3.1 重力与重心 同步练—2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

**基本信息** 聚焦重力与重心核心概念，通过基础认知、情境应用、综合拓展三层设计，实现从概念理解到动态分析的进阶，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|重力大小方向、重心定义|如第3题考重心概念，第6题辨析重力施力物体，夯实物理观念| |情境应用|典型场景重心分析|如第5题欹器“满则覆”、第8题走钢丝平衡，结合生活情境培养科学思维| |综合拓展|复杂动态重心变化|如第17题双圆锥体“上滚”、第20题链子下滑，通过动态过程深化模型建构能力|

3.1重力与重心 1．如图，机器人正展现中国功夫“720度空中回旋踢”，关于该机器人，下列说法正确的是(      ) A.在地球上不同位置受到的重力大小相等 B.空中回旋踢时重心可能在其身体外 C.空中回旋踢时重心位置始终保持不变 D.跳起的过程中，它对地面压力小于地面对它的支持力 2．如图所示，自卸货车停在水平地面上，质量分布均匀的矩形货物放置在水平的车厢底部。司机通过操控货车携带的液压千斤顶缓慢增大车厢底面与水平面的夹角，实现货物“自卸”。在货物相对车厢底面运动前，随着夹角的缓慢增大，货物的重心位置(      ) A.升高 B.降低 C.保持不变 D.先升高后降低 3．如图所示，将多个木板叠放在水平桌面上，尽量延伸出去而不掉落，就形成著名的里拉斜塔，其原理与物体的重心有关。关于重心，下列说法正确的是(      ) A.重心一定在物体上 B.重心是物体的几何中心 C.重心可以看作物体所受重力的作用点 D.重心是物体内最重的一点 4．如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是(      ) A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 5．如图所示，欹器（qī qì）是中国古代一种具有特殊力学结构的盛水器。其特性为“虚则欹，中则正，满则覆”，即空置时倾斜，注水至半则直立，注满即倾。决定欹器翻转的主要因素是(      ) A.欹器自身重力的大小 B.欹器中水重力的大小 C.水流对欹器撞击力的大小 D.欹器与水整体重心的高低 6．下列关于重力的说法中，正确的是 (      ) A.只有静止的物体才受到重力作用 B.一个挂在绳子上的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力 C.重力没有施力物体 D.在地面上同一地点，质量大的物体受到的重力大 7．歼-20战机是中国研制的第五代重型隐身战斗机，具有隐身性、高机动性和先进的航电系统。关于歼-20战机的重力，下列说法正确的是(      ) A.战机在高空匀速飞行时，不受重力作用 B.战机在南海海面受到的重力小于在北极地面受到的重力 C.重心概念的建立主要采用了理想模型法 D.战机在某些情况下会抛掉副油箱，抛掉副油箱后，战机的重心位置一定不变 8．“走钢丝”的技艺在我国有着悠久的历史。某杂技演员手握长杆表演高空走钢丝的情景如图所示，下列说法正确的是(      ) A.演员（包括长杆）的重心与钢丝在同一竖直平面内 B.演员的手对长杆的弹力是由长杆的形变引起的 C.演员所受的重力就是地球对演员的引力 D.演员手拿长杆，不利于保持平衡 9．如图所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识可以得出的结论是(      ) A.物体只有在重心处才受重力作用 B.重力的方向总是垂直向下的 C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关 D.若车做变速运动（桶相对车的位置不变），则重心相对于车的位置会变化 10．小王周末从广州去北京游学。下列说法正确的是(      ) A.小王在广州时所受重力的方向一定竖直向下，在北京时所受重力的方向一定垂直地面向下 B.小王在广州时所受重力的方向一定垂直地面向下，在北京时所受重力的方向一定竖直向下 C.在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力大于在北京时所受的重力 D.在小王的质量不变的情况下，小王在广州时所受的重力小于在北京时所受的重力 11．关于物体的重心，下列说法正确的是(      ) A.物体发生形变时，其重心位置一定不变 B.形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合 C.因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上 D.形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体中的位置是固定的，不会随物体升降而改变 12．一位演员头顶着一盏油灯做出各种滑稽表演，引人入胜。如图所示，现在演员用一只脚站在一条板凳上，保持不动。下列说法正确的是(      ) A.盛放油的碗所受重力一定垂直演员的头顶向下 B.盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关 C.油灯和演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚 D.演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看，不会影响他的重心位置 13．下列关于重力和重心的说法正确的是(      ) A.重力的方向指向地心 B.把一个物体从乳山移到上海，重力大小不变 C.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上 D.用线竖直悬挂的物体静止时，线所在的直线一定通过重心 14．如图甲为一种儿童玩具——不倒翁，其纵截面如图乙，底部是半球形，球心为O，顶点为P。“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止。下列判断正确的是(      ) A.“翁”的重心位于O点 B.“翁”的重心位于O点上方 C.摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重心上升 D.摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重心下降 15．关于重力，以下说法正确的是(      ) A.重力的方向总是垂直于接触面向下的 B.把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小 C.挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力 D.同一物体在地球各处所受重力大小不一定相等 16．《西游记》中孙悟空的武器如意金箍棒大小可随心变化，深受读者喜爱。假设金箍棒可以变长到地球直径的高度，把金箍棒立在地面上，若变长的金箍棒质量分布均匀，其长度的中点在O处，那么金箍棒的重心位置(      ) A.也在O点处 B.在O点右方，比O点更远离地球 C.在O点左方，比O点更靠近地球 D.无法确定在O点左方还是右方 17．如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的最低处，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动，下列说法正确的是(   ) A.双圆锥体的重心随锥体一起向下运动 B.在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动 C.双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的 D.当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双圆锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处 18．欹（qī）器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器，其特点是“虚则欹，中则正，满则覆”（空的时候是倾斜的，加了一半水后是直立的，加满水后即翻倒），如图1所示为仿制欹器的空桶，桶可绕水平轴转动，图2为其截面图，为桶的对称轴，下列说法正确的是(      ) A.向桶中加水过程中重心一直升高 B.向桶中加水过程中重心先下降再升高 C.加了一半水后重心处于水平轴的上方 D.加满水后重心处于水平轴的上方 19．深蹲是一项健身运动，是练大腿肌肉的有效动作。如图所示，某人站在水平地面上，双手伸出，正在缓慢下蹲。下列说法正确的是(      ) A.此人只受到重力和支持力 B.此人所受重力的作用线一定通过头部 C.地面对此人的支持力大小不变 D.此人的手臂对手掌的作用力方向沿手臂方向 20．如图所示，一条长40 cm的链子对称地挂在光滑圆环上，稍加扰动，链子从右侧滑下至链子刚离开圆环的过程，下列说法正确的是(   ) A.链子重心下移了20 cm B.链子重心下移了10 cm C.下滑过程中链子重心先上移再下移 D.下滑过程中链子重心一直下移 21．引力相互作用：_______________把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。_____________________是自然界的一种基本相互作用。 22．如图所示，各物体的质量相等且都处于静止状态，请分别画出它们所受重力的示意图。 参考答案 1．答案：B 解析：A.重力，地球上不同位置的重力加速度g数值不同，比如赤道的g小于两极的g，所以机器人在地球上不同位置受到的重力大小不相等，A错误； B.对于形状不规则的物体，重心位置可能在物体外部，机器人空中回旋踢时身体姿态弯曲，重心可能在身体外，B正确； C.重心的位置与物体的形状和质量分布有关，机器人空中回旋踢时身体姿态不断变化，其重心位置也会随之改变，C错误； D.它对地面的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，相互作用力大小始终相等，D错误。 故选B。 2．答案：A 解析：在货物相对车厢底面运动前，根据几何关系可知，随着夹角的缓慢增大，货物被抬高，货物的重心位置升高。 故选A。 3．答案：C 解析：A.重心不一定在物体上，比如圆环，故A错误； B.只有质量分布均匀且形状规则的物体，其重心才在几何中心，故B错误； CD.重心可以看作物体所受重力的作用点，不是物体内最重的一点，故C正确，D错误。 故选C。 4．答案：D 解析：水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转。 故选D。 5．答案：D 解析：空置时，重心偏高且偏离支撑点，所以倾斜，注水至半时，重心降低并回到支撑点正上方，因此直立，注满水时，重心再次升高并偏离，所以倾覆，因此决定其翻转的主要因素是欹器与水整体重心的高低。故选D。 6．答案：D 解析：A.任何物体在地球附近都要受到重力作用，故A错误； B.拉力是弹力，和重力性质不同，故不有说重力就是绳子的拉力，故B错误； C.重力的施力物体是地球，故C错误； D.根据 ，在地面上同一地点，质量大的物体受到的重力大，故D正确。故选D. 7．答案：B 解析：A.重力是由地球引力产生的，与物体的运动状态无关。战机在高空匀速飞行时，仍受重力作用，故A错误； B.重力公式为，其中m为质量，g为重力加速度。g随纬度增加而增大（赤道最小，极地最大），南海位于低纬度，北极位于高纬度，因此北极的g较大。同一战机质量不变，故在南海海面受到的重力小于在北极地面受到的重力，故B正确； C.重心是物体各部分重力的等效作用点，其概念建立主要采用等效替代法，而非理想模型法（如质点模型），故C错误； D.重心位置取决于质量分布，抛掉副油箱后，质量分布改变，重心位置可能发生变化，故D错误。 故选B。 8．答案：A 解析：A.由于演员处于平衡状态，所以演员所受重力与钢丝对演员的弹力平衡，所以演员（包括长杆）的重心与钢丝在同一竖直平面内，故A正确； B.演员的手对长杆的弹力是由施力物体手的形变引起的，故B错误； C.演员所受的重力是由于地球对演员的引力而产生的，但并不是地球对演员的引力，故C错误； D.在走钢丝的过程中，演员手拿长杆便于调节自身重心的位置，以便时刻保持平衡，当他的重心移动到适当的位置，就可以避免其倾倒，故演员手拿长杆，更利于保持平衡，故D错误。 故选A。 9．答案：C 解析：A.重心是一个等效概念，物体各部分都受到重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中在一点，选项A错误； B.重力的方向总是竖直向下的，选项B错误； C.重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系，选项C正确； D.若车做变速运动（桶相对车的位置不变），则重心相对于车的位置不会变化，因为物体形状和质量分布没有变化，选项D错误。 故选C。 10．答案：D 解析：AB.重力的方向始终是竖直向下的，在地球上任何地点其方向描述都应相同，故AB错误； CD.广州纬度低于北京，重力加速度g较小，因此在小王质量不变的情况下，广州时所受重力小于北京时所受重力，故C错误、D正确； 故选D。 11．答案：D 解析：A.物体发生形变时，若质量分布改变（如弯曲的铁丝），重心位置可能变化，故A错误； B.形状规则的物体，若质量分布不均匀（如密度不均匀的立方体），其几何中心与重心可能不重合，故B错误； C.重心可以在物体外（如圆环的中心点），故C错误； D.形状规则、质量分布均匀的物体的重心在几何中心，位置由物体自身形状和质量分布决定，不随物体升降而改变，故D正确。 故选D。 12．答案：C 解析：A.重力方向总是竖直向下，不一定垂直于演员的头顶，故A错误； B.重心与质量分布、形状有关，当碗中的油量改变时，碗和油所组成的整体的重心也会发生变化，故B错误； C.将演员和油灯看成整体进行受力分析，只受重力和板凳的支持力，是一对平衡力，重力和支持力共线，所以整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚，故C正确； D.演员将手臂和腿伸出，不仅仅是为了姿势好看，更重要的是为了保持平衡，即让演员和油灯组成的整体的重心在支撑脚的正上方，故D错误。 故选C。 13．答案：D 解析：A.重力的方向是竖直向下（即垂直于水平面），并不一定指向地心。例如，在地球表面不同纬度处，竖直方向与地心方向存在微小偏差，故A错误； B.重力大小，g随纬度、海拔的变化而变化，乳山与上海的纬度、海拔不同，g值不同，故重力大小改变，B错误； C.质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在几何中心，但几何中心可能不在物体上（如圆环的重心在圆心），故C错误； D.悬挂静止时，拉力与重力平衡，二力共线，因此线所在直线必过重心，D正确。 故选D。 14．答案：C 解析：AB.假设“翁”的重心在O点，则倾斜后，支持力还是沿半径过球心，“翁”仍平衡，不会自动恢复直立，假设重心在O上方，“翁”倾斜后会倾倒，更不会自动直立，所以重心位于O、P连线上且在O点下方某处，故AB错误； CD .“翁”静止时重心位置最低，所以从直立到倾斜的过程中，重心升高，故C正确，D错误。 故选C。 15．答案：D 解析：A.重力的方向是竖直向下，而非总是垂直于接触面；例如在斜面上，接触面的垂线方向与重力方向并不一致，故A错误； B.物体所受重力由公式决定，质量m和重力加速度g均未因浸入水中而改变，因此重力大小不变；浮力仅影响合外力，不改变重力本身，故B错误； C.重力是地球对物体的引力，拉力是绳子对物体的作用力，二者施力物体不同，本质不同，静止时拉力大小可能与重力相等，但并非同一力，故C错误； D.地球不同位置（如赤道与两极、不同海拔）的重力加速度g存在差异，因此同一物体的重力大小可能不同，故D正确。 故选D。 16．答案：C 解析：因为质量分布均匀，但越靠近地面重力加速度越大，所以重心与质心不重合，在O点左方，比质心更靠近地球。 故选C。 17．答案：C 解析：锥体上滚的原理是重心运动，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话，锥体重心是下移的，故A、B错误，C正确；锥体的重心在锥体的内部，锥体放在轨道的最低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当锥体在轨道的最低处时，它的重心在最高处，当锥体在轨道最高处时，它的重心却在最低处，故D错误. 18．答案：BD 解析：AB.向桶中加水过程中容器及容器内的水整体重心先降低再升高，A错误，B正确；C.当重心位于水平轴下方时，容器直立。故加了一半水后重心处于水平轴的下方，C错误；D.当重心位于水平轴上方时，容器容易翻倒，故加满水后重心处于水平轴的上方，D正确。故选BD。 19．答案：AC 解析：AC.此人受力平衡，受到水平地面竖直向上的支持力和竖直向下的重力，且支持力与重力等大反向，故AC正确； B.此人所受重力的作用线一定通过重心，但头部不一定在重心所在竖直线上，故B错误； D.此人手掌受力平衡，即手掌受到的重力与此人的手臂对手掌的作用力等大反向，即此人的手臂对手掌的作用力方向竖直向上，故D错误。 故选AC。 20．答案：BD 解析：初始时链子的重心距圆环下端10 cm，刚离开圆环时，链子重心距圆环下端20 cm，则链子重心下移了10 cm，A错误，B正确；下滑过程中，可将链子左侧与链子右侧下端相同长度相互抵消，如图所示，观察右侧剩余部分，可知重心一直下移，C错误，D正确. 21．答案：引力；引力相互作用 解析：引力相互作用：引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。引力相互作用是自然界的一种基本相互作用。 22．答案：见解析 解析：如图，画出重力作用点，竖直向下画一条带箭头的线段表示重力，示意图如图所示： 学科网（北京）股份有限公司 $