2025高考物理專項復習十　重力與彈力含答案

2025高考物理專項復習十重力與彈力含答案十重力與彈力(40分鐘80分)【基礎(chǔ)全面練】1.(6分)關(guān)于重力、重心的說法正確的是 ()A.重力的大小可以用天平測量B.重力的方向總是與接觸面垂直C.形狀規(guī)則的物體其重心一定在其幾何中心D.用一條細線懸掛的物體在靜止時,懸線方向一定通過物體的重心【解析】選D。天平可以測物體的質(zhì)量,但無法測物體所受的重力,故A錯誤;重力的方向總是豎直向下的,故B錯誤;只有形狀規(guī)則,質(zhì)地均勻的物體其重心才在物體的幾何中心,故C錯誤;用一條細線將物體懸掛起來,靜止時重心一定在懸線所在直線,這是懸掛法找重心的原理,故D正確。2.(6分)教材中給出了一些地點的重力加速度,如表所示,下列說法中正確的是 ()標準值:g=9.80665m/s2地點緯度g/(m·s-2)赤道海平面0°9.780馬尼拉14°35'9.784廣州23°06'9.788武漢30°33'9.794上海31°12'9.794東京35°43'9.798北京39°56°9.801紐約40°40'9.803莫斯科55°45'9.816北極90°9.832A.同一物體在不同地點,所受的重力大小相等B.地面附近的重力加速度,隨緯度的升高而減小C.地面附近的重力加速度,隨緯度的升高而增大D.在地球表面的不同地點,重力加速度的方向都相同【解析】選C。同一物體在不同地點,重力加速度大小不相等,則所受的重力大小不相等,故A錯誤;地面附近的重力加速度,隨緯度的升高而增大,故B錯誤,C正確;在地球表面的不同地點,重力加速度的方向并不相同,故D錯誤。故選C。3.(6分)(2024·武漢高一檢測)如圖所示,在水杯中將一顆實心鐵球從圖中位置釋放直到觸碰杯底,則杯中水的重心位置 ()A.一直降低B.一直升高C.先降低再升高D.先升高再降低【解析】選B。在實心鐵球下降過程中,可以認為有一個等大的水球在上升,所以杯中水的重心位置在一直升高,故選B。4.(6分)(體育活動)關(guān)于圖中四種與足球有關(guān)的情境,下列說法正確的是 ()A.圖甲,靜止在草地上的足球?qū)Φ孛娴膲毫褪撬闹亓.圖乙,靜止在水平地面上的兩個足球間一定有彈力C.圖丙,踩在腳下且靜止在地面上的足球一定只受一個彈力的作用D.圖丁,打到球網(wǎng)上的足球受到彈力是因為球網(wǎng)發(fā)生了形變【解析】選D。圖甲,靜止在草地上的足球?qū)Φ孛娴膲毫Υ笮〉扔谒闹亓Υ笮?但壓力作用在地面上,重力作用在足球上,且壓力和重力是不同性質(zhì)的力,所以壓力不是重力,故A錯誤;圖乙,靜止在水平地面上的兩個足球雖然接觸,但之間沒有彈力,故B錯誤;圖丙,踩在腳下且靜止在地面上的足球受到兩個彈力的作用,即腳對球的壓力和地面對球的支持力,故C錯誤;圖丁,打到球網(wǎng)上的足球受到彈力是因為球網(wǎng)發(fā)生了形變,故D正確。5.(6分)如圖所示,將一個鋼球分別放在甲、乙、丙三個容器中,鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸,處于靜止狀態(tài)。若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的,各容器的底面均水平,則以下說法中正確的是 ()A.各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用B.各容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用C.甲容器的側(cè)壁對鋼球無彈力作用,其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均有彈力作用D.乙容器的側(cè)壁對鋼球有彈力作用,其余兩種容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用【解析】選A。如果將各容器的側(cè)壁搬離,我們可以知道鋼球還能處于靜止狀態(tài),所以各容器的側(cè)壁對鋼球均無彈力作用。故選A。6.(6分)(2024·哈爾濱高一檢測)下列圖中力F的方向表示正確的是 ()A.圖甲:斜面對物體的支持力FB.圖乙:輕繩對物體的拉力FC.圖丙:拉伸狀態(tài)下的彈簧對物體的作用力FD.圖丁:水平面對物體的支持力F【解析】選B。斜面對物體的支持力F應該垂直于接觸面向上,故A錯誤;輕繩對物體的拉力F沿著繩子收縮的方向,故B正確;拉伸狀態(tài)下的彈簧對物體的作用力F應該沿著彈簧收縮的方向,故C錯誤;水平面對物體的支持力F應垂直于水平面向上,故D錯誤。7.(6分)如圖所示的裝置中,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細線的質(zhì)量均不計,一切摩擦忽略不計。平衡時各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3,其大小關(guān)系是 ()A.F1=F2=F3 B.F1=F2<F3C.F1=F2>F3 D.F1>F2>F3【解析】選A。根據(jù)二力平衡,彈簧彈力均等于一個小球的重力,所以有F1=F2=F3。故選A。【綜合應用練】8.(6分)(多選)一個重力為20N的物體沿斜面下滑,關(guān)于物體重力的圖示,下列四個圖中正確的是 ()【解析】選A、D。重力方向豎直向下,重力的大小為20N,故A、D正確;B、C錯誤。9.(6分)(生活實際)彈簧鎖在關(guān)門時免去了使用鑰匙的繁瑣,為我們的生活帶來了方便。如圖所示為緩慢關(guān)門時(關(guān)門方向為圖中箭頭方向)門鎖的示意圖,若彈簧始終處于壓縮狀態(tài),則下列說法正確的是 ()A.關(guān)門時鎖舌對鎖殼的彈力方向向左B.關(guān)門時鎖殼對鎖舌的彈力方向垂直于鎖舌的斜面C.關(guān)門時彈簧彈力變小D.關(guān)門時鎖舌對鎖殼的彈力就是彈簧的彈力【解析】選B。關(guān)門時鎖舌對鎖殼的彈力方向垂直接觸面向左,故A錯誤;根據(jù)彈力方向可知,關(guān)門時鎖殼對鎖舌的彈力方向垂直于鎖舌的斜面,故B正確;彈簧始終處于壓縮狀態(tài),關(guān)門時彈簧形變量變大,彈力變大,故C錯誤;關(guān)門時鎖舌對鎖殼的彈力不是彈簧的彈力,因為作用對象不同,故D錯誤。10.(6分)(多選)(2024·長沙高一檢測)如圖甲所示,一根彈簧一端固定在傳感器上,傳感器與電腦相連。當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時,在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖像,如圖乙所示,則下列判斷不正確的是 ()A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B.彈力增加量與對應的彈簧長度的增加量成正比C.該彈簧的勁度系數(shù)是20N/mD.該彈簧受到反向壓力時,勁度系數(shù)不變【解析】選A、C。彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的形變量成正比,和彈簧的長度不成正比,A錯誤,符合題意;由胡克定律可得k=Fx=ΔFΔx,即彈力增加量與對應的彈簧長度的增加量成正比,B正確,不符合題意;由題圖乙知,F-x圖像是過原點的直線,可求得彈簧的勁度系數(shù)k=11.(14分)如圖所示,質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg的A和B,用一個勁度系數(shù)未知的輕質(zhì)彈簧連接疊放在一起,最初系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),此時輕質(zhì)彈簧被壓縮10cm?，F(xiàn)在用力緩慢拉A直到B剛好離開地面,g取10m/s2,求:(1)輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù);(2)B剛要離開地面時,A相對初始位置被提升的高度?！窘忸}指南】解決本題應注意以下三點:(1)胡克定律F=kx中的x表示的是彈簧的形變量。(2)研究彈力方向的同時需要注意彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是拉伸狀態(tài)。(3)學會拆分物體移動的位移與形變量變化量之間的關(guān)系,借助運動示意圖進行處理?！窘馕觥?1)最初靜止時,A壓在彈簧上使彈簧被壓縮,設(shè)彈簧的壓縮量為x1,對A,由受力平衡可得kx1=mAg解得k=100N/m(2)B剛要離開地面時,地面的支持力為零,此時彈簧處于伸長狀態(tài)。設(shè)伸長量為x2,對B,由受力平衡可得kx2=mBg解得h=x1+x2=30cm答案:(1)100N/m(2)30cm【拓展創(chuàng)新練】12.(6分)(多選)如圖所示,A、B兩木塊質(zhì)量均為m,1、2兩輕彈簧的勁度系數(shù)均為k,彈簧與木塊、彈簧與地面的接觸點都相連,整個系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)用力將木塊A緩慢豎直向上提起,直到2號彈簧的彈力大小變?yōu)樵瓉淼囊话霝橹?。則在這過程中A木塊豎直向上移動的距離為 ()A.2mgk C.5mgk 【解析】選A、D。根據(jù)胡克定律可得,原來1彈簧的壓縮量為x01=mgk,彈簧2的壓縮量為x02=2mgk。若2彈簧彈力大小變?yōu)樵瓉淼囊话肭?彈簧處于壓縮狀態(tài),則此時2彈簧的壓縮量為x2=mgk,對B分析可得kx2=mg,所以1彈簧剛好恢復原長,此過程中A木塊上升的位移為Δx=x01+(x02-x2)=mgk+(2mgk-mgk)=2mgk。若2彈簧彈力大小變?yōu)樵瓉淼囊话肭?彈簧處于拉伸狀態(tài),則此時2彈簧的拉伸量為x'2=mgk,對B分析可得kx'2=mg,所以1彈簧的彈力為2mg,此時1彈簧的伸長量為x'1=3mgk,此過程中A木塊上升的位移為Δx'=x01+x02+x'2+x'1=mgk+【總結(jié)提升】彈簧的多解性問題(1)彈簧的彈力大小和形變量有關(guān),在彈力相等情況下,由于其可能出現(xiàn)壓縮和拉伸兩種情況,并由此造成題目的多解性。(2)彈簧類的多解性問題應該進行分類討論,結(jié)合題設(shè)情境中物體所處的狀態(tài),通過力學方程求解。(3)彈簧類問題應該充分利用初態(tài)、末態(tài)、原長位置等特殊位置,兼顧對稱性進行求解,其變化的過程較復雜一般不研究?！狙a償訓練】(2024·石家莊高一檢測)如圖所示,勁度系數(shù)為k2的輕彈簧乙豎直固定在桌面上,上端連一質(zhì)量為m的物塊,另一勁度系數(shù)為k1的輕彈簧甲固定在物塊上?，F(xiàn)將彈簧甲的上端A緩慢向上提,當提到彈簧乙的彈力大小恰好等于23mg時,求A【解析】在沒有向上提彈簧甲時,物塊受到重力和彈簧乙的支持力,二力平衡,有F2=mg向上提彈簧甲,當乙處于壓縮狀態(tài)時,物塊受重力mg、彈簧乙向上的支持力,彈簧甲向上的拉力F1,則有F3=23mg,F1=mg-F3=1則A點上升的高度為h=F1k1+解得h=mg3(1k1當乙處于伸長狀態(tài)時,物塊受重力mg、彈簧乙向下的拉力F4和彈簧甲向上的拉力F5,則有F4=23mg,F5=mg+F3=5則A點上升的高度為h'=F5k1+解得h'=5mg3(1k答案:mg3(1k1+1k2)或5、、、三位置變化快慢的描述——速度(40分鐘80分)【基礎(chǔ)全面練】1.(6分)下列關(guān)于速度的說法正確的是 ()A.速度是描述物體位置變化的物理量B.瞬時速度方向就是物體運動的方向C.勻速直線運動的速度方向是可以改變的D.位移方向和速度方向一定相同【解析】選B。速度是表示物體運動快慢的物理量,即物體位置變化快慢的物理量,故A錯誤;瞬時速度方向就是物體運動的方向,故B正確;勻速直線運動的速度方向與大小均不改變,故C錯誤;位移方向是初位置指向末位置的方向,而速度方向是物體運動的方向,所以不相同,故D錯誤。2.(6分)(大國工程)(2024·溫州高一檢測)港珠澳大橋是連接香港、珠海和澳門的巨大橋梁,為香港、澳門和珠江三角洲的經(jīng)濟發(fā)展注入了新的動力。已知港珠澳大橋總長約為55千米,設(shè)計速度為100千米/小時。某輛汽車通過港珠澳大橋的記錄顯示:12:00進入港珠澳大橋,12:43離開大橋。下列說法正確的是 ()A.題中的“100千米/小時”為平均速度B.題中的“12:43”指的是時刻C.該汽車通過港珠澳大橋的位移為55kmD.該汽車通過港珠澳大橋的平均速度為76.7km/h【解析】選B。題中的“100千米/小時”是汽車行駛的最大速度,是瞬時速度,故A錯誤;題中的“12:43”指的是時刻,故B正確;港珠澳大橋的總長約為55km,指的是路程,不是位移,故C錯誤;港珠澳大橋的總長約為55km,指的是路程,根據(jù)v=st=553.(6分)(2024·揚州高一檢測)高郵湖大橋全長8443m,采用“區(qū)間測速”,所謂區(qū)間測速就是測量車輛經(jīng)過某區(qū)間的平均車速,已知該橋限速100km/h,監(jiān)測發(fā)現(xiàn)某轎車經(jīng)過這一路段用時0.1h,則下列說法正確的是 ()A.0.1h指的是時刻B.8443m指的是位移大小C.在該測速區(qū)間,該轎車被判定為超速D.該橋限速100km/h指的是平均速率【解析】選D。0.1h指的是時間間隔,故A錯誤;8443m指的是路程大小,故B錯誤;在該測速區(qū)間轎車平均速率為v=st=84.4.(6分)(2024·吉林適應性測試)如圖,齊齊哈爾到長春的直線距離約為400km。某旅客乘高鐵從齊齊哈爾出發(fā)經(jīng)哈爾濱到達長春,總里程約為525km,用時為2.5h。則在整個行程中該旅客 ()A.位移大小約為525km,平均速度大小約為160km/hB.位移大小約為400km,平均速度大小約為160km/hC.位移大小約為525km,平均速度大小約為210km/hD.位移大小約為400km,平均速度大小約為210km/h【解析】選B。位移是起點到終點的有向線段,則在整個行程中該旅客位移大小約為400km,平均速度大小約為v=xt=4005.(6分)為了監(jiān)控車輛是否超速,交通部門常用測速儀來檢測。測速原理如圖所示,測速儀前后兩次發(fā)出并接收超聲波信號,再根據(jù)兩次信號的時間差,測出被測車輛的速度。如果某次檢測車速時,第一次從發(fā)出至收到超聲波信號用了0.6s,第二次從發(fā)出至收到超聲波信號用了0.3s,兩次信號發(fā)出的時間間隔是2s,則測得汽車的速度約為(假設(shè)超聲波的速度為340m/s,且保持不變) ()A.25.5m/s B.51.0m/sC.27.6m/s D.75.0m/s【解析】選C。由于第一次從發(fā)出至接收到超聲波信號用了0.6s,測速儀第一次發(fā)出的超聲波到達汽車處所用的時間t1=0.62s=0.3s,測速儀第一次發(fā)出的信號從汽車處返回到測速儀時,汽車距測速儀的距離x1=v聲t1=340×0.3m=102m,由于第二次從發(fā)出至接收到超聲波信號用了0.3s,測速儀第二次發(fā)出超聲波到達汽車處所用的時間為t2=0.32s=0.15s,第二次發(fā)出的信號從汽車處返回到測速儀時,汽車距測速儀的距離x2=v聲t2=340×0.15m=51m,因此汽車在兩次與信號相遇的過程中,行駛了x=x1-x2=102m-51m=51m,這51m共用了t'=Δt+t2-t1=2s+0.15s-0.3s=1.85s,所以汽車的車速為v'=6.(6分)(體育運動)四名運動員在標準田徑場上進行400m賽跑,如圖所示,他們從不同起點起跑,終點相同,都順利地按規(guī)則要求完成了比賽,下列說法正確的是 ()A.他們跑完全程的路程相同B.他們跑完全程的位移相同C.他們跑完全程的平均速度相同D.他們跑完全程的平均速率相同【解析】選A。四名運動員在標準田徑場上進行400m賽跑,他們跑完全程的路程相同,故A正確;由于他們從不同起點起跑,終點相同,則他們跑完全程的位移不相同,故B錯誤;由于他們的位移不同,時間也可能不同,則他們跑完全程的平均速度不一定相同,故C錯誤;由于他們的路程相同,時間可能不同,則他們跑完全程的平均速率不一定相同,故D錯誤。7.(8分)一質(zhì)點做單向變速直線運動。(1)若前t3內(nèi)的平均速度為6m/s,后2t3(2)若質(zhì)點前一半位移的平均速度為3m/s,后一半位移的平均速度為6m/s,求這段位移的平均速度大小?！窘馕觥?1)v=x1+x(2)v'=xt1+答案:(1)8m/s(2)4m/s【綜合應用練】8.(6分)(多選)關(guān)于瞬時速度和平均速度,下列說法中正確的是 ()A.平均速度越大,瞬時速度就越大B.極短時間內(nèi)的平均速度可認為等于瞬時速度C.對于勻速直線運動,其平均速度跟哪段時間(或哪段位移)無關(guān)D.若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零,則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度都為零【解析】選B、C。平均速度是位移與時間的比值,平均速度大瞬時速度不一定大,故A錯誤;極短時間內(nèi)的平均速度可認為等于瞬時速度,故B正確;對于做勻速直線運動的物體,其平均速度是恒定不變的,跟哪段時間(或哪段位移)無關(guān),故C正確;若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零,它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度不一定都為零,比如物體勻速運動一周,故D錯誤。9.(6分)(多選)(2024·濟寧高一檢測)某賽車手在一次野外訓練中,先利用地圖計算出出發(fā)地和目的地的直線距離為9km,他從出發(fā)地到目的地用了5min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)值增加了15km,當他經(jīng)過某路標時,車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150km/h,那么可以確定的是 ()A.在整個過程中賽車手的瞬時速度是108km/hB.在整個過程中賽車手的平均速度是180km/hC.在整個過程中賽車手的平均速率是180km/hD.經(jīng)過路標時的瞬時速率是150km/h【解析】選C、D。瞬時速度是指在某一位置時的速度,賽車手做的是變速運動,故整個過程中賽車手的瞬時速度是108km/h是錯誤的描述,故A錯誤;整個過程中的位移大小為9km,所用時間為5min,根據(jù)平均速度的定義v=xt=9km560h=108km/h,故B錯誤;根據(jù)平均速率的定義,在整個過程中賽車手的平均速率v'=lt=15km56010.(6分)如圖所示的x-t圖像和v-t圖像中,給出的四條曲線1、2、3、4,分別代表四個不同物體的運動情況,關(guān)于它們的物理意義,下列描述正確的是 ()A.曲線1表示物體做曲線運動B.x-t圖像中,t1時刻v1>v2C.兩圖像中,t2、t4時刻分別表示物體2、4開始反向運動D.v-t圖像中0至t3時間內(nèi)物體3和物體4的平均速度大小相等【解析】選B。x-t圖像和v-t圖像都只能表示直線運動,曲線1表示物體做直線運動,選項A錯誤;x-t圖像中圖線的切線斜率表示物體的速度,t1時刻圖線1切線的斜率大于圖線2的斜率,則此時刻物體1的速度大于物體2的速度,即v1>v2,選項B正確;x-t圖像的斜率表示速度,圖像的轉(zhuǎn)折點表示物體的位移開始減小,運動方向開始反向,所以t2時刻物體2開始反向運動,而v-t圖像中在t5時刻,物體4的速度才從正值變?yōu)樨撝?速度改變方向,選項C錯誤。v-t圖像中0至t3時間,物體3的位移小于物體4的位移,故由v=xt11.(12分)某物體由A點出發(fā)做直線運動,前5s向東行駛了30m到達B點,又向前行駛了5s前進了60m到達C點,在C點停了4s后又向西行駛,經(jīng)歷了6s運動了120m到達A點西側(cè)的D點,如圖所示,求:(1)最后6s時間內(nèi)物體的平均速度大小和方向;(