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10. 如图3－11所示，装有一定量水的容器挂在测力计的钩上，测力计固定在铁架台上。容器底部有一圆形小孔，调整孔的大小，使水流以1 m/s的速度流入下方烧杯中，容器中水未流完。弹簧测力计的读数为F，烧杯的总质量为m，则图3－12中F、m与时间t的关系图像正确的是（
图3－11
图3－12
A
B
C
D
A
）。图3－11
图3－12
A
B
C
D
答案
10.A
解析
【分析】
要解决本题，需结合动量定理分析水流对容器的反作用力，再结合容器内水的重力变化规律判断测力计读数的变化。首先，取Δt时间内从小孔流出的水为研究对象，应用动量定理推导水流对容器的反作用力；其次，明确弹簧测力计读数的组成，结合剩余水重力的变化特点，即可判断F与t的关系。
【解析】
1. 推导水流的反作用力：设Δt时间内从小孔流出的水的质量为Δm，小孔处水的流速为v，横截面积为S，水的密度为ρ，则Δm=ρSvΔt。对Δt时间内流出的水应用动量定理，容器对水的作用力F冲满足：F冲·Δt=Δm·v，代入Δm得F冲=ρSv²，方向向下；根据牛顿第三定律，水对容器的反作用力F'冲=ρSv²，方向向上，且因v、S恒定，F'冲为定值。
2. 分析测力计读数的变化：设容器重力为G容，t时刻容器内剩余水的重力为G水，因水流稳定，单位时间流出水的质量恒定，剩余水体积随时间线性减小，故G水随t均匀减小。弹簧测力计的拉力F满足：F=G容 + G水 - F'冲（F'冲向上，需从总重力中减去）。由于G水随t线性减小，F'冲恒定，因此F随时间t线性减小，对应倾斜下降的直线，符合选项A。
【答案】
A
【知识点】
动量定理；受力分析；流体作用力
【点评】
本题考查动量定理在流体问题中的应用，核心是明确稳定流动时水流对容器的反作用力恒定，结合剩余水重力的线性变化规律分析测力计读数的变化，需注意反作用力的方向与大小特点，属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合动量定理分析水流对容器的反作用力，再结合容器内水的重力变化规律判断测力计读数的变化。首先，取Δt时间内从小孔流出的水为研究对象，应用动量定理推导水流对容器的反作用力；其次，明确弹簧测力计读数的组成，结合剩余水重力的变化特点，即可判断F与t的关系。
【解析】
1. 推导水流的反作用力：设Δt时间内从小孔流出的水的质量为Δm，小孔处水的流速为v，横截面积为S，水的密度为ρ，则Δm=ρSvΔt。对Δt时间内流出的水应用动量定理，容器对水的作用力F冲满足：F冲·Δt=Δm·v，代入Δm得F冲=ρSv²，方向向下；根据牛顿第三定律，水对容器的反作用力F'冲=ρSv²，方向向上，且因v、S恒定，F'冲为定值。
2. 分析测力计读数的变化：设容器重力为G容，t时刻容器内剩余水的重力为G水，因水流稳定，单位时间流出水的质量恒定，剩余水体积随时间线性减小，故G水随t均匀减小。弹簧测力计的拉力F满足：F=G容 + G水 - F'冲（F'冲向上，需从总重力中减去）。由于G水随t线性减小，F'冲恒定，因此F随时间t线性减小，对应倾斜下降的直线，符合选项A。
【答案】
A
【知识点】
动量定理；受力分析；流体作用力
【点评】
本题考查动量定理在流体问题中的应用，核心是明确稳定流动时水流对容器的反作用力恒定，结合剩余水重力的线性变化规律分析测力计读数的变化，需注意反作用力的方向与大小特点，属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
11. 图3－13是长方体下降浸入水槽的过程中，弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像。下列说法不正确的是（
A.长方体重18 N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12 N
D.h＝4 cm时，长方体受到的浮力是15 N
D
）。A.长方体重18 N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12 N
D.h＝4 cm时，长方体受到的浮力是15 N
答案
11.D
解析
【分析】
要解决本题，需结合弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像，分析物体在不同阶段的受力状态：AB段物体未浸入水中，弹簧测力计示数等于物体重力；BC段物体逐渐浸入水中，浮力逐渐增大，拉力逐渐减小；CD段物体完全浸没，浮力不变，拉力不变。据此逐一判断选项的正误。
【解析】
1. 选项A：AB段物体未浸入水中，弹簧测力计的拉力等于物体重力，由图像可知AB段拉力为18N，因此长方体重G=18N，A正确。
2. 选项B：浮力的方向始终是竖直向上的，B正确。
3. 选项C：当物体完全浸没在水中时（CD段），弹簧测力计拉力为6N，根据称重法，最大浮力F浮最大=G-F=18N-6N=12N，C正确。
4. 选项D：h=4cm时，弹簧测力计示数为15N，此时长方体受到的浮力F浮=G-F=18N-15N=3N，并非15N，D错误。
【答案】
D
【知识点】
称重法测浮力、浮力的方向
【点评】
本题通过图像结合浮力知识，考查学生对称重法测浮力的理解，关键是读懂图像各段对应的物体浸入状态，分析拉力、重力与浮力的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像，分析物体在不同阶段的受力状态：AB段物体未浸入水中，弹簧测力计示数等于物体重力；BC段物体逐渐浸入水中，浮力逐渐增大，拉力逐渐减小；CD段物体完全浸没，浮力不变，拉力不变。据此逐一判断选项的正误。
【解析】
1. 选项A：AB段物体未浸入水中，弹簧测力计的拉力等于物体重力，由图像可知AB段拉力为18N，因此长方体重G=18N，A正确。
2. 选项B：浮力的方向始终是竖直向上的，B正确。
3. 选项C：当物体完全浸没在水中时（CD段），弹簧测力计拉力为6N，根据称重法，最大浮力F浮最大=G-F=18N-6N=12N，C正确。
4. 选项D：h=4cm时，弹簧测力计示数为15N，此时长方体受到的浮力F浮=G-F=18N-15N=3N，并非15N，D错误。
【答案】
D
【知识点】
称重法测浮力、浮力的方向
【点评】
本题通过图像结合浮力知识，考查学生对称重法测浮力的理解，关键是读懂图像各段对应的物体浸入状态，分析拉力、重力与浮力的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
12. 在学习了弹力及弹簧测力计的相关知识后，小露同学发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此她想探究“弹簧的伸长量$\Delta L$与它所受到的拉力$F$的大小关系”，于是她采用图3－14的装置进行了探究。
（1）要完成实验，除了需要如图3－14所示的铁架台、一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（已知每个钩码重0.5 N）以外，还需要的测量仪器是
（2）通过实验，她收集到了弹簧所受拉力$F$以及所对应的弹簧长度$L$的数据，并在坐标纸上绘制了如图3－15所示的图像。分析图像回答下面问题。
①该弹簧的原长$L_0$为
②根据图像，可以得到的实验结论是
③用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程是
（3）实验中，有同学认为可以用弹簧测力计代替钩码，勾住弹簧下端向下拉，来改变力的大小，力的数值由弹簧测力计读出。你认为本次实验用弹簧测力计还是用钩码探究更好一些？答：
（1）要完成实验，除了需要如图3－14所示的铁架台、一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（已知每个钩码重0.5 N）以外，还需要的测量仪器是
刻度尺
。 （2）通过实验，她收集到了弹簧所受拉力$F$以及所对应的弹簧长度$L$的数据，并在坐标纸上绘制了如图3－15所示的图像。分析图像回答下面问题。
①该弹簧的原长$L_0$为
2
cm，当弹簧受到2 N的拉力时，弹簧伸长量$\Delta L$为4
cm。②根据图像，可以得到的实验结论是
在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比
。③用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程是
2.5
N。（3）实验中，有同学认为可以用弹簧测力计代替钩码，勾住弹簧下端向下拉，来改变力的大小，力的数值由弹簧测力计读出。你认为本次实验用弹簧测力计还是用钩码探究更好一些？答：
钩码
（选填“弹簧测力计”或“钩码”）。理由是实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，不易控制力的大小，弹簧的伸长量也不易准确测量，因此还是用砝码好些
。答案
12.(1)刻度尺
(2)①2 4
②在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比
③2.5
(3)钩码 实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，不易控制力的大小，弹簧的伸长量也不易准确测量，因此还是用砝码好些
(2)①2 4
②在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比
③2.5
(3)钩码 实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，不易控制力的大小，弹簧的伸长量也不易准确测量，因此还是用砝码好些
解析
【分析】
要解决这道题，需围绕“探究弹簧伸长量与拉力的关系”的实验展开：首先明确实验需要测量弹簧长度变化，以此确定所需器材；再结合图像分析原长、伸长量、量程，总结实验结论；最后对比钩码和弹簧测力计的优缺点，评估实验方案。
【解析】
（1）实验目的是探究弹簧伸长量与拉力的关系，需要测量弹簧的长度，因此除给定器材外，还需要刻度尺。
（2）①弹簧原长是不受拉力时的长度，由图像可知拉力为0时弹簧长度为2cm，即原长$L_0=2$cm；拉力为2N时，弹簧长度为6cm，伸长量$\Delta L=6\mathrm{cm}-2\mathrm{cm}=4$cm。②图像显示，在拉力不超过2.5N时，弹簧伸长量与拉力成线性关系，结论为：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。③当拉力超过2.5N时，图像不再是直线，说明弹簧超出弹性限度，因此该弹簧制作的测力计量程为0~2.5N。
（3）用钩码探究更好；理由是：用弹簧测力计拉弹簧时，难以稳定控制拉力大小，且弹簧伸长量不易准确测量，而钩码的拉力是固定的、相同的，便于控制和测量，实验更准确。
【答案】
12.(1)刻度尺
(2)①2；4
②在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比
③2.5
(3)钩码；实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，不易控制力的大小，弹簧的伸长量也不易准确测量，因此还是用钩码好些
【知识点】
弹簧测力计原理、弹力与弹簧伸长的关系、实验器材选择
【点评】
本题是初中力学基础实验题，围绕弹簧伸长量与拉力的关系展开，考查实验器材选取、图像分析、结论总结及实验方案评估，注重对实验探究过程的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需围绕“探究弹簧伸长量与拉力的关系”的实验展开：首先明确实验需要测量弹簧长度变化，以此确定所需器材；再结合图像分析原长、伸长量、量程，总结实验结论；最后对比钩码和弹簧测力计的优缺点，评估实验方案。
【解析】
（1）实验目的是探究弹簧伸长量与拉力的关系，需要测量弹簧的长度，因此除给定器材外，还需要刻度尺。
（2）①弹簧原长是不受拉力时的长度，由图像可知拉力为0时弹簧长度为2cm，即原长$L_0=2$cm；拉力为2N时，弹簧长度为6cm，伸长量$\Delta L=6\mathrm{cm}-2\mathrm{cm}=4$cm。②图像显示，在拉力不超过2.5N时，弹簧伸长量与拉力成线性关系，结论为：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。③当拉力超过2.5N时，图像不再是直线，说明弹簧超出弹性限度，因此该弹簧制作的测力计量程为0~2.5N。
（3）用钩码探究更好；理由是：用弹簧测力计拉弹簧时，难以稳定控制拉力大小，且弹簧伸长量不易准确测量，而钩码的拉力是固定的、相同的，便于控制和测量，实验更准确。
【答案】
12.(1)刻度尺
(2)①2；4
②在一定范围内，弹簧的伸长量与拉力大小成正比
③2.5
(3)钩码；实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，不易控制力的大小，弹簧的伸长量也不易准确测量，因此还是用钩码好些
【知识点】
弹簧测力计原理、弹力与弹簧伸长的关系、实验器材选择
【点评】
本题是初中力学基础实验题，围绕弹簧伸长量与拉力的关系展开，考查实验器材选取、图像分析、结论总结及实验方案评估，注重对实验探究过程的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
