2022-2023学年高中物理第三章相互作用专题3.2弹力课时同步试题新人教版必修1

2022-2023学年高中物理第三章相互作用专题3.2弹力课时同步试题新人教版必修1 1（多选）一木块静放在水平地面上，下列说法中正确的是A地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变B地面受到向下的弹力，是因为木块发生了弹性形变C木块受到向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变D木块受到向上的弹力，是因为木块发生了弹性形变【答案】BC2（2018宁夏育才中学）关于弹力，下列表述正确的是A杯子放在桌面上，杯和桌均不发生形变B杯子放在桌面上，杯和桌之间没有弹力作用C在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的长度成正比D在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长（或缩短）量成正比【答案】D【解析】AB.杯子和桌面相互接触并相互挤压都发生了弹性形变，杯子和桌面之间有弹力作用，杯子放在桌面上，杯子对桌面的压力是由于杯子发生了形变，杯子由于要恢复形变，杯子就会对接触的物体产生力的作用，故AB错误；CD.根据胡克定律F=kx，可知，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，在弹性限度内的形变越大，产生的弹力也越大，故C错误，D正确。故选D。3（多选）下列关于弹力的说法不正确的是A只有弹簧才有可能施加弹力B物体对支持面压力方向总是竖直向下C轻杆的弹力方向总是沿着杆的直线上D绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向【答案】ABC【解析】A.发生弹性形变的物体都可以施加弹力，不一定是弹簧才有弹力，故A错误；B.物体对支持面压力方向总是垂直于接触面，故B错误；C.轻杆的弹力方向不一定沿着杆的方向，故C错误；D.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，故D正确；本题选错误的，故选：ABC。4（多选）（2018贵州省毕节市威宁县黑石中学）关于胡克定律，下列说法中正确的是A由Fkx可知，弹力F的大小与弹簧的长度x成正比B由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度形变量x成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小【答案】CD5如图所示，轻弹簧的两端各受20 N拉力的作用，弹簧平衡时伸长了5 cm（在弹性限度内），那么下列说法正确的是A弹簧所受的合力为40 NB该弹簧的劲度系数k=200 N/mC该弹簧的劲度系数k=400 N/mD根据公式k=F/x，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大【答案】C【解析】轻弹簧的两端各受20 N拉力F的作用，所以弹簧所受的合力为零，故A错误根据胡克定律F=kx得弹簧的劲度系数k=400 N/m，故B错误，C正确。弹簧的伸长与受的拉力成正比，弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，故D错误。6（2018广东仲元中学）一根原长10 cm的弹簧，挂上5 N的钩码时弹簧长度变为12 cm，当这根弹簧改挂上15 N的钩码时仍在弹性限度内，弹簧长度变为A6 cm B36 cm C12 cm D16 cm【答案】D【解析】由题F1=5 N，x1=2 cm，F2=15 N，根据胡克定律F=kx得F1：F2=x1：x2，代入解得x2=6 cm，所以弹簧此时的长度为10 cm+6 cm=16 cm，故选D。【点睛】本题考查胡克定律应用的基本能力，公式F=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度。7（多选）关于弹力，下列说法正确的是A静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力B压力、支持力、绳中的张力都属于弹力C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D弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同【答案】BCD8（2018山东省荣成市第六中学）把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中不正确的是A木块对桌面的压力是由于木块发生形变而产生的B木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球C木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力D木块保持静止是由于木块的重力与桌面对木块的支持力二力平衡【答案】B【解析】A、木块对桌面的压力是弹力，是由于木块发生形变对桌面产生的弹力，故A正确。B、木块放在水平桌面上保持静止，木块对桌面的压力大小等于木块受到的重力，但不能说木块对桌面的压力就是木块受到的重力，因为两者产生的原因、施力物体和受力物体等都不同，压力的施力物体是木块，故B错误。C、木块放在水平桌面上保持静止，由平衡条件和牛顿第三定律分析得知，木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力，故C正确。D、木块保持静止是由于桌面对木块的支持力与木块受到的重力二力平衡，故D正确。本题选错误的，故选B。【点睛】本题考查对压力与重力区别的理解。物体放在水平上时，物体对水平面的压力大小才等于物体的重力，若物体放在斜面上或斜向的拉力，压力与重力并不等。9如图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象。根据图象判断，错误的结论是A弹簧的劲度系数为1 N/mB弹簧的劲度系数为100 N/mC弹簧的原长为6 cmD弹簧伸长0.02 m时，弹力的大小为2 N【答案】A10如图所示为一轻质弹簧的长度l与弹力F大小的关系图象，弹簧始终处于弹性限度内。则弹簧的劲度系数为A1102 N/m B2102 N/m C66.7 N/m D50 N/m【答案】B【解析】当弹力时，弹簧处于原长，则弹簧的原长为：；由图知，当弹簧的长度时，弹力N，此时弹簧的压缩量为，根据胡克定律得：，故选：B。【点睛】在应用胡克定律时，要注意公式F=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度。11（2018浙江省宁波市北仑中学）在一轻质弹簧下端悬挂几个相同的钩码，待静止后，弹簧的总长度是30 cm。现轻轻取下一个钩码，弹簧的长度是25 cm。若再去掉两个钩码，则此过程中弹簧缩短了A25 cm B20 cm C15 cm D10 cm【答案】D【点睛】弹簧的弹力与形变量的关系遵守胡克定律，公式F=kx中，x是弹簧伸长的或压缩的长度，不是弹簧的长度。12一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为A BC D【答案】C【解析】根据弹簧受F1、F2两个力的作用时的弹簧的长度，分别由胡克定律列出方程联立求解即可。由胡克定律得，式中x为形变量，设弹簧原长为l0，则有，联立方程组可以解得k=，C正确。【名师点睛】在利用胡克定律计算时，一定要注意式中x为弹簧的形变量，不是弹簧的长度，这是同学常出差的一个地方。13（2018四川省攀枝花市）如图所示，放在光滑地面上的轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小为F的拉力时，弹簧的长度为L1；当在弹簧两端施加大小为F的压力时，弹簧的长度为L2。则该弹簧的劲度系数为A B C D【答案】B14静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是A细线对它一定有拉力作用B细线可能对它没有拉力作用C斜面对它可能有支持力作用D斜面对它一定有支持力作用【答案】A【解析】小球静止时合力为零，先分析小球肯定受到的力：重力和细线的拉力，再用假设法分析斜面对球有无支持力。若细线对小球没有拉力作用，则小球受到重力和斜面的支持力，二力合力不为零，不能保持静止状态，故细线对小球一定有拉力作用，A正确B错误；若斜面对小球有支持力作用，则小球受到竖直向下的重力，绳子的拉力，和垂直斜面的支持力，小球的合力不为零，不能保持静止状态，故斜面对小球没有力的作用，CD错误。15（2018江西省抚州市临川区第一中学）如图所示，两根轻弹簧AC和BD，它们的劲度系数分别为k1和k2，它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上，A、B端分别固定在支架和正下方地面上，当物体m静止时，上方的弹簧处于原长；若将物体的质量变为3m仍在弹簧的弹性限度内，当物体再次静止时，其相对第一次静止时位置下降了A B C D【答案】B【点睛】本题由胡克定律和平衡条件分别研究两种情况下弹簧的压缩量，要抓住第二情况下，两弹簧形变量与物体下降高度相等进行列式。16如图所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5 N，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度45 N若要指针正对刻度20 N，应悬挂的重物是A40 NB30 NC20 ND不知弹簧的劲度系数，无法计算【答案】B【解析】因为弹簧的形变量和其受到的作用力成正比，故，解得F=30 N，故B正确。17如图所示，倾角为30、重为80 N的斜面体静止在水平地面上，一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，轻杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是A轻杆对小球的作用力沿轻杆向上，大于2 NB地面对斜面体的支持力为80 NC小球对轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下D轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上【答案】C18如图1所示，所有的球都是相同的，且形状规则，质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在另一个大的光滑球壳内部并相互接触，丁球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图2所示。关于这四个球的受力情况，下列说法正确的是A甲球受到两个弹力的作用B乙球受到两个弹力的作用C丙球受到两个弹力的作用D丁球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向【答案】C【解析】对甲乙丙三球运用假设法和平衡法，假设甲球受斜面的弹力则甲球就不能平衡了，假设乙球受右面球的弹力，乙球将向左运动，假设丙球不受由侧球的弹力则丙球将向右下方滚动，故A，B均错C正确；弹力的方向垂直于接触面故D错。19如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA=3 N，GB=4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是A3 N和4 N B5 N和6 NC1 N和2 N D5 N和2 N【答案】D20（2018浙江省桐乡市凤鸣高级中学）在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示。根据图象回答以下问题。（1）弹簧的原长为_ m。（2）弹簧的劲度系数为_N/m。（3）分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_。【答案】（1）0.1 （2）50 （3）【解析】（1）根据平衡条件所持钩码的重力G等于弹簧的拉力，根据胡克定律可知：F=k（ll0），由此可知横轴截距为l0，故由图象可知l0=10 cm=0.1 m；（2）当所持钩码的重力G为0时，弹簧的拉力也为0，此时弹簧长度即为原长，所以弹簧的原长为10 cm，根据F=k（ll0）可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出，劲度系数为k=50 N/m；（3）根据平衡条件所持钩码的重力G等于弹簧的拉力即。21为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_。甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：_N/m、_N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_（填“甲”或“乙”）。【答案】超过了弹簧的弹性限度 66.7 200 甲22（2018云南省昭通市五校联考）如图甲，在研究弹力和弹簧伸长的关系时，把弹簧上端固定在横梁上，下端悬吊不同重力的砝码，用刻度尺测量弹簧的长度，把弹簧的伸长x和弹簧受力F的关系在Fx坐标系中描点如图乙所示。（1）从坐标系中的实验数据可知，该弹簧的劲度系数是_（精确到2位有效数字）。（2）关于实验注意事项，以下哪项是没有必要的？（填入字母序号）_A悬吊砝码后，在砝码静止后再读数B尽量减小弹簧和横梁之间的摩擦C弹簧的受力不超过它的弹性限度【答案】（1）1.2102 N/m或1.3102 N/m （2）B【解析】（1）在图象中，图象的斜率大小等于弹簧的劲度系数，根据题意图象如下所示：该图象斜率为；【点睛】在图象中，图象的斜率大小与弹簧的劲度系数相等，由此可求出该弹簧的劲度系数；实验的注意事项要根据实验原理进行，要有利于减小实验误差，要便于实验操作。23在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系中，请作出FL图线。（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0=_cm，劲度系数k=_N/m。（3）试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）_。（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较：优点在于：_。缺点在于：_。【答案】（1）（2）5 20（3）（4）避免弹簧自身所受重力对实验的影响 （6）弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差【解析】（1）根据描点法可得如图所示（2）当F=0时，弹簧的长度即为原长，L0=5 cm，图像的斜率表示劲度系数，故（3）记录数据的表格如下表：（4）优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。24某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如表所示。（1）根据表中数据在图中作出Fx图象；（2）由此图线可得，该弹簧劲度系数k=_N/m；（结果保留2位有效数字）（3）图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是_。【答案】（1）如图所示 （2）50 （3）图线与x轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，其数值大于弹簧原长，因为弹簧自身重力的影响【解析】（1）描点作图，如图所示。（2）图象的斜率表示劲度系数，故有：。（3）图线与x轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，其数值大于弹簧原长，因为弹簧自身重力的影响。【点睛】通过描点法作图即可；根据胡克定律可得：即斜率表示劲度系数；弹簧自身有重力会导致弹簧竖直放置时长度变长。25（1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是_。A弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度B用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等（2）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把（LL0）作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的_。【答案】（1）B （2）C（2）A、实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F（即所挂重物的重力大小），由F=kx可知，图象过原点，故A错误；B、图中当x=0时，弹簧有弹力，故B错误；C、当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量，但此时所挂重物的重力为0 N（即：F=0 N），故C正确；D、因为在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与其所受的拉力成正比，图象应为直线，故D错误。故选C。【点睛】在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中，弹簧的弹力与行变量的关系满足F=kx，其中k由弹簧本身决定；利用实验操作过程的注意事项分析即可；由FL图象的意义，斜率表示弹簧的劲度系数，根据胡克定律及弹簧自身质量的影响可得出对应的图象。26（2018四川省双流中学）在探究弹簧伸长量与弹力的关系时，某同学先按左图对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和原长与甲相等的弹算乙并联起来按右图进行探究。在弹簧弹性限度内，将质量为m=50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得左右图中弹簧的长度L1、L2如下表所示。（1）已知重力加速度g=9.8 m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k=_N/m（结果保留两位有效数字）。（2）由表中数据_（填“能”或“不能”）计算出弹簧乙的劲度系数。【答案】（1）49 （2）能27通过“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长（或压缩）量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同。已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为L0和L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1k2k3乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1k2k2k3（1）为了验证猜想，可以通过实验来完成。实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有_。（2）简要写出实验步骤_。（3）如图是实验得到的图线，根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？_【答案】（1）刻度尺、已知质量且质量相等的钩码（或弹簧测力计） （2）实验步骤：a将弹簧B悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度LB；b在弹簧B的下端挂上钩码，记下钩码的个数（如n个），并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c由Fmg计算弹簧的弹力；由xL1LB计算出弹簧的伸长量。由k计算弹簧的劲度系数；d改变钩码的个数，重复实验步骤b、c，并求出弹簧B的劲度系数k2的平均值；e按实验步骤a、b、c、d求出弹簧C的劲度系数k3的平均值；f比较k1、k2、k3得到结论 （3）从同一根弹簧上截下的几段，越短的劲度系数越大（或越长的劲度系数越小）出弹簧B的劲度系数的平均值；e按实验步骤a、b、c、d求出弹簧C的劲度系数的平均值；f比较得到结论。（3）Fx图线的斜率表示劲度系数，由图线得出结论：同一根弹簧上截下的几段，越短弹簧劲度系数越大。【点睛】由F=kx，求出相应的劲度系数，根据实验原理选择器材，需测量长度，故用到刻度尺，设计合理的步骤。28（2018内蒙古自治区杭锦后旗奋斗中学）在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测量弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度线处，弹簧的右端带有指针。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，分别记录指针所指刻度尺的刻度，所得数据如下。钩码个数（个）01234刻度尺的刻度x/cm10.8012.1513.4616.14（1）当在弹簧下端挂上3个钩码时，指针所示位置如图所示（单位：cm），请将上表补充完整。（2）已知实验所用单个钩码的质量为100 g，当地的重力加速度为9.8 m/s2，则该弹簧的劲度系数为_N/m。（结果保留三位有效数字）（3）用20分度的游标卡尺测量某物体长度如图所示，可知其长度为_mm。【答案】（1）14.80 （2）73.4 （3）50.1529某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：如左上图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结）；将制图板竖直固定在铁架台上。将质量为m=100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋端点的位置；逐步增大水平力，重复5次.取下制图板，量出、.各点到O的距离、.；量出各次橡皮筋与之间的夹角、.在坐标纸上做出的图象如右上图所示。完成下列填空：（1）已知重力加速度为g，当橡皮筋与O间的夹角为时，橡皮筋所受的拉力大小为_（用g、m、a表示）。（2）取g=10 m/s，由右上图可得橡皮筋的劲度系数k=_N/m，橡皮筋的原长l0=_m。（结果保留2位有效数字）【答案】（1） （2）1.010 0.2130有两根相同的轻弹簧a和b，劲度系数均为k，现将它们按如图甲所示连接，下挂质量均为m的两个小物体，此时两根轻弹簧总长为l。若将两个物体按图乙所示方法挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总长为多少？【答案】【解析】设轻弹簧的原长为l0，则根据胡克定律可得，按题图甲所示连接时，两轻弹簧的伸长量为，所以有按题图乙所示连接时，两轻弹簧的伸长量分别为，两根轻弹簧总长为：31（2018辽宁省辽阳市）一同学在实验室尝试修复一个坏的量程为的弹簧秤，在更换了内部的弹簧后该同学进行了如下测试，不挂重物时，示数为；挂的重物时，示数为（弹簧仍在弹性限度内）。（1）当示数为时所挂重物所受的重力是多少?（2）当所挂重物为时，示数是多少?【答案】（1） （2）【点睛】更换弹簧后，虽然刻度不能再用，但是弹力F=kx，即弹力仍然与形变量成正比，可根据比例关系求解物体所受的重力。