3.1 重力与弹力 分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册同步备课系列【提升题】

3.1 重力与弹力 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【提升题】——解析版 目录 【A组同步训练】 1 一、重力与重心 1 二、形变与弹力 3 三、胡克定律 4 【B组难点突破】 5 【C组综合拓展】 8 【A组同步训练】 一、重力与重心 （多选）1．（2025高一上·吉林期中）下列关于重力和重心的说法正确的是（　　） A．重力就是地球对物体的吸引力，因此重力的方向指向地心 B．质量分布均匀、形状规则的物体，其重心不一定在物体上 C．在同一地点，物体的质量越大，其所受的重力就越大 D．一个物体的重心处可能不受重力的作用 【答案】B,C,D 【解析】A．重力是地球对物体的吸引力的一部分，根据引力的分解可知重力的方向不一定指向地心，故A错误； B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心的位置，根据重心的分布可知物体的重心不一定在物体上，比如圆环，故B正确； C．在同一地点，物体的质量越大，根据重力G=mg可知物体所受的重力就越大，故C正确； D．重心为物体所有重力的等效作用点，一个物体的重心不一定在物体上，故重心不一定受到重力的作用，故D正确。 故选BCD。 2．（2025高一上·保定月考）如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，关于装水后的尖底瓶，下列说法正确的是（　　） A．瓶所受的重力就是瓶对支架的压力 B．装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高 C．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 D．瓶的重心一定在瓶身上 【答案】C 【解析】A．重力是地球对瓶的引力，瓶对支架的压力是弹力，二者是不同性质的力，不是同一个力，故A错误； B．装水时，瓶的重心先随水量增加而降低（水填充下部，重心下移），水量过多后重心会升高（水的重心上移），并非一直升高，故B错误； C．根据重心的定义，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点，故C正确； D．装水后的尖底瓶，其重心位置与装入水的多少有关，不一定在瓶身上，也有可能在瓶子内部某处，故D错误。 故答案为：C。 3．（2025高一上·江门期末）在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　） A．在定义速度这个概念时，采用了控制变量法 B．研究地球的公转时将地球看做质点这里用到了理想化模型法 C．在定义重心这个概念时，用到了等效替代法 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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 【答案】A 【解析】对于常用的物理研究方法，如微元法、等效替代法、理想化模型法等等，要在理解的基础上掌握，并要注意科学方法的应用。A．在定义速度这个概念时，采用了比值法，故 A错误，符合题意； B．研究地球的公转时将地球看做质点这里用到了理想化模型法，故B正确，不符合题意； C．在定义重心这个概念时，用到了等效替代法，故C正确，不符合题意； D．由物理学的研究方法可知，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，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各段的位移相加，这里采用了微元法，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、形变与弹力 4．（2025高一上·吉林期中）如图所示，勤劳的少数民族妇女用头顶拎包走在山路上，拎包对头有压力的直接原因为（　　） A．拎包受到重力作用 B．头对拎包有作用力 C．头发生了形变 D．拎包发生了形变 【答案】D 【解析】由于弹力为施力物体发生弹性形变对所接触的受力物体产生弹力的作用，根据弹力的产生可知头顶受到的压力是由于拎包产生形变，对与之接触的头产生力的作用，故选D。 5．（2026高一下·番禺期中）下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B．乙图，竖直细线悬挂的小球，静止在光滑的斜面上，受到垂直斜面向上的支持力 C．丙图，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力 D．丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 【答案】C 【解析】本题考查了弹力的相关知识，掌握弹力产生的条件是解决此类问题的关键；同时还要知道只有相互接触的物体发生弹性形变时才会产生弹力的作用。A．弹力必须要接触，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，如果受到斜面的支持力，不会处于平衡状态，因此不受斜面的支持力，故B错误； 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，由平衡条件可知，受到竖直向上的弹力，故D错误。 故选C。 三、胡克定律 6．（2025高一上·广东月考）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系如图所示，下列表述正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比 C．弹簧a的原长比弹簧b的原长大 D．a与b两条图线反向延长线必定交于F负半轴上同一点 【答案】A 【解析】根据胡克定律： A：图像的斜率表示劲度系数，由图可知弹簧的图线斜率更大，故的劲度系数比大，A正确。 B：图像不过原点，说明弹力与弹簧长度不成正比，B错误。 C：图像与横轴的交点为弹簧原长，弹簧的原长小于弹簧的原长，C错误。 D：反向延长线与负半轴的交点为，因、的和均不同，故交点不同，D错误。 故答案为：A。 7．（2025高一上·越秀期末）弹簧拉力器中有5根相同的弹簧，某同学发现装满5根弹簧太难拉伸，于是他拆掉了2根。当他左右两手均用240N的力拉拉力器（未超出弹性限度）时，弹簧伸长了40cm。则下列说法正确的是（　　） A．单根弹簧的劲度系数为200N/m B．若双手的拉力减小，则弹簧的劲度系数减小 C．若拉力器一端固定，另一端施加240N的拉力，弹簧伸长量为20cm D．若拉力器装满5根弹簧，左右两手仍用240N的拉力，拉力器应伸长30cm 【答案】A 【解析】弹簧的弹力与形变量之间的关系遵守胡克定律，在公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度，即是弹簧的形变量，不是弹簧的长度。A．弹簧拉力器受到的拉力为240N，共3根弹簧，则每根弹簧受到的拉力F=80N，弹簧伸长量为x=40cm=0.4m 根据胡克定律F=kx 得k=200N/m 故A正确； B．弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，与拉力大小无关，所以若双手的拉力减小，则弹簧的劲度系数不变，故B错误； C．若拉力器一端固定，另一端施加240N的拉力，与左右两手均用240N的力拉拉力器效果相同，弹簧伸长量为40cm，故C错误； D．若拉力器装满5根弹簧，左右两手仍用240N的拉力，每根弹簧受到的拉力F'=48N，弹簧伸长量为 故D错误。 故选A。 【B组难点突破】 8．（2025高一上·白云期中）下列说法正确的是（　　） A．密度均匀的球体的重心在球心 B．两个相互接触的物体间，一定有弹力的存在 C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小 D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比 【答案】A 【解析】A．密度分布均匀的几何规则物体，其重心在它的几何中心，A符合题意； B．产生弹力要有两个必要条件，一是要接触，一是要发生弹性形变。B不符合题意； C．地球表面的重力加速度随纬度的增加而增加，其中两极最大，赤道最小，C不符合题意； D．在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，而不是弹簧的长度，D不符合题意。 故答案为：A。 9．（2025高一上·衢州期中）如图甲所示，质量均为m的物体A和B用一个轻质弹簧连接，竖直放置在水平地面上，最初系统静止。现用竖直向上的力缓慢拉木块A直到木块B刚好离开地面，测得木块B对地面的压力N相对应两木块之间的距离L，作出图像如图乙，下列说法正确的是（　　） A．图像中的数值等于mg B．图像中 C．弹簧的劲度系数为 D．弹簧的劲度系数为 【答案】C 【解析】设弹簧的原长为L0，开始时弹力，木块B对地面的压力为GA+GB，弹簧恢复原长前对B受力分析得，弹簧恢复原长后 A．图象中N0是开始时的力，等于A、B的重力的和，即2mg，故A错误； B．由题意可知，L1对应着开始系统处于静止时两物体间的距离，L2表示B刚好离开地面时两物体间的距离，则，两者并不一定是2倍关系，故B错误； CD．由上面的分析知图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，，故C正确，D错误； 故选C。 10．（2025高一上·姑苏月考）如图所示，底端置于粗糙水平地面上的杆，其顶端被一根细线用手拉住，杆处于静止状态，细线水平。下列说法正确的是（　　） A．杆对细线的弹力方向为水平向右 B．细线对杆的弹力方向垂直杆向左 C．杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的 D．地面受到杆的弹力沿杆向左下方 【答案】A 【解析】AB．由于弹力的方向为物体恢复形变的方向，则可以得出绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。细线水平，可知细线对杆的作用力方向水平向左，根据牛顿第三定律可以得出杆对细线的弹力方向为水平向右，故A正确，B错误； C．杆受到地面的弹力，弹力是由接触物体形变所产生，所以杆受到地面的弹力的施力物体是地面，是由于地面发生形变产生的，故C错误； Ｄ．由于弹力方向垂直于接触面指向受力物体，则杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上，所以地面受到杆的弹力垂直于地面向下，故D错误。 故选A。 （多选）11．（2025高一上·清远期中）出门戴口罩是一种良好的习惯，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，在弹性绳下端悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为20cm，如图所示。当悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为24cm，悬挂一块橡皮时，弹性绳的长度为18cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内，不计弹性绳受到的重力，则（　　） A．弹性绳的原长为16cm B．弹性绳的劲度系数为12.5N/m C．该橡皮的质量约为钢笔质量的 D．将上述一支钢笔和一块橡皮挂在弹性绳下端，弹性绳长22cm 【答案】A,C,D 【解析】本题考查胡克定律的基本应用，关键要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度，不是弹簧的长度，其中长度的单位应该是米，要注意单位换算。ABC．设弹性绳原长为L0，劲度系数为k，钢笔重力为G1，橡皮的重力为G2，由胡克定律可知 联立解得 ， 根据已知条件无法计算k，故AC正确，B错误； D．将一块橡皮和一支钢笔一起挂在弹性绳下端时，由胡克定律可知 解得 故D正确。 故选ACD。 【C组综合拓展】 12．（2025高一上·天河期中）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，得到弹力与弹簧长度的图像如图2所示。则　 　弹簧的原长更长，　 　弹簧（选填“a”或“b”）的劲度系数更大。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选　 　弹簧（选填“a”或“b”）。实验中若未考虑弹簧自身的重力，对弹簧劲度系数的测量结果　 　（选填“有影响”或“无影响”）。 【答案】b；a；b；无影响 【解析】已知弹力与弹簧长度的图像，根据胡克定律可得 即图线的斜率表示弹簧的劲度系数，横截距表示弹簧的原长，由于a的图像斜率大于b的图像斜率，所以可知a弹簧的劲度系数较大，由于b的横截距比较大所以b弹簧的原长更长； 若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，当单位长度的弹力大小比较小，所以应选劲度系数较小的弹簧，故选弹簧b； 实验中若未考虑弹簧自身的重力，弹簧本身的重力对劲度系数没有影响，对图线的斜率没有影响，所以对弹簧劲度系数的测量结果无影响。 13．（2025高一上·南充期末）某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧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L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 （1）由图乙，弹簧自由下垂时的长度　 　，弹簧的劲度系数　 　； （2）图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧　 　（选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 【答案】（1）10；50 （2）a 【解析】（1）根据胡克定律有 可知图像的横轴截距为弹簧原长，则有 图像的斜率为劲度系数，则有 故答案为：10；50 （2）根据胡克定律有 可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图丙可知，弹簧a劲度系数小于弹簧b的劲度系数，故用弹簧a来制作弹簧秤，可以满足当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高。 故答案为：a 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 重力与弹力 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【提升题】——原卷版 目录 【A组同步训练】 1 一、重力与重心 1 二、形变与弹力 2 三、胡克定律 3 【B组难点突破】 3 【C组综合拓展】 5 【A组同步训练】 一、重力与重心 （多选）1．（2025高一上·吉林期中）下列关于重力和重心的说法正确的是（　　） A．重力就是地球对物体的吸引力，因此重力的方向指向地心 B．质量分布均匀、形状规则的物体，其重心不一定在物体上 C．在同一地点，物体的质量越大，其所受的重力就越大 D．一个物体的重心处可能不受重力的作用 2．（2025高一上·保定月考）如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，关于装水后的尖底瓶，下列说法正确的是（　　） A．瓶所受的重力就是瓶对支架的压力 B．装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高 C．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 D．瓶的重心一定在瓶身上 3．（2025高一上·江门期末）在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　） A．在定义速度这个概念时，采用了控制变量法 B．研究地球的公转时将地球看做质点这里用到了理想化模型法 C．在定义重心这个概念时，用到了等效替代法 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，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 二、形变与弹力 4．（2025高一上·吉林期中）如图所示，勤劳的少数民族妇女用头顶拎包走在山路上，拎包对头有压力的直接原因为（　　） A．拎包受到重力作用 B．头对拎包有作用力 C．头发生了形变 D．拎包发生了形变 5．（2026高一下·番禺期中）下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　） A．甲图，反弹出去的排球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力 B．乙图，竖直细线悬挂的小球，静止在光滑的斜面上，受到垂直斜面向上的支持力 C．丙图，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力 D．丁图，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力 三、胡克定律 6．（2025高一上·广东月考）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系如图所示，下列表述正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比 C．弹簧a的原长比弹簧b的原长大 D．a与b两条图线反向延长线必定交于F负半轴上同一点 7．（2025高一上·越秀期末）弹簧拉力器中有5根相同的弹簧，某同学发现装满5根弹簧太难拉伸，于是他拆掉了2根。当他左右两手均用240N的力拉拉力器（未超出弹性限度）时，弹簧伸长了40cm。则下列说法正确的是（　　） A．单根弹簧的劲度系数为200N/m B．若双手的拉力减小，则弹簧的劲度系数减小 C．若拉力器一端固定，另一端施加240N的拉力，弹簧伸长量为20cm D．若拉力器装满5根弹簧，左右两手仍用240N的拉力，拉力器应伸长30cm 【B组难点突破】 8．（2025高一上·白云期中）下列说法正确的是（　　） A．密度均匀的球体的重心在球心 B．两个相互接触的物体间，一定有弹力的存在 C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小 D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比 9．（2025高一上·衢州期中）如图甲所示，质量均为m的物体A和B用一个轻质弹簧连接，竖直放置在水平地面上，最初系统静止。现用竖直向上的力缓慢拉木块A直到木块B刚好离开地面，测得木块B对地面的压力N相对应两木块之间的距离L，作出图像如图乙，下列说法正确的是（　　） A．图像中的数值等于mg B．图像中 C．弹簧的劲度系数为 D．弹簧的劲度系数为 10．（2025高一上·姑苏月考）如图所示，底端置于粗糙水平地面上的杆，其顶端被一根细线用手拉住，杆处于静止状态，细线水平。下列说法正确的是（　　） A．杆对细线的弹力方向为水平向右 B．细线对杆的弹力方向垂直杆向左 C．杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的 D．地面受到杆的弹力沿杆向左下方 （多选）11．（2025高一上·清远期中）出门戴口罩是一种良好的习惯，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，在弹性绳下端悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为20cm，如图所示。当悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为24cm，悬挂一块橡皮时，弹性绳的长度为18cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内，不计弹性绳受到的重力，则（　　） A．弹性绳的原长为16cm B．弹性绳的劲度系数为12.5N/m C．该橡皮的质量约为钢笔质量的 D．将上述一支钢笔和一块橡皮挂在弹性绳下端，弹性绳长22cm 【C组综合拓展】 12．（2025高一上·天河期中）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，得到弹力与弹簧长度的图像如图2所示。则　 　弹簧的原长更长，　 　弹簧（选填“a”或“b”）的劲度系数更大。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选　 　弹簧（选填“a”或“b”）。实验中若未考虑弹簧自身的重力，对弹簧劲度系数的测量结果　 　（选填“有影响”或“无影响”）。 13．（2025高一上·南充期末）某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧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L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 （1）由图乙，弹簧自由下垂时的长度　 　，弹簧的劲度系数　 　； （2）图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧　 　（选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $