3.1重力与弹力-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（提升卷）
一、单选题
1．关于重力、重心和重力加速度，下列说法中正确的是（ ）
A．物体所受重力的方向总是指向地球球心
B．任何物体的重心必在物体上
C．质量大的物体重力加速度也大
D．同一个物体，在地球的赤道和两极，其重力大小是不同的
2．关于重力的说法中，正确的是（）
A．重力是静止的物体压在水平支持面上的力
B．重力是地球对物体的吸引力
C．重力是悬挂而静止的物体拉紧竖直悬线的力
D．重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力
3．一辆汽车停在路面上，下列关于汽车和路面受力的说法，正确的有（ ）
A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变
B．汽车受到了向上的弹力，是因为汽车发生了形变
C．地面受到了向上的弹力，是因为汽车发生了形变
D．汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了形变
4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，下列图示能正确表达弹簧弹力F与伸长量x之间关系的是( )
A． B． C． D．
5．如图所示，两块宽和高均相同，质量均匀的相同材质长方形砖块A（长为l）和B（长为2l）叠放在一起，A砖相对于B砖伸出，B砖放在水平桌面上，砖的端面与桌面平行，为保持两砖不翻倒，B砖伸出桌面的最大长度是（ ）
A． B． C． D．
6．如图，四个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中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）
A．L1=L2＜L3＜L4 B．L2＞L1＞L3＞L4
C．L1=L2=L3=L4 D．L1=L2＞L3=L4
7．如图所示，有一质量为M=1kg、底面积为的长方体状容器置于水平桌面，在其底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为L=0.1m的正方体物块A，稳定时物块A有的体积露出水面，容器中水的深度为h0=0.2m，此时弹簧恰好处于自然伸长状态。现往容器中缓慢加水，当物块A 刚好完全没入水中时停止加水，此时弹簧伸长了3cm。已知弹簧始终处于弹性限度内，其体积忽略不计，容器足够高，，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．物块A的质量为4kg
B．弹簧的劲度系数为200N/cm
C．A刚好完全没入水中时容器对地面的压力大小为145N
D．缓慢加水至弹簧刚好伸长1cm时容器对地面的压力大小为123N
8．如图所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则（ ）
A．木板露出桌面后，推力将逐渐减小
B．木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小
C．木板露出桌面后，桌面对木板摩擦力将减小
D．推力、压力、摩擦力均不变
二、多选题
9．下列四个物理量中，属于矢量的是（ ）
A．加速度 B．速率 C．力 D．位移
10．关于弹力，下列说法正确的是
A．物体间凡有接触，就一定有弹力
B．弹力的方向总是跟接触面垂直
C．放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力
D．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的
11．关于胡克定律，下列说法正确的是（ ）
A．由可知，弹簧在弹性限度内弹力的大小与弹簧的长度成正比
B．由可知，弹簧劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量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）单位长度时弹力的数值
12．一劲度系数为200N/m的轻质弹簧，原长为20cm，当它的形变量为10cm时弹簧的状态以及弹力的大小为
A．弹簧一定处于拉伸状态
B．弹簧可能处于压缩状态
C．弹力的大小为40N
D．弹力的大小为20N
三、解答题
13．请设计简便易行的实验方案，说出矩形砖块、无缝铁环、有橡皮擦的铅笔的重心的大致位置，并根据它们重心的位置讨论:重心一定在物体上吗 具有规则几何形状的物体，重心一定与几何中心重合吗
14．如图所示，放在水平地面上的质量为m的物体，在水平力F作用在劲度系数为k的轻弹簧上，物体沿地面做匀速直线运动．若弹簧没有超出弹性限度，则
（1）地面对物体的弹力和弹簧中的弹力
（2）弹簧的形变量
15．科学研究表明：金属杆受到拉力会伸长，在一定范围内，金属杆的伸长与它所受到的拉力成正比关系，现有一金属杆L长为，横截面积为，实际使用时要求金属杆受到拉力后的伸长不超过。由于直接对这一金属杆测试有困难，故选用同种材料制成的样品进行测试，测试时样品所受的拉力始终为，通过测试取得数据如下表所示：
长度 横截面积 伸长
1 0.05 0.16
2 0.05 0.32
1 0.10 0.08
4 0.10 0.32
4 0.20 0.16
请分析表中数据回答下列问题：
（1）分析样品测试数据，推理说明金属杆伸长的长度还跟什么因素有关？
（2）推算金属杆L能够承受的最大拉力？
（3）在样品进行测试时，采用如图所示的装置，其中指针可以以转动轴为轴在纸面内自由转动，（转动轴垂直于纸面），试分析这样设计的读数装置有何优点？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．物体所受重力的方向总是竖直向下，不一定指向地球球心，故A错误；
B．重心不一定在物体上，例如质量均匀分布的圆环、薄球壳等，故B错误；
C．重力加速度与物体的质量无关，故C错误；
D．由于地球自转的原因，同一个物体，在地球的赤道和两极，其重力大小是不同的，在赤道的重力比在两极的重力要略小，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．放在水平面上静止的物体对水平面的压力与重力大小相等，是两种性质的力，A错误；
BD．重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，是地球对物体的吸引力的一个分力，B错误D正确；
C．用细绳悬挂而静止的电灯受到绳子的拉力是因绳子发生弹性形变产生的，C错误。
故选D。
3．D
【详解】弹力是发生弹性形变的物体想恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用。所以是施力物体发生了弹性形变，从而产生了这个弹力，路面受到向下的弹力：施力物体是汽车，所以是汽车发生了弹性形变，汽车受到了向上的弹力：施力物体是路面，所以是路面发生了弹性形变。
故选D。
4．A
【详解】由胡克定律
可以知道，当k一定的时候，F与形变量x成正比，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】以桌面面边缘为坐标原点，水平向右为坐标轴的正方向，砖块A的重心坐标为
砖块B的重心坐标为
为保持两砖不翻倒，两砖块的整体重心坐标为0，所以
解得
故选D。
6．C
【详解】弹簧受到的拉力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比；且测力计的示数代表的是作用在测力计挂钩上的力；由于右端受到大小皆为F,与左端的受力情况无关;故四根弹簧的伸长量都相同,即L1=L2=L3=L4；故C正确，ABD错误；
7．D
【详解】A．物块A排开水的体积为
物块A受到的浮力为
弹簧恰好处于自然伸长状态，有
物块A的质量为
故A错误；
B．物块A刚好完全浸没水中，受到的浮力等于其重力和弹簧的拉力之和，即物块A受到的浮力
弹簧的拉力
弹簧的劲度系数为
故B错误；
C．由题意可知，当弹簧自然伸长时，物块A有的体积浸入水中，则露出水面高度为
此时水深为20cm，当物块完全浸入水中时，弹簧又伸长3 cm，则此时水深
A刚好完全没入水中时水产生的压强为
对容器受力分析，根据平衡条件有
解得地面对容器的支持力为
根据牛顿第三定律，A刚好完全没入水中时容器对地面的压力大小为149N，故C错误；
D．缓慢加水至弹簧刚好伸长1cm时，有
根据浮力公式
解得
此时水深
缓慢加水至弹簧刚好伸长1cm时水产生的压强为
对容器受力分析，根据平衡条件有
解得地面对容器的支持力为
根据牛顿第三定律，缓慢加水至弹簧刚好伸长1cm时容器对地面的压力大小为123N，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】木块的受力情况，重力G、推力F、桌面对木板的支持力N和摩擦力f，根据平衡条件得，又，由于不变，G不变，则得到N和f均不变，F不变．即推力、压力、摩擦力均不变，D正确．
9．ACD
【详解】ACD．加速度、力和位移既有大小又有方向是矢量，故ACD正确；
B．速率只有大小没有方向是标量，故B错误；
故选ACD。
10．BD
【详解】A．物体间接触不一定有弹力，还要看有无弹性形变，选项A错误；
B．弹力的方向总是跟接触面垂直，选项B正确；
C．放在水平桌面上的物体对桌面的压力大小等于物体的重力，因压力和重力是不同性质的力，不能说“压力”就是“重力”，选项C错误；
D．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于竹竿发生形变而产生的，选项D正确．
11．CD
【详解】A．由可知，弹簧在弹性限度内弹力的大小与弹簧的形变量成正比，故A错误；
BC．弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力的大小和弹簧形变量的大小无关，故B错误，C正确；
D．根据可知，弹的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的数值，故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】A、B、弹簧的形变量为10cm，可能是压缩10cm，也可能是伸长10cm；故A错误，B正确.
C、D、根据胡克定律，弹力大小：F=kx=200N/m×0.1m=20N；故C错误，D正确.
故选BD.
【点睛】本题关键是记住胡克定律的公式F=kx，明确公式中x的物理意义.
13．答案见解析
【详解】矩形砖块属于匀质形状规则的物体，其重心在其几何中心，即对角线的交点处。用细线系住铁环，竖直悬挂两次，两线的交点即为铁环的重心；将铅笔放在置于水平地面两平行的细杆上，然后将两细杆缓慢靠拢，当两杆相遇时，铅笔静止，在靠拢处的正上方即为铅笔的重心。重心不一定在物体上，如无缝铁环，具有规则几何形状的物体，重心不一定与几何中心重合，还要考虑质量的分布。
14．(1)mg；F (2)
【详解】（1）物体受到重力、支持力、弹簧的拉力 、和地面的摩擦力
竖直方向上建立平衡得：
对于轻弹簧来说，水平拉力F应该等于弹簧的弹力T即
(2)由胡克定律知
答案：(1)mg；F
(2)
15．（1）横截面积，金属杆长度；（2）10000N；（3）可以将金属杆伸长的长度变大，使现象更明显
【详解】（1）分析1、2栏可以发现，金属杆横截面积和所受拉力相等时，长度越长，金属杆伸长的长度越大，分析1、3栏可以发现，金属杆长度和所受拉力相等时，横截面积越大，金属杆伸长的长度越小。
（2）分析4、5栏可以发现，长度为4m，拉力为1000N时
故拉力为1000N时，横截面积为时，伸长长度为0.04cm，故要求金属杆受到拉力后的伸长不超过，则金属杆L能够承受的最大拉力为10000N。
（3）可以将金属杆伸长的长度变大，使现象更明显。
答案第1页，共2页
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