高中物理必修第1册第3章（一）

第三章1

课后提升训练

A组•基础达标

1.关于物体的重力，下列说法正确的是（）

A.做自由落体运动的物体不受重力作用

B.挂在绳子上静止的物体，它受到的重力就是绳子对它的拉力

C.物体在地球任何地方重力人小都相等

D.重力可以用弹簧测力计测量

【答案】D

【解析】做自由落体运动的物体只受重力作用，不受其他力，故A错误；用绳子悬挂

处于静止状态的物体，所受重力等于绳子对它的拉力大小，但两力性质不同，故B错误；

同一物体，处在地球表面的不同纬度，重力大小可能不同，故C错误；弹簧测力计可以测

量力的大小，包括重力的大小，故D正确.

2.关于力，下列说法正确的是（）

A.力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的

B.拳击手用尽全力百出一拳，但未击中对方，所以这个击拳过程只有施力物体，没有

受力物体

C.一个物体没有发生运动状态的改变，所以物体一定没有受到力的作用

D.两个大小相等、作用点相同的力，可以说这两个力相等

【答案】A

【解析】力是物体对物体的作用，所以不能离开施力物体和受力物体而独立存在，故A

正确；拳击手一拳击出，没有击中对方，拳击过程中，其身体的各个部位由于相互作用而产

生力，故B错误；一个物体没有发生运动状态的改变，可能受的合力为零，故C错误；两

个大小相等、作用点相同的力，方向不一定相同，所以这两个力不一定相等，故D错误.

3.天花板固定一根绳子，绳下系一个小球，下列判断正确的是（）

A.小球对绳的拉力使小球发生形变

B.绳子形变后对小球产生拉力

C.小球对绳的拉力方向是竖直向上的

D.球对绳的拉力是绳对天花板的拉力

【答案】B

【解析】小球对绳子的拉力，是因为球发生弹性形变，同时要恢复原状，所以产生弹力，

则球对绳的拉力的方向竖直向下，故A、C错误；绳子对小球的拉力是绳子形变后产生的，

绳子形变后，要恢复原状，则对小球产生竖直向上的拉力，故B正确；球对绳的拉力使绳

受力，绳对天花板的拉力使天花板受力，它们的大小是相等的，故D错误.

4.如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让

一束光一次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点.这个实验中用到的科学方法

是（）

A.抽象模型法B.控制变量法

C.微小形变放大法D.多次测量减小误差法

【答案】C

【解析】力可以改变物体的形状.用力压桌面，桌而发生形变，平面镜N或M的高度

就会发生变化，从而使刻度尺上的光斑移动，能把微小形变进行放大.选项C正确.

5.（2021届贵州名校月考）如图所示，撑杆跳高运动员正在跳高.止匕时杆对运动员的弹

力（）

A.方向向下

B.方向一定沿杆

C.由杆的形变所产生

D.由手的形变所产生

【答案】C

【解析】运动员运动状态不能确定，则杆对运动员的弹力方向也不能确定，A、B错误;

杆对运动员的弹力是由杆的形变产生的，C正确，D错误.

6.如图，质量均为1kg的物体A、3通过一劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，开始

时8放在地面上，A、3均处于静止状态，现通过细绳将A缓慢向上拉起，当3刚要离开地

面时，A上升距离为L.假设弹簧一直在弹性限度内，g取10N/kg,则（）

A.L=0.1inB.L=0.2m

C.L=0.3mD.L=0.4m

【答案】B

【解析】开始时8在地面上，A、B均处于静止状态，弹簧所受的弹力等于A的重力，

由胡克定律得上口=/〃g,当8刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，弹力大小恰好等于8的

重力，由胡克定律得心由几何关系得知£=xi+，i2=>::^=0.2m,故B正确.

7.重庆育才中学教学楼的读书角迎来了一些新客人，如图所示.这些小瓶子非常漂亮,

不经意之间增添了许多审美的情趣.关于这些装饰瓶，下列说法正确的是（）

A.瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力

B.装饰瓶重心一定在其几何中心

C.装饰瓶的重心与其形状结构及质品•分布有关

D.若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重:心一直在降低

【答案】C

【解析】瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力，A错误；装饰瓶内装

有水，则其重心不一定在其几何中心，B错误：装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，

C正确：若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高，

D错误.

8.下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测得的几组数据.

024681012r/rrn

（1）请在坐标系中作出F-x图线.

⑵弹簧的劲度系数是N/m.

【答案】（1）见解析图（2）25N/m

【解析】（1）用描点法得出图像如图所示.

m

2.5

2.0

1.5「…丁…丁才•…「…T…1

1.0卜十•，才I十•十I十•TI

024681012r/rm

(2)图像的斜率表示劲度系数的大小，注意单位要化成国际单位，由此可得女=言N/m

=25N/m.

9.一根轻弹簧原长10cm,挂上重力为20N的钩码时长为11cm,弹簧形变在弹性限

度内.

(1)求该弹簧的劲度系数.

(2)当弹簧长为13cm时，弹簧的拉力为多少？

【答案】(1)2X103N；m(2)60N

【解析】设弹簧劲度系数为上在挂Q=20N钩码时，弹簧伸长量为即=lcm,

由胡克定律得”=匕，

代入数据解得A:=2X103N/m,

当弹黄伸长为13cm,此时伸长量X2=3cm,则弹簧此时的拉力为尸2=自2=6()N.

B组能力提升

甲小乙

10.如图所示，关于击掌这一动作，下列说法正确的是()

A.甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的

B.乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的

C.甲同学手掌形变的方向是向右的

D.乙同学手掌形变恢复的方向是向右的

【答案】B

【解析】甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，选项A错误；乙同学对甲同

学的力是乙同学手掌形变产生的，选项B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的

弹力向右，选项C错误；乙同学手掌膨变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，选项D

错误.

11.(多选)一弹簧原长15cm,受10N外力作用时长度变为17cm,若作用在弹簧上的

外力大小变为20N且弹簧仍然在弹性限度内，则下列说法正确的是()

A.弹簧长度变为0.19m

B.弹簧长度变为0.24m

C.弹簧的劲度系数为5N/m

D.弹簧的劲度系数为500N/m

【答案】AD

【解析】由一弹簧原长15cm,受10N外力作用时长度变为17cm,若作用

在弹簧上的外力大小变为20N,应再伸长2cm,则弹簧长度变为0.19m,故A正确，B错

误.根据胡克定律得＞=乌=/「⑺-，N；m=5（）0N/m,故C错误，D正确.

12.（多选）如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图像，根据图像判断，

正确的结论是（）

A.弹簧的劲度系数为1N/m

B.弹簧伸长。.2m时，弹力的大小为4N

C.弹簧的原长为0.06m

D.弹簧的劲度系数为100N/m

【答案】CD

【解析】由图读出弹力尸i=2N时,弹簧压缩的长度箕=£（）—Li=（6—4）cm=0.02m,

由胡克定律得弹簧的劲度系数为N/m=100N/m,当弹簧伸长0.2m时，弹力的

大小为：/=AAr=20N,故A、B错误，D正确；由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的

长度为〃）=6cm,即弹簧的原长为0.06m,故C正确.

13.（多选）（2020届云南名校月考）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，

设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将亳米刻度尺设置

在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长

度，然后在弹簧下端依次挂1个、2个、3个、4个、5个钩码，测出弹簧相应的总长度.每

只钩码的质量都是10g.实验数据见下表.（g取10N/kg）

钩码质量mig01020304050

弹簧总长度//cm3.003.504.004.505.005.50

弹力大小F/N00.10.20.30.40.5

57N

-S8

-二

-

-

-7

O-S

-

-

6+4廿

P8

O.5

O.耳

O.4

，

十

工

H丁

OS.34+，

24:­+

S，+

工

4-士

工::

」+

1

4-IH-4

0••••

123456

甲乙

(1)关于木实验，下列说法正确的是.

A.悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数

B.应在弹簧的弹性限度范围内进行测最

C.在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态

D.在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度

(2)根据上述实验数据，在图乙所示的坐标系中，作出弹簧弹力大小尸跟弹簧总长度/

之间的关系图像，并求出该弹簧的劲度系数k=N/m.

【答案】(l)ABC⑵见解析图20

【解析】(1)悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数；应在弹簧的弹性限度范围内进行测

量；在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态；在测量弹簧原长时，应将弹簧挂在O

点(由于弹簧有重力而伸长)时使其自然伸长而测出其长度，故A、B、C正确，D错误.

(2)根据数据描点连线，就能得到图线.

o.4t

s±十

4

n4;-

o..

0.+4-1hi，+・卜・卜・4

图线的斜率即为劲度系数，解得2nM二八QN/m=20N/m

U.UOU.UJ

14.如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与

弹簧伸长鼠的关系.

甲乙

⑴为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A,以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描已各组Cr,为对应的点，并用平滑的

曲线连接起来.

B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度/.),测量出一个钩码的重力.

C.将铁架台固定于臭子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻

度尺.

D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧

下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码.

E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式.首先尝试写成•次函数,

如果不行，则考虑二次函数.

F.解释函数表达式中常数的物理意义.

G.整理仪器.

请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：.

(2)图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力尸与弹簧伸长量x的F-A图线，由此可求出弹

簧的劲度系数为N/m,图线不过原点的原因是曰于.

(3)若实验开始时你将图甲中的红色指针从P位置往下挪到Q,其余实验步骤不变日.操

作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将(填“变大”‘'不变"或“变小”).

【答案】⑴CBDAEFG(2)200弹簧自身存在重力⑶不变

【解析】(1)实验中要先组装器材，即CB,然后进行实验，即D,然后数据处理，分析

解释表达式，最后整理仪器；即AEFG.所以先后顺序为CBDAEFG

(2)图像中的斜率表示形变量，则

7人

^=(4-0.5)X10-2N/m=200N/m-

图线不过原点说明没有力时有了形变量，故说明弹簧■有自身的重力存在.

(3)红色指针从尸位置往下挪到Q,只是在测量弹簧的原长时，原长偏大，挂上钩码后，

弹簧的伸长量依然没有改变，故没有影响，所以测量得到弹簧的劲度系数不变.

达标检测

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求的.

1.下列关于力的说法，正确的是()

A.有力作用时一定有施力物体，可能没有受力物体

B.力有时能脱离物体而独立存在

C.有受力物体就一定有施力物体

D.只有相互接触的物体才能有作用力

【答案】C

【解析】有力作用时一定有施力物体和受力物体，有受力物体就一定有施力物体，A错

误，C正确；力是物体对为体的作用，力不能脱离物体而独立存在，B错误；两个物体有力

作用时不一定相互接触.如磁铁吸引小铁钉时.磁铁对小铁钉有力的作用但磁铁与小铁钉可

以不相互接触，D错误.

2.如图所示，歼-20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机.它以具有隐身

性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊.关于飞行中的歼-20战机的受力，下列说法

正确的是（）

A.战机受到的重力垂直向下

B.战机受重力的同时，它也对地球产生引力

C.战机向前运动的挂力无施力物体

D.战机匀速飞行，它不受重力作用

【答案】B

【解析】重力的方向竖直向下，不一定垂直向下，A错误；由于地球对战机的引力作用

而产生重力，同时战机对地球也产生向上的引力，B正确；任何力都有施力物体，战机向前

的推力来自于发动机喷出的气流，C错误；地球附近的任何物体都受重力作用，D错误.

3.在中学秋季田径运动会上，高一2班李好同学奋力拼搏，勇夺男子100m冠军，下

图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用居I、居2分别表示该同学在图甲、图乙两瞬间所受到的

摩擦力，则关于尸门、居2的方向，以下说法正确的是（）

A.尸门向后，尸门向后B.尸门向前，fh向前

C.尸门向前，所向后D.广门向后，居2向前

【答案】C

【解析】该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个

向前的静摩擦力，即R］向前，使运动员能向前运动：而当前脚向前跨时，正是由于地面给

前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动，所以前脚受到地面向后的静摩擦力，即

风向后，故C正确，A、B、D错误.

4.如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每一木块的质曷为

m,则两木块间的摩擦力大小为（）

A.0

C.〃吆D.2mg

【答案】A

【解析】设每一块木块的重力为加g,一侧木板对木块的摩擦力大小为力，两块木块之

间的摩擦力大小为力，根据平衡条件，对整体有"=2mg,得力=/咫；对A有力+方=〃吆.

解得力=0.即两木块间摩擦力为零，故A正确，B、C、D错误.

5.如图所示，舰载机保持牵引力尸大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而

静止，此时阻拦索夹角6=120。，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为

（）

加拦索

/最拦索

余轮

A.yB.F

C.小FD.2F

【答案】B

【解析】设阻拦索承受的张力大小为广T,由平衡条件可知，牵引力尸=2尸'TCO号，又

由牛顿第三定律知尸T=/Y,解得R=£B正确.

6.利用弹簧可以测昼物体的重力.将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁

上.弹簧卜端不挂物体时，测得弹簧的长度为网.将待测物体挂在弹簧卜端，如图所示.待

物体静止时测得弹簧的长度为工，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为

()

A.kx（）

C.—xo）D.k(xi—xo)

【答案】C

【解析】根据胡克定律可知，弹簧的弹力F=jt（xi-x0）:根据平衡条件可知，弹黄的弹

力等于物体的重力，故C正确，A、B、D错误.

7.近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生.近日研究发现，玩手机时，有可能

让颈椎承受多达60脩（约270N）的重量.一系列健康问题与不当的姿势存在关联，如背痛、

体重增加、胃痛、偏头疼和呼吸道疾病等.当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重

量；但当低头时.，颈椎受到的压力会随之变化，现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型，

重心在头部的P点，颈椎OP（轻杆）可绕。转动，人的头部在颈椎的支持力和沿南方向肌

肉拉力的作用下静止.假设低头时颈椎。。与竖直方向的夹角为45。，以与竖直方向的夹角

为60°,此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（加Q245）（）

A.4.2倍

C.2.8倍

【答案】B

【解析】由题意可知人的头部受力情况如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F,肌肉

对头的拉力为7,正交分解力产和7；在水平方向八m60。=%也45。，竖直方向尺os45°=

G+7cos60°,联立解得尸和3.3G,由牛顿第三定律知，颈椎受到的压力F'等于颈椎对头的

支持力，即尸比3.3G,B正确.

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中,

有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分.

8.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，己知两人手臂上的拉力大小相等

且为人两人手臂间的夹角为〃，水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是（）

A.当夕为120。时，F=GB.不管。为何值，斤=三

C.当＜9=0。时，F=yD.。越大，尸越小

【答案】AC

【解析】水桶受重力G和两个拉力产作用而平衡，根据平衡条件得2代os1=G,解得“

=—^/，由公式可知，户随着0的变化而变化，且。越大，尸越大，B、D错误：当。=0°

2cos2

时，F=f,C正确；当。为120。时，F=G,A正确.

9.科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图印是一款手机支架，其表面采用了

纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如

图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G,则下列说法正确的是（）

纳米

微吸

材料

A.手机受到的支持力大小为Geos

B.手机受到的支持力大于Geos。

C.纳米材料对手机的作用力大小为Gsin。

D.纳米材料对手机的作用力竖直向上

【答案】BD

【解析】手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有尺=

Geos夕+/七大于Geos。，A错误，B正确；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和

纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方

向与重力方向相反，竖直向上，C错误，D正确.

10.如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球8上，圆环A套在粗糙的水平直杆

MN上.现用水平力尸拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,

但圆环A始终保持在原位置不动.在这一过程中，环对杆的摩擦力居•和环对杆的压力大的

变化情况是（）

A.R不变B.R增大

C.入不变D.小减小

【答案】BC

【解析】设尸「'为杆对环的摩擦力，尸/为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球

受到重力、水平力产和轻绳的拉力T,如图甲所示，由平衡条件得P=mgtana,当小球8

从实线位置缓慢上升到虚线位置时，a增大，则尸增大，再以整体为研究对象，受力示意图

如图乙所示，根据平衡条件得R'=F,"增大，则FJ逐渐增大；FN'=（M+〃?）g,则

保持不变.由牛顿第三定律知，氏增大，尸N不变，B、C正确，A、D错误.

F：

mg

(M+m)g

甲乙

三、非选择题：本题共4小题，共54分.

11.(9分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.

0

■r-1

2

s-3

sE-4

g-

(1)某次在弹簧卜.端挂上钩码后，弹簧卜.端处的指针左刻度尺上的指示情况如图乙所示,

s-一

乙

此时刻度尺的读数x=.

(2)根据实验数据在图内的坐标纸上已描出了多次测最的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长

度x之间的函数坐标点，清作出尸一X图线.

(3)根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k=N/m.(保留两位有效数字)

【答案】(1)11.80(11.79〜17.81均可)cm(2)见解析图(3)49

【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm,其示数为11.80cm.

(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示.

(3)由图示图像可知，弹黄的劲度系数为

△△49)N

女z=京=(18—8)X1(Pm=419ON/m.

12.(12分)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮

筋的结点位置。点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图a所示.

(1)试在图a中作出无实验误差情况下F,和F2的合力的图示，并用户表示此力.

(2)有关此实验，下列叙述正确的是.

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C.两次拉橡皮筋时，须将橡皮筋结点拉到同一位置0,这样做的目的是保证两次弹簧

测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另

一只弹簧测力计拉力的大小即可

(3)如图b所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实

验事实？(力F'是用一只弹簧测力计时的拉力).

(4)在以上比较符合实验事实的那位同学的实验中，造成误差的主要原因是：(至少写出

两种情况).

【答案】⑴见解析图(2)AC

(3)甲同学

(4)见解析

【解析】(1)以Q、B为邻边作平行四边形，其对角线即为所求的合力网如图所示).

(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关

系，B错误：两弹黄测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等即可，两弹簧测力计的拉

力叮以同时比橡皮筋的拉力大，A正确；两次拉橡皮筋时，为保证效果相同，橡皮筋的结点、

必须拉到同一位置。，C正确：结点位置不变，合力不变，当一只弹黄测力计的拉力大小改

变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误.

(3)用平行四边形定则求出的合力可能与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力

计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定