《2019届高考物理一轮复习第二单元相互作用题组层级快练10实验：探究弹力和弹簧伸长的关系新人教版.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高考物理一轮复习第二单元相互作用题组层级快练10实验：探究弹力和弹簧伸长的关系新人教版.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、题组层级快练 ( 十) 一、选择题 1(1) 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是( ) A弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度 B用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2) 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然 伸长， 用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长 度 L，把 (L L0) 作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图 线可
2、能是下图所示图像中的( ) 答案(1)B (2)C 解析(1) 本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减砝码的数 目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，所以选B项 (2) 由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C项 二、非选择题 2(2015福建 ) 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验 (1) 图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm ，图乙是在弹簧下 端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l 为_ cm； (2) 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列
3、选项中规 范的做法是 _；( 填选项前的字母) A逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 (3) 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l 与弹力 F 的关系图线， 图线的 AB段明显偏离直线 OA ，造成这种现象的主要原因是_ 答案(1)6.93 (2)A (3) 钩码重力超过弹簧弹力范围 解析(1) 弹簧伸长后的总长度为14.66 cm ，则伸长量 l 14.66 cm 7.73 cm 6.93 cm. (2) 逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性 限度而损坏弹簧
4、 (3)AB 段明显偏离OA ，伸长量 l 不再与弹力F 成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的 3(2017深圳调研) 把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示 (1) 未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为_ cm； (2) 将质量 50 g 的钩码逐个挂在弹簧的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的 质量 m与每根弹簧的伸长量x，可描绘出如图丙所示的图像，由图像可计算出弹簧的劲度 系数 k2_ N/m；( 取重力加速度g9.8 m/s 2) (3) 图丙中，当弹簧的伸长量超过17 cm 时其图线为曲线，由此可知，挂上第_个 钩码时，拉力已经超过它的弹性限
5、度，这对测量弹簧的劲度系数_( 选填“有”或 “没有” ) 影响 ( 弹簧的弹性限度足够大) 答案(1)11.50 (2)28 (3)5 没有 解析(1) 刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为11.50 cm ； (2) 由图像中的数据可知，弹簧的形变量为x 7.00 cm时，拉力： F40.059.8 N 1.96 N 根据胡克定律知：k2 F x 1.96 7.0010 2 N/m28 N/m ； (3) 由图像中的数据可知，当弹簧的伸长量为14 cm 时，对应的拉力是1.96 N ，所以其劲 度系数： k1 F x 1.96 14.0010 2 N/m14 N/m，弹簧的伸长量为
6、17 cm 时，对应的拉力 F k1x140.17 N2.38 N ，n 2.38 9.8 0.050 4.86 ，由此可知，挂上第5 个钩 码时， 拉力已经超过它的弹性限度，这时，弹簧的图线仍然是直线，说明对测量弹簧的 劲度系数没有影响 4某同学利用如图(a) 装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验 (1) 在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态 (2) 实验中需要测量( 记录 ) 的物理量有 _ (3) 他通过实验得到如图(b) 所示的弹力大小F 与弹簧长度x 的关系图线 由此图线可得该弹 簧的原长x0_ cm ，劲度系数k_ N/m. (4) 他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹
7、簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c) 所示时， 该弹 簧的长度x_ cm. 答案(1) 竖直 (2) 悬挂钩码的重力及对应的弹簧长度 (3)4 50 (4)10 解析(1) 为了刻度尺读数准确，要求刻度尺保持竖直 (4) 由胡克定律， 可得 F k(x x0) ， 可知图线与x 轴的截距大小等于弹簧的原长，即 x04 cm； 图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数k50 N/m. (5) 由胡克定律，可得Fk(x x0) ，代入数据得x10 cm. 5某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 (1) 将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_ 方向 ( 填“水平”或“竖直” ) (2)
8、 弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx； 在砝码盘中每次增加10 g 砝码，弹簧长度依次记为L1至 L6，数据如下表 代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6 数值 cm 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为 _ (3) 下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的 差值 ( 填“L0”或“Lx”) (4) 由 图 可 知 弹 簧 的 劲 度 系 数 为 _N/m； 通 过 图 和 表 可 知 砝 码 盘
9、的 质 量 为 _g ( 结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2) 答案(1) 竖直(2) 静止L31 mm (3)L x (4)4.9 10 解析(1) 为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在 竖直方向 (2) 弹簧静止时， 记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范， 标准数据应读至cm位的后两位， 最后一位应为估读值，精确至 mm 位，所以刻度尺的最小分 度为 1 mm. (3) 由题图知所挂砝码质量为0 时， x 为 0，所以 xLLx. (4) 由胡克定律Fkx 知， 图线斜率即为劲度系数k mg x 1010
10、 39.8 210 2 N/m4.9 N/m， 同理砝码盘质量m 4.9 （ 27.35 25.35 ）10 2 9.8 kg 0.01 kg 10 g. 6通过“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小 与弹簧的伸长 ( 或压缩 ) 量 x 成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为 L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为 2 3L 0和 1 3L 0的 B、C两段，设 B段的劲度系数为 k2、C段的劲度系数为k3，关于 k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想： 甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1k2k3 乙同学：同一根
11、弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1k2k3 (1) 为了验证猜想，可以通过实验来完成实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有 _ (2) 简要写出实验步骤 (3) 如图是实验得到的图线根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？ 答案见解析 解析(1) 刻度尺、已知质量且质量相等的钩码( 或弹簧测力计) (2) 实验步骤： a将弹簧B悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度LB； b在弹簧B的下端挂上钩码，记下钩码的个数( 如 n 个) ，并用刻度尺测量弹簧的长度L1； c由 Fmg 计算弹簧的弹力；由xL1LB计算出弹簧的伸长量由k F x 计算弹簧的劲度 系数； d改变钩码的个数
12、，重复实验步骤b、c，并求出弹簧B的劲度系数k2的平均值； e按实验步骤a、b、c、d 求出弹簧C的劲度系数k3的平均值； f 比较 k1、k2、k3得到结论 (3) 从同一根弹簧上截下的几段，越短的劲度系数越大( 或越长的劲度系数越小) 7某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深 度为 h 0.25 m 、且开口向右的小筒中( 没有外力作用时弹簧的左部分位于筒内) ，如图甲所 示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒口右端弹簧的长度l ，现要测出弹簧的原长l0 和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l ，作出Fl变化的图线如图乙 所示 (1)
13、由此图线可得出的结论是_ ； (2) 弹簧的劲度系数为_ N/m ，弹簧的原长l0_ m； (3) 该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于_；缺点在于 _ 答案(1) 在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比 (2)100 0.15 (3) 避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的 误差 解析(1) 在弹性限度内，弹力和弹簧的伸长量成正比 (2) 弹簧原长为l0，则根据胡克定律，有Fk(h l l0) kl k(h l0) 由此可知，图像的斜率大小表示劲度系数大小，故k 100 N/m， h0.25 m ，当 l 0 时， F 10 N ，将
14、数据代入方程，可解得l015 cm0.15 m. (3) 该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于避免弹簧自身所受重 力对实验的影响 缺点在于：弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差 8(2017南昌模拟) 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F 和 弹簧长度l 的关系如图1 所示，则由图线可知： (1) 弹簧的劲度系数为_ N/m. (2) 为了用弹簧测定两木块A和 B间的动摩擦因数， 两位同学分别设计了如图2 所示的甲、 乙两种方案 为了用某一弹簧测力计的示数表示A和 B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案 _ 更合理 若 A和 B的重力分别为1
15、0.0 N和 20.0 N当 A被拉动时，弹簧测力计a 的示数为 6.0 N， b 的示数为11.0 N ，c 的示数为4.0 N ，则 A和 B间的动摩擦因数为_ 答案(1)300 (2) 甲0.30 解析(1) 由图读出， 弹簧的弹力F0 时，弹簧的长度为l020 cm ，即弹簧的原长为20 cm， 由图读出弹力为f060 N，弹簧的长度为l020 cm，弹簧压缩的长度x0l l04020 20 cm0.2 m ； 由胡克定律得弹簧的劲度系数为k F x0 60 0.2 300 N/m； (2) 甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动， 示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a 是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案 更合理； 由于弹簧测力计a 示数为 6.0 N ，所以 A、B间的动摩擦因数 f FN 6 200.30.