7.2、弹力 力的测量 同步练习
一、单选题
1.下列物体不具有弹力的物体是( )
A.自然状态的弹簧 B.被压弯的竹枝
C.拉开的弓 D.打碎的酒瓶
2.如图,用弹簧测力计测一个50g钩码的重力,下列说法正确的是( )
A.钩码对弹簧测力计的拉力,不是钩码的形变产生的
B.在电梯里测量时示数大于0.5N,说明钩码不处于平衡状态
C.在火星上测量时示数远小于0.5N,说明钩码的质量不是50g
D.在空间站测量时示数为零,说明弹簧测力计不能正常工作
3.正确使用仪器是做好物理实验的基础,下列操作不正确的是( )
A.用弹簧测力计测量物体重力时,测力计必须竖直放置
B.用托盘天平测量物体质量过程中,必须用镊子夹取砝码
C.用刻度尺测量长度,必须让零刻度线对准被测物体的一端
D.用量筒测量液体体积时,视线要与凹面的底部或凸面的顶部在同一水平线上
4.关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及最小分度值分别是0~5N和1N
B.弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力而无法测出水平方向上的拉力
D.量程大的测力计弹簧长度一定比量程小的测力计弹簧长度长
5.下面的测量工具中,能直接测量力的大小的是( )
A.刻度尺 B.弹簧测力计 C.天平 D.停表
6.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计的示数分别是( )
A.5N 和 10N B.5N 和 0N C.5N 和 5N D.0N 和 5N
7.老师请学生举例说明自己受到弹力的作用,下面是几位同学的展示内容,比较恰当的是( )
A.脚将泥土踩陷下去 B.用手指掰弯铁丝
C.吹气可让气球上升 D.人躺在泡沫上不下陷
8.如图,有关“鸡蛋碰石头—自不量力”说法正确的是( )
A.石头对鸡蛋的作用力更小 B.鸡蛋对石头的作用力更小
C.它们相接触部位受到的力相等 D.鸡蛋对石头的作用力没有使石头发生形变
9.托盘天平和弹簧测力计是实验室的常用工具,关于它们的使用,正确的是( )
A.托盘天平调平时要通过移动游码来调平
B.称量过程中,若指针指在分度标尺的右边,应将平衡螺母向左移
C.使用弹簧测力计时应保持静止或匀速直线运动状态
D.弹性范围内,弹簧测力计所受拉力与弹簧的总长度成正比
10.对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( )
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力
C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力大小相等
D.桌面对瓶子的支持力是由瓶子发生弹性形变而产生的
11.在实验时,小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个测力计像右图中乙那样,上下各挂一个100g的钩码,并挂到甲测力计下,g取10N/kg,则甲乙两测力计的示数分别是( )
A.1.0N 和2.0N B.3.0N 和 1.0N C.3.0N 和 2.0N D.2.0N 和 3.0N
12.下列关于所学实验器材使用或读数正确的是( )
A.图中所测物体长度为3.80cm
B.停表读数为187.5s
C.测液体温度时温度计的刻度线要紧靠玻璃杯侧壁
D.图中弹簧测力计示数为0N
二、填空题
13.如图所示,A图中的工具是测量_______的仪器;B图中的测量结果是______厘米;C图中测量工具的最小分度值为_____牛。
14.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就 ___________,弹簧测力计就是根据弹簧的这个特性制成的。如图所示该弹簧测力计的量程是 ___________,分度值是 ___________,此时的示数是为 ___________N。
15.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的示数为__________N,弹簧测力计B的示数为__________N。
16.学校科技活动小组的同学们准备自己动手制成弹簧测力计,他们选了A、B两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图所示的图像,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧______,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧______。(填“A”或“B”)
三、综合题
17.阅读短文,回答问题
神奇的“大力士”——形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点,广泛应用于能源、交通和日常生活等领域。形状记忆合金起重机的动力主要来自于形状记忆合金。如图甲所示,常温下发生形变的记忆合金,在受热超过某一温度时,完全恢复到原来的形状,此过程中产生很大的力,将重物提起。
依据不同记忆合金材料特性,可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧,在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态,在高温时会自动恢复到原来的伸长状态。记忆拉伸弹簧则与其不同,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,在高温时会自动恢复到原来的压缩状态,记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。
(1)由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后,应______(选填“升温”或“降温”),使其恢复原状;
(2)对记忆拉伸弹簧来说,高温状态长度比低温状态________(选填“长”或“短”);
(3)丙图是小明设计的形状记忆合金起重机的动力结构示意图,记忆弹簧通电后恢复原状,提起重物。为让记忆弹簧能回到初始位置,装置中需要搭配普通弹簧。下列四种组合中,提升力最大的是______。
A.普通弹簧、记忆拉伸弹簧、普通弹簧
B.普通弹簧、记忆压缩弹簧、普通弹簧
C.记忆压缩弹簧、普通弹簧、记忆压缩弹簧
D.记忆拉伸弹簧、普通弹簧、记忆拉伸弹簧
18.某同学用一只弹簧做研究“弹簧的伸长与拉力关系”的实验,具体记录数据如下表:
(1)根据实验数据,能做一个测量范围是多大的弹簧测力计,理由是什么?
(2)当悬挂某物体时,弹簧长度为8.5 cm,问该物体对弹簧的拉力是多少?
19.如图所示当弹簧测力计吊着一磁体(该磁体的重力为G),沿水平方向水平放置的条形磁铁的A端移到B端的过程中,请在右图中画出表示测力计示数与水平位置的关系变化图,并简要说明弹簧测力计在A端和B端的示数情况及理由.
20.阅读短文,回答问题
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越历害,产生的弹力就越大。例知,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变。放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。写成公式就是,其中是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从______定律;
(2)使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的______;
(3)弹簧的______在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小______(选填“有关”或“无关”)。
21.阅读短文,回答问题.
神奇的大力士——形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点,广泛应用于能源、交通和日常生活等领域.形状合金起重机的动力主要来自形状记忆合金.如图所示,常温下发生形变的记忆合金,受热超过一定温度时,完全恢复到原来的形状过程中,能产生很大的力,将重物提起.依据不同记忆合金材料特性,可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧.
如图所示为记忆压缩弹簧,常温时较小的外力即可使其处于压缩状态,高温时会自动恢复到原来的伸长状态.记忆拉伸弹簧则不同,常温时较小的外力可使其处于伸长状态,高温时会自动恢复到原来的压缩状态.记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大.
给记忆合金材料通上交替变化的脉冲电流,会使其温度升高.为控制加热快慢,通常采用改变一个周期内通有电流的时间占总时间的比值的方法来实现.
(1). 形状记忆合金起重机提升重物时,重物的重力势能________.
(2). 由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后,应________(选填“升温”或“降温”)使其恢复原状.
(3). 对记忆拉伸弹簧来说,高温状态长度比低温状态________.
(4). 图示电流能使相同的记忆合金弹簧升温最快的是________.
A. B. C. D.
(5). 图中利用形状记忆合金材料设计的起重机,记忆弹簧通电后恢复原状提起重物,为让记忆弹簧回到初始位置,装置中需要搭配普通弹簧.给出的四种组合中,提升力最大的是________.
A.普通弹簧、记忆拉伸弹簧、普通弹簧
B.普通弹簧、记忆压缩弹簧、普通弹簧
C.记忆压缩弹簧、普通弹簧、记忆压缩弹簧
D.记忆拉伸弹簧、普通弹簧、记忆拉伸弹簧
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
ABC.弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状而产生的。自然状态的弹簧、被压弯的竹枝和拉开的弓在发生形变后都能恢复原状从而产生弹力,故ABC不符合题意;
D.打碎的酒瓶不能恢复原状,所以打碎的酒瓶不具有弹力,故D不符合题意。
故选D。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.钩码对弹簧测力计的拉力,是由于钩码的微小形变产生的,故A错误;
B.在电梯里测量时示数大于0.5N,说明钩码不处于平衡状态,在加速或减速,故B正确;
C.在火星上测量时示数远小于0.5N,是由于失重,质量不会变化,故C错误;
D.在空间站测量时示数为零,是因为失重,但测力计正常,可以测力的大小,故D错误。
故选B。
3.C
【解析】
【详解】
A.重力的方向是竖直向下的,使用弹簧测力计测量重力时,弹簧测力计必须竖直使用,故A正确,不符合题意;
B.用托盘天平测量物体质量过程中,必须用镊子夹取砝码,防止污染砝码,故B正确,不符合题意;
C.使用刻度尺测物体的长度时,物体的一端不一定要对准刻度尺的零刻度线,故C错误,符合题意;
D.用量筒测量液体体积时,读数时视线应与凹液面底部或凸液面顶部相平,故D正确,,不符合题意。
故选C。
4.B
【解析】
【详解】
A.由图示弹簧测力计可以看出,其量程为0~5N,分度值为0.2N,故A错误;
B.弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的越长这个道理做成的,故B正确;
C.使用弹簧测力计既能测出重力又能测出水平方向上的拉力,力的方向一定要沿弹簧测力计的轴线方向,故C错误;
D.量程是弹簧测力计所能测的最大力,与弹簧的长度无关,量程大的弹簧长度不一定比量程小的弹簧长度大,故D错误。
故选B。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.刻度尺是长度测量的基本工具,故A不符合题意;
B.弹簧测力计是根据弹簧的伸长与拉力成正比的关系制成的,是直接测量力的大小的,故B符合题意;
C.天平是实验室常用的测量质量的仪器,故C不符合题意;
D.停表是实验室中常用测量时间的仪表,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
图甲中,弹簧测力计受到向右的拉力为5N,弹簧测力计的示数为5N,根据二力平衡的条件,此时墙面给弹簧测力计向左的拉力也是5N;同理,图乙中,当用两个5N的力同时向两侧拉弹簧测力计时,测力计整体要处于平衡状态,故其示数也应为5N,其效果与甲图相同。
故选C。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.脚将泥土踩陷下去,用手指掰弯铁丝这两种形变都不是弹性形变,外力撤去后不能恢复原状,故AB不符合题意;
C.吹气可让气球上升是浮力原理,故C不符合题意;
D.人躺在泡沫上不下陷,泡沫发生微小形变,产生一个向上的弹力,即人所受支持力,故D符合题意。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
ABC.鸡蛋和石头受到的是一对相互作用力,两个力大小相等,方向相反,分别作用在鸡蛋和石头上,故A、B错误,C正确;
D.鸡蛋与石头相互接触,碰撞发生挤压使石头产生了弹性形变,故D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
A.天平在调平时,只能通过调节平衡螺母来调平衡,故A错误;
B.称量过程中,不能调节平衡螺母,若指针右偏,则右盘重,需要将最小的砝码拿出来,再调节游码,故B错误;
C.使用弹簧测力计需要沿轴线方向拉动,为了方便读数,需要弹簧测力计保持静止或者匀速直线运动状态,故C正确;
D.弹性范围内,弹簧的伸长量与弹簧所受的拉力成正比,故D错误。
故选C。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是一对平衡力,不是相互作用力,故A错误;
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故B错误;
C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力相等,都等于瓶子的重力,故C正确;
D.桌面对瓶子的支持力是由桌面发生弹性形变而产生的,故D错误。
故选C。
11.C
【解析】
【详解】
由左图可知,弹簧测力计自重为1N,钩码受到的重力
所以,甲弹簧测力计下方挂着两个钩码和另一弹簧测力计,则它的示数为
F甲=GA+G乙+GB=1N+1N+1N=3N
乙弹簧测力计下方挂着一个钩码,并承受自身重力,则它的示数为
F乙=G乙+GB=1N+1N=2N
故选C。
12.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.图中刻度尺的分度值是1cm,因为读数时应估读到分度值的后一位,因此物体的长度应为3.8cm,故A错误;
B.图中小盘分针在3min和4min之间,更靠近3min,所以大盘秒针应该为7.5s,则秒表读数应为3min7.5s,即为180.5s,故B正确;
C.测液体温度时,温度计的玻璃泡不能碰到容器底和容器壁,故C错误;
D.图中弹簧测力计挂钩处受到的拉力为5N,即弹簧测力计示数为5N,故D错误。
故选B。
13. 时间 2.40 0.2
【解析】
【详解】
[1]如图A是打点计时器,是相隔相同的时间打一次点,可以测量时间。
[2]如图B是刻度尺,分度值为0.1cm,刻度尺的读数需要估读,故读数为2.40cm。
[3]如图C是弹簧测力计,将1N平均分成了5等分,故分度值为0.2N。
14. 越长 0~5N 0.2N 2.6
【解析】
【详解】
[1]弹簧测力计的原理:弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
[2][3][4]在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以弹簧测力计的量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在2.6N处,所以弹簧测力计的示数为2.6N。
15. 5 5
【解析】
【详解】
[1][2]当弹簧测力计受力平衡时,其指针示数为某一端所受到的拉力。图中,弹簧测力计A、B左端所挂物体重均为G=5N,且物体处于静止状态,所以两物体受到的拉力均为5N,因此两弹簧测力计受到的拉力均为5N,所以两弹簧测力计示数均为5N。
16. B A
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图像可知,在相同拉力作用下,弹簧B的伸长量小,劲度系数较大,适合制作量程较大的弹簧测力计。
[2]在相同拉力作用下,弹簧A的伸长量大,较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
17. 升温 短 D
【解析】
【详解】
(1)[1]形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后,受热超过某一温度时,完全恢复到原来的形状,给眼镜框加热就可恢复到原形状,所以应该升温使其恢复原状。
(2)[2]记忆拉伸弹簧在常温下处于拉伸状态,受热后会恢复到原来形状,所以记忆拉伸弹簧高温状态长度比低温状态短。
(3)[3]记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大,要使记忆起重机产生最大提升力,需要记忆弹簧配合普通弹簧一起使用,则其工作原理是:记忆拉伸弹簧在挂上重物时处于伸长状态,高温恢复到压缩状态,产生较大拉力,再配合普通弹簧收缩进一步产生拉力,此时拉力为最大提升力,所以提升力最大的是记忆拉伸弹簧、普通弹簧、记忆拉伸弹簧,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18.(1)0~7 N 在0~7 N范围内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比 (2) 3.5 N
【解析】
【详解】
(1)能做量程为0 7N的测力计.理由是拉力在7N之前,拉力每增加1N弹簧都伸长1cm,弹簧的伸长与拉力成正比.而拉力在8N以后,已不存在这种正比关系.
(2)在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,从弹簧的伸长与拉力成正比的关系知弹簧原长为5cm.由表中数据可求出弹簧的劲度系数k==1N/cm.因此当用手将弹簧拉到8.5cm长时,手对弹簧的拉力:F=kx=1N/cm×(8.5cm 5cm)=3.5N.
【点睛】
(1)弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,最大弹性限度就是弹簧测力计的测量范围.(2)在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力满足胡克定律F=kx.
19.详见解析
【解析】
【详解】
条形磁体两极的磁性最强而中间磁性最弱,且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;当磁体甲经过A点时,同名磁极相互排斥,弹簧测力计的示数:FA<G;向右移动时,相互排斥力逐渐减小,则测力计的示数增大;甲经过乙磁体的中点O时,磁体乙中间的磁性最弱(相当于普通的铁块),但上面的磁铁依然与它相互吸引,所以,到达O点时测力计的示数:FO>G;继续向右移动时,异名磁极相互吸引,弹簧测力计示数进一步增大,达到B点时测力计的示数:FB>G.所以,测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的,其示数与水平位置的关系变化图,如图所示:
20. 胡克定律 弹性限度 劲度系数 无关
【解析】
【详解】
(1)[1]弹簧测力计产生的弹力与伸长量成正比,所以它的工作原理遵从胡克定律。
(2)[2]如果超过了弹性限度,弹簧产生的弹力与伸长量不再成正比;所以,使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度。
(3)[3][4]由题可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它是由弹簧自身的粗细、长短、材料决定的,与它受力的大小无关。
21. 增大 升温 短 B D
【解析】
【详解】
(1)重物被“提升”时,质量不变,高度增加,重力势能增加
(2)常温下发生形变的记忆合金,受热超过一定温度时,能完全恢复到原来的形状,所以形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后应该升温,使其恢复原状.
(3)记忆拉伸弹簧常温时较小的外力可使其处于伸长状态,高温时会自动恢复到原来的压缩状态,所以高温状态长度比低温状态短.
(4)由焦耳定律Q=I2Rt,得电流大小相同情况下,通电时间越长产生的热量越多,升温最快,从个选项的图线中可以看出,B图线的电流在相同工作时间内,通电时间最长,故B正确.
(5)要使记忆起重机产生最大提升力,而记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大,需要记忆弹簧配合普通弹簧一起使用,则其工作原理是:记忆拉伸弹簧在挂上重物时处于伸长状态,高温恢复到压缩状态,产生较大拉力,再配合普通弹簧收缩进一步产生拉力,此时拉力为最大提升力,故选D。
答案第1页,共2页
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