高中物理人教版 (新课标)必修12 弹力当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修12 弹力当堂检测题，共17页。试卷主要包含了下列关于弹力的说法中正确的是，下列与力有关的说法中正确的是，10 m,k=500 N/m，8 m/s2)等内容，欢迎下载使用。

基础过关练
题组一 形变与弹力
1.(2018江苏江阴期中)以下是力学中的两个实验装置,由图可知这两个实验共同的物理思想方法是( )
A.放大的思想方法B.极限的思想方法
C.控制变量的方法D.猜想的思想方法
2.下列关于弹力的说法中正确的是( )
A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在
B.不接触的物体间也可能存在弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
3.(2019湖北天门、潜江高一上联考)一本书静置于水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面对书的支持力是由于书的形变产生的
B.桌面受到的压力是由于书的形变产生的
C.桌面受到的压力实际就是书的重力
D.桌面对书的支持力与书对桌面的压力是一对平衡力
题组二 弹力有无的判断
4.(2020广东执信中学高一上期中)(多选)如图所示,各接触面是光滑的,A、B处于静止状态,则A、B间无弹力作用的是( )
5.(2019山东济南一中高一上期中)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就是它所受的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到2个弹力的作用
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
题组三 弹力的方向
6.(2019广东湛江一中高一上期中)下列与力有关的说法中正确的是( )
A.相互接触的物体间一定有弹力作用
B.细杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向
C.书对桌面的压力就是书的重力
D.轻绳对物体的拉力是由轻绳的形变产生的,其方向指向轻绳收缩的方向
7.在图中画出物体A所受弹力的示意图。
题组四 对胡克定律的理解
8.如图所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图。则
(1)弹簧的劲度系数是 N/m。
(2)若弹簧原长l0=10 cm,当弹簧所受拉力F=150 N时(在弹性限度内),弹簧长度l= cm。
能力提升练
题组一 弹力的方向

1.(2020天津部分区高一上期末联考,★★☆)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿v1的方向
B.先沿v1的方向后沿v2的方向
C.沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
题组二 对胡克定律的理解
2.(2019天津宝坻高一上联考,★★☆)一弹簧的两端各用10 N的外力向外拉伸,弹簧伸长了6 cm。现将其中一端固定于墙上,另一端用5 N的外力来拉伸它,则弹簧的伸长量应为( )
A.6 cmB.3 cmC.1.5 cm cm
3.(2019黑龙江牡丹江一中高一上期末,★★☆)探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m,悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为( )
A.L0=0.10 m,k=500 N/m
B.L0=0.10 m,k=250 N/m
C.L0=0.20 m,k=500 N/m
D.L0=0.20 m,k=250 N/m
4.(2020安徽宿州十三所重点中学高一上联考,★★☆)一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图像如图所示。
(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的压力?
题组三 胡克定律和二力平衡的综合应用
5.(2018广东执信中学高一上期中,★★☆)如图所示的装置中,三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等,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。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是( )

A.L1=L2=L3B.L1=L2C.L1=L3>L2D.L3>L1>L2
6.(2020重庆北碚高一上联考,★★★)如图所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k, 一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态。已知重力加速度为g,忽略一切摩擦。
(1)求物体B对地面的压力大小;
(2)把物体C的质量改为5m,这时,C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度。
第2课时 实验:探究弹力与弹簧伸长量的关系
基础过关练
题组一 实验原理及注意事项

1.(2020天津一中高一上期末)(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量关系”的实验中,下列说法中错误的是( )
A.测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面
B.弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近
C.在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以保证弹簧处于弹性限度内
D.若误将弹簧总长为横坐标,弹力为纵坐标,得到F-l图像,则根据该图像无法得出弹簧的劲度系数
2.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,弹簧弹力的大小为F,弹簧的形变量(伸长量或压缩量)为x,下列说法正确的是( )
A.实验中k的具体数值只能用逐个计算的方法求出来,而没有其他的方法
B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度L代替x,F-L图线也是过原点的一条直线
C.利用F-x图线可求出k值
D.实验时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律
3.(2019湖南长郡中学高一上期中)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度l的关系图像,如图所示,下列表述正确的是( )
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
4.(2019福建三明三地三校高一上联考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在 方向上(选填“水平”或“竖直”),让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐。
(2)在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图甲所示,图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(分度值是1毫米)上位置的放大图,示数l1= cm。
(3)在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50 g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2= N(当地重力加速度g取9.8 m/s2)。
(4)要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是 。作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。
题组二 数据处理与误差分析
5.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时,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,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把“L-L0”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( )
6.为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量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像,从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,图像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。
能力提升练
题组一 实验情境的拓展创新

1.(2020河北衡水中学月考,★★★)在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图1所示对弹簧甲进行探究,然后把等长的弹簧乙(直径小于甲)套在弹簧甲内,两弹簧悬挂在同一点按图2所示进行探究。在弹性限度内,将质量m=50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,测得图1、图2中弹簧的长度L1、L2如下表所示。
已知重力加速度g=9.8 m/s2,计算弹簧甲的劲度系数k1= N/m,弹簧乙的劲度系数k2= N/m。(结果保留三位有效数字)
题组二 实验目的的变更创新
2.(2018陕西安康高一上期末,★★☆)在探究弹力和弹簧伸长量的关系实验中,小明同学用甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验,由实验得到弹簧伸长量x与弹簧受到的拉力F的关系如图a所示,由图求得弹簧乙的劲度系数为 N/m。若要在两根弹簧中选用一个来制作精度较高的弹簧测力计,应选弹簧 ;用制作好的弹簧测力计来测量物体的重力,如图b所示,物体重 N。
3.(★★☆)某同学在研究学习中,利用所学的知识解决了如下问题:
一轻弹簧竖直悬挂在某一深度为h=25.0 cm、且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内,但测力计可以与弹簧的下端接触),如图甲所示。如果本实验的长度测量工具只能测出筒的下端弹簧的长度L,现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变L而测出对应的弹力F,作出 F-L变化的图线如图乙所示,则弹簧的劲度系数为 N/m,弹簧的原长L0= cm。
4.(2019湖南师大附中测试,★★★)英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长量与拉力成正比,这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了基础。现有一根用新材料制成的金属杆,长为3 m,横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的11 000。由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,因此,选用同种材料制成的样品进行测试,通过测试取得数据如下:
(1)测试结果表明金属丝或金属杆受拉力作用后其伸长量与材料的长度成 比,与材料的横截面积成 比。
(2)通过对样品的测试,请推算出用新材料制成的上述金属杆所能承受的最大拉力。
答案全解全析
2 弹力
第1课时 弹力
基础过关练
1.A 桌面受力而发生的微小形变借助于光的反射来放大,运用了放大的思想方法;玻璃瓶受力而发生的微小形变借助于液注高度的变化来放大,运用了放大的思想方法。两个实验均体现出放大的思想方法,故选A。
2.D 弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变,所以D正确,A、B、C错误。
3.B 桌面对书的支持力是由于桌面的形变产生的,故A错误;桌面受到的压力是由于书的形变产生的,故B正确;桌面受到的压力大小等于书重力的大小,不能说“压力就是书的重力”,故C错误;桌面对书的支持力与书对桌面的压力不是作用在同一物体上,不可能是二力平衡的,故D错误。
4.AC 在选项B、D的图中,因为物体A、B间有相互挤压,必定存在弹力,故选项B、D错误。在选项A的图中,假设A、B间有弹力,则A、B两物体均不能处于静止状态,故A、B间无弹力作用,故选项A正确。同理,在选项C的图中,物体A与其他物体间也没有弹力,否则会运动,故选项C正确。
5.C 甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于重力大小,但由于两者不是同一性质的力,所以不能说弹力就是重力,故A错误;乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球之间如果存在弹力,则每个足球在水平方向上所受合力不为零,不能处于静止状态,所以两足球间没有弹力存在,故B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及人脚的压力的作用,所以足球受到2个弹力的作用,故C正确;由于网的形变,而使球受到了弹力,故D错误。
6.D 弹力的产生条件是直接接触并发生弹性形变,所以相互接触的物体间不一定有弹力作用,故A错误;杆的弹力不一定沿着杆的方向,可以指向各个方向,比如水平杆末端固定一小球,处于静止,则杆对小球的作用力是竖直向上,故B错误;书对桌面的压力是因为重力而引起的,但压力不是重力,故C错误;轻绳对物体的拉力是由绳的形变产生的,其方向指向轻绳收缩的方向,故D正确。
7.答案 如图所示
8.答案 (1)1 000 (2)25
解析 (1)图线的斜率表示劲度系数,故有k=Fx=4×1024×10×10-2 N/m=1 000 N/m。
(2)根据F=kx,得当弹簧所受拉力F=150 N时,伸长的长度为x=Fk=1501 000 m=0.15 m=15 cm,则弹簧长度为l=x+l0=25 cm。
能力提升练
1.D 支持力是弹力,方向总是垂直于接触面指向被支持物体,所以斜台给足球的弹力的方向为垂直于斜台斜向左上方,故A、B、C错误,D正确。
2.B 根据公式F=kΔx,可得k=100.06 N/m=5003 N/m;改用5 N的外力来拉伸它,则弹簧拉伸量为Δx1=55003 m=0.03 m=3 cm,故B正确。
3.B 悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m,由F1=k(L1-L0),有:15 N=k(0.16 m-L0);悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,由F2=k(L2-L0),有:20 N=k(0.18 m-L0),联立两方程,得出L0=0.10 m,k=250 N/m,故B正确。
4.答案 (1)1 500 N/m (2)300 N
解析 (1)根据胡克定律F=kx知图线的斜率的倒数等于弹簧的劲度系数,则k=Fx=9×10260×10-2 N/m=1 500 N/m。
(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,弹簧的压缩量为Δx=60 cm-40 cm=20 cm=0.2 m;
需要的压力F'=kΔx=1 500×0.2 N=300 N。
5.A 图甲中,弹簧的弹力等于小球的重力G;图乙中,细线对小球的拉力等于小球的重力,故可知弹簧的弹力等于小球的重力G;同理,图丙中,弹簧的弹力等于小球的重力G。各小球质量相等,所以平衡时各弹簧的弹力大小相等,则有L1=L2=L3,选A。
6.答案 (1)4mg (2)4mgk
解析 (1)对A、B整体:mg+FN=5mg,所以FN=4mg,由力的相互性可知,物体B对地面的压力大小为4mg。
(2)对C:FT=5mg,对A:FT=F+2mg,
所以F=3mg,设弹簧拉伸量为x1,则F=kx1=3mg,得出:x1=3mgk;
开始时,通过对A受力分析可知,弹簧弹力大小为mg,弹簧的压缩量为x2,则kx2=mg,得出:x2=mgk;
所以A上升的高度为:hA=x1+x2=4mgk。
第2课时 实验:探究弹力与弹簧伸长量的关系
基础过关练
1.AD 弹簧在竖直方向时测弹簧的原长,故A错误;弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近,故B正确;在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多,以保证弹簧处于弹性限度内,故C正确;以弹簧总长为横坐标,弹簧弹力为纵坐标,图像在横轴上有截距,图像斜率等于弹簧劲度系数,故D错误。
2.C 该实验中进行数据处理,可以采用图像法,并非只能用逐个计算的方法来求k,故A错误;用弹簧长度L代替x,F-L图线不过原点,故B错误;在F-x图像中图线的斜率表示弹簧的劲度系数,故利用F-x图线可以求出k值,故C正确;实验时并非把所有点连到线上,而是让直线尽量多地穿过各点,不能穿过的点尽量均匀分布在图线的两侧,剔除误差比较大的点,故D错误。
3.B 在F-l图像中横截距表示弹簧的原长,故b的原长比a的长,故A错误;斜率表示弹簧的劲度系数k,故a的劲度系数比b的大,故B正确,C错误;F-l图线不过原点,故弹力与弹簧的长度不成正比,故D错误。
4.答案 (1)竖直 (2)25.85 (3)0.98 (4)弹簧的原长
解析 (1)为保证弹簧的形变只由钩码的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向上。
(2)由题图乙知l1=25.85 cm
(3)挂两个钩码时,弹簧弹力F=0.98 N。
(4)要测弹簧伸长量,还需要测量弹簧的原长。
5.C 由于弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以C正确。
6.答案 超过了弹簧的弹性限度 66.7 200
解析 图线向上弯曲的原因是超出了弹簧的弹性限度,注意该图像中纵坐标为伸长量,横坐标为弹力,斜率的倒数表示劲度系数,由此可求出k甲=66.7 N/m,k乙=200 N/m。
能力提升练
1.答案 49.0 104
解析 由表格中的数据可知,当弹力的变化量ΔF=mg=0.05×9.8 N=0.49 N时,弹簧甲的伸长量为Δx1=13×(33.02-30.02) cm=1.00 cm,根据胡克定律知弹簧甲的劲度系数k1=ΔFΔx1=49.0 N/m。把弹簧甲和弹簧乙并联起来时弹簧的伸长量Δx2=13×(30.29-29.33) cm=0.32 cm。根据胡克定律知弹簧甲、乙合并后的劲度系数k=ΔFΔx2≈153 N/m。根据kΔx=k1Δx+k2Δx,知k=k1+k2,可计算出弹簧乙的劲度系数k2=153 N/m-49 N/m=104 N/m。
2.答案 200 甲 4.0
解析 注意该图像中纵坐标表示伸长量,横坐标表示拉力,斜率的倒数表示弹簧的劲度系数,由此可求出k乙=5-00.025-0 N/m=200 N/m。由于甲的劲度系数小,因此其精度高,若要在两根弹簧中选用一个来制作精度较高的弹簧测力计,应选弹簧甲。用制作好的弹簧测力计来测量物体的重力,如题图b所示,物体重4.0 N。
3.答案 100 15.0
解析 根据胡克定律F=k(h+L-L0)=kL+k(h-L0),从图中知道当L=0时,F=10 N;当L=10 cm时,F=20 N;将其代入方程联立得k=100 N/m,L0=15.0 cm。
4.答案 (1)正 反 (2)1×104 N
解析 (1)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。由①②的结论,测试结果表明材料受拉力作用后其伸长与材料的长度成正比,与材料的横截面积成反比。
(2)由①②③三个结论,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,则有x=kFLS (k为常数),根据表格提供的数据代入解得:k=8×10-12 m2/N。由题意知:待测金属杆承受最大拉力时,其伸长量为原来的11 000,即x=3×10-3 m,此时S=0.8 cm2,L=3 m;代入公式x=kFLS,解得:F=1×104 N。
钩码个数
1
2
3
4
L1/cm
30.02
31.02
32.02
33.02
L2/cm
29.33
29.65
29.97
30.29
长度/m
拉力/N伸长量/cm横截面积/cm2
250
500
750
1 000
1
0.05
0.04
0.08
0.12
0.16
2
0.05
0.08
0.16
0.24
0.32
1
0.10
0.02
0.04
0.06
0.08