内容正文:
2025年中考物理一轮复习培优专项训练-弹簧测力计的使用问题
(力的概念及分类问题篇)
一、单选题
1.如图所示,若不计弹簧测力计和细线的重力,并忽略摩擦,则当水平拉力F为时,弹簧测力计的示数为( )
A.10N B.0N C. D.5N
2.在探究弹簧长度与所受力的关系时,选取甲、乙、丙、丁四根完全相同的弹簧,它们的受力情况如下图所示。力F大小相等,四根弹簧都水平静止,此时四根弹簧的长度分别是,则( )
A. B.
C. D.
3.某同学在实验时,将一个物体挂在竖直悬挂的弹簧测力计的挂钩上(如图甲),测出物体对弹簧测力计的拉力为2.4N;然后把弹簧测力计倒过来,又将同一个物体挂在弹簧测力计的吊环上(如图甲乙)。当物体静止时,弹簧测力计的示数( )
A.一定大于2.4N B.一定等于2.4N
C.一定小于2.4N D.一定等于4.8N
4.测一个15.5N的力时,应选用的弹簧测力计的规格是( )
A.量程为0~10N,分度值为0.2N
B.量程为0~5N,分度值为0.1N
C.量程为0~20N,分度值为0.5N
D.以上三个弹簧测力计都可以用
5.弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为4N,静止时如图所示,弹簧测力计的示数是( )
A.0N B.8N C.16N D.4N
6.要选用弹簧测力计测一个的力,下列弹簧测力计的规格最合适的是( )
A.量程为,分度值为 B.量程为,分度值为
C.量程为,分度值为 D.以上三种规格均可
7.李华同学在使用弹簧测力计前没有注意调零,指针指在处,他测量拉力时指针的示数为,则实际拉力的大小为( )
A. B. C. D.无法确定
8.如图所示,用弹簧测力计测物体M的重力,下列说法正确的是( )
A.物体M的重力是3.2N
B.弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧受到的拉力与伸长量成正比
C.使弹簧发生形变的力和弹簧对M的拉力,是一对相互作用力
D.在失重的太空中,该弹簧测力计无法测量力的大小
9.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O点,外壳上固定一个圆环,整个外壳的重力为G,弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将该弹簧测力计以如图乙、丙所示的两种方式固定在地面上,并分别用同样的力竖直向上拉弹簧测力计。则稳定后图乙、丙中弹簧测力计的示数分别为( )
A. B. C. D.
10.下图所示的是瑞瑞同学使用弹簧测力计的情景。其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.
(1)如图甲所示铅笔的长度为 cm。
(2)如图乙所示弹簧测力计的示数为 N。
12.如图所示,弹簧测力计的示数是 N。如果错将弹簧测力计倒着使用,测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成 。如图,这个弹簧测力计的测量范围是 N,分度值是 N。
14.在一定范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 越大,弹簧测力计就是根据这一原理制成的。在一次演奏中,男高音为女低音伴唱时, 的响度大(选填“男高音”或“女低音”)。
15.在做实验时,小明将一个铁质外壳的弹簧测力计乙的挂钩挂在铁架台(未画出)上,静止时有如图a所示的示数。接着,他把这个弹簧测力计像图b那样,上下各挂一个重1.5N的钩码,并挂到弹簧测力计甲下。则弹簧测力计甲的示数是 N,弹簧测力计乙的示数是 N。
16.小安用如图所示的弹簧测力计测量物体的重力。他先观察该弹簧测力计的量程为 ,分度值为 N,使用之前他沿 方向调零,挂上物体后的示数如图,记录为 牛。
17.分别用如图甲、乙两种方式使用弹簧测力计测量物体的重力,正确的握持方式是 (选填“甲”或“乙”);按照正确方法测量时弹簧测力计示数放大图如图丙所示,则物体对弹簧测力计的拉力为 N。
18.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得 ,利用这个原理可以制作弹簧测力计。如图甲所示,圆筒测力计下挂有一个重物,重物对挂钩的拉力为2N,则此测力计的分度值为 N。如果用拉力F竖直向下拉动挂钩,如图乙所示,则拉力F为 N。
三、作图题
19.画出方木块的受力示意图。
四、实验题
20.亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 。若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值 (选填“大”或“小”);
(2)如图乙所示的弹簧测力计的测量范围是 N,测得物体的重力是 N;
(3)如图丙a所示,圆筒测力计下挂有一个重物,其重力G为,则此圆筒测力计的分度值为 N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙b所示,则拉力F为 N;
(4)如图丁所示,两名同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 N。
21.亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题:
(1)在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得 ,圆筒测力计使用前要 。如图1所示,使用圆筒测力计测得水桶重G为10N,则拉力F为 N。
(2)如图2所示,小华家新买了一个体重计,从图2甲所示的示数可知,该体重计的最大测量值是 kg,它的分度值是 kg。健康的小华身高1.72m,他的体重应该是 (选填“乙”“丙”或“丁”)的示数,他的重力大小是 N。(g取)
22.中学物理实验室中用于测量液体密度的密度计的刻度往往是不均匀的,某个兴趣小组利用所学过的物理知识围绕“制作一个刻度均匀的液体密度计”进行项目研究。(,g取)
【设计原理】同学们已经知道在液体体积一定时,液体的质量与密度成正比,又知液体的重力与其质量成正比,该小组想通过液体重力与密度的关系来制作刻度均匀的密度计。
【项目设计】器材:测量范围为0~5N的弹簧测力计、带体积刻度的透明塑料小桶。
(1)将弹簧测力计竖直调零后,在其下方竖直悬挂空的小桶,如上图所示,此时弹簧测力计的示数为 N,指针处的刻度标记为。
(2)用该小桶装满100mL的水挂在弹簧测力计下,静止时示数为1.5N,指针处的刻度标记为。
(3)依次标出其他刻度值,则此液体密度计的测量范围是 。
【密度测量】将装有100mL蜂蜜的该桶挂在弹簧测力计下,此时弹簧测力计的示数为1.9N,则该蜂蜜的密度为 。
【项目改进】若想提高该密度计的精确度,请提出一条建议: 。请说明理由: 。
五、综合题
23.请你把下面弹簧测力计的,使用方法补全。
①了解弹簧测力计的 ,使用时不能超过它;
②校正 并将弹簧测力计按测量时所需的位置放好;
③测量时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与测力的方向一致,观察时 ;
④弹簧测力计是根据弹簧的 与所受拉力成正比的道理制成的;
⑤图1中物体受重力是 N;
⑥如2图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为 。
A.0N B.2N C.4N D.8N
六、计算题
24.2024年国际乒联单打世界杯将于4月15日至21日在中国澳门举行。如图为世界杯吉祥物“波仔”。小明爸爸用纯铜打造了一个“波仔”送给小明当纪念品。小明测出了它的重力是5N,将波仔悬挂在弹簧测力计下方浸没在水中,弹簧测力计示数如图所示。求波仔在水中受到的浮力是多少牛?
25.小玲将一块体积为V的矿石挂在弹簧测力计下,然后又将此矿石浸没在水中,测力计两次示数分别如图甲、乙所示。(g取10N/kg)
(1)矿石受到浮力的大小多大?
(2)若将此矿石浸没在密度为1.8×103kg/m3的液体中,矿石受到浮力多大?弹簧测力计的示数多大?
26.在弹性限度内,弹簧的伸长量ΔL(ΔL=L-L0,其中L0是指弹簧不受力时的长度,L是指弹簧受到拉力F时的长度)和弹簧受到的拉力F成正比,即F=kΔL(其中k叫作劲度系数,对同一根弹簧来说是一个固定不变的值),小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由端B在未悬挂重物时,指针正好对准刻度10cm,当向下施加100N的拉力时,指针正好对准刻度35cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧的劲度系数是多少?
(2)如果在弹簧自由端B向下施加40N的拉力,指针正好对准什么刻度?
(3)如果指针所对准的刻度是25cm,这时弹簧自由端受到的拉力为多少N?
试卷第1页(共9页)
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参考答案与试题解析
1.C
【详解】用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的。因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即为,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.A
【详解】弹簧受到的拉力与其伸长量(弹簧实际长度与原长之间的差值)成正比,而图甲和图丙都是使弹簧伸长的,图乙和图丁都是让弹簧压缩的,图甲和图丙上的作用力相同,故伸长的长度相同;图乙和图丁上的作用力相同,故压缩的长度相同,故有,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.A
【详解】弹簧测力计的示数等于挂钩处受到的拉力大小。将弹簧测力计倒置后,把物体挂在吊环上,则弹簧测力计的示数等于物体对弹簧的拉力及弹簧测力计的刻度盘等对弹簧的拉力之和,所以弹簧测力计的示数会变大即一定大于2.4N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】A.量程为0~10N的测力计量程太小,分度值为0.2N不能准确测量0.5N的力,不能测出15.5N的力,故A不符合题意;
B.量程为0~5N,分度值为0.1N的测力计量程太小,不能测出15.5N的力,故B不符合题意;
C.量程为0~20N的测力计量程满足要求,分度值为0.5N,能测出0.5N的力,故C不符合题意;
D.以上三个弹簧测力计,只有第三个可以测量15.5N的力,故D不符合题意。
故选C。
5.D
【详解】用两个大小相等、方向相反的力向两端拉弹簧测力计,两个拉力是一对平衡力,弹簧测力计显示一个力的大小,即4N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.C
【详解】要测量一个6N的力,所选弹簧测力计的量程应大于6N,由于分度值越小,读数越精确,所以弹簧测力计的规格可为:量程为0~10N,分度值为0.2N。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】使用弹簧测力计前弹簧测力计的指针指在0.1N处,没有调零就去测力,相当于从0.1N处开始测起,测量拉力时指针的示数为3.8N,所测力的大小为3.8N-0.1N=3.7N
故选B。
8.C
【详解】A.由题图可知,测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N,所以,物体M的重力是3.4N,故A错误;
B.弹簧测力计的原理:在弹性限度内弹簧的伸长量与所受拉力成正比,使用过程中不能超过最大量程,故B错误;
C.使弹簧发生形变的力,即M对弹簧的拉力,与弹簧对M的拉力,二力作用在不同物体上(前者作用在弹簧上,后者作用在M上),大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因此是一对相互作用力,故C正确;
D.在失重的太空中,该弹簧测力计无法测量重力的大小,但可以测量拉力的大小,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】在乙图中,以弹簧测力计的外壳为研究对象,进行受力分析,其受竖直向下的重力G,竖直向上的拉力F0和弹簧的向下的拉力F(即等于此时弹簧测力计的读数),由力的平衡得:F0=G+F,则F=F0−G;对于丙图,以弹簧测力计的挂钩为研究对象,受弹簧向下的拉力F′(即等于此时弹簧测力计的读数),向上的拉力F0,由二力平衡得F′=F0;故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.D
【详解】使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,故ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故选D。
11.(1)6.90
(2)1.6
【详解】[1]由图甲可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;铅笔左侧与0.00cm对齐,右侧6.90cm对齐,所以铅笔的长度为6.90cm。
[2]由图乙可知,弹簧测力计的一个大格分为5个小格,分度值为0.2 N,示数为1.6N。
12.4.6 偏大
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为4.6N。
[2]如果错将测力计倒着使用,弹簧受到的拉力为物体与弹簧测力计的自身重力之和,则其示数包括了弹簧测力计自身的重力,故测量结果将偏大。
13.正比 0~5 0.2
【详解】[1]弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长;即在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
[2][3]由图可知,弹簧测力计的测量范围为0~5N。弹簧测力计的1大格是1N,之间有5小格,每一小格为0.2N,因此分度值为0.2N。
14.伸长 女低音
【详解】[1]在一定范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,其弹性形变就越大,即弹簧的伸长越长,弹簧测力计就是根据这一原理制成的。
[2]男高音和女低音,是指声音的音调高低,男高音为女低音伴唱,说明声音较大的是女低音,则女低音的响度大。
15.4.0 2.5
【详解】[1][2]由图a可知,测力计分度值为0.2N,示数为1.0N,则测力计的重力为1.0N;由图b可知,弹簧测力计甲的示数为物体A、B和弹簧测力计乙受到的重力之和,两个钩码总重为1.5N+1.5N=3.0N
弹簧测力计乙的重力为1.0N,所以弹簧测力计甲的示数为3.0N+1.0N=4.0N
弹簧测力计乙的示数为弹簧测力计乙的重力与物体B的重力之和,即1.0N+1.5N=2.5N
16.0~5N 0.2 竖直 1.4
【详解】[1][2]由图可知,弹簧测力计的最大值为5N,则弹簧测力计的量程是0~5N;一个大格为1N,平均分为5个小格,一个小格为0.2N,即分度值为0.2N。
[3]测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零。
[4]由图可知,测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,示数为1.4N。
17.甲 2.8
【详解】[1]乙图中,物体对挂钩的拉力与弹簧测力计的轴线方向不一致,会导致测量结果偏小,甲图中物体对挂钩的拉力与弹簧测力计的轴线方向一致,所以甲方式正确。
[2]由图丙可知,在弹簧测力计上,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,此时的示数为2.8N。
18.越长 0.2 0.8
【详解】[1]在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得越长,利用这个原理可以制成弹簧测力计,利用弹簧测力计可以测量重力或拉力的大小。
[2]因为重物静止时,弹簧测力计对重物的拉力与重物受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计对物体的拉力为
F拉=G=2N
根据图甲可知,弹簧测力计有10个小格,所以弹簧测力计的分度值为
[3]根据图乙可知,弹簧测力计有4个小格,所以图乙中拉力
19.
【详解】对木块受力分析,木块处于静止状态,木块受竖直向下的重力和竖直向上拉力的作用,弹簧测力计的分度值是0.2N,此时弹簧测力计的示数是2.8N,物体A处于静止状态,物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,二者是一对平衡力,都等于2.8N,由此过重心O作出两力的示意图如图所示
20.(1) 调零 大
(2) 3
(3) 0.2 0.8
(4)3
【详解】(1)[1][2]由图示的弹簧测力计不能直接用来测量力的大小,因为指针没有指在零刻度线上,需要调零;若直接测力,所测力的结果比实际值偏大。
(2)[1][2]弹簧测力计的分度值为0.2N,量程为0~5N,示数为3N,测得物体的重力为3N。
(3)[1]图丙(a)中,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,此时被拉下10个小格,此圆筒测力计的分度值为0.2N。
[2]如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(b)所示,被拉下4个小格,拉力
(4)图丁中,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力,弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力,所以其示数是3N。
21.(1) 越长 调零 12
(2) 250 1 丙 600
【详解】(1)[1]在一定范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比。在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得越长。
[2]为了示数准确,圆筒测力计使用前要调零。
[3]由图1所示,使用圆筒测力计测得水桶重G为10N,则拉力F为
(2)[1]由图2甲得,该体重计的测量范围为0~250kg,则体重计的最大测量值是250kg。
[2]由图2甲得,体重计一大格表示10kg,一大格分为10小格,则1小格表示1kg,即它的分度值是1kg。
[3]健康的小华身高1.72m,小华的体重应为60kg,则他的体重应该是丙的示数。
[4]他的重力大小是
22.0.5 1.4 换用体积更大的小桶 加满液体时重力增大,密度计的测量范围变小,分度值也变小(合理即可)
【详解】(1)[1]从图中可知弹簧测力计的分度值是0.1N,指针指在第5个小格上,根据读数方法,此空读数为0.5N ,指针处的刻度标记为。
(3)[2]已知加入100mL水,水的质量
水的重力
静止时示数为1.5N,指针处的刻度标记为。0.5N到1.5N之间的格数为10个小格,这表示0~1g/cm3共10个小格,所以分度值为0.1g/cm3。弹簧测力计测量范围为0~5N,从0.5N到5N的格数为45格,最大密度值为45×0.1g/cm3=4.5g/cm3
则此液体密度计的测量范围是0~4.5g/cm3。
[3]将装有100mL蜂蜜的该桶挂在弹簧测力计下,此时弹簧测力计的示数为1.9N,从0.5N到1.9N的格数14格,因为分度值为0.1g/cm3,所以该蜂蜜的密度。
[4][5]建议换用体积更大的小桶。理由是当换用体积更大的小桶时,在装满液体的情况下,根据,V增大,液体质量增大,根据G = mg,重力也会增大。由前面计算可知密度计测量范围是由弹簧测力计的量程和分度值决定的,重力增大,在量程不变的情况下,密度计测量范围变小,分度值会更小,从而提高了该密度计的精确度。
23.量程 零点 垂直 伸长量 2.2 C
【详解】①[1]使用弹簧测力计时,首先要看清其量程,因为弹簧是有一定弹性限度的,还有可能损坏测力计;
②[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;
③[3]要等到示数稳定后再读数,读数时视线要与刻度板表面垂直。
④[4]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。
⑤[5]由图可知:弹簧测力计1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N;弹簧测力计的指针在2N下一小格处,所以弹簧测力计的示数等于2.2N。
⑥[6]弹簧测力计的挂钩受到的拉力是4N,所以弹簧测力计的示数等于4N。
故选C。
24.1N
【详解】解:由题意可知,吉祥物受到的重力大小为G=5N,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时测力计示数为4N,则根据称重法可得,则吉祥物浸没在水中时受到的浮力为
答:波仔在水中受到的浮力为1N。
25.(1)1.6N;(2)2.88N,5.92N
【详解】解:(1)由图可知,矿石重力为,浸没在水中时弹簧测力计的示数为,矿石受到浮力的大小为
(2)由得
若将此矿石浸没在密度为1.8×103kg/m3的液体中,矿石受到的浮力为
静止在液体中的矿石共受到三个力的作用,即重力G、拉力F、浮力,三个力满足以下关系
故测力计示数即拉力为
答:(1)矿石受到浮力的大小是1.6N;
(2)若将此矿石浸没在密度为1.8×103kg/m3的液体中,矿石受到浮力是2.88N,弹簧测力计的示数是5.92N。
26.(1)4N/cm;(2)20cm;(3)60N
【详解】解:(1)当F1=100N时,伸长量为
ΔL1=L1-L0=35cm-10cm=25cm
故劲度系数为
(2)如果在弹簧自由端B向下施加40N的拉力,弹簧的伸长量为
此时指针正好对准刻度为
L2=L0+ΔL2=10cm+10cm=20cm
(3)如果指针所对准的刻度是25cm,此时弹簧的伸长量为
ΔL3=L3-L0=25cm-10cm=15cm
此时弹簧自由端受到的拉力为
F3=kΔL3=4N/cm×15cm=60N
答:(1)此弹簧的劲度系数是4N/cm;
(2)如果在弹簧自由端B向下施加40N的拉力,指针正好对准20cm;
(3)如果指针所对准的刻度是25cm,这时弹簧自由端受到的拉力为60N。
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