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2019-2020年高考物理一輪復習 梯級演練 強技提能 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 滬科版必修1 【雙基題組】 1.(1)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,以下說法正確的是(　　) A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度 B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài) C.用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量 D.用幾根不同的彈簧,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等 (2)某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L-L0作為彈簧的伸長量x,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是(　　) 2.(xx深圳模擬)某同學利用如圖甲裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實驗。 (1)在安裝刻度尺時,必須使刻度尺保持　　　狀態(tài)。 (2)他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長x0=　　　cm,勁度系數(shù)k=　　　N/m。 (3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧測力計,當彈簧測力計上的示數(shù)如圖丙所示時,該彈簧的長度x=　　　cm。 3.(xx深圳模擬)某實驗小組做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗。實驗時,先把彈簧平放在桌面上,用直尺測出彈簧的原長L0=4.6cm,再把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對應的彈簧的長度x,數(shù)據(jù)記錄如表所示。 鉤碼個數(shù) 1 2 3 4 5 彈力F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 彈簧的長度x/cm 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出F-x圖線。 (2)由此圖線可得,該彈簧勁度系數(shù)k=　　　N/m。 (3)圖線與x軸的交點坐標大于L0的原因是_____ ______________________。 【高考題組】 4.(2011安徽高考)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù),將該彈簧豎直懸掛起來,在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實驗測出了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù),其對應點已在圖上標出。(g=9.8m/s2) (1)作出m -l的關(guān)系圖線; (2)彈簧的勁度系數(shù)為　　　　N/m。 5.(xx福建高考)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實驗時,將原長約200mm的橡皮筋上端固定,在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g),每增掛一只鉤碼均記下對應的橡皮筋伸長量;當掛上10只鉤碼后,再逐一把鉤碼取下,每取下一只鉤碼,也記下對應的橡皮筋伸長量。根據(jù)測量數(shù)據(jù),作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量Δl與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出　　　　　。(填選項前的字母) A.增掛鉤碼時Δl與F成正比,而減掛鉤碼時Δl與F不成正比 B.當所掛鉤碼數(shù)相同時,增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大 C.當所掛鉤碼數(shù)相同時,增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等 D.增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多,導致橡皮筋超出彈性限度 6.(xx浙江高考)在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實驗中,甲、乙兩位同學選用不同的橡皮繩代替彈簧。為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg,取g=10m/s2),并記錄繩下端的坐標x加i(下標i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù))。然后逐個拿下鉤碼,同樣記錄繩下端的坐標x減i,繩下端坐標的平均值xi=的數(shù)據(jù)如表： 掛在橡皮繩下端 的鉤碼個數(shù) 橡皮繩下端的坐標(xi/mm) 甲 乙 1 216.5 216.5 2 246.7 232.0 3 284.0 246.5 4 335.0 264.2 5 394.5 281.3 6 462.0 301.0 (1)同一標號橡皮繩的x加i　　　　x減i(選填“大于”或“小于”); (2)　　　　同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(選填“甲”或“乙”); (3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m); (4)為了更好地測量勁度系數(shù),在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些? 答案解析 1.【解析】(1)本實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象,在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目,在豎直方向上改變對彈簧的拉力,來探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系,所以選A、B。 (2)考慮彈簧自身重力的影響,當不掛鉤碼時,彈簧的伸長量x>0,所以選C。 答案：(1)A、B　(2)C 2.【解析】(1)懸掛重物后,彈簧沿豎直方向伸長,要測量彈簧沿豎直方向上的伸長量,刻度尺當然要保持豎直狀態(tài)。 (2)如果以彈簧長度x為橫坐標,彈力大小F為縱坐標,作出F-x圖像,那么圖像與橫軸的截距表示彈簧的原長,圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù),所以根據(jù)圖像可知,該彈簧的原長x0=4cm,勁度系數(shù)k==50N/m。 (3)彈簧測力計的讀數(shù)表示彈力的大小,即F=3N,所以該彈簧的長度x=x0+=10cm。 答案：(1)豎直　(2)4　50　(3)10 3.【解析】(1)用作圖法研究彈簧的彈力與其伸長量的關(guān)系,由于實驗誤差,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)描出的點有時不會完全在一條直線上。這時所作直線應盡量多的通過這些點,并使不在直線上的點盡量均勻分布在所作直線兩側(cè)。明顯與其他的點相差很遠的點應該舍去。該題中所給出數(shù)據(jù)恰好可以在一條直線上,所以直接描點由直尺作圖即可。 (2)在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長量成正比。由ΔF=kΔx得k=,即圖線的斜率為彈簧的勁度系數(shù),代入數(shù)據(jù)可計算得k=50N/m。 (3)由于彈簧有一定重量,將其自然懸掛時的長度與平放時的長度不一樣,平放時稍短一些。量取L0時,應將彈簧一端固定在鐵架臺上的鐵夾上,讓其自然下垂,再用毫米刻度尺量得其自然狀態(tài)下的原長。 答案：(1)如圖所示 (2)50　(3)彈簧自身重力的影響 4.【解析】(1)如圖所示,讓直線通過盡可能多的點。 (2)從圖像中取兩相距較遠的點,利用k=求出,k等于0.248N/m到0.262N/m之間某值。 答案：(1)見解析 (2)0.248～0.262之間的任一值均正確 5.【解析】選D。增掛鉤碼時圖線為曲線,Δl與F不成正比,故A不正確。當所掛鉤碼數(shù)相同時,即F相同時,由圖像可知增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的小。故B、C不正確。增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多,將會超出橡皮筋的彈性限度,故D正確。 6.【解析】(1)因橡皮繩被拉伸后不是完全彈性形變,不可能恢復到原長,故x加i小于x減i。 (2)乙同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求。橡皮繩長度的改變量如表所示,由表中數(shù)據(jù)知乙同學的數(shù)據(jù)中的改變量與增減的鉤碼數(shù)的正比例關(guān)系更明顯。 掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù) 改變量(xi-x1)/mm 甲 乙 1 2 30.2 15.5 3 67.5 30.0 4 118.5 47.7 5 178.0 64.8 6 245.5 84.5 (3)由(2)中表格根據(jù)乙同學的數(shù)據(jù)作圖得 由圖可得k乙=57～70N/m (4)盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi),同時有足夠大的伸長量,以減小長度測量的誤差。 答案：(1)小于　(2)乙　(3)見解析 (4)盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi),同時有足夠大的伸長量,以減小長度測量的誤差。