教科版(2024版)高中物理必修1 同步测试
3.2 弹 力
1.在图中,a、b表面均光滑,天花板和地面均水平。a、b之间一定有弹力的是( )
2.如图,长方体木块搁在光滑方形槽中,则长方体木块除重力外还受到弹力的个数是 ( ) A.1个 C.3个
B.2个 D.4个
3.如图所示,下列四个图中,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球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。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.丁球受到两个弹力的作用
4.如图,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则关于小球的受力情况,下列分析正确的是 ( )
A.小球只受重力、绳的拉力作用 B.小球只受重力、斜面的弹力作用 C.小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用
D.小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用
5.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是 ( )
A.F1=F2=F3
B.F1=F2
D.F3>F1>F2
6．如图所示，是我国极地考察的破冰船——“雪龙号”．为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度．则船体对冰块的弹力示意图正确的是( )
7．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )
A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
FB．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量成反比
xC．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 8.如图所示,四根完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
弹簧质量不计,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 ( )
A.L2>L1 B.L4>L3 C.L1>L3 D.L2=L4
9.S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体,ma>mb,将弹簧与物块按如图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最短,则应使 ( ) A.S1在上,a在上 C.S2在上,a在上
B.S1在上,b在上 D.S2在上,b在上
10. 如图所示是磁悬浮地球仪,地球仪依靠它与底座之间的磁力悬浮在底座的正上方保持静止。已知地球仪的质量为m,底座的质量为M,则底座对水平地面的作用力大小为 ( ) A.0 C.Mg
B.mg D.（m+M）g
11. 如图所示,在天花板上悬挂一轻质弹簧,当在弹簧下端挂上质量m1=0.5 kg的重物时,弹簧的长度L1=22 cm;当在弹簧下端挂上质量m2=0.75 kg的重物时,弹簧的长度L2=23 cm。已知弹簧始终在弹性限度内,取g=10 m/s2,求该弹簧的劲度系数k。
12.如图所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图线,试由图线确定: (1)弹簧的原长。 (2)弹簧的劲度系数。
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小。
参考答案：
1.【解析】选B。弹力的有无通常利用假设法判断,选项A中没有弹力作用,A错;选项B中两小球相互挤压有弹力作用,B对;选项C中,拿走物体b,a的运动状态不变,选项D中拿走斜面,小球b的运动状态不变,都没有弹力作用,C、D错;故选B。
2.【解析】选C。长方体木块搁在光滑方形槽中,与槽接触的地方有三处,并且都有相互作用,故长方体木块除重力外还受到弹力的个数是3个,故选项C正确。
3.【解析】选C。甲球竖直方向上,受重力和水平面的弹力,斜面对甲球无弹力,故A错误;乙球竖直方向上,受重力和水平面的弹力,乙与另一球之间无弹力,B错误;丙球受右侧球和球壳的两个弹力作用,故C正确;丁球受竖直细线的拉力,倾斜细线的拉力为零,D错误。 4.【解析】选D。地面附近物体一定受重力,故小球一定受重力;细绳拉紧,说明细绳对小球有拉力,且拉力方向沿绳子方向向上;假设小球不受斜面的弹力,则小球不可能处于平衡状态,故小球一定受斜面的弹力;故小球受重力、绳的拉力以及斜面的弹力作用,故D正确,A、B、C错误。
5.【解析】选A。对小球受力分析,左边装置中下面小球受到重力mg和弹簧的弹力F1作用,根据平衡条件可知,F1=mg;其他两个装置中弹簧上弹力等于细线上拉力,对小球受力分析,据平衡条件可知细线上的拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。因此,F1=F2=F3=mg,A正确,其他选项均错误。
6.【解析】选C. 船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误．
7.【解析】选ACD.在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F＝kx，A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力F及形变量x无关，B错误，C正确；由胡克定律得k＝，可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k相等，D正确．
Fx8.【解析】选D。弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定。由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故D正确。
9.【解析】选A。根据胡克定律确定弹簧伸长量的大小。要使两根弹簧的总长度最短,则应使两弹簧的总伸长量最小。两物体的总重力要由上弹簧承担,故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧,即弹簧S1在上,下弹簧要承担下面物体的重力,则为了使弹簧的形变量小,则应使物体重力小的在下面,即b物体在下面,而a物体在上面。综上所述,A正确。
10.【解析】选D。地球仪和底座受到重力与地面对底座向上的作用力,根据平衡条件,得地面对底座向上作用力为:F=(m小为:F′=F=(m
+M)g,由牛顿第三定律,知底座对水平地面的作用力大
+M)g,故选项D正确。
11.【解析】设弹簧的自然长度为L0,由胡克定律可得:F1=k(L1-L0) F2=k(L2-L0) 由题意:F1=m1g=0.5×10 N=5 N;
F2=m2g=0.75×10 N=7.5 N 代入数据得:k=250 N/m 答案:250 N/m
12.【解析】(1)图线和横轴的交点表示弹力为零,即F=0时,表示弹簧处于原长,所以原长为10 cm。
(2)纵坐标为10 N时对应的两个点,弹簧的长度分别为5 cm和15 cm。根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到k=200 N/m。
(3)当弹簧长度为0.20 m时,表示弹簧的伸长量为10 cm,再根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到F=20 N。
答案:(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
教科版(2024版)高中物理必修第一册第三章第2节弹 力同步测试
