2025高考物理一轮总复习第2章相互作用第5讲重力弹力提能训练

这是一份2025高考物理一轮总复习第2章相互作用第5讲重力弹力提能训练，共7页。试卷主要包含了画出下图中物体A受力的示意图等内容，欢迎下载使用。
题组一 重力与重心
1．(2024·山西运城月考)“天琴二号”卫星预计将于2025年前后发射，面向我国自主空间引力波探测的“天琴计划”已进入第三阶段，即发射“天琴二号”卫星编队，该卫星编队直接瞄准我国下一代重力卫星。关于重心、重力和重力加速度，下列说法正确的是( B )
A．重心是物体所受重力的作用点，任何物体的重心必须在物体上，不可能在物体外
B．物体用一绳子悬挂起来处于静止状态时，该物体的重心一定在绳子所在直线上
C．地球表面的重力加速度随纬度的增大而减小
D．质量大的物体受到的重力大，所以重力加速度也大
[解析] 物体的重心可以在物体上，也可以在物体外，如均匀圆环的重心在其圆心处，选项A错误；物体悬挂起来，根据二力平衡可知，重力和绳子拉力等大反向，作用在同一直线上，绳子拉力在沿绳子方向上，所以该物体重力的作用点一定在沿绳子的方向上，即重心一定在绳子所在直线上，选项B正确；地球表面的重力加速度随纬度的增大而增大，选项C错误；在同一地点，重力加速度为一定值，与物体的质量无关，选项D错误。
2．(2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是( D )
A．水桶自身重力的大小
B．水管每秒出水量的大小
C．水流对桶撞击力的大小
D．水桶与水整体的重心高低
[解析] 由于水桶可以绕水平轴转动，因此一段时间后，当水桶中水变多导致重心升高到一定程度时，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，就会造成水桶翻转，故选D。
题组二 弹力有无及方向的确定
3.如图所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑的球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是( B )
A．球一定受墙面水平向左的弹力
B．球可能受墙面水平向左的弹力
C．球一定受斜面通过球的重心的弹力
D．球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力
[解析] F的大小合适时，球可以静止在无墙的斜面上，F增大时墙面才会对球有弹力，所以选项A错误，B正确；斜面一定有对球斜向上的弹力才能使球不下落，该弹力方向垂直于斜面但不一定通过球的重心，所以选项C、D错误。
4．画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
[答案] 如图所示
题组三 胡克定律 弹力的计算
5．(多选)(2024·北京四中月考)四个完全相同的轻质弹簧测力计的外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连，挂钩一端施加沿轴线方向的恒力，大小为F，如图所示的四种情况中说法正确的是( BC )
A．如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于F
B．如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F
C．如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F
D．如果已知图丁中水平地面光滑，那么由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系
[解析] 对于轻质弹簧来说，无论与其相连的物体处于什么样的运动状态，弹簧的两端所受的拉力都相等，所以轻质弹簧测力计的读数一定等于挂钩上的拉力，即弹簧测力计的读数一定等于F，故B、C正确，A、D错误。
6．如图甲所示，一轻弹簧左端与墙壁相连于O点。作用于右端A点的水平外力F变化时弹簧长度不断变化，取水平向左为正方向，测得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示，则下列说法正确的是( B )
A．弹簧原长为5 cm
B．弹簧的劲度系数为400 N/m
C．当l＝10 cm时，弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
D．当l＝20 cm时，弹簧对墙壁的弹力方向水平向左
[解析] 根据题图乙可知，当F＝0时，弹簧处于自然伸长状态，即自然长度为15 cm，A错误；由胡克定律可得k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(40 N,25－15×10－2 m)＝400 N/m，B正确；由题意知，弹簧长度为10 cm时F为正，则F方向向左，弹簧处于压缩状态，弹簧对墙壁的弹力水平向左，C错误；由题意知，弹簧长度为20 cm时F为负，则F方向向右，弹簧处于伸长状态，弹簧对墙壁的弹力水平向右，D错误。
7.有两根相同的轻弹簧a和b，劲度系数均为k，现将它们按图甲方式连接，下面挂质量均为m的两个小物体，此时两根轻弹簧的总伸长量为x。若将两个物体按照图乙方式挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总伸长量为( C )
A．eq \f(x,4) B．eq \f(x,2)
C．eq \f(3x,4) D．x
[解析] 题图甲中x＝eq \f(2mg,k)＋eq \f(2mg,k)＝eq \f(4mg,k)，题图乙中两根轻弹簧的总伸长量为x′＝eq \f(2mg,k)＋eq \f(mg,k)＝eq \f(3mg,k)＝eq \f(3x,4)，故C正确。
8.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，当a弹簧的伸长量为L时( D )
A．b弹簧的伸长量为eq \f(k2,k1)L
B．b弹簧的伸长量也为L
C．P端向右移动的距离为2L
D．P端向右移动的距离为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(k1,k2)))L
[解析] 由题意知，两根轻弹簧串接在一起，则两弹簧弹力大小相等，根据胡克定律F＝kx得，x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为eq \f(k1L,k2)，故A、B错误；P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L＋eq \f(k1,k2)L＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1＋\f(k1,k2)))L，故C错误，D正确。
9.如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L(弹性限度内)，则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为( C )
A．1.2kL B．kL
C．eq \f(2\r(2),3)kL D．eq \f(\r(2),3)kL
[解析] 设橡皮条的长度为1.5L时，两橡皮条夹角为θ，此时皮兜对弹丸有最大作用力，为F＝2kΔxcs eq \f(θ,2)＝kLcs eq \f(θ,2)，根据几何关系sin eq \f(θ,2)＝eq \f(0.5L,1.5L)，解得F＝eq \f(2\r(2),3)kL，故选C。
能力综合练
10．小杰同学将洗干净的外套和衬衣挂在晾衣绳上，如图所示，晾衣绳穿过中间立柱上的固定套环，分别系在左、右立柱的顶端，忽略绳与套环、衣架挂钩之间的摩擦，忽略晾衣绳的质量，用FT1、FT2、FT3和FT4分别表示各段绳的拉力大小，下列说法正确的是( D )
A．FT1>FT2 B．FT2>FT3
C．FT3