物理(二)重力、弹力、摩擦力、实验：探究弹力与形变量的关系-【衡水金卷·先享题】2026-2027学年高三物理一轮复习40分钟周测卷（湖南山东专版）

物理（二）重力、弹力、摩擦力、实验：探究弹力与形变量的关系 (建议用时40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.小明在参观科技馆时观察到一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻 放在倾斜轨道的低端，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.锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上 B.锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动 C.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，锥体的重心其实是下移的 D.当锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当锥体在轨道 的最高处时，它的重心在最高处 2.如图为中学生军训时体能训练的场景，某同学用手握住固定竖直杆先缓慢上升，到达顶部后又 缓慢下降到水平地面，完成一次训练。下列说法正确的是 A.该同学上升时摩擦力向上，下降时摩擦力向下 B.该同学受到的摩擦力为静摩擦力，手握杆握得越紧，摩擦力越大 C.该同学的手与杆之间的弹力越大，所受的摩擦力越大 D.该同学用力握紧是为了增大最大静摩擦力，全程其重心先上升后下降 3.如图所示，6个完全相同的物块a、b、c、d、e、f(均可视为质点)分别放在正六边形的6个顶点上， 用7根完全相同的轻弹簧将它们连接起来。整个系统静止在粗糙的水平地面 ap00000000b 上，已知c、d之间弹簧弹力的大小为a、c之间弹簧弹力大小的2倍，a、c之间弹 簧的长度为，所有弹簧都在弹性限度内，则弹簧的原长为 A B c 4.如图所示，下列关于人在跑步机上跑步时的说法正确的是 A.鞋受到的摩擦力有时是静摩擦力，有时是滑动摩擦力 B.鞋受到的摩擦力方向与人相对跑带运动的方向相同 C.跑步机受到的摩擦力方向与人相对跑带运动的方向相同 D.增大人匀速跑动的速度，跑带受到的摩擦力增大 5.图甲为答题卡扫描仪，其内部结构简化图如图乙所示，扫描仪内部有一个滚轮放置在水平答题 卡上方。正常工作时滚轮对第一张答题卡的正压力为F,滚轮顺时针转动，只带动与之接触的 第一张答题卡进入扫描仪内部进行逐张扫描，直至所有答题卡扫描完毕。已知每张答题卡的质 量均为，滚轮与答题卡间的动摩擦因数恒为=0.8，各答题卡间的动摩擦因数：'的范围为 0.4≤：'≤0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。要使该扫描仪能一直正常工 作，正压力F的取值范围为 物理（二）第1页（共4页）】 3mg<F≤3mg 滚轮 第一张答题卡 B,mg<F≤2m9 C.mg<F≤3mg 1 D.mg<F≤2mg 6.如图所示，轻绳一端固定于天花板上的O点，另一端系于质量为m、质量分布均匀的三角板abc 的α点，水平拉力F作用于三角板的c点。当三角板静止时，轻绳与竖直方向间的夹角为30°。 已知重力加速度为g,下列说法正确的是 A轻绳的拉力大小和外方F的大小均为 B.三角板的重心位于轻绳的拉力和拉力F延长线交点的竖直线上 C.若保持轻绳的拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先增大 后减小 D.若保持外力F的方向不变，使轻绳绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选 对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图甲所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上的O点，作用在弹簧另一端A点的水平外力F(未画 出)变化时弹簧长度不断变化，取水平向左为正方向，外力F与弹簧长度的关系如图乙所示，弹 簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是 A.弹簧原长为5cm F/N 40 B.弹簧的劲度系数为400N/m 30 O3 51015 257cm C.l=10cm时，弹簧对墙壁的弹力方向水平向右 -40------------义 乙 D.l=10cm时，弹簧对墙壁的弹力大小为20N 8.摩擦力是一个被动力，会随外界条件的变化而变化，下列四种情况中关于摩擦力的说法正确 的是 WWwWw m M F 777777777777777777777 乙 丙 丁 A.图甲中木板由静止向左运动时，迎面驶来的木块所受摩擦力会发生突变 B.图乙中从将物块m轻轻放在逆时针运转的、较长倾斜传送带的顶端到从底端滑离的过程中， 所受摩擦力不会发生突变 C.图丙中静止在木板上的小物块在木板缓慢抬起且不发生滑动的过程中，所受摩擦力不变 D.图丁中压缩的轻弹簧连接物体m,在一个缓慢增大的力F拉动物体M向右运动的过程中，地 面对物体M的摩擦力不变 物理（二）第2页（共4页） 40分钟·R 班级 姓名 分数 题号 2 4 6 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的 密度为ρ，当地的重力加速度为g。实验过程如下： 0000 0 1cm( 1314 (1)将两根细绳分别系在弹簧两端，将其平放在较光滑的水平桌面上，让其中一个系绳点与刻度 尺零刻度线对齐，另一个系绳点对应的刻度如图甲所示，可得弹簧原长为 cm。 (2)将弹簧一端细绳系到墙上的挂钩处，另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后，系一 个空的小桶，使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行，如图乙所示。 (3)用带有刻度的杯子量取适量水，缓慢加到小桶里，待弹簧稳定后，测量两系绳点之间的弹簧 长度并记录数据。按此步骤操作6次。 (4)以小桶中水的体积V为横坐标，弹簧伸长量x为纵坐标，根据实验数据拟合成如图丙所示的 直线，其斜率为α。由此可得该弹簧的劲度系数为 。(用题中所给字母表示) (5)图丙中直线的截距为b,可得所用小桶的质量为 。(用题中所给字母表示) 10.(16分)如图所示，竖直轻弹簧的劲度系数k1=500N/m、水平轻弹簧的劲度系数k2= 250N/m,水平弹簧与重物B通过一根不可伸长的细线跨过光滑定滑轮连接，竖直弹簧上端连 接重物B,下端连接重物A,未施外力时系统静止。物体C静止在与水平弹簧等高的水平桌面 上，且物体C左端的挂钩Q与水平弹簧右端的挂钩P有一定的水平距离L。现施加外力缓慢 拉动水平弹簧右端的挂钩P,将挂钩P钩在物体C左端的挂钩Q上时，重物A恰好离地，物体 C恰好保持静止。已知重物A、B的质量均为=1kg,物体C的质量M=4kg,全程两弹簧离 定滑轮都很远，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2,两弹簧均始终在弹性 限度内，求： (1)水平距离L的长度； (2)物体C与水平桌面间的动摩擦因数。 A 物理（二）第3页（共4页） 11.(20分)如图所示，物体A、B叠放在倾角0=37°、质量M=10kg、固定在水平地面上的斜面C 上，并通过跨过光滑定滑轮的细线相连，细线与斜面平行。两物体的质量分别为mA=2kg,mB =1kg,B与斜面间的动摩擦因数以2=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g= 10m/s2,sin37°=0.6。 (1)若A、B间的动摩擦因数1=0.1，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平 行于斜面向下的拉力F,求此时拉力F的大小和斜面对地面的压力大小； (2)若A、B间的动摩擦因数未知，为使两物体一起静止在斜面上，A、B间的动摩擦因数41'应 满足什么条件？ C arrr 物理（二）第4页（共4页） 40分钟·R40分钟·R ·物理· 物理（二） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理论证能力Ⅲ.模型建构能力N.创新能力V.实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) T ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 重力与重心 易 0.85 2 单项选择题 6 爬杆运动时的受力分析、重心 分 0.70 单项选择题 6 弹簧弹力 中 0.70 4 单项选择题 6 跑步机上跑步时的摩擦力分析 中 0.65 扫描仪工作时答题卡的受力 5 单项选择题 6 中 0.60 分析 6 单项选择题 6 重心、三力平衡的分析 难 0.55 7 多项选择题 8 用F-1图像分析弹簧弹力 中 0.65 8 多项选择题 8 摩擦力的突变分析 难 0.55 9 非选择题 12 探究弹簧弹力与形变量的关系 中 0.70 10 非选择题 16 弹簧弹力与摩擦力的综合分析 0.65 非选择题 20 斜面上物体的受力分析 中 0.60 香考答案及解析 一、单项选择题 竖直杆沿水平方向的弹力就越大，这为增大最大静摩 1.C【解析】双圆锥体的重心在锥体中心轴的中间，A 擦力提供了条件，即手与杆间的弹力越大，最大静摩 项错误；虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从 擦力越大，而不是摩擦力越大，上升时人的重心升高， 侧面观察，锥体的重心其实是下移的，B项错误，C项 下降时人的重心下降，C项错误，D项正确。 正确；锥体放在轨道的最低处时，放手后它会向轨道 3.A【解析】设弹簧的原长为lo,则Fa=k△xad=2F 高处滚动，这是因为当锥体在轨道的最低处时，它的 =2k△x,所以△xa=2△x,即a、c之间的弹簧处于 重心在最高处：当锥体在轨道的最高处时，它的重心 压缩状态，c、d之间的弹簧处于拉伸状态，又由。 在最低处，D项错误。 2.D【解析】由于全程缓慢上升和下降，双手始终与竖 △x。=1和，十△=21，可得，=专4，A项正确。 直杆间没有相对滑动，故无论是上升还是下降，竖直 4.B【解析】人在跑步机上跑步时，鞋和跑步机间无相 方向上的重力与摩擦力相平衡，摩擦力都是向上的， 对滑动，故鞋受到的摩擦力是静摩擦力，A项错误；因 该同学与杆之间的摩擦力均是静摩擦力，A、B项错 鞋相对跑带有向左下滑动的趋势，故鞋受到的静摩擦 误：该同学的双手总是尽可能的将杆抓紧，这样手对 力与人相对跑带运动的方向相同，跑步机受到的摩擦 ·%5 ·物理· 参考答案及解析 力方向与人相对跑带运动的方向相反，B项正确，C (4)(4分) 项错误；增大人匀速跑动的速度，但加速度为零，故鞋 和跑带间的摩擦力不变，D项错误。 5)也(4分) 5.A【解析】要使扫描仪正常工作，每次只能带动第一 张答题卡移动，需满足滚轮对第一张答题卡的摩擦力 【解析】(1)该刻度尺的分度值为0.1cm,应估读到分 大于第一张答题卡与下方答题卡间的最大静摩擦力， 度值的后一位，故弹簧原长为13.14cm 即F>以'(F十mg),令以=0.5（取最大值保证所有 （4)由胡克定律可知mg士sV=kx,可得x=癸V+ 少的取值均成立)，解得F>号mg,同时第二张答题 ,斜率α=坚，解得劲度系数k=竖 卡不能动，需满足第一张答题卡给第二张答题卡的最 大滑动摩擦力小于等于第二张答题卡受到的最大静 (5)由(4)可如裁距6=受，可得所用小桶的质量m 摩擦力的最小值，即0.5(F十mg)≤0.4(F十2mg), =pb 解得F飞3m,综上可得号mg<F≤3mg,A项正确。 10.【解析】(1)未施外力时重物B向下压竖直弹簧，由 6.B【解析】三角板在重力mg、轻绳拉力T和水平拉 k1x1=ng可知 (2分) 力F作用下静止，由Tcos30°=mg和Tsin30°=F 对应的形变量x1=2cm (1分) 解得T=23 3mg,F=3 mg,A项错误；三角板在三 将挂钩P钩在挂钩Q上时重物A恰好离地，由k1x2 =mg可知 (2分) 力作用下平衡，此三力必交于一点或反向延长线交于 对应的形变量x2=2cm (1分) 一点，又重力的方向竖直向下，故重心一定位于过轻 将挂钩P钩在挂钩Q上时水平弹簧伸长，由k2x?= 绳的拉力和拉力F延长线交点的竖直线上，B项正 2mg可知 (2分) 确；若保持轻绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢 对应的形变量xg=8cm (1分) 转动，则外力F先减小后增大，C项错误；设轻绳与竖 则水平距离L=x1十x2十x=12cm (2分) 直方向间的夹角为α，若保持外力F的方向不变，使 (2)重物A恰好离地时，物体C恰好能静止在水平 轻绳绕O点逆时针缓慢转动，则α逐渐增大时，由 桌面上，其最大静摩擦力恰好与水平弹簧的弹力等 Tcos a=mg可知轻绳的拉力逐渐增大，D项错误。 大反向有f=k2x (1分) 二、多项选择题 对物体C由f=Mg (2分) 7.BD【解析】由图乙可知F=0时弹簧处于自然伸长 解得u=0.5 (2分) 状态，故原长6=15cm,A项错误；由胡克定律得k 11.【解析】(1)由于两物体均做匀速运动，对A受力分 =瓷=10NWm=00N/m,B项正 0-40 析有F十ag sin0=T+1 mag cos0 (2分) 对B受力分析有T=mng sin0十1 AgcOs0十 确；由图乙可知弹簧长度为10cm时，外力F方向向 (m4十mB）gcos日 (2分) 左，弹簧处于压缩状态，弹簧对墙壁的弹力方向水平 解得F=2N (2分) 向左，大小F=k(l。-l)=400×(0.15一0.10)N= 对A、B、C三者构成的整体，地面给斜面的支持力大 20N,C项错误，D项正确。 小N=Fsin0+(M+mA十a)g (2分) 8.AD【解析】图甲中木板静止时，迎面驶来的木块所 解得N=131.2N (2分) 受的摩擦力与其运动方向相反，之后木板向左运动， 由牛顿第三定律可知，斜面对地面的压力大小V'= 木块与木板的相对运动方向改变，故摩擦力会突变， N=131.2N (2分) A项正确；图乙中物块沿传送带下滑时，当物块速度 (2)对A、B受力分析可知，A有下滑的趋势，B有上 小于传送带速度时摩擦力沿传送带向下，当物块速度 滑的趋势 大于等于传送带速度时突变为沿传送带向上，B项错 对A受力分析有mag sin日=T十'min mag cOS8 误；图丙中在木板缓慢抬起且不发生滑动的过程中小 (3分) 物块所受的摩擦力增大，C项错误：图丁中对两物体 对B受力分析有T'=gsin日十1'mim4gcos8+ 整体受力分析，滑动后物体对地面的压力不变，故地 e（n4十z)gcos0 (3分) 面对物体M的摩擦力不变，D项正确。 解得A、B间动摩擦因数！'的最小值1'im= 三、非选择题 0.0375,即1'应大于等于0.0375 (2分) 9.(1)13.14(13.13~13.15,4分)