2022年高考物理力重力弹力棱柱练习

这是一份2022年高考物理力重力弹力棱柱练习，共4页。试卷主要包含了选择题，论述等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)
1．(2009·高考广东卷)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型．图中K1、K2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是 ( )
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
【解析】 本题考查胡克定律、相互作用等内容，意在考查考生对物体的相互作用、弹簧的形变以及弹力大小等知识的掌握．垫片向右移动时，两弹簧同时受到压力作用，通过力的传递，两弹簧产生的弹力相同，根据胡克定律F＝kx可知，在劲度系数k不相同的情况下，两弹簧产生的形变量x是不相同的，劲度系数大的弹簧其形变量较小，所以缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A、C错误，B正确；因两弹簧都发生了形变，故其弹性势能都要变化，D正确．
【答案】 BD
2．关于弹力，下述说法正确的是( )
A．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
B．轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在绳、杆所在的直线上
C．两物体相互接触一定有弹力存在
D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
【解析】 对选项B，轻杆上产生的弹力方向可以不沿杆．对选项C，相互接触的物体可以不发生形变，而无弹力．
【答案】 AD
3．如右图所示，一小金属罐头盒内盛有水，盒的右侧底有一小孔，水从小孔全部流出的过程，盒连同盒中的水的共同重心将( )
A．一直下降 B．一直上升
C．先升后降 D．先降后升
【解析】 刚开始，盒连同盒中的水的总重心在中央附近，后来随着水的流出，重心下降．水流完后，整体的重心即为盒的重心，而盒的重心在其中央附近，所以选项D正确．
【答案】 D
4．如图所示，用细线将A物体悬挂在天花板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为k＝100N/m的轻弹簧，此时弹簧的形变量为2cm.已知A、BB对地面的压力可能是( )
A．1N和0N B．5N和7N
C．5N和3N D．1N和7N
【解析】 弹力大小F＝kx＝2N，若弹簧伸长了2cm，分别研究A、B的受力情况，由力的平衡，可推出选项C正确；若弹簧被压缩了2cm，同理可推出选项D正确．
【答案】 CD
5．(2009·山东青岛)如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( )
A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态
B．台秤P的读数等于mg－F
C．台秤Q的读数为mg－2F
D．两台秤的读数之和为2mg
【解析】 甲、乙均静止(无加速度)，故A错；对甲、乙分别受力分析可知，台秤P的读数等于mg＋F，台秤Q的读数为mg－F，故BC错，D对．
【答案】 D
6．如图所示，水平地面上固定着一竖直立柱，某人通过柱顶的定滑轮将200N的重物拉住不动，已知人拉着绳的一端，绳与水平地面夹角为30°，则定滑轮所受的压力大小为( )
A．400N B．200eq \r(3)N
C．300N D．200N
【解析】 两绳对滑轮作用力如图：
F＝mg＝200N
由几何关系
F合＝2Fcs30°＝200eq \r(3)N
滑轮受的压力FN＝F合＝200eq \r(3)N.
【答案】 B
7．(2010·冀州市期中考试)如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力．以下说法正确的是 ( )
A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力
B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B均无压力
C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力
D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力
【解析】 若C的斜面光滑，无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行，通过对A、B整体受力分析可知，整体具有沿斜面向下的加速度，B球所受合力应沿斜面向下，故Q点对球B有压力A、B项错；若C的斜面粗糙，斜劈A匀速下滑时，整体所受合力为零，故P、Q不可能对球B有压力，C项正确；若C的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A、B整体具有沿斜面向下的加速度，故球B所受合力也应沿斜面向下，故Q点一定对球B有压力，D项正确．
【答案】 CD
8．(2009·徐州模拟)如图所示，滑轮的质量忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是 ( )
A．只有角θ变小，弹力才变小
B．只有角θ变大，弹力才变小
C．不论角θ变大或变小，弹力都变大
D．不论角θ变大或变小，弹力都不变
【解析】 杆的作用力大小F＝eq \r(F\\al(2,A)＋F\\al(2,C))＝eq \r(2)G，与θ的大小无关，方向与竖直方向成45°角，斜向左上方．
【答案】 D
9．(2010·成都市高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中A、B为原长相等，劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧．下列表述正确的是( )
A．装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1 ：F2＝k1：k2
C．垫片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1：l2＝k2：k1
D．垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1：x2＝k2：k1
【解析】 根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以两弹簧的压缩量之比x1x2＝k2k1.故D正确．
【答案】 D
10．如右图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是 ( )
A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力
B．若考虑空气阻力，上升过程A，A对B的压力向下
C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上
D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力
【解析】 若不计空气阻力，则A、B整体的加速度等于重力加速度，物体B的加速度也等于重力加速度，因此A对B没有作用力，同理，B对A也没有作用力，故选项A错D对；若考虑空气阻力，则上升过程中，A、B整体的加速度大于重力加速度，则B的加速度大于重力加速度，故A对B有向下的压力，选项B对；在下降过程中，A、B整体的加速度小于重力加速度，则B的加速度小于重力加速度，故A对B有向上的压力，根据力的相互性，B对A有向下的压力，故选项C错，应选B、D.
【答案】 BD
二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)
11．一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长.它们的一端平齐固定在地面上，另一端自由，如下图甲所示．当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图象如下图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k1和k2.
【分析】 弹簧的弹力在弹性限度内遵循胡克定律，即弹力与形变量成正比，根据F－x图象可以直接读出不同形变量时的弹力大小，再利用胡克定律即可得出结论．
【解析】 由图象可知，当x1＝时，F1＝2N，在此之间，F与x成正比，说明只有小弹簧被压缩，即小弹簧的压缩量为时，弹力大小为2N.由胡克定律可得：
k1＝eq \f(F1,x1)＝eq \f(2,)N/m＝10N/m
当x2＝时，F2＝5N，从x＝至x＝的过程中，两弹簧都被压缩，大弹簧的压缩量为x2－x1，则有：
F2＝k1x2＋k2(x2－x1)
解得：k2＝eq \f(F2－k1x2,x2－x1)＝20N/m.
【答案】 k1＝10N/m k2＝20N/m
【总结提升】 本题要求学生审题时弄清图象的意义，即压缩量前与后的区别．同时，在解决两个或两个以上弹簧组合使用的问题时，要先弄清弹簧问题间的连接方式(串联还是并联)，不少同学在计算时常错误地认为两弹簧为串联，因而造成误解．
弹簧弹力的大小可以用胡克定律计算．解答有关弹簧类问题时，关键要弄清楚弹簧所处的状态．当弹簧的长度发生变化时，要注意弄清长度的变化与形变量之间的关系．求解时要灵活运用胡克定律公式：F＝kx及ΔF＝k·Δx.当有两根弹簧组合使用时，要弄清弹簧间的连接方式是串联还是并联．对于复杂的过程应该画出过程变化及状态图，然后找出各状态或过程符合的规律求解．
12．(2010·江苏质检)如下图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°；下图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳的GF拉住一个质量也为10kg的物体．g取10m/s2，求
(1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比；
(2)轻杆BC对C端的支持力；
(3)轻杆HG对G端的支持力．
【解析】 上图中图甲和图乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力．分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如下图中甲和乙所示．
(1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FAC＝FCD＝M1g；图乙中由FEGsin30°＝M2g得FEG＝2M2g.所以得eq \f(FAC,FEG)＝eq \f(M1,2M2)＝eq \f(1,2).
(2)图甲中，根据几何关系得：FC＝FAC＝M1g＝100N，方向和水平方向成30°，指向斜右上方．
(3)图乙中，根据平衡方程有
FEGsin30°＝M2g；FEGcs30°＝FG
所以FG＝M2gct30°＝eq \r(3)M2g＝173N，方向水平向右．
【答案】 (1)eq \f(1,2) (2)100N，方向与水平方向成30°角斜向右上方 (3)173N 方向水平向右
【总结提升】 (1)一端固定的轻杆，另一端产生的弹力不一定沿着杆，一般需要根据物体的状态判断．
(2)一端用铰链固定的轻杆，另一端产生的弹力一定沿着杆的方向．有可能是推力，也有可能是拉力，需要根据物体的状态去判断．
13．(2009·临沂模拟)如图所示，我们常见有这样的杂技表演：A、B、C、D四个人，B站在A的肩上，双手拉着C和D，A撑开双手支持着C和D，如果四个人的质量均为m＝60kg，g＝10N/kg，请估算：
(1)A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力各有多大？
(2)A的双肩受到的压力有多大？
【解析】 (1)由题图及几何知识可知，BC的两手臂连线与竖直方向的夹角约为30°，作出C的受力图如图所示．可求出
FA＝mgtan30°＝eq \r(3)mg/3＝200eq \r(3)N，
FB＝eq \f(mg,cs30°)＝2eq \r(3)mg/3＝400eq \r(3)N.
由牛顿第三定律可知A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力大小分别为200eq \r(3)N和400eq \r(3)N.
(2)以B、C、D组成的整体为研究对象，可得出A对B、C、D整体的支持力为FN＝3mg＝1800N，故A的双肩受到的压力也为1800N.
【答案】 (1)200eq \r(3)N 400eq \r(3)N (2)1800N