2025年高考物理復(fù)習(xí)五：重力 彈力（含解析）

PAGE五重力彈力(40分鐘80分)【基礎(chǔ)鞏固練】1.(6分)(2023·滁州模擬)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)極限運(yùn)動(dòng),關(guān)于此項(xiàng)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員只受重力的作用B.當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力就是運(yùn)動(dòng)員的重力C.運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),其不受重力的作用D.運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),其重心不一定在人身上2.(6分)如圖是汽車(chē)特技表演中的鏡頭,汽車(chē)只有兩個(gè)輪子著地并在水平地面上勻速前進(jìn)。下列關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A.研究汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,可以將汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)B.地面發(fā)生彈性形變,對(duì)汽車(chē)施加了支持力C.地面對(duì)汽車(chē)的支持力大小大于汽車(chē)的重力D.因車(chē)身傾斜,地面對(duì)汽車(chē)的支持力方向平行于輪胎平面斜向上3.(6分)下列對(duì)圖中彈力的判斷,說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,小球隨車(chē)廂一起向右勻速運(yùn)動(dòng),車(chē)廂左壁對(duì)小球有彈力B.圖乙中,小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上,斜面對(duì)小球有彈力C.圖丙中,小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止,其中a繩豎直,b繩對(duì)小球有彈力D.圖丁中,兩相同球各自被長(zhǎng)度一樣的豎直輕繩拉住而靜止,則兩球間有彈力4.(6分)(2022·浙江1月選考)如圖所示,公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶,桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),水管口持續(xù)有水流出,過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次。決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是()A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對(duì)桶撞擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低5.(6分)(日常生活)一把正常使用的自動(dòng)雨傘如圖所示,關(guān)于其中彈簧的狀態(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.無(wú)論雨傘收起還是打開(kāi),彈簧都受到壓力B.無(wú)論雨傘收起還是打開(kāi),彈簧都受到拉力C.雨傘打開(kāi)時(shí),彈簧受到壓力;雨傘收起時(shí),彈簧受到拉力D.雨傘打開(kāi)時(shí),彈簧受到拉力;雨傘收起時(shí),彈簧受到壓力6.(6分)(日常生活)小杰同學(xué)將洗干凈的外套和短袖掛在晾衣繩上,如圖所示,晾衣繩穿過(guò)中間立柱上的固定套環(huán),分別系在左、右立柱的頂端,忽略繩與套環(huán)、衣架掛鉤之間的摩擦,忽略晾衣繩的質(zhì)量,用FT1、FT2、FT3和FT4分別表示各段繩的拉力大小,下列說(shuō)法正確的是()A.FT1>FT2 B.FT2>FT3C.FT3<FT4 D.FT1=FT47.(6分)兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起,a彈簧的一端固定在墻上,如圖所示,開(kāi)始時(shí)彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài),現(xiàn)用水平力作用在b彈簧的P端向右拉動(dòng)彈簧,當(dāng)a彈簧的伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)時(shí)()A.b彈簧的伸長(zhǎng)量為k2B.b彈簧的伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)C.P端向右移動(dòng)的距離為2LD.P端向右移動(dòng)的距離為(1+k1k【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(2023·山東等級(jí)考)餐廳暖盤(pán)車(chē)的儲(chǔ)盤(pán)裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤(pán)。托盤(pán)上疊放若干相同的盤(pán)子,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤(pán)子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤(pán)間距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為()A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m【加固訓(xùn)練】一種傾斜放置的裝取臺(tái)球的裝置如圖所示。每個(gè)臺(tái)球的質(zhì)量為m,半徑為R,圓筒直徑略大于臺(tái)球的直徑,圓筒底部有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)將筒口處臺(tái)球緩慢取走后,又會(huì)冒出一個(gè)臺(tái)球,剛好達(dá)到被取走臺(tái)球的位置。忽略球與筒間的摩擦力,重力加速度為g。則圓筒與水平面之間的夾角θ應(yīng)滿足()A.sinθ=kRmg B.sinθ=C.cosθ=kRmg D.cosθ=9.(6分)(2023·營(yíng)口模擬)在豎直平面內(nèi),固定有半圓弧軌道,其兩端點(diǎn)M、N連線水平如圖所示。將一輕質(zhì)小環(huán)A套在軌道上,一細(xì)線穿過(guò)輕環(huán),一端系在M點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的小球,小球恰好靜止在圖示位置。不計(jì)所有摩擦,重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()A.軌道對(duì)輕環(huán)的支持力大小為mgB.細(xì)線對(duì)M點(diǎn)的拉力大小為3C.細(xì)線對(duì)輕環(huán)的作用力大小為32D.N點(diǎn)和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°【加固訓(xùn)練】一質(zhì)量為m的小球通過(guò)短輕繩懸掛在光滑鉸鏈上,光滑鉸鏈(不計(jì)質(zhì)量)與輕桿連接,輕桿通過(guò)光滑鉸鏈分別與固定點(diǎn)O和O'連接,如圖所示。已知兩輕桿與水平地面和豎直墻壁的夾角都為30°,重力加速度為g,則下面輕桿和上面輕桿受到鉸鏈的作用力大小分別為()A.3mg,mg B.mg,3mgC.32mg,mg D.mg,310.(6分)如圖所示,與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定,另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài),彈力大小為34mg(g表示重力加速度),則輕桿對(duì)小球的彈力大小為(A.53mg B.3C.45mg D.511.(14分)如圖所示,一質(zhì)量為m的物體與勁度系數(shù)分別為k1、k2的甲、乙兩豎直輕彈簧相連,兩彈簧的另一端連接在框架上。物體靜止時(shí),兩彈簧長(zhǎng)度之和等于兩彈簧原長(zhǎng)之和,求甲彈簧的形變量?！厩榫硠?chuàng)新練】12.(6分)(2023·紹興模擬)如圖所示,在豎直的墻面上用鉸鏈固定一可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿,一根滿足胡克定律的橡皮筋兩端固定在輕桿上的A、C兩點(diǎn),輕質(zhì)動(dòng)滑輪B跨過(guò)橡皮筋懸掛一定質(zhì)量的鉤碼。開(kāi)始時(shí)輕桿處于水平位置,橡皮筋的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)0,忽略滑輪與橡皮筋間的摩擦。若將輕桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度Δθ=10°,橡皮筋的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)1;若將輕桿沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度Δθ'=10°,橡皮筋的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,下列關(guān)于L0、L1和L2的關(guān)系正確的是()A.L1=L2=L0 B.L1=L2<L0C.L1=L2>L0 D.L1<L2<L0解析版1.(6分)(2023·滁州模擬)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)極限運(yùn)動(dòng),關(guān)于此項(xiàng)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員只受重力的作用B.當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力就是運(yùn)動(dòng)員的重力C.運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),其不受重力的作用D.運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),其重心不一定在人身上【解析】選D。當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員除了受重力的作用外還有支持力的作用,故A錯(cuò)誤;當(dāng)在平直路面上滑行時(shí),運(yùn)動(dòng)員對(duì)滑板的壓力大小等于重力,方向與重力的方向一致,但壓力與重力是兩個(gè)性質(zhì)不同的力,故B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),其依然受地球的萬(wàn)有引力作用,受重力的作用,故C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員從滑板上跳起后在空中做動(dòng)作時(shí),由于運(yùn)動(dòng)員身體形狀的變化,其重心不一定在人身上,故D正確。2.(6分)如圖是汽車(chē)特技表演中的鏡頭,汽車(chē)只有兩個(gè)輪子著地并在水平地面上勻速前進(jìn)。下列關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A.研究汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,可以將汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)B.地面發(fā)生彈性形變,對(duì)汽車(chē)施加了支持力C.地面對(duì)汽車(chē)的支持力大小大于汽車(chē)的重力D.因車(chē)身傾斜,地面對(duì)汽車(chē)的支持力方向平行于輪胎平面斜向上【解析】選B。研究汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,汽車(chē)車(chē)輪的形狀、大小不能忽略,不可以將汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;發(fā)生彈性形變的地面要恢復(fù)原狀,對(duì)汽車(chē)施加了支持力,故B正確;汽車(chē)在水平地面上勻速前進(jìn),豎直方向受力平衡,故地面對(duì)汽車(chē)的支持力大小等于汽車(chē)的重力,故C錯(cuò)誤;壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面,指向受力物體,故地面對(duì)汽車(chē)的支持力方向垂直于地面豎直向上,故D錯(cuò)誤。3.(6分)下列對(duì)圖中彈力的判斷,說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,小球隨車(chē)廂一起向右勻速運(yùn)動(dòng),車(chē)廂左壁對(duì)小球有彈力B.圖乙中,小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上,斜面對(duì)小球有彈力C.圖丙中,小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止,其中a繩豎直,b繩對(duì)小球有彈力D.圖丁中,兩相同球各自被長(zhǎng)度一樣的豎直輕繩拉住而靜止,則兩球間有彈力【解析】選B。假設(shè)車(chē)廂左壁對(duì)小球有彈力,則小球不能隨車(chē)廂一起向右勻速運(yùn)動(dòng),所以車(chē)廂左壁對(duì)小球無(wú)彈力,故A錯(cuò)誤;假設(shè)斜面對(duì)小球沒(méi)有彈力,小球?qū)⒃谳p繩拉力和重力作用下處于豎直狀態(tài),所以斜面對(duì)小球有彈力,故B正確;假設(shè)b繩對(duì)小球有彈力,則小球在水平方向合力不為零,小球無(wú)法處于靜止?fàn)顟B(tài),所以b繩對(duì)小球無(wú)彈力,故C錯(cuò)誤;假設(shè)兩球間有彈力,則輕繩不可能處于豎直狀態(tài),所以兩球間無(wú)彈力,故D錯(cuò)誤。4.(6分)(2022·浙江1月選考)如圖所示,公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶,桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),水管口持續(xù)有水流出,過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次。決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是()A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對(duì)桶撞擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低【解析】選D。持續(xù)注水一段時(shí)間后,水桶與水整體的重心不斷升高,打破平衡時(shí)水桶就會(huì)翻轉(zhuǎn),因此選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。5.(6分)(日常生活)一把正常使用的自動(dòng)雨傘如圖所示,關(guān)于其中彈簧的狀態(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.無(wú)論雨傘收起還是打開(kāi),彈簧都受到壓力B.無(wú)論雨傘收起還是打開(kāi),彈簧都受到拉力C.雨傘打開(kāi)時(shí),彈簧受到壓力;雨傘收起時(shí),彈簧受到拉力D.雨傘打開(kāi)時(shí),彈簧受到拉力;雨傘收起時(shí),彈簧受到壓力【解析】選A。彈簧處于傘柄的支架上,支架兩個(gè)套筒中間夾著一個(gè)始終壓縮的彈簧,彈簧的勁度系數(shù)較大,原理是利用壓縮彈簧來(lái)改變?nèi)切我贿叺拈L(zhǎng)度,從而達(dá)到改變支架與傘柄之間角度的目的。當(dāng)自動(dòng)雨傘收起時(shí),要使A、B間的夾角減小,應(yīng)壓縮彈簧,當(dāng)角度為零時(shí),彈簧仍處于壓縮狀態(tài);當(dāng)自動(dòng)雨傘打開(kāi)時(shí),彈簧也處于壓縮狀態(tài),即打開(kāi)時(shí)彈簧也受到壓力,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。6.(6分)(日常生活)小杰同學(xué)將洗干凈的外套和短袖掛在晾衣繩上,如圖所示,晾衣繩穿過(guò)中間立柱上的固定套環(huán),分別系在左、右立柱的頂端,忽略繩與套環(huán)、衣架掛鉤之間的摩擦,忽略晾衣繩的質(zhì)量,用FT1、FT2、FT3和FT4分別表示各段繩的拉力大小,下列說(shuō)法正確的是()A.FT1>FT2 B.FT2>FT3C.FT3<FT4 D.FT1=FT4【解析】選D。由于晾衣繩是穿過(guò)中間立柱上的固定套環(huán)并未打結(jié),根據(jù)同一條繩上各點(diǎn)拉力大小相等,知FT1=FT2=FT3=FT4,D正確。7.(6分)兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起,a彈簧的一端固定在墻上,如圖所示,開(kāi)始時(shí)彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài),現(xiàn)用水平力作用在b彈簧的P端向右拉動(dòng)彈簧,當(dāng)a彈簧的伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)時(shí)()A.b彈簧的伸長(zhǎng)量為k2B.b彈簧的伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)C.P端向右移動(dòng)的距離為2LD.P端向右移動(dòng)的距離為(1+k1k【解析】選D。由題意知,兩根輕彈簧串接在一起,則兩彈簧彈力大小相等,根據(jù)胡克定律F=kx得,x與k成反比,則得b彈簧的伸長(zhǎng)量為k1Lk2,故A、B錯(cuò)誤;P端向右移動(dòng)的距離等于兩根彈簧伸長(zhǎng)量之和,即為L(zhǎng)+k1k【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(2023·山東等級(jí)考)餐廳暖盤(pán)車(chē)的儲(chǔ)盤(pán)裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤(pán)。托盤(pán)上疊放若干相同的盤(pán)子,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤(pán)子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤(pán)間距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為()A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m【解析】選B。單個(gè)盤(pán)子的質(zhì)量為m=300g=0.3kg,移走一個(gè)盤(pán)子,彈簧形變量發(fā)生變化,形變量的變化量為Δx=1.0cm=0.01m,盤(pán)子的總重力減小ΔG=mg=0.3×10N=3N,由平衡條件得,彈簧的彈力減小了3N,則有3kΔx=ΔG,代入數(shù)據(jù)解得:k=100N/m,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】一種傾斜放置的裝取臺(tái)球的裝置如圖所示。每個(gè)臺(tái)球的質(zhì)量為m,半徑為R,圓筒直徑略大于臺(tái)球的直徑,圓筒底部有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)將筒口處臺(tái)球緩慢取走后,又會(huì)冒出一個(gè)臺(tái)球,剛好達(dá)到被取走臺(tái)球的位置。忽略球與筒間的摩擦力,重力加速度為g。則圓筒與水平面之間的夾角θ應(yīng)滿足()A.sinθ=kRmg B.sinθ=C.cosθ=kRmg D.cosθ=【解析】選B。由題意根據(jù)胡克定律可知Δmgsinθ=kΔx,得到mgsinθ=k·2R,則sinθ=2kR9.(6分)(2023·營(yíng)口模擬)在豎直平面內(nèi),固定有半圓弧軌道,其兩端點(diǎn)M、N連線水平如圖所示。將一輕質(zhì)小環(huán)A套在軌道上,一細(xì)線穿過(guò)輕環(huán),一端系在M點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的小球,小球恰好靜止在圖示位置。不計(jì)所有摩擦,重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()A.軌道對(duì)輕環(huán)的支持力大小為mgB.細(xì)線對(duì)M點(diǎn)的拉力大小為3C.細(xì)線對(duì)輕環(huán)的作用力大小為32D.N點(diǎn)和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°【解析】選D。如圖所示,同一條細(xì)線上拉力處處相等,對(duì)于小球,由平衡條件可得FT=mg,故細(xì)線對(duì)M點(diǎn)的拉力大小為mg,B錯(cuò)誤;輕環(huán)受力平衡,由對(duì)稱性可得∠1=∠2,等腰三角形OAM兩底角相等,即∠1=∠3,由幾何關(guān)系可得∠1+∠2+∠3=90°,解得∠1=∠2=∠3=30°,又由于∠MAN=90°,所以∠ANM=60°,故N點(diǎn)和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°,D正確;細(xì)線對(duì)輕環(huán)的作用力大小為F=2FTcos30°=3mg,C錯(cuò)誤;軌道對(duì)輕環(huán)的支持力與細(xì)線對(duì)輕環(huán)的作用力等大、反向,故FN=F=3【加固訓(xùn)練】一質(zhì)量為m的小球通過(guò)短輕繩懸掛在光滑鉸鏈上,光滑鉸鏈(不計(jì)質(zhì)量)與輕桿連接,輕桿通過(guò)光滑鉸鏈分別與固定點(diǎn)O和O'連接,如圖所示。已知兩輕桿與水平地面和豎直墻壁的夾角都為30°,重力加速度為g,則下面輕桿和上面輕桿受到鉸鏈的作用力大小分別為()A.3mg,mg B.mg,3mgC.32mg,mg D.mg,3【解析】選B。由題可知,兩輕桿為兩個(gè)“動(dòng)桿”,而“動(dòng)桿”上彈力方向沿輕桿。對(duì)鉸鏈進(jìn)行受力分析,鉸鏈所受輕繩拉力大小為mg,方向豎直向下,下面輕桿對(duì)鉸鏈的彈力方向沿輕桿斜向下,設(shè)為F1,上面輕桿對(duì)鉸鏈的彈力方向沿輕桿斜向上,設(shè)為F2,如圖所示。在力的矢量三角形中,由正弦定理有F1sin30°=mgsin30°=F2sin120°,解得F1=10.(6分)如圖所示,與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定,另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài),彈力大小為34mg(g表示重力加速度),則輕桿對(duì)小球的彈力大小為(A.53mg B.3C.45mg D.5【解析】選D。小球處于靜止?fàn)顟B(tài),其合力為零,對(duì)小球受力分析,如圖所示,由圖中幾何關(guān)系可得F=(mg)2+11.(14分)如圖所示,一質(zhì)量為m的物體與勁度系數(shù)分別為k1、k2的甲、乙兩豎直輕彈簧相連,兩彈簧的另一端連接在框架上。物體靜止時(shí),兩彈簧長(zhǎng)度之和等于兩彈簧原長(zhǎng)之和,求甲彈簧的形變量。答案:mg【解析】設(shè)上、下兩個(gè)彈簧的形變量分別為Δx1和Δx2,兩彈簧的拉力分別為F1和F2,取向上為正方向。