【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)二知能優(yōu)化演練 新人教版必修1

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1、知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 1．在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中關(guān)于操作步驟的先后順序，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．先測(cè)量原長(zhǎng)，后豎直懸掛 B．先豎直懸掛，后測(cè)量原長(zhǎng) C．先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響 D．先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重 解析：選BD.由于彈簧自身有重力，懸掛時(shí)的長(zhǎng)度大于水平放置時(shí)的長(zhǎng)度，所以測(cè)量其豎直懸掛時(shí)的長(zhǎng)度為彈簧原長(zhǎng)． 2.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖象如圖2－4－6所示．下列表述正確的是(　　) 圖2－4－6 A．a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng) B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b

2、的大 C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小 D．測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比 解析：選B.由題圖可知，a的原長(zhǎng)比b的短，在F等于0時(shí)，圖線(xiàn)的截距表示原長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；圖線(xiàn)的斜率表示勁度系數(shù)，故B正確，C錯(cuò)誤；測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度為一次函數(shù)關(guān)系，D錯(cuò)誤． 3．(2020·廈門(mén)模擬)如圖2－4－7所示，一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連．當(dāng)對(duì)彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象(如圖乙)．則下列判斷正確的是(　　) 圖2－4－7 A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比 B．彈簧長(zhǎng)度的增加量與對(duì)應(yīng)的彈力增加量成正比 C．

3、該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/m D．該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變 解析：選BCD.由題圖知，F(xiàn)－x是一個(gè)過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，k＝N/m，可知A錯(cuò)，BCD正確． 4．(2020·高考安徽卷)為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖2－4－8上標(biāo)出．(g＝9.8 m/s2) 圖2－4－8 (1)作出m－l的關(guān)系圖線(xiàn)； (2)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_________ N/m. 答案：(1)如圖所示　(2)0.259(0.248～0.262) 5.某同學(xué)在做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”

4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂，測(cè)出其自然長(zhǎng)度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線(xiàn)如圖2－4－9所示．(實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的) 圖2－4－9 由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm； 該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m. 解析：當(dāng)外力F＝0時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度即原長(zhǎng)為L(zhǎng)0＝10 cm，圖線(xiàn)的斜率就是彈簧的勁度系數(shù)，即k＝×102 N/m＝50 N/m. 答案：10　50 6．(2020·蘇州模擬)某學(xué)校物理探究小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中． (1)將彈

5、簧的上端O點(diǎn)固定懸吊在鐵架臺(tái)上，旁邊置一刻度尺，刻度尺的零刻線(xiàn)跟O點(diǎn)對(duì)齊，在彈簧的下部A處做一標(biāo)記，如固定一個(gè)指針．在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都是50 g)，指針在刻度尺上指示的刻度為x.逐個(gè)增加所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，刻度x隨掛鉤上的鉤碼的重量F而變化，幾次實(shí)驗(yàn)測(cè)得相應(yīng)的F、x各點(diǎn)描繪在圖2－4－10中．請(qǐng)?jiān)趫D中描繪出x隨F變化的圖象．由圖象得出彈簧的勁度系數(shù)kA＝__________ N/m(結(jié)果取2位有效數(shù)字)；此彈簧的彈力大小F彈跟彈簧伸長(zhǎng)量Δx的關(guān)系是__________． 圖2－4－10 (2)如果將指針固定在A點(diǎn)的下方P處，再作出x隨F變化的圖象，得出彈簧的勁度系

6、數(shù)與kA相比，可能是__________． A．大于kA　　　　B．等于kA C．小于kA D．無(wú)法確定 (3)如果將指針固定在A點(diǎn)的上方Q處，再作出x隨F變化的圖象，得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比，可能是__________． A．大于kA B．等于kA C．小于kA D．無(wú)法確定 解析：(1)根據(jù)坐標(biāo)紙中描下的點(diǎn)，作出平滑直線(xiàn)，注意所畫(huà)的線(xiàn)不一定過(guò)所有的點(diǎn)，盡量使各點(diǎn)均勻地分布在圖線(xiàn)的兩側(cè)(如圖所示)，則圖線(xiàn)的斜率的倒數(shù)表示彈簧的勁度系數(shù)，即k＝，代入數(shù)據(jù)得kA＝ N/m≈32 N/m， 所以彈簧的彈力大小F彈跟彈簧伸長(zhǎng)量Δx的函數(shù)關(guān)系式是F彈＝32Δx.

7、 (2)如果將指針固定在A點(diǎn)的下方P處，彈簧的勁度系數(shù)不變，得出彈簧的勁度系數(shù)仍等于kA，B正確． (3)如果將指針固定在A點(diǎn)的上方Q處，由于選用的彈簧變短，則彈簧的勁度系數(shù)變大，得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比，要大于kA，A正確． 答案：(1)見(jiàn)解析圖　32　F彈＝32Δx (2)B　(3)A 7．用如圖2－4－11甲所示的裝置測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)，被測(cè)彈簧一端固定于A點(diǎn)，另一端B用細(xì)繩繞過(guò)定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當(dāng)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，繩上一定點(diǎn)P對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線(xiàn)所示，再增加一個(gè)鉤碼后，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線(xiàn)所示，已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量為50 g，重力加速

8、度g＝9.8 m/s2，則被測(cè)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______ N/m.掛三個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的形變量為_(kāi)_______ cm. 圖2－4－11 解析：對(duì)鉤碼進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件，得 mg＝kΔx k＝＝N/m＝70 N/m 掛三個(gè)鉤碼時(shí)， 可列方程(m＋m＋m)g＝kΔx′ Δx′＝＝m ＝21×10－3 m＝2.10 cm. 答案：70　2.10 8．(2020·高考浙江卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧．為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m＝0.1 kg，取g＝10 m

9、/s2)，并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù))，然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的平均值Xi＝(X加i＋X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表： 掛在橡皮繩下端 的鉤碼個(gè)數(shù) 橡皮繩下端的 坐標(biāo)(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)同一橡皮繩的X加i________X減i(大于或小于)； (2)________同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求(甲或乙)；

10、(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(cè)量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？ 解析：(1)由甲、乙兩同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)看，橡皮繩所受拉力接近或超過(guò)了其彈性限度，其恢復(fù)能力要差一些，而且拉伸越長(zhǎng)恢復(fù)能力越差．故X加i小于X減i. (2)乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求，每增加一個(gè)鉤碼橡皮繩形變量大致相同，而甲同學(xué)所用橡皮繩的形變量差別非常大，表明已超過(guò)了彈性限度． (3)以乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖象如圖所示． 由k＝得：k＝63 N/m. (4)盡可能使橡皮繩伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差． 答案：(1)小于　(2)乙 (3)63 N/m(57～70 N/m之間都對(duì))　(4)見(jiàn)解析