2024-2025高一物理第01讲 重力与弹力(分层练习)解析版

第01讲重力与弹力
1．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，下面说法正确的是（）
A．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点
B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置逐渐升高
C．瓶的重心可能在瓶口
D．瓶的重心一定在瓶底
【答案】A
【详解】A．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A正确；
B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置先降低再逐渐升高，故B错误；
CD．瓶的重心一定在瓶口的下方，在瓶底的上方，故CD错误；
故选A。

2．在2022年卡塔尔世界杯半决赛的比赛中，阿根廷队以3：0完胜克罗地亚队，挺进决赛。

在该场比赛中，阿根廷队的球星梅西发挥出色，打进一粒点球，并助攻一球。

梅西打进自己5届世界杯的第11粒进球，超越托马斯·穆勒成为现役球员第一人，同时超越打进10球的巴蒂斯图塔，成为阿根廷世界杯射手榜上历史第一人。

梅西把足球踢向空中，不计空气阻力，图中能正确表示空中足球受力示意图的是（G表示重力，F 表示脚对球的作用力）（）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由于不计空气阻力，则足球在空中只受到重力作用。

故选B。

3．下面对教材中的插图理解正确的是（）
A．甲图中重力的施力物体是斜面
B．甲图中重力的分力2F就是压力
C．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面粗糙程度
D．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面微小形变
【答案】D
【详解】A．甲图中重力的施力物体是地球，故A错误；
B．甲图中物块重力的分力2F大小等于物块对斜面的压力，但2F和压力比较，施力物体和受力物体不同，性质不同，则这两个力不同，故B错误；
CD．图乙中所示的实验是用来观察桌面微小形变，其利用了光线照射后将形变“放大”，采用了放大的思想，故C错误，D正确。

故选D。

4．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。

下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】A．A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右；斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，故A正确；
B．F2方向不对，应通过球心，故B错误；
C．F1方向应垂直于墙壁向右，故C错误；
D ．A 球只受到水平面的弹力F 1，右侧的球对A 没有弹力，否则A 球将向左运动，与实际情况不符，故D 错误。

故选A 。

5．如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。

当在弹簧两端施加大小均为20N 的拉力时，弹簧的长度为30cm ；当在弹簧两端施加大小均为10N 的压力时，弹簧的长度为15cm 。

弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（ ）
A ．66.7N/m
B ．200N/m
C ．300N/m
D ．400N/m
【答案】B
【详解】令弹簧原长为0L ，当在弹簧两端施加大小均为20N 的拉力时，根据胡克定律有
()110F k L L =-
当在弹簧两端施加大小均为10N 的压力时，根据胡克定律有
()202F k L L =-
结合题中数据解得
k =200N/m
故选B 。

6．如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（ ）
A ．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点
B ．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力
C ．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力
D ．相较于正常行驶，特技表演时地面的弹力更大
【答案】B
【详解】A．研究汽车车轮转动的时候，汽车的大小不能忽略不计，不可以将汽车看成质点，选项A错误；B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力，选项B正确；
C．竖直方向汽车受力平衡，则地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力，选项C错误；
D．弹力大小与接触面积无关，则相较于正常行驶，特技表演时地面的弹力不变，选项D错误。

故选B。

7．如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是
（）
A．物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心
B．重力的方向总是垂直向下
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关
D．用重心代替重力的作用点运用了理想模型法
【答案】AC
【详解】A．物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心，选项A正确；B．重力的方向总是竖直向下，选项B错误；
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关，选项C正确；
D．用重心代替重力的作用点运用了等效法，选项D错误。

故选AC。

8．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。

如图所示为四种与足球有关的情景。

下列说法正确的是（）
A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力是由于足球发生了形变
B．乙图中，足球被踢出后飞行过程中受到重力和运动员对它弹力的作用
C．丙图中，足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向
D．丁图中，运动员争顶头球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变
【答案】CD
【详解】A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力是由于草地发生了形变，选项A错误；
B．乙图中，足球被踢出后飞行过程中只受到重力的作用，选项B错误；
C．丙图中，足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向，选项C正确；
D．丁图中，运动员争顶头球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变，选项D正确。

故选CD。

9．自动扶梯的应用相当广泛，给生产、生活带来极大的方便。

如图所示为一无台阶式扶梯，若一同学站在该扶梯上匀速上楼，下列说法正确的是（）
A．该同学所受重力方向垂直扶梯表面向下
B．扶梯速度增大，该同学所受重力大小不变
C．该同学所受弹力方向垂直扶梯表面向上
D．该同学脚所站处扶梯没有发生形变
【答案】BC
【详解】A．所有物体所受重力方向均为竖直向下，故A错误；
与速度大小无关，故B正确；
B．重力大小G mg
C．接触面上的弹力，方向垂直接触面，指向受力物体，故C正确；
D．产生弹力的条件一是直接接触，二是发生弹性形变，故D错误。

故选BC。

10．所有接触面光滑，则下列对图中弹力判断说法正确的是（）
A．图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力作用，是因为车厢左壁发生弹性形变
B．图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在斜面上，则斜面对小球有弹力作用，此力是因为斜面发生了弹性形变
C．图丙中，a、b两轻绳悬挂着小球，小球处于静止状态，a绳竖直，则两绳均发生弹性形变，对小球均有弹力作用
D．图丁中，两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间没有弹力
【答案】BD
【详解】A. 图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，小球受力平衡，假设车厢左壁对小球有弹力作用，则水平方向不能平衡，则假设错误，则选项A错误；
B. 图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在斜面上，则斜面对小球有弹力作用，此力是因为斜面发生了弹性形变，选项B正确；
C. 图丙中，a、b两轻绳悬挂着小球，小球处于静止状态，a绳竖直，则b绳上无弹力，否则a绳不可能竖直，选项C错误；
D. 图丁中，两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间没有弹力，否则两边绳子不可能在竖直方向，选项D正确。

故选BD。

11．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。

(1)下列说法中正确的是（）
A．每次增加的钩码数量必须相等
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等
(2)根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为 N/m。

（结果保留两位有效数字）
【答案】(1)C(2)25
【详解】（1）A．对每次增加的钩码数量没有要求，只需保证弹簧始终在弹性限度范围内，记录下每次弹簧的伸长量及所挂钩码的质量即可，故A错误；
B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比，故B错误；
C．用悬挂钩码的方式给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态，使弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力，故C正确；
D．不同弹簧的劲度系数不一定相等，即弹簧的弹力与伸长量之比不一定相等，故D错误。

故选C。

（2）在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，在点出现拐点是因为超过了弹簧的弹性限度。

故弹簧的劲度系数为()2
1.5
N m 25N m 12.00 6.0010F k x -∆=
=
=∆-⨯ 12．某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。

(1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的 (选填“上端”或“下端”)对齐;不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度0L =
cm 。

(2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m 及弹簧的长度L ，根据F mg =求得弹力(g 为重力加速度大小)，
根据0x L L =-求出弹簧伸长量，根据求得的多组F 、x 作F x -图像，如图丙所示。

由图像可求得出弹簧的劲度系数为k = N /m(保留一位小数)，由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成 。

【答案】(1) 上端 15.06(2) 312.5 正比
【详解】（1）[1][2]零刻度应与弹簧的上端对齐；由图乙可知该刻度尺的最小分度值为1mm ，则弹簧的长度
015.06cm L =；
（2）[1]由图像可得劲度系数25
N/m 312.5N/m 0.08
k ==[2]由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。

13．如图所示，拉力器并列装有5根相同的弹簧，一成年人使用该拉力器时，双臂左右伸直，对拉力器施加的拉力为550N ，每根弹簧长度为160cm ；另一青少年，力量较小，使用该拉力器时，卸下2根弹簧，双臂左右伸直时对拉力器施加的拉力为270N ，每根弹簧长度为140cm 。

下列说法正确的是（ ）
A ．弹簧的劲度系数为100N/m
B ．弹簧的劲度系数为110N/m
C ．每根弹簧的原长为40cm
D ．每根弹簧的原长为50cm
【答案】AD
【详解】设弹簧原长为0l ，弹簧的劲度系数为k 。

由于五根弹簧并联，每根弹簧受到的拉力相等，拉力之和等于550N ，则每根弹簧产生的弹力均为110N
()1110F kx k l l ==-
三根弹簧并联，每根弹簧受到的拉力相等，拉力之和等于270N ，则每根弹簧产生的弹力均为90N
()2220F kx k l l ==-
解的
100N /m k =
050cm l =
故选AD 。

14．近三年新冠疫情一直困扰着全世界，出门戴口罩成了很多人的习惯。

学完胡克定律后，小明对口罩两边的弹性轻绳展开研究。

小明将弹性绳拆下，悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为30cm ，如图所示。

悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为40cm ，悬挂一支圆规时，弹性绳的长度为35cm 。

若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内（ ）
A ．弹性绳的原长为20cm
B ．弹性绳的劲度系数为30N/m
C ．一支圆规的重力是一支钢笔重力的1.5倍
D ．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长45cm 【答案】ACD
【详解】分别对两种情况列胡克定律公式，联立求解弹性绳原长和圆轨与钢笔的重力关系；弹性绳下端挂一支钢笔和一支圆规时，列胡克定律公式求解此时绳子长度。

【解答】ABC ．设弹性绳原长为L 0，弹性系数为k ，钢笔重力为G 1，圆轨的重力为G 2，由胡克定律可知
G 1=k （30﹣L 0）×10﹣2
2G 1=k （40﹣L 0）×10﹣2
G 2=k （35﹣L 0）×10﹣2
联立解得
L 0=20cm ，G 2=1.5G 1
但无法计算k ，故AC 正确，B 错误；
D ．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时
G 2+G 1=k （x ﹣L 0）
解得
x =45cm
故D 正确。

故选ACD 。

15．如图所示，a 、b 为两根相连的轻质弹簧，原长分别为6cm a l =，4cm b l =，劲度系数分别为3
110N/m a k =⨯，
3210N/m b k =⨯，在下端挂一重12N 的物体G ，平衡时（ ）
A ．弹簧a 下端受的拉力为12N ，b 下端受的拉力为12N
B ．弹簧a 下端受的拉力为6N ，b 下端受的拉力为8N
C ．弹簧a 的长度变为6.4cm ，b 的长度变为4.3cm
D ．弹簧a 的长度变为7.2cm ，b 的长度变为4.6cm 【答案】AD
【详解】AB ．对物体受力分析，受重力和弹簧b 的拉力，二力平衡，故
12N b F =
再对b 弹簧和物体的整体分析，受重力和弹簧a 的拉力，二力平衡，故
12N a F =
故A 正确，B 错误； CD ．根据胡克定律
F kx =
得到
12Δm 0.012m 1000
a a a F x k === 12Δm 0.006m 2000
b b b F x k =
== 故a 弹簧长度变为7.2cm ，b 弹簧长度变为4.6cm ，故C 错误，D 正确。

故选AD 。