解】AB.AB图中a处于静止状态,重力和水平接触面的弹力平衡,b与a之间不可能产生弹力,否则a不可能平衡,故a只受一个弹力作用,故AB正确;
C.C图中a受到b的压力、重力、水平接触面的支持力,在三力作用下处于平衡状态,因此a受到接触面的支持力和b的压力两个弹力作用,故C错误;
D.D图中b处于静止状态,所以绳子的拉力为10N,a也处于静止状态,且重力大于绳子的拉力,所以a受到重力、绳子向上的拉力和接触面的支持力,因此a受到两个弹力作用,故D错误。
故选AB。
24.BD
【详解】A.弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,与弹簧的压缩量无关,A错误;
B.根据胡克定律F=kx可知,弹簧的弹力大小与弹簧的压缩量成正比,B正确;
CD.因弹力的方向垂直于接触面,则关门时锁舌对锁壳的弹力方向垂直于锁舌方向斜向上,锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面斜向下,与弹簧弹力方向不相同,C错误,D正确。
故选BD。
25.AB
【详解】A.绳子竖直,故小球只受重力和绳子的拉力作用,斜面对球没有弹力,A正确;
B.物体受到地面的弹力,方向垂直于接触面,同时绳子的弹力沿着绳子指向绳子收缩的方向,B正确;
C.下面物体受到地面的弹力垂直于地面向上,同时还受到上面物体向下的弹力,垂直于接触面向下,C错误;
D.受的垂直于杆的弹力,及过圆心的弹力,D错误。
故选AB。
26.CD
【详解】弹簧秤的示数在任何情况下都等于弹簧的弹性形变与其劲度系数的乘积,即等于作用于弹簧挂钩(沿轴线方向)上的拉力,即F1。弹簧秤受到水平拉力F1、F2作用,不论F1、F2关系如何,弹簧秤受到的合力大小为|F1-F2|。
故选CD。
27.AC
【详解】AB:对A球受力分析,A球受重力、绳对A球斜向右下方的拉力及圆环对A球的弹力;圆环对A球的弹力方向垂直于环的切线,圆环对A球的弹力沿OA方向.故A项正确,B项错误.
CD:对B球受力分析,B球受重力、绳对B球斜向左上方的拉力及圆环对B球的弹力;圆环对B球的弹力方向垂直于环的切线,,圆环对B球的弹力沿OB方向.故C项正确,D项错误.
28.BD
【详解】AB.一个平板把下面的物体缓慢向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,受力分析可知,此时A弹簧处于拉伸状态,B弹簧处于压缩状态,故A错误,B正确;
C.末状态,弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,所以上侧弹簧伸长量等于下侧弹簧压缩量,而两根弹簧劲度系数不相等,所以此时A、B两弹簧弹力大小不相等,故C错误;
D.开始时,设A、B弹簧的伸长量分别为、,则
,
设末状态时两个弹簧形变量都为x,则
解得
m2上升高度为
故D正确。
故选BD。
29. 75N/m(74~76 N/m均可)
【详解】(1)[1]根据表格中的数据,在图中做出图像如图所示
(2)[2]图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图中可求劲度系数为75N/m(74~76 N/m均可).
30.(1)CD
(2)50.0
(3)1.80
【详解】(1)A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度,否则弹簧会损坏,故A错误;
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要保证弹簧位于竖直位置,使钩码的重力等于弹簧的弹力,要待钩码平衡时再读数,故B错误;
C.弹簧的伸长量等于弹簧的实际长度减去弹簧原长,故C正确;
D.挂数量不同的钩码,改变弹簧上的弹力,分别测出几组拉力与伸长量,得出弹力与形变量成正比,故D正确。
故选CD。
(2)根据胡克定律有
整理可得
解得弹簧的劲度系数是
(3)弹簧测力计的最小分度值为0.1N,故读数为1.80N。
31. 8.0 5.26(5.10 ~ 5.35)
【详解】第一空,据题意,弹簧的弹力为
则该图像是一条倾斜直线;画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。如图所示:
第二空,据图像可知,图线与横坐标的交点表示弹簧的原长
第三空,弹簧的劲度系数为
(5.10 ~ 5.35)
32. 控制变量法 正 反 125000
【详解】(1)[1]由图可知,控制长度、横截面积、拉力等因素不变,探究样品受拉力作用后,其伸长量与样品拉力、横截面积的关系,故在设计和分析实验数据中,用到了我们学过的控制变量法的科学研究方法;
(2)[2][3]由图所示,对比第1、2组数据可知,当横截面积、拉力一定时,其伸长量与样品的长度成正比;对比第1、3组数据可知,当样品长度、拉力一定时,其伸长量与样品的横截面积成反比;
(3)[4]由以上结论可以归纳出,x与L、S、F之间存在一定量的比例关系,设这个比值为k,那么有样品伸长量x与长度L、横截面积S及拉力F的函数关系为
则
将,,,代入上式可得
将金属杆长,横截面积,设计要求使它受到拉力后的伸长量不超过原长的,代入公式中可得待测金属杆M能够允许承受的最大拉力为
33.(1)200N/m;(2)20N
【详解】(1)由图线斜率可知
(2)由胡克定律可得
34.把弹簧竖直挂起,用刻度尺测出弹簧长度,将小球挂在弹簧下端,再用刻度尺测出此时弹簧的长度;根据,可解出
【详解】把弹簧竖直挂起,用刻度尺测出弹簧长度,将小球挂在弹簧下端,再用刻度尺测出此时弹簧的长度;根据,可解出
35.1kg;32cm
【详解】对下面物体隔离可知,B弹簧所受拉力大小为mg;对两个物体整体来分析可知:A弹簧所受拉力大小为2mg;列出两个关系式:
kxB=mg
kxA=2mg
而:
xA+xB=L-(L0+L0)
故:
解得:
若两物体质量均变为原来的两倍,则
kxB1=2mg=20N
kxA1=4mg =40N
解得
xA1=0.08m=8cm
xB1=0.04m=4cm
弹簧总长度
36.(1)0.005 m,0.005 m
(2)0.04 m
【详解】(1)由图乙可知,弹簧的原长为10 cm,弹簧的劲度系数为
初始时,弹簧2处于伸长状态,对C有
对B有
联立解得
弹簧1处于压缩状态;
(2)物体A刚要离地时,对A有
所以
弹簧1处于伸长状态,对B有
解得
所以物体C向下移动的距离为
37.B 38.B 39.C 40. 41.(1);(2);(3)
【解析】37.只关注物体的位置时可将物体看作质点,关注物体本身的动作、姿势时不能将物体看作质点,故B正确。
故选B。
38.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想化模型法,故B错误。
故选B。
39.运动员全程的平均速度为
故C正确。
故选C。
40.[1]排球在这一过程中的速度变化量为
[2]排球在这一过程中的平均加速度为
加速度大小为。
41.(1)运动员打开降落伞时的速度为,则
(2)运动员自由落体过程需要的时间为,则
(3)打开伞后匀减速运动时间是,则
42.C 43.A 44. B A 45. D 8 0.8
【解析】42.A.起跳时,脚对地面的压力,是由于脚发生了形变,而不是地面发生形变,故A错误;
B.腾空过程中,小吴同学依然在地球附近,所以仍受到重力的作用,故B错误;
C.落在软垫上时,小吴同学受到软垫的弹力,施力物体是软垫,根据弹力产生的原因,是因为软垫发生了形变,故C正确;
D.重心的位置与物体的形状和质量分布有关。在跳高过程中,小吴同学的姿势不断变化,即形状改变,所以重心在身体中的位置会改变,故D错误。
故选C。
43.在立定跳远比赛中,小李脚蹬地起跳瞬间,脚相对于地面有向后运动的趋势,故受向前的摩擦力,重力竖直向下,地面给小李的弹力垂直于地面向上;
故选A。
44.(1)[1]图像与时间轴围成的面积表示位移,在0-t2时间内,速度始终为正,说明无人机一直向上运动,t2时刻速度为0,此时位移最大,即无人机处于最高点。
故选B。
(2)[2]在t1到t3时间内,v-t图像的斜率一直为负,所以无人机加速度的方向一直向下。
故选A。
45.(1)[1]根据匀变速直线运动位移—时间公式有
根据平均速度公式
可知在匀加速阶段,平均速度变大;
达到最大速度后匀速运动,此时平均速度等于最大速度,不再变化。所以运动员的平均速度先变大后不变;
故选D。
(2)[2][3]根据题意总位移为100m,设最大速度为v,加速时间为t1,匀速运动的时间为t2,有m,s
解得v=8m/s
二者速度相等时距离最大,小强的加速度和最大速度都与小高相同,故当速度相等时小强的位移比小高多m=0.8m
故最大距离为0.8m。
46.D 47.CD 48.0.05m或0.25m。
【解析】46.A.由图像可知,弹簧a的原长等于弹簧b的原长,均为0.2m,A错误;
B.图像的斜率等于弹簧的劲度系数,则弹簧a的劲度系数大于弹簧b的劲度系数,B错误;
C.本实验可以探究弹簧的弹力与伸长量的关系,C错误;
D.弹簧a的劲度系数为
弹簧弹力是15N时,弹簧a的伸长量为,D正确。
故选D。
47.A.弹簧的压缩量为d,如果,弹簧的弹力为
此时最大静摩擦力为,则木块能保持平衡状态,A错误;
BC.弹簧的压缩量为d,如果,弹簧的弹力为
则墙面对木块的正压力为,此时最大静摩擦力为
木块处于静止状态,受到的静摩擦力大小为mg,B错误,C正确;
D.为使木块在原位置保持平衡状态,则需满足
即,即所选用弹簧的k最小为,D正确。
故选CD。
48.乙弹簧原先处于压缩状态,压缩量为,甲弹簧无形变;
情况一:用手拉住甲弹簧的上端A,缓慢上移时,乙弹簧仍处于压缩状态,压缩量
则物块上升的距离为
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:用手拉住甲弹簧的上端A,缓慢上移时,乙弹簧处于拉伸状态,伸长量
则物块上升的距离为
由m受力平衡可知,甲弹簧处于拉伸状态,形变量,则A的上端应上移
49. A 50. 51. 0.046 B
【解析】49.(1)[1]根据,可得单条皮筋对弹兜的拉力大小为。
(2)[2]若将弹兜拉至B点,单条皮筋的弹力变大,两侧皮筋的夹角减小,可知皮筋对弹兜的总弹力变大,即一定大于F。故选A。
50.[1]弹丸在发射后的时刻t1和时刻t2到达同一位置,所以弹丸向上运动的总时间
弹丸的初速度
[2]在时刻t1时弹丸离地面的高度为
联立解得
51.①[1]根据F-x图中的数据点的分布情况,用平滑的曲线连接数据点,如下图所示:
②[2]由所得F-x图线可以判断,当橡皮筋上的弹力为6N时,橡皮筋的伸长量为x=4.6cm=0.046m;
③[3]该F-x图像不是倾斜的直线,根据胡克定律F=kx,可知该橡皮筋的弹力变化规律不遵循胡克定律。故选B。
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