初中物理第三节 弹力与弹簧测力计精品课后测评
展开一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
1.如图所示,手压气球,气球发生形变。气球由于形变而产生的力是( )
A. 手对气球的压力B. 气球对手的支持力
C. 气球受到的重力D. 桌面对气球的支持力
2.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A. 5N,0NB. 0N,5NC. 5N,5ND. 5N,10N
3.小华同学用铁架台、弹簧、铁丝、50g的钩码若干和刻度尺等,做一个如图所示的简易测力计。下列说法中正确的是( )
A. 从刻度尺上无法标示出0刻度
B. 弹簧伸长量的大小不能反映测力计的大小
C. 可用不同数量的钩码拉伸弹簧标注刻度
D. 若用不同的弹簧做的测力计量程都相同
4.下列各种工具中,主要应用弹簧的弹性来工作的是( )
A. 天平B. 刻度尺C. 铅垂线D. 弹簧测力计
5.如图所示,两个弹簧测力计的自重均为0.5N,单个钩码质量均为50g,则A、B两个测力计的示数分别为(g取10N/kg) ( )
A. 1N 0.5NB. 2N 1NC. 1.5N 0.5ND. 1.5N 1N
6.如图所示,用手拉住弹簧测力计的挂钩,此时弹簧测力计的示数是( )
A. 3.1N
B. 3.2N
C. 4.9N
D. 4.8N
7.水平地面上有一静止的木架。轻质弹簧的左端固定在木架的侧壁,它自由伸长时,右端恰好位于O处,弹簧的右端固定在物体上,如图甲所示;当木架突然起动时,物体在粗糙的水平木板上滑动到A处,如图乙所示。根据上述现象判断:此过程中:弹簧对物体产生水平的弹力;物体受到木架对它水平的摩擦力( )
A. 向右 向左B. 向右 向右C. 向左 向左D. 向左 向右
8.用力压橡皮泥,如图甲所示;在弹簧的弹性限度内,用力压或拉弹簧,如图乙所示。以下说法正确的是( )
A. 图甲中,手对橡皮泥的压力不是弹力
B. 图乙中,用力压弹簧,弹簧对手没有产生弹力
C. 图乙中,只有用力拉弹簧才能说明力可以使物体形变
D. 图乙中用力拉弹簧,当两手拉开的距离越大感到越费力,是因为弹簧被拉得更长
9.将一弹簧测力计照图甲使用,测力计的读数为4N;若把弹簧测力计倒置,像图乙这样使用,两种情况下测力计下面挂的是同一物体,则( )
A. 等于4N
B. 小于4N
C. 大于4N
D. 无法确定
10.如图所示,将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,然后用两只手捏住外壳上的环水平地拉,当弹簧测力计静止时( )
A. 两只手对拉环的拉F1、F2大小相等且均为F,则弹簧测力计的示数为2F
B. 两只手对拉环的拉力F1、F2大小相等且均为F,则弹簧测力计的示数为零
C. 两只手对拉环的拉力F1、F2大小相等且均为F,则弹簧测力计的示数为F
D. 两只手对拉环的拉力F1、F2大小相等且均为F,则弹簧测力计的示数为F/2
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
11.按要求填空。
(1)如图所示,用刻度尺测量物体的长度,读数时视线正确的是______ (选填“A”或“B”),刻度尺的分度值是______ cm,测出该物体的长度是______ cm。
(2)如图所示测量物体的重力,在本次实验中使用弹簧测力计前应该在______ 方向上调零,弹簧测力计的量程为______ N;物体A重为______ N。
12.如图,弹簧左端固定于竖直墙壁,右端与物块M连接,置于粗糙水平面上,当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至Y处由静止释放,M向左最远可运动至X点。则物块从Y点运动至X点的过程中,弹簧对物块M的弹力变化是______ ,速度v随位置s变化的图像为______ 。
A.
B.
C.
D.
13.如图所示是一种常见的订书机,把订书钉放入钉槽后,固定在钉槽内的弹簧被压缩,给订书钉一个弹力,在使用过程中,随着订书钉的减少,这个弹力将______ (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
14.一根10cm长的弹簧,受到6N的拉力时,伸长了3cm;若要使弹簧伸长5cm,受到的拉力是___________N;若弹簧只受4N的拉力时,弹簧的长度是___________cm。
三、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
15.为探究“影响弹簧受力伸长大小的因素”,兴趣小组作出下列猜想:
猜想一:弹簧伸长的长度可能与弹簧的长度有关.
猜想二:弹簧伸长的长度可能与受力的大小有关.
猜想三:弹簧伸长的长度可能与弹簧的材料有关.
他们选择了甲、乙、丙3根弹簧作为研究对象.已知弹簧甲和丙是同种金属丝,弹簧乙是另一种金属丝,甲和乙原长均为6 cm,丙原长为9 cm,其他条件均相同.将弹簧的一端固定,另一端用弹簧测力计以不同大小的力拉,如图所示.表一是实验数据记录.
表一
(1)分析表中数据可知:在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度_________(填“大于”或“小于”)乙弹簧伸长的长度.
(2)要证实猜想一,需比较_________两组弹簧的数据.
(3)请根据上表中弹簧甲的数据,将下表填写完整.
表二
(4)分析数据可知:在一定的弹性限度内,同一弹簧的伸长与它所受的拉力成_________比.
(5)进一步综合分析数据还可得出:弹簧的伸长不仅跟拉力大小有关,还跟弹簧的_________和_________有关.
16.在制作弹簧测力计的活动中,小明和小丽有以下猜想:
小明的猜想:弹簧伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比;
小丽的猜想:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。他们决定通过实验来验证自己的猜想。
(1)要完成实验,如图所示除了需要一根弹簧、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是______ ;
(2)小明和小丽的实验记录数据如表:
①弹簧的原长L0= ______ cm;
②要判断小丽的猜想是否正确,应对______ (选填序号)两行数据进行比较。你认为实验能初步验证______ (选填小明或小丽)猜想是正确的;
③从表中数据可以看出,最后两次实验中弹簧的长度没有变化,这是因为______ ;
A.弹簧太硬了
B.弹簧超出了弹性限度
C.所挂钩码太轻
④根据表格中的数据,该弹簧制成的测力计量程为______ N。
四、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
17.某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F皮筋的伸长量Δx,多组测量数据做出的图线如图乙所示:
(1)由图乙图象可得出的结论是______ ;
(2)当在两根橡皮筋上分别都悬挂重力为4N的物体时橡皮筋A的伸长量为______ cm;弹簧B的伸长量为______ cm.
(3)分别用这两根橡皮筋制成的测力计,则用橡皮筋______ 制成的测力计量程大;用橡皮筋______ 制成的测力计测量的精确程度高(选填“A”或“B”).
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间,通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力,弹力的方向总是与物体形变的方向相反;
气球受到手的压力,向下凹陷,在恢复原状的过程中对手产生的弹力,通常叫做支持力。
故选:B。
发生形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
弹力一定是发生在两个直接接触的物体之间的相互作用力。
2.【答案】C
【解析】解:因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N;
同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N。
故选:C。
当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
此题考查了二力平衡条件的应用,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点。
3.【答案】C
【解析】解:A.不挂钩码,弹簧自然下垂的长度即为0刻度,故A错误;
B.在弹性限度内,橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比,故B错误;
C.可用不同数量的钩码拉伸弹簧标注刻度,故C正确;
D.若用不同的弹簧做的测力计量程不同,故D错误;
故选:C。
橡皮筋测力计的制作原理在弹性限度内,橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比。
本题主要考查了简易测力计的制作、原理等,是一道应用题。
4.【答案】D
【解析】解:A.天平是根据等臂杠杆的原理工作,故A错误;
B.刻度尺是测量长度的工具,与弹簧的弹性无关,故B错误;
C.铅垂线的原理是重力的方向是竖直向下,故C错误;
D.弹簧测力计是根据弹簧的伸长量与所受拉力(在弹性限度内)成正比的原理工作的,故D正确。
故选:D。
物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,形变越大弹力越大,弹簧测力计就是根据弹簧的伸长量与所受拉力(在弹性限度内)成正比的原理工作的。
明确物理上各种测量工具的工作原理,是解答此题的关键。
5.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查弹簧测力计。对弹簧测力计所受拉力进行分析,明确其下端所挂的物重可做出判断。认真观察图中两弹簧测力计的关系,明确钩码的重和弹簧测力计自身的重,可做出正确的解答,关键是不要忘记乙弹簧测力计的重。
【解答】
B“正挂”,且在B弹簧测力计的下端挂了两只钩码,所以,B弹簧测力计的示数等于钩码重,则B弹簧测力计的示数FB=2×0.05kg×10N/kg=1N;
A“正挂”,在A弹簧测力计的下端,挂了两只钩码和B弹簧测力计,所以,A弹簧测力计的示数等于B弹簧测力计的重力加上钩码重,则A弹簧测力计的示数F甲=0.5N+2×0.05kg×10N/kg=1.5N。
故ABC错误、D正确。
6.【答案】B
【解析】解:由图可知,弹簧测力计的量程是0~5N,分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数是3.2N。
故选:B。
读取弹簧秤示数时,首先要明确弹簧秤的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所对刻线相垂直。
本题考查的是弹簧测力计的读数,属于基础题。
7.【答案】B
【解析】当木架突然起动时,物体在粗糙的水平木板上滑动到A处,由图乙可知,弹簧处于压缩状态,物体相对于木架向左运动,弹簧对物体产生水平向右的弹力,木架对它有水平向右的摩擦力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.【答案】D
【解析】解:A、图甲中,手对橡皮泥的压力是由于手发生弹性形变而产生的力,是弹力,故A错误;
B、图乙中,用手压弹簧,弹簧发生弹性形变,会对手产生力的作用,是弹力,故B错误;
C、图乙中,用力拉弹簧或者用力压弹簧,都可以使弹簧发生形变,故C错误;
D、在弹性范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比,所以弹簧被拉的越长,施加的拉力越大。故D正确。
故选:D。
(1)物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,生活中的压力、支持力、拉力均属于弹力;
(2)对弹簧施加拉力或者压力都可以使弹簧发生形变;
(3)在弹性范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
本题考查弹力和力的作用效果,难度不大,是对基础知识的考查。
9.【答案】C
【解析】解:将弹簧测力计倒过来使用时,测力计外壳、拉环等的重力都由弹簧来承担,会在测力计上显示一定的示数,从而使最终的测量结果偏大,故C正确。
故选:C。
弹簧测力计的结构除弹簧外,还包括外壳、拉环等,这些都有一定的重力,如要倒过来使用,这些重力都会由弹簧来承担,会影响测量的结果。
搞清弹簧测力计外壳、拉环等的重力由谁来承担,会不会在刻度盘上显示示数,是正确判断此题的关键。
10.【答案】C
【解析】解:两个弹簧测力计看作一个整体,它处于静止状态说明弹簧测力计受到了一对平衡力的作用,平衡力的大小相等,所以F1=F2.
把两个弹簧分开来看,两个弹簧测力计拉在一起,且都处于静止状态,说明这两个弹簧测力计都受到了一对大小均为F的力,故示数均为F.
故选C.
在弹性限度内,弹簧所受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长.弹簧测力计在测量力的时候总是在静止或匀速直线运动状态下的.题中所述这种情况,可将两个弹簧测力计看作一个整体,它受到一对平衡力的作用,这两个力的大小就是相等的.
弹簧测力计受力就会发生形变,两个弹簧测力计拉在一起,且都处于静止状态,说明这两个弹簧测力计都受到了一对大小均为F的力,故示数均为F.
该题主要考查二力平衡的知识,是一道基础题,学生易于解答.
11.【答案】B 0.1 1.35 竖直 0~5 1.2
【解析】解:(1)读数时视线应该与刻度尺的刻线相垂直,由图可知,读数时视线正确的是B。
刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,此刻度尺的分度值为0.1cm;物体左侧与零刻度线对齐,右侧与1.35cm对齐,所以物体的长度为1.35cm。
(2)测量物体的重力时,弹簧测力计需要在竖直方向上调零;弹簧测力计的最大刻度是5N,所以量程为0~5N,分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是1.2N,物体A的重力是1.2N。
故答案为:(1)B;0.1;1.35;(2)竖直;0~5;1.2。
(1)刻度尺的使用要注意其量程和分度值,起始端从0刻度线开始,读出末端刻度值即为物体长度;读数时视线要与物体末端所对刻度相垂直,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)测量前要检查指针是否指在零刻度线,如果没有指在零刻度线,要进行调节使指针指在零刻度线;结合弹簧测力计的分度值读数。
读取不同测量工具的示数时,基本方法是一致的,都要先明确测量工具的量程和分度值,确定零刻度线的位置,视线与刻度盘垂直。
12.【答案】先逐渐变小后逐渐变大 B
【解析】解:(1)物块M由Y点到O点的过程中,弹簧弹性形变越来越小,物块M受到的弹力越来越小;由O点运动到X点的过程中,弹簧的弹性形变程度越来越大,则物块M受到的弹力越来越大,所以,物块M受到的弹力变化是先逐渐变小后逐渐变大;
(2)物块M在Y点受到向左的拉力和向右的摩擦力。开始拉力大于摩擦力,物块向左加速运动。在此过程中弹簧的弹性形变程度越来越小,物块M受到的向左拉力越来越小,当拉力小于摩擦力时,弹簧开始做减速运动,速度降低。因此,物块M速度降低,并不是在弹簧原长位置的O点,当拉力小于摩擦力的时候就开始减速,所以物块M的最大速度是在其运动到O点之前的位置。随后物块运动到X点,瞬时速度为零,故选B。
故答案为:先逐渐变小后逐渐变大;B
(1)弹簧弹力的大小与其发生弹性形变的程度有关;
(2)力是改变物体运动状态的原因,从物块M的受力,分析其运动状态的变化。
本题考查了影响弹力大小的因素以及力如何改变物体的运动状态,第二问有一定的难度。
13.【答案】减小
【解析】解:随着订书钉的减少,固定在钉槽内的弹簧的弹性形变程度变小,固定在钉槽内的弹簧给订书钉的弹力将越来越小。
故答案为:减小。
物体发生弹性形变时会产生弹力,形变的程度越大,弹力会越大。
根据图中的结构明确弹力的方向与大小变化,是解答本题的关键。
14.【答案】10" id="MathJax-Element-238-Frame" rle="presentatin" style="wrd-spacing: nrmal; bx-sizing: cntent-bx; - webkit-tap-highlight-clr: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 0 px; padding: 5 px 2px; display: inline-blck; ; wrd-wrap: nrmal; white-space: nwrap; flat: nne; directin: ltr; max-width: nne; max-height: nne; min-width: 0 px; min-height: 0 px; brder: 0 px; psitin: relative;" tabindex="0">10;12
【解析】【分析】
此题主要考查了弹簧测力计的原理—在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。弹簧的长度等于弹簧的原长L0加上伸长的长度△L。
(1)弹簧测力计的制作原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比;
(2)受到6N的拉力时,伸长了3cm;那么,伸长1cm时受的拉力为2N,
根据正比关系,求出伸长5cm时受到的拉力;受到4N的拉力时,弹簧的伸长△L=1cm×2=2cm,因此弹簧的长度L=L0+△L。
【解答】
(1)受到6N的拉力时,伸长了3cm;那么,伸长1cm时受的拉力为2N,根据正比关系,弹簧伸长5cm时,受到的拉力F=2N×5=10N;
(2)受到4N的拉力时,弹簧的伸长△L=1cm×2=2cm,因此弹簧的长度L=L0+△L=10cm+2cm=12cm.
故答案为:10;12
15.【答案】(1)小于;
(2)甲和丙;
(3)2.4;4.8;
(4)正;
(5)长度;材料。
【解析】略
16.【答案】刻度尺 4.50 1、2 小明 B 0~2.5
【解析】解:(1)要完成该实验,除了需要知道拉力之外还需要知道弹簧的长度,因此还需要测量长度的器材刻度尺。
(2)①当F=0N时的弹簧长度即为弹簧的原长L0=4.50cm。
②小丽的猜想是弹簧的总长度与拉力成正比,要判断小丽的猜想是否正确,需要分析拉力与弹簧的总长度的关系,即分析1、2两行数据进行比较。
分析表中第一行与第三行的关系可知弹簧伸长的长度与它所受拉力的关系是正比例关系,故小明的猜想是正确的。
③从最后两次实验可以看出,弹簧的伸长量与拉力不成正比,说明了弹簧超出了弹性限度,故B符合题意,AC不符合题意。
故选:B。
④由表格数据知,当拉力小于或等于2.5N时,弹簧的伸长与拉力成正比关系,所以测力计的量程为0~2.5N。
故答案为:(1)刻度尺;(2)4.50;1、2;小明;B;0~2.5。
(1)先明确小明与小丽的猜想内容是什么;再根据弹簧测力计的结构,选取合适的实验器材;
(2)①通过查表可知,当拉力为0时,橡皮筋的总长度是4.5cm,这个数值就是没有挂钩码时橡皮筋的长度;
②要判断小丽的猜想是否正确,需要分析拉力与橡皮筋的总长度的关系。
③④通过分析实验数据可以得出这样的结论:当两个量的比值是定值时,这两个量就成正比,从而能做出正确的判断。
在弹簧的弹性限度内,伸长与拉力成正比,根据表格中数据的变化情况,可判断出拉力的最大值即测力计的量程。
本题是实验探究题,用补充内容的方式来考查弹簧测力计的制造原理,从侧面帮助学生理解了橡皮筋伸长的长度,充分锻炼学生的理解能力与分析能力。
17.【答案】在弹性范围内,橡皮筋的伸长量与所受的拉力成正比 8 4 B A
【解析】解:(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比例函数的关系,FA=kAΔxA,FB=kBΔxB;
(2)由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm;FB=10N,ΔxB=10cm,将上面的数据分别代入FA=kAΔxA、FB=kBΔxB,得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB,
所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为4N的物体时,橡皮筋A的伸长量为ΔxA=40.5cm=8cm;
橡皮筋B的伸长量为ΔxA=41cm=4cm;
(3)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0−10N,B的量程为0−15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大;
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。
故答案为:(1)在弹性范围内,橡皮筋的伸长量与所受的拉力成正比;(2)8;4;(3)B;A。
(1)(2)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的函数关系式,根据函数关系式作答;
(3)根据弹簧测力计的测力原理确定测力范围;根据受同样的力(在测量范围内)伸长量大的,测量精确度高。
本题考查弹簧测力计的原理、测力范围、测量准确程度等知识,体现了数学知识在物理中的应用。弹簧受到的拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
7
甲
弹簧的长度/cm
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
9.0
9.7
10.8
乙
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
丙
9.0
9.9
10.8
11.7
12.6
13.5
14.4
15.9
弹簧受到的拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
7
弹簧甲的伸长Δl/cm
0
0.6
1.2
1.8
3.0
3.7
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
2
弹簧的总长度L/cm
4.5
5.10
5.70
6.30
6.90
7.50
7.70
7.70
3
弹簧伸长的长度ΔL/cm
0
0.60
1.20
1.80
2.40
3.00
3.20
3.20
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