【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版弹力限时过关练（解析版）

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版弹力限时过关练（解析版）

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：弹力（解析版)‎ ‎1．下列说法正确的是（ ）‎ A．绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳拉伸的方向 B．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的 C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的 D．木块放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的 ‎2．如图所示,小车受到水平向右弹力作用,关于该弹力,下列说法中正确的是(   )‎ A．该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的 B．该弹力是弹簧发生压缩形变产生的 C．该弹力是小车发生形变产生的 D．该弹力的施力物体是小车 ‎3．如图所示，六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内的六个大小相等，互成60°的恒定拉力作用下，形成一个稳定的正六边形，弹簧在弹性限度内。已知正六边形的外接圆的直径为d，每根弹簧的劲度系数均为k，则每个拉力的大小为 A． B．‎ C． D．‎ ‎4．如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧伸长了‎2cm,已知A、B两物体的重力分别是3N和5N，则细线的拉力及B对地面的压力分别是( )‎ A．1N和0N B．5N和3N C．5N和7N D．7N和7N ‎5．关于弹力，下列说法正确的是( )‎ A．放在水平桌面上的物体对桌面的压力就是该物体的重力 B．物体间凡有相互接触，就一定有弹力 C．弹力的方向总是跟接触面垂直 D．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的 ‎6．如图所示，物体相对静止在水平传送带上随传送带同向匀速运动。它受到的力是 A．重力、弹力、静摩擦力 B．重力、弹力 C．重力、弹力、滑动摩擦力 D．重力、滑动摩擦力 ‎7．下列说法正确的是 A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．电流通过导体的热功率与电流大小成正比 C．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比 D．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 ‎8．下列关于重力、弹力的说法，正确的是（　　）‎ A．质量分布均匀的规则物体的重心一定在物体的几何中心上 B．劲度系数大的弹簧，产生的弹力越大 C．物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下 D．木块放在桌面上，要受到一个向上弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的 ‎9．一木块放在水平桌面上，关于木块受到的支持力和桌子受到的压力，下列说法正确的是( )‎ A．木块受到的支持力，受力物体是木块 B．桌子受到的压力就是木块的重力 C．木块受到的支持力，是由于桌面发生微小的形变而产生的 D．木块受到的支持力由于木块发生微小的形变而产生的 ‎10．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 B．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 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 ‎11．对一根用新材料制成的金属杆M进行抗拉测量．这根金属杆长‎5cm，横截面积为‎1.0cm2，设计要求使它受到拉力后的伸长量不超过原长的．由于这一拉力很大，杆又很短，直接测试有困难，现选用这种材料制成样品进行测试，得到不同情况下得伸长量如下表所示：‎ ‎(1)在设计和分析实验数据中，用到了我们学过的_____的科学研究方法．‎ ‎(2)测试结果表明：样品受拉力作用后，其伸长量与样品的长度成____比，与样品的横截面积成_____比．‎ ‎(3)待测金属杆M能够允许承受的最大拉力为_____N．‎ ‎12．为了测量弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验。将一弹簧竖直悬挂在铁架台上，用弹簧测力计拉弹簧下端，同时记下弹簧总长度和弹簧测力计的示数，记录的数据如下表：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 弹簧总长L（单位：cm）‎ ‎2.41‎ ‎3.00‎ ‎3.41‎ ‎3.80‎ ‎4.60‎ ‎5.00‎ 弹力F（单位：N）‎ ‎0.71‎ ‎1.28‎ ‎2.21‎ ‎4.05‎ ‎4.60‎ 请完成以下问题：‎ ‎(1)第4次操作时，弹簧测力计的示数如图甲所示，请读出其示数F4＝_____N。‎ ‎(2)除第4次的数据外，其他均已在图乙中描点，请你把第4次数据在图乙中描点，并作F﹣L图象_____。‎ ‎(3)根据F﹣L图象可得弹簧的劲度系数k＝_____N/m（保留三位有效数字）。‎ ‎13．如图所示，内壁光滑、半径为R的半球形容器静置于水平面上，现将轻弹簧一端固定在容器底部O′处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点，OP与水平方向的夹角θ＝30°．重力加速度为g． ‎ ‎（1）求弹簧对小球的作用力大小F1；‎ ‎（2）若弹簧的原长为L，求弹簧的劲度系数k；‎ ‎（3）若系统一起以加速度a水平向左匀加速运动时，弹簧中的弹力恰为零，小球位于容器内壁，求此时容器对小球的作用力大小F2和作用力方向与水平面夹角的正切tanα．‎ ‎14．如图所示，质量为m1的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧k1上，上端与轻弹簧k2相连，轻弹簧k2上端与质量也为m2物体B相连，物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连，A、B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当弹簧k1恰好恢复原长时，（小桶一直未落地）求 ‎（1）小桶P内所加人的细砂质量；‎ ‎（2）小桶在此过程中下降的距离 ‎15．所受重力G1=8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB沿水平方向，且连在所受重力为G2=100 N的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图LZ212所示，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.试求：‎ ‎（1）木块与斜面间的摩擦力大小；‎ ‎（2）木块所受斜面的弹力．‎ ‎16．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量3x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。跳杆下端触地(不反弹)的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到3x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。‎ ‎（1）求弹跳杆中弹簧的劲度系数k，并在图丙中画出该弹簧弹力F的大小随弹簧压缩量x变化的示意图；‎ ‎（2）借助弹簧弹力的大小F随弹簧压缩量x变化的F-x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求在图乙所示的过程中，小孩上升到弹簧原长时的速率；‎ ‎（3）求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度。‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，选项A错误；挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的，选项B正确；拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变而产生的，选项C错误；木块放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于桌面发生微小的形变而产生的，选项D错误；故选B.‎ ‎2．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题意可知，弹簧发生拉伸形变，弹力是由弹簧发生形变而引起的，弹力的施力物体是弹簧。故A正确，BCD错误；故选A。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题意可知，每根弹簧的长度为，根据胡克定律可得每根弹簧拉力的大小为，以轻质细弹簧两两相连处为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件可得，故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】‎ 关键是以轻质细弹簧两两相连处为研究对象进行分析受力，根据平衡条件求出拉力。‎ ‎4．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 以A为研究对象进行受力分析，根据共点力平衡条件有：细线的拉力T=GA+kx，代入数据得T=5N；以物体B为研究对象进行受力分析有：FN+kx=GB，代入数据得地面对B的支持力FN=3N，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力也为3N，方向竖直向下；故A、C、D错误，B正确。‎ 故选：B ‎5．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 静止在水平面上的物体所受的重力与它对水平面的压力不是一个力，重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，性质也不同，故A错误；根据弹力产生条件，接触且发生弹性形变，故B错误；弹力的方向总是跟接触面垂直的，故C正确；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，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ 试题分析：物体一定受重力作用，在竖直方向保持静止，受力平衡，故一定受传送带给物体的弹力作用，物体与传送带同向匀速运动，水平方向上不受外力或受力平衡，分析可知，物体不受摩擦力作用，故只有B选项正确。‎ 考点：共点力平衡 ‎7．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，但非成正比关系，选项A错误；电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比，选项B错误；弹簧的劲度系数是由弹簧本身决定的物理量，与弹簧伸长量无关，选项C错误；根据Q=CU可知，电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比，选项D正确；故选D.‎ ‎8．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心，故A正确；‎ B、根据弹簧弹力的表达式F=kx，x为伸长量或压缩量，k为弹簧的劲度系数，可知：弹力不仅跟劲度系数有关，还跟伸长量或压缩量有关，故B错误；‎ C、物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，方向总是竖直向下，故C错误；‎ D、木块放在桌面上，要受到一个向上弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎【点睛】‎ 重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何重心；在弹性限度范围内，F=kx，其中F为弹力大小，x为伸长量或压缩量，k为弹簧的劲度系数；物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，方向总是竖直向下；弹力是发生形变的物体对其他物体的作用力。‎ ‎9．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 木块受到的支持力，受力物体是木块，施力物体是桌面，选项A正确；桌子受到的压力大小等于木块的重力，不能说桌子受到的压力就是木块的重力，选项B错误；木块受到的支持力是桌面对木块施加的，是由于桌面发生微小的形变而产生的，选项C正确，D错误；故选AC.‎ ‎10．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，不同弹簧一般k不同，同一弹簧k一定，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，故AC正确，B错误；由，根据数学知识可知，在弹性限度内，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，故D错误。所以AC正确，BD错误。‎ ‎11．控制变量法 正 反 125000 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]由题可知伸长量x与样品的长度、横截面积、所受拉力都有关系，涉及的变量较多，因此采用“控制变量法”来确定它们之间的正、反比关系．‎ ‎(2)[2][3]由表格知：‎ ‎①、当受到的拉力F、横截面积S一定时，伸长量x与样品长度L成正比，‎ ‎②、当受到的拉力F、样品长度L一定时，伸长量x与横截面积S成反比，‎ ‎③、当样品长度L、横截面积S一定时，伸长量x与受到的拉力F成正比，‎ 综上得，样品受拉力作用后，其伸长量与样品的长度成正比，与样品的横截面积成反比．‎ ‎(3)[4]由上面结论，可以归纳出，x与L、S、F之间存在一定量的比例关系，设这个比值为k，那么有：线材伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S与拉力F的函数关系为 ‎（k为常数）‎ 则：‎ 取S=‎0.10cm2=1.0×10‎-5m2‎，x=‎0.08cm=8×10‎-4m，L=‎1m，F=1000N，则：‎ k=8.0×10‎-12m2‎/N 将金属杆长‎5cm=‎0.05m，横截面积为‎1.0cm2=1×10‎-4m2‎，设计要求使它受到拉力后的伸长量不超过原长的，代入公式得：‎ F=125000N.‎ ‎12．3.20 150N/m ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]弹簧测力计的分度值是0.1N，故弹簧测力计的示数为3N+0.20N＝3.20N ‎(2)[2]根据提供数据描点画出图象如图所示：‎ ‎(3)[3]劲度系数为图象直线部分的斜率，‎ k＝N/m＝150N/m ‎13．（1）mg（2）（3）， ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）对小球受力分析如图，由平衡条件有 ‎2F‎1sinθ=mg ‎ 解得 F1 =mg ‎ ‎（2）设弹簧的形变量为x，根据胡克定律有F1 =kx ‎ 根据几何关系 L－x=R ‎ 联立解得 ‎ ‎（3）小球受力分析如图，由牛顿第二定律有 ‎ ‎ ‎ ‎ 解得 ， ‎ ‎14．（1）m1+m2（2）（m1+m2）g（）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）当k1恢复原长时，对AB整体分析，绳子的拉力为 F=（m1+m2）g，即小桶中细砂的质量为m1+m2．‎ ‎（2）开始时，对AB分析，k1x1=（m1+m2）g，弹簧k1的压缩量为：‎ 对B分析，k2x2=m‎2g，弹簧k2的压缩量为：‎ 当k1恢复原长时，对A分析，k2x2′=m‎1g，弹簧k2的伸长量为：‎ 在此过程中，小桶下降的距离为：‎ h=x1+x2+x2′=（m1+m2）g（）‎ 考点：胡克定律；物体的平衡 ‎【名师点睛】对于含有弹簧的问题，是高考的热点，要学会分析弹簧的状态，弹簧有三种状态：原长、伸长和压缩，含有弹簧的问题中求解距离时，都要根据几何知识研究物体移动与弹簧形变量的关系．‎ ‎15．（1）64.8N （2）76.4N ‎【解析】‎ 试题分析：如图甲所示分析P点受力，‎ 由平衡条件可得：。可解得 再分析G2的受力情况如图乙所示 由平衡条件可得：‎ 可求得，。.‎ 考点：考查了共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】本题的解决方法利用隔离法研究，先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出BP绳的拉力大小，再以G2为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力 ‎16．（1）k＝‎ ‎（2）2‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小孩处于静止状态时，根据平衡条件有：‎ ‎ ‎ 解得： ‎ ‎ 图像如图：   ‎ ‎（说明：画出过原点的直线即可得分）‎ ‎（2）利用图像可知，图线与横轴所围的面积大小等于弹簧弹力做功的大小 ，即弹力做功为，小孩从开始到弹簧恢复原长过程中小孩和弹簧系统机械能守恒，因此有：‎ 此时速度为 ‎ ‎（3） 弹簧恢复原长时小孩迅速抓住跳杆的瞬间，内力远大于外力，小孩和弹跳杆系统动量守恒。设小孩和弹跳杆共同速度为 ，规定竖直向上方向为正，有：‎ ‎ ‎ 小孩和弹跳杆一起竖直上升至最高点，小孩和弹跳杆系统机械能守恒，因此有：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 综上所述本题答案是：（1）；（2）；（3）‎ ‎【点睛】‎ 图a状态至弹簧长度为原长的过程中，小孩和弹簧系统机械能守恒，列机械能守恒方程式。再由动量守恒定律计算小孩和弹跳杆共同速度，小孩和弹跳杆一起竖直上升至最高点，小孩和弹跳杆系统机械能守恒，联立求解。‎