1 [2024 江苏苏州期末,中]用手压弹簧,以下表示弹
簧形变而产生的弹力的示意图正确的是 (

簧形变而产生的弹力的示意图正确的是 (
B
)答案
1. B 【解析】用手压弹簧,弹簧发生弹性形变产生弹力,弹力作用在手上,方向向上,故B正确,ACD错误。故选B。
解析
【分析】
首先我们要明确弹力的产生逻辑:发生弹性形变的物体,会对和它接触的、使它发生形变的物体施加弹力。这道题里是手压弹簧,弹簧发生形变,所以弹簧是施力物体,手是受力物体,因此弹力的作用点必须画在受力物体也就是手上;其次弹簧被手向下压,要恢复原状就会对手产生向上的弹力,方向是竖直向上的。接下来我们就可以用这两个条件逐一排除错误选项:先排除方向向下的A、C,再排除作用点不在手上的D,剩下的就是正确选项。
【解析】
解:用手压弹簧时,发生弹性形变的是弹簧,弹簧要恢复原状,会对施加压力的手产生弹力:
1. 确定受力物体:弹簧形变产生的弹力,受力物体是手,因此力的作用点需要标注在手上;
2. 确定弹力方向:手向下挤压弹簧,弹簧对手的弹力方向竖直向上。
对选项逐一判断:
选项A:弹力方向向下,不符合弹簧弹力向上的特点,错误;
选项B:弹力作用点在手上,方向竖直向上,符合要求,正确;
选项C:弹力方向向下,方向错误,不符合要求;
选项D:弹力的作用点标注在地面上,受力物体错误,不符合要求。
因此答案选B。
【答案】B
【知识点】
弹力的三要素;力的示意图
【点评】
本题的易错点是容易混淆弹力的施力物体和受力物体,不少同学会误将弹簧对地面的弹力、手对弹簧的压力当成题干要求的“弹簧形变产生的弹力”,解题时只要先抓住“发生形变的物体是施力物体,弹力作用在迫使它形变的接触物体上”这个核心逻辑,就能快速判断出作用点和方向,选出正确答案。
【难度系数】
0.6
首先我们要明确弹力的产生逻辑:发生弹性形变的物体,会对和它接触的、使它发生形变的物体施加弹力。这道题里是手压弹簧,弹簧发生形变,所以弹簧是施力物体,手是受力物体,因此弹力的作用点必须画在受力物体也就是手上;其次弹簧被手向下压,要恢复原状就会对手产生向上的弹力,方向是竖直向上的。接下来我们就可以用这两个条件逐一排除错误选项:先排除方向向下的A、C,再排除作用点不在手上的D,剩下的就是正确选项。
【解析】
解:用手压弹簧时,发生弹性形变的是弹簧,弹簧要恢复原状,会对施加压力的手产生弹力:
1. 确定受力物体:弹簧形变产生的弹力,受力物体是手,因此力的作用点需要标注在手上;
2. 确定弹力方向:手向下挤压弹簧,弹簧对手的弹力方向竖直向上。
对选项逐一判断:
选项A:弹力方向向下,不符合弹簧弹力向上的特点,错误;
选项B:弹力作用点在手上,方向竖直向上,符合要求,正确;
选项C:弹力方向向下,方向错误,不符合要求;
选项D:弹力的作用点标注在地面上,受力物体错误,不符合要求。
因此答案选B。
【答案】B
【知识点】
弹力的三要素;力的示意图
【点评】
本题的易错点是容易混淆弹力的施力物体和受力物体,不少同学会误将弹簧对地面的弹力、手对弹簧的压力当成题干要求的“弹簧形变产生的弹力”,解题时只要先抓住“发生形变的物体是施力物体,弹力作用在迫使它形变的接触物体上”这个核心逻辑,就能快速判断出作用点和方向,选出正确答案。
【难度系数】
0.6
2 [2025 山东烟台期中,中]一椭圆形塑料瓶,其横
截面形状如图甲所示(俯视),在瓶中装满水,把细
玻璃管通过带孔的橡胶塞插入瓶中。用大小相同
的力分别沿AB方向和CD方向捏塑料瓶,如图乙、
丙所示。可观察到的现象是(沿AB方向捏时被
捏处横截面积变大,沿CD方向捏时被捏处横
截面积变小) (

A.乙图中细管内液面下降,丙图中细管内液面上升
B.乙图中细管内液面上升,丙图中细管内液面下降
C.乙、丙两图中细管内液面都上升
D.乙、丙两图中细管内液面都下降
截面形状如图甲所示(俯视),在瓶中装满水,把细
玻璃管通过带孔的橡胶塞插入瓶中。用大小相同
的力分别沿AB方向和CD方向捏塑料瓶,如图乙、
丙所示。可观察到的现象是(沿AB方向捏时被
捏处横截面积变大,沿CD方向捏时被捏处横
截面积变小) (
A
)A.乙图中细管内液面下降,丙图中细管内液面上升
B.乙图中细管内液面上升,丙图中细管内液面下降
C.乙、丙两图中细管内液面都上升
D.乙、丙两图中细管内液面都下降
答案
2. A 【解析】当沿AB方向捏塑料瓶时,塑料瓶在AB方向上受到挤压,会发生形变,瓶的容积变大,则细玻璃管内液面会下降;当沿CD方向捏塑料瓶时,塑料瓶在CD方向上受到挤压,会发生形变,瓶的容积变小,则细玻璃管内液面会上升。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
解析
【分析】
解题时首先要明确核心逻辑:装满水的密闭瓶内水的体积几乎不会改变,细管液面的升降完全由瓶身容积的变化决定。首先审题抓住题目给出的关键提示:沿AB方向捏时被捏处横截面积变大,沿CD方向捏时被捏处横截面积变小。接下来分别推导两种情况:第一步分析乙图沿AB捏的情况,横截面积变大意味着瓶的总容积变大,固定体积的水要填充更大的空间,细管里的水就会回流到瓶内,液面下降;第二步分析丙图沿CD捏的情况,横截面积变小意味着瓶的总容积变小,水的体积大于变小后的容积,多余的水会被挤入细管,液面上升,最终匹配对应选项即可。
【解析】
解:由于液体很难被压缩,装满水的塑料瓶内水的总体积保持不变,细玻璃管内的液面高度由瓶身的容积变化决定:
1. 乙图沿AB方向捏塑料瓶:根据题给条件,沿AB方向捏时被捏处横截面积变大,因此塑料瓶的整体容积变大,瓶内空间变大后,细玻璃管中的水会回流到瓶身中,因此细管内液面下降。
2. 丙图沿CD方向捏塑料瓶:根据题给条件,沿CD方向捏时被捏处横截面积变小,因此塑料瓶的整体容积变小,瓶内空间变小后,瓶内的水会被挤压进入细玻璃管中,因此细管内液面上升。
综上乙图液面下降,丙图液面上升,只有选项A符合描述。
【答案】
A
【知识点】
力的作用效果
液体不可压缩性
【点评】
本题设置了反常识的形变场景,很多同学会凭借“捏瓶子就会挤水让液面上升”的固有经验错选C,解题的核心是不能忽略题干给出的横截面积变化的提示,通过容积变化和水体积不变的逻辑推导液面变化,很好地考察了学生审题能力和物理逻辑推导能力。
【难度系数】
0.5
解题时首先要明确核心逻辑:装满水的密闭瓶内水的体积几乎不会改变,细管液面的升降完全由瓶身容积的变化决定。首先审题抓住题目给出的关键提示:沿AB方向捏时被捏处横截面积变大,沿CD方向捏时被捏处横截面积变小。接下来分别推导两种情况:第一步分析乙图沿AB捏的情况,横截面积变大意味着瓶的总容积变大,固定体积的水要填充更大的空间,细管里的水就会回流到瓶内,液面下降;第二步分析丙图沿CD捏的情况,横截面积变小意味着瓶的总容积变小,水的体积大于变小后的容积,多余的水会被挤入细管,液面上升,最终匹配对应选项即可。
【解析】
解:由于液体很难被压缩,装满水的塑料瓶内水的总体积保持不变,细玻璃管内的液面高度由瓶身的容积变化决定:
1. 乙图沿AB方向捏塑料瓶:根据题给条件,沿AB方向捏时被捏处横截面积变大,因此塑料瓶的整体容积变大,瓶内空间变大后,细玻璃管中的水会回流到瓶身中,因此细管内液面下降。
2. 丙图沿CD方向捏塑料瓶:根据题给条件,沿CD方向捏时被捏处横截面积变小,因此塑料瓶的整体容积变小,瓶内空间变小后,瓶内的水会被挤压进入细玻璃管中,因此细管内液面上升。
综上乙图液面下降,丙图液面上升,只有选项A符合描述。
【答案】
A
【知识点】
力的作用效果
液体不可压缩性
【点评】
本题设置了反常识的形变场景,很多同学会凭借“捏瓶子就会挤水让液面上升”的固有经验错选C,解题的核心是不能忽略题干给出的横截面积变化的提示,通过容积变化和水体积不变的逻辑推导液面变化,很好地考察了学生审题能力和物理逻辑推导能力。
【难度系数】
0.5
3 [2025 广东广州期中,中]如图,在光滑的水平桌
面上,一轻质弹簧左端固定在墙上,右端连接一物
块,O点是弹簧保持自然状态时的位置。在弹簧弹
性限度内,将物块向右拉至A点,由静止释放,物
块会向左运动到B点。关于物块所受弹簧弹力的
大小和方向说法正确的是 (

A.物块在A、B两点时,所受弹簧弹力大小相
等、方向相同
B.物块在A、B两点时,所受弹簧弹力大小相
等、方向相反
C.物块从$A→O$,所受弹簧弹力逐渐增大、水平向左
D.物块从$O→B$,所受弹簧弹力逐渐减小、水平向右
面上,一轻质弹簧左端固定在墙上,右端连接一物
块,O点是弹簧保持自然状态时的位置。在弹簧弹
性限度内,将物块向右拉至A点,由静止释放,物
块会向左运动到B点。关于物块所受弹簧弹力的
大小和方向说法正确的是 (
B
)A.物块在A、B两点时,所受弹簧弹力大小相
等、方向相同
B.物块在A、B两点时,所受弹簧弹力大小相
等、方向相反
C.物块从$A→O$,所受弹簧弹力逐渐增大、水平向左
D.物块从$O→B$,所受弹簧弹力逐渐减小、水平向右
答案
3. B 【解析】物块在A、B两点时,该弹簧的弹性形变量大小相等,所以产生的弹力大小相等,但方向相反,故A错误,B正确;物块从A运动到O的过程中,弹簧由拉长到恢复原状,物块所受弹簧弹力水平向左,逐渐减小,故C错误;物块从O运动到B的过程中,弹簧由自然状态到被压缩,物块所受弹簧弹力水平向右,逐渐增大,故D错误。故选B。
解析
【分析】
解题时我们可以按以下思路逐步推导:
1. 首先明确O点是弹簧原长位置,先计算A、B两点弹簧的形变量:A点弹簧处于伸长状态,伸长量为15cm-10cm=5cm;B点弹簧处于压缩状态,压缩量为10cm-5cm=5cm,两点形变量大小相等。
2. 根据胡克定律,弹簧弹力大小和形变量成正比,因此A、B两点弹力大小相等;再根据弹力始终指向弹簧恢复原长的方向,判断两点弹力的方向:A点弹簧伸长,弹力向左指向O点;B点弹簧压缩,弹力向右指向O点,方向相反。
3. 再分别分析两个运动过程:从A到O,弹簧伸长量逐渐减小到0,因此弹力逐渐减小,方向向左;从O到B,弹簧压缩量从0逐渐增大,因此弹力逐渐增大,方向向右。最后逐一比对选项即可得到正确答案。
【解析】
首先确定弹簧原长为10cm,O点为弹簧自然伸长的位置:
1. 分析A、B两点的弹力:
A点弹簧长度为15cm,伸长量$x_A=15\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$,弹簧对物块的弹力方向水平向左,指向原长位置O;
B点弹簧长度为5cm,压缩量$x_B=10\mathrm{cm}-5\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$,弹簧对物块的弹力方向水平向右,指向原长位置O。
根据胡克定律$F=kx$,形变量大小相等时弹力大小相等,因此A、B两点弹力大小相等、方向相反,因此选项A错误,选项B正确。
2. 分析物块从$A\to O$的过程:
弹簧从伸长5cm逐渐恢复到原长,伸长量逐渐减小,因此弹簧对物块的弹力水平向左,且大小逐渐减小,选项C错误。
3. 分析物块从$O\to B$的过程:
弹簧从原长逐渐被压缩5cm,压缩量逐渐增大,因此弹簧对物块的弹力水平向右,且大小逐渐增大,选项D错误。
综上,本题选B。
【答案】
B
【知识点】
胡克定律,弹簧弹力方向判断
【点评】
本题结合物块的运动过程考查弹簧弹力的相关规律,易错点是容易混淆弹簧伸长、压缩过程中弹力的大小变化规律,解题核心是抓住弹力始终指向弹簧原长位置、大小随形变量增大而增大的特点,先确定不同位置的形变量再逐一分析即可,整体难度不大。
【难度系数】
0.6
解题时我们可以按以下思路逐步推导:
1. 首先明确O点是弹簧原长位置,先计算A、B两点弹簧的形变量:A点弹簧处于伸长状态,伸长量为15cm-10cm=5cm;B点弹簧处于压缩状态,压缩量为10cm-5cm=5cm,两点形变量大小相等。
2. 根据胡克定律,弹簧弹力大小和形变量成正比,因此A、B两点弹力大小相等;再根据弹力始终指向弹簧恢复原长的方向,判断两点弹力的方向:A点弹簧伸长,弹力向左指向O点;B点弹簧压缩,弹力向右指向O点,方向相反。
3. 再分别分析两个运动过程:从A到O,弹簧伸长量逐渐减小到0,因此弹力逐渐减小,方向向左;从O到B,弹簧压缩量从0逐渐增大,因此弹力逐渐增大,方向向右。最后逐一比对选项即可得到正确答案。
【解析】
首先确定弹簧原长为10cm,O点为弹簧自然伸长的位置:
1. 分析A、B两点的弹力:
A点弹簧长度为15cm,伸长量$x_A=15\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$,弹簧对物块的弹力方向水平向左,指向原长位置O;
B点弹簧长度为5cm,压缩量$x_B=10\mathrm{cm}-5\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$,弹簧对物块的弹力方向水平向右,指向原长位置O。
根据胡克定律$F=kx$,形变量大小相等时弹力大小相等,因此A、B两点弹力大小相等、方向相反,因此选项A错误,选项B正确。
2. 分析物块从$A\to O$的过程:
弹簧从伸长5cm逐渐恢复到原长,伸长量逐渐减小,因此弹簧对物块的弹力水平向左,且大小逐渐减小,选项C错误。
3. 分析物块从$O\to B$的过程:
弹簧从原长逐渐被压缩5cm,压缩量逐渐增大,因此弹簧对物块的弹力水平向右,且大小逐渐增大,选项D错误。
综上,本题选B。
【答案】
B
【知识点】
胡克定律,弹簧弹力方向判断
【点评】
本题结合物块的运动过程考查弹簧弹力的相关规律,易错点是容易混淆弹簧伸长、压缩过程中弹力的大小变化规律,解题核心是抓住弹力始终指向弹簧原长位置、大小随形变量增大而增大的特点,先确定不同位置的形变量再逐一分析即可,整体难度不大。
【难度系数】
0.6
4 [2024 河北唐山期中,中]如图所示,甲、乙、丙、
丁四根弹簧完全相同,甲、乙左端固定在墙上,
图中所示的力F大小相等,方向均水平,丙、丁
两弹簧所受的力均在一条直线上,四根弹簧在
力的作用下均处于静止状态,其长度分别是
$L_{甲}$、$L_{乙}$、$L_{丙}$、$L_{丁}$,下列选项正确的是 (

A.$L_{甲}<L_{丙}$ $L_{乙}>L_{丁}$
B.$L_{甲}=L_{丙}$ $L_{乙}=L_{丁}$
C.$L_{甲}<L_{丙}$ $L_{乙}=L_{丁}$
D.$L_{甲}=L_{丙}$ $L_{乙}>L_{丁}$
丁四根弹簧完全相同,甲、乙左端固定在墙上,
图中所示的力F大小相等,方向均水平,丙、丁
两弹簧所受的力均在一条直线上,四根弹簧在
力的作用下均处于静止状态,其长度分别是
$L_{甲}$、$L_{乙}$、$L_{丙}$、$L_{丁}$,下列选项正确的是 (
B
)A.$L_{甲}<L_{丙}$ $L_{乙}>L_{丁}$
B.$L_{甲}=L_{丙}$ $L_{乙}=L_{丁}$
C.$L_{甲}<L_{丙}$ $L_{乙}=L_{丁}$
D.$L_{甲}=L_{丙}$ $L_{乙}>L_{丁}$
答案
4. B 【解析】由图可知,施加在甲、丙弹簧上的力会使弹簧伸长,施加在乙、丁弹簧上的力会使弹簧压缩;施加在甲弹簧上的力F通过弹簧传递给墙,力的作用是相互的,墙对弹簧施加的力大小等于F,方向水平向左,所以甲、丙弹簧受力的情况相同,故它们伸长的长度相同,所以$L_{\mathrm{甲}}=L_{\mathrm{丙}}$;施加在乙弹簧上的力F通过弹簧传递给墙,力的作用是相互的,墙对弹簧施加的力大小等于F,方向水平向右,所以乙、丁弹簧受力的情况相同,故它们缩短的长度相同,所以$L_{\mathrm{乙}}=L_{\mathrm{丁}}$。故选B。
解析
【分析】
解题时我们可以分两组对比弹簧的受力情况:首先区分弹簧是受拉力伸长还是受压力压缩,第一组对比甲和丙:甲左端固定在墙,右端受向右的拉力F,根据力的作用是相互的,墙对弹簧左端的拉力大小也等于F,和丙弹簧两端同时受反向等大的拉力F的受力效果完全一致,两根完全相同的弹簧伸长量就相等,因此总长度相等。第二组对比乙和丁:乙左端固定在墙,右端受向左的压力F,墙对弹簧左端的反作用力大小也等于F,和丁弹簧两端同时受相向等大的压力F的受力效果完全一致,两根完全相同的弹簧压缩量就相等,因此总长度相等,最终就能匹配出正确选项。
【解析】
1. 分析甲、丙弹簧的受力与长度:
甲弹簧右端受到向右的拉力F,弹簧将力传递给墙面,根据力的作用是相互的,墙面对弹簧左端会施加一个大小等于F、方向向左的拉力,甲弹簧整体受到大小为F的拉力,发生伸长形变;
丙弹簧左右两端分别受到向左、向右的大小均为F的拉力,受力情况和甲完全相同。由于四根弹簧完全相同,在相同大小的拉力作用下,甲和丙的伸长量一致,因此最终长度满足$L_{甲}=L_{丙}$。
2. 分析乙、丁弹簧的受力与长度:
乙弹簧右端受到向左的压力F,弹簧将力传递给墙面,根据力的作用是相互的,墙面对弹簧左端会施加一个大小等于F、方向向右的支持力,乙弹簧整体受到大小为F的压力,发生压缩形变;
丁弹簧左右两端分别受到向右、向左的大小均为F的压力,受力情况和乙完全相同。由于四根弹簧完全相同,在相同大小的压力作用下,乙和丁的压缩量一致,因此最终长度满足$L_{乙}=L_{丁}$。
综上可知$L_{甲}=L_{丙}$、$L_{乙}=L_{丁}$,选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
弹簧形变与受力 力的作用是相互的
【点评】
本题的易错点是很多同学会错误认为丙弹簧两端都施加拉力F,总拉力是2F,伸长量比甲更大,同理认为丁的压缩量比乙更大,实际上一端固定的弹簧,固定端对弹簧的作用力等效于在该端施加了等大的反向力,本题考察对弹簧受力本质的理解,纠正这类想当然的错误认知。
【难度系数】
0.6
解题时我们可以分两组对比弹簧的受力情况:首先区分弹簧是受拉力伸长还是受压力压缩,第一组对比甲和丙:甲左端固定在墙,右端受向右的拉力F,根据力的作用是相互的,墙对弹簧左端的拉力大小也等于F,和丙弹簧两端同时受反向等大的拉力F的受力效果完全一致,两根完全相同的弹簧伸长量就相等,因此总长度相等。第二组对比乙和丁:乙左端固定在墙,右端受向左的压力F,墙对弹簧左端的反作用力大小也等于F,和丁弹簧两端同时受相向等大的压力F的受力效果完全一致,两根完全相同的弹簧压缩量就相等,因此总长度相等,最终就能匹配出正确选项。
【解析】
1. 分析甲、丙弹簧的受力与长度:
甲弹簧右端受到向右的拉力F,弹簧将力传递给墙面,根据力的作用是相互的,墙面对弹簧左端会施加一个大小等于F、方向向左的拉力,甲弹簧整体受到大小为F的拉力,发生伸长形变;
丙弹簧左右两端分别受到向左、向右的大小均为F的拉力,受力情况和甲完全相同。由于四根弹簧完全相同,在相同大小的拉力作用下,甲和丙的伸长量一致,因此最终长度满足$L_{甲}=L_{丙}$。
2. 分析乙、丁弹簧的受力与长度:
乙弹簧右端受到向左的压力F,弹簧将力传递给墙面,根据力的作用是相互的,墙面对弹簧左端会施加一个大小等于F、方向向右的支持力,乙弹簧整体受到大小为F的压力,发生压缩形变;
丁弹簧左右两端分别受到向右、向左的大小均为F的压力,受力情况和乙完全相同。由于四根弹簧完全相同,在相同大小的压力作用下,乙和丁的压缩量一致,因此最终长度满足$L_{乙}=L_{丁}$。
综上可知$L_{甲}=L_{丙}$、$L_{乙}=L_{丁}$,选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
弹簧形变与受力 力的作用是相互的
【点评】
本题的易错点是很多同学会错误认为丙弹簧两端都施加拉力F,总拉力是2F,伸长量比甲更大,同理认为丁的压缩量比乙更大,实际上一端固定的弹簧,固定端对弹簧的作用力等效于在该端施加了等大的反向力,本题考察对弹簧受力本质的理解,纠正这类想当然的错误认知。
【难度系数】
0.6
5 核心素养科学思维 [2024 江苏徐州期中,中]利用
一根长橡皮筋自制简易测力计,装置如图甲所
示,在制作测力计刻度面板时,小明和小华的
方法不同。
小明:在回形针上挂6个50 g的钩码,记下指针静
止时的位置,等分刻度,画出的刻度线如图乙所示。
小华:在回形针上每次加挂一个50 g的钩码,
分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度
线如图丙所示。
(1)该测力计的工作原理是:使橡皮筋发生弹性
形变的外力越大,橡皮筋的形变量就
(2)实际操作后发现两人画出的刻度线并不完
全重合,图
小明的测力计测量力的大小,读数为2.5 N,则
测量值
(3)进一步思考:对比小华自制的简易测力计
和实验室的弹簧测力计的刻度情况,一个刻度
不均匀,一个均匀,其原因是长橡皮筋的伸长
量与所受拉力

一根长橡皮筋自制简易测力计,装置如图甲所
示,在制作测力计刻度面板时,小明和小华的
方法不同。
小明:在回形针上挂6个50 g的钩码,记下指针静
止时的位置,等分刻度,画出的刻度线如图乙所示。
小华:在回形针上每次加挂一个50 g的钩码,
分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度
线如图丙所示。
(1)该测力计的工作原理是:使橡皮筋发生弹性
形变的外力越大,橡皮筋的形变量就
越大
。(2)实际操作后发现两人画出的刻度线并不完
全重合,图
丙
的刻度线较准确;若采用小明的测力计测量力的大小,读数为2.5 N,则
测量值
小于
真实值。(3)进一步思考:对比小华自制的简易测力计
和实验室的弹簧测力计的刻度情况,一个刻度
不均匀,一个均匀,其原因是长橡皮筋的伸长
量与所受拉力
不成正比
。答案
5. (1)越大 (2)丙 小于 (3)不成正比
【解析】(1)该测力计的工作原理:使橡皮筋发生弹性形变的外力越大,橡皮筋的形变量就越大。(2)根据小华和小明的操作可知,该测力计的刻度是不均匀的,小明等分刻度的方法不合理,小华画出的刻度线较准确,即图丙的刻度线较准确;由图乙、图丙对比可知,若采用小明的测力计测量的力读数为2.5 N,则该测量值对应在图丙测力计“2.5 N”的下方,即测量值小于真实值。(3)小华自制的简易测力计刻度不均匀,其原因是长橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
【解析】(1)该测力计的工作原理:使橡皮筋发生弹性形变的外力越大,橡皮筋的形变量就越大。(2)根据小华和小明的操作可知,该测力计的刻度是不均匀的,小明等分刻度的方法不合理,小华画出的刻度线较准确,即图丙的刻度线较准确;由图乙、图丙对比可知,若采用小明的测力计测量的力读数为2.5 N,则该测量值对应在图丙测力计“2.5 N”的下方,即测量值小于真实值。(3)小华自制的简易测力计刻度不均匀,其原因是长橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
解析
【分析】
我们可以顺着题目设置的逻辑逐步思考:
1. 第一问从弹性形变的基本规律入手,对弹性体施加的外力越大,它的弹性形变程度自然也越大,直接就能推导结论。
2. 第二问首先要明确橡皮筋和普通弹簧的形变特性差异:橡皮筋的伸长量不会随拉力均匀变化,小明直接用最大拉力对应的总形变量等分所有刻度的方法不符合实际形变规律,小华逐个挂钩码、逐次记录指针位置得到的刻度才更贴合橡皮筋的真实形变情况,因此丙的刻度更准确。再对比乙、丙的刻度分布:橡皮筋拉力越大,相同拉力增量带来的伸长增量会越大,所以丙的刻度是下疏上密的,乙是均匀等分的,小明标注的2.5N位置,对应的实际拉力要大于2.5N,因此测量值小于真实值。
3. 第三问结合实验室弹簧测力计刻度均匀的原理(弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比),反向推导就能得出该自制测力计刻度不均匀的原因。
【解析】
(1) 根据弹性形变的基本特性,使橡皮筋发生弹性形变的外力越大,橡皮筋的形变量就越大。
(2) 橡皮筋的伸长量不会随拉力均匀变化,小明直接将最大拉力对应的总形变量等分的做法不符合橡皮筋的实际形变规律,小华逐个挂钩码记录指针位置得到的刻度更符合真实形变情况,因此图丙的刻度线较准确。对比两图刻度分布,乙是均匀等分,丙的刻度越靠下(对应拉力越大)刻度间距越大,小明测力计上读数为2.5N的指针位置,对应的实际拉力大于2.5N,因此测量值小于真实值。
(3) 实验室弹簧测力计刻度均匀是因为弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比,该自制简易测力计刻度不均匀,说明长橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
【答案】
(1)越大 (2)丙 小于 (3)不成正比
【知识点】
弹性形变特点;测力计工作原理;弹力与伸长量关系
【点评】
本题结合自制橡皮筋测力计的实操场景,区分了橡皮筋和弹簧的形变特性差异,打破了学生“所有测力计刻度都均匀”的固有认知,侧重考察对弹力相关规律的理解和实际应用能力,贴合生活实操,引导学生用科学思维分析非常规实验现象。
【难度系数】
0.6
我们可以顺着题目设置的逻辑逐步思考:
1. 第一问从弹性形变的基本规律入手,对弹性体施加的外力越大,它的弹性形变程度自然也越大,直接就能推导结论。
2. 第二问首先要明确橡皮筋和普通弹簧的形变特性差异:橡皮筋的伸长量不会随拉力均匀变化,小明直接用最大拉力对应的总形变量等分所有刻度的方法不符合实际形变规律,小华逐个挂钩码、逐次记录指针位置得到的刻度才更贴合橡皮筋的真实形变情况,因此丙的刻度更准确。再对比乙、丙的刻度分布:橡皮筋拉力越大,相同拉力增量带来的伸长增量会越大,所以丙的刻度是下疏上密的,乙是均匀等分的,小明标注的2.5N位置,对应的实际拉力要大于2.5N,因此测量值小于真实值。
3. 第三问结合实验室弹簧测力计刻度均匀的原理(弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比),反向推导就能得出该自制测力计刻度不均匀的原因。
【解析】
(1) 根据弹性形变的基本特性,使橡皮筋发生弹性形变的外力越大,橡皮筋的形变量就越大。
(2) 橡皮筋的伸长量不会随拉力均匀变化,小明直接将最大拉力对应的总形变量等分的做法不符合橡皮筋的实际形变规律,小华逐个挂钩码记录指针位置得到的刻度更符合真实形变情况,因此图丙的刻度线较准确。对比两图刻度分布,乙是均匀等分,丙的刻度越靠下(对应拉力越大)刻度间距越大,小明测力计上读数为2.5N的指针位置,对应的实际拉力大于2.5N,因此测量值小于真实值。
(3) 实验室弹簧测力计刻度均匀是因为弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比,该自制简易测力计刻度不均匀,说明长橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
【答案】
(1)越大 (2)丙 小于 (3)不成正比
【知识点】
弹性形变特点;测力计工作原理;弹力与伸长量关系
【点评】
本题结合自制橡皮筋测力计的实操场景,区分了橡皮筋和弹簧的形变特性差异,打破了学生“所有测力计刻度都均匀”的固有认知,侧重考察对弹力相关规律的理解和实际应用能力,贴合生活实操,引导学生用科学思维分析非常规实验现象。
【难度系数】
0.6
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