2019年高考物理13個搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系搶分巧練.doc

《2019年高考物理13個搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系搶分巧練.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理13個搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系搶分巧練.doc（10頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)2.2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系考題實(shí)戰(zhàn) 掌握高考脈搏1. (2014課標(biāo)卷，23)圖(a)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度設(shè)彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0; 掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80 m/s2)已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88 cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：_，_.(2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出-n圖象圖(b)(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m.【答案】(1)81.70.012 2(2)如圖所示(3)(在之間均可)(在之間均可)2（2015四川卷）某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖1所示，圖2是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大圖，示數(shù)l1 cm.。在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5。已知每個鉤碼質(zhì)量是50g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2 N（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.8m/s2）。要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是 。作出F-x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。【答案】25.85，0.98，彈簧的原長l0。3. (2015福建卷，19)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量l為_cm；(2)本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是_；(填選項(xiàng)前的字母)A逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_.【答案】(1)6.93(2)A(3)鉤碼重力超過彈簧彈性范圍4.（2018新課標(biāo)）如圖（a），一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤：一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖（a）中彈簧的勁度系數(shù)，當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為_cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為_N/m（保留3位有效數(shù)字）。【解析】實(shí)驗(yàn)所用的游標(biāo)卡尺精度為0.05mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，圖（b）所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7cm+150.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。托盤中放有質(zhì)量為m=0.100kg的砝碼時，彈簧受到的拉力F=mg=0.1009.8N=0.980N，彈簧伸長x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)=kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k=F/x=53.7N/m?！敬鸢浮?3.775 53.7考法模擬 悟透破題之道5(2016山東濰坊高三統(tǒng)考)(6分)為了測量豎直方向的加速度，李明同學(xué)利用一根輕彈簧、刻度尺、鉤碼制作了一個測量加速度的裝置。如圖所示，輕彈簧上端固定在豎直放置的刻度尺的零刻度線處，下端不掛鉤碼時指針處在A位置，掛質(zhì)量為0.1 kg鉤碼，靜止時指針處在B位置，并把B位置標(biāo)為加速度的0刻度值，g取10 m/s2。(1)彈簧的勁度系數(shù)k_N/m。(2)將該裝置懸掛在豎直上升的升降機(jī)中，發(fā)現(xiàn)指針處在刻度尺的C位置，則C位置應(yīng)標(biāo)注的加速度值為_m/s2；若指針處在A、B之間某位置，則該升降機(jī)處于_(選填“超重”或“失重”)狀態(tài)?！敬鸢浮?1)20(2)4失重6(2016河南省八市重點(diǎn)高中高三聯(lián)考)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為LA；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號L0LAL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3431.3133.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_。由表可知所用刻度尺的最小分度為_。(2)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_的差值(填“L0”或“LA”)。(3)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為_g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)?！敬鸢浮?1)L31 mm(2)LA(3)4.9107(2016深圳第一次調(diào)研)(6分)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示。(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，記為_ cm；(2)將質(zhì)量50 g的鉤碼逐個掛在彈簧的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長量x，可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)圖丙中，當(dāng)彈簧的伸長量超過17 cm時其圖線為曲線，由此可知，掛上第_個鉤碼時，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧的勁度系數(shù)_(選填“有”或“沒有”)影響(彈簧的彈性限度足夠大)?！敬鸢浮?1)11.50(2)28(3)5沒有8.(2018安徽省名校聯(lián)考)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于某一深度為h0.25 m、且開口向右的小筒中(沒有外力作用時彈簧的左部分位于筒內(nèi))，如圖甲所示，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒口右端彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變掛鉤碼的個數(shù)來改變l，作出Fl變化的圖線如圖乙所示(1)由此圖線可得出的結(jié)論是_；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長l0_m；(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點(diǎn)在于_；缺點(diǎn)在于_.【解析】設(shè)彈簧原長為l0，由題圖可知，彈簧伸長量可表示為llhl0，由胡克定律可得Fklk(lhl0)，F(xiàn)l圖線斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m；Fl圖線在縱軸截距表示l0時F10 N，代入Fk(lhl0)，解得彈簧的原長l00.15 m.【答案】（1）在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比（2）1000.15（3）避免彈簧自身所受重力對實(shí)驗(yàn)的影響彈簧與筒及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差9.（內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考）某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度l的關(guān)系如圖1所示，則由圖線可知：（1）彈簧的勁度系數(shù)為 N/m（2）為了用彈簧測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖2所示的甲、乙兩種方案為了用某一彈簧測力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力的大小，你認(rèn)為方案 更合理若A和B的重力分別為10.0N和20.0N當(dāng)A被拉動時，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為6.0N，b的示數(shù)為11.0N，c的示數(shù)為4.0N，則A和B間的動摩擦因數(shù)為 【答案】（1）；（2）甲； 0.310如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系(1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：_.(2)實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：_.(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.圖線不過原點(diǎn)的原因是由于_(4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A以彈簧伸長量x為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0；C將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_.【答案】(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與對應(yīng)的長度)(3)200彈簧自重(4) CBDAEFG11橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長量x與彈力F成正比，即Fkx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度l、橫截面積S有關(guān)理論和實(shí)踐都表明kY，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量(1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是()AN Bm C.N/m DPa(2)有一段橫截面為圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，可以測量出它的楊氏模量Y的值首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度l20.00 cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D4.000 mm，那么測量工具a和b應(yīng)分別為_、_.(3)用如圖(a)所示的裝置就可以測量出這種橡皮筋的Y值，下表為橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實(shí)驗(yàn)記錄，請?jiān)趫D(b)中作出Fx圖象.拉力F/N5.010.015.020.025.0伸長量x/cm1.603.204.806.408.00(4)由以上實(shí)驗(yàn)可求出該橡皮筋的Y值為_.(保留一位有效數(shù)字)【答案】(1)D(2)毫米刻度尺螺旋測微器(3)見解析圖(4)5106 Pa12某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：(1)彈簧的勁度系數(shù)為_.(2)為了用彈簧測定兩木塊A、B間的動摩擦因數(shù)，兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種方案為了用某一彈簧測力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力的大小，你認(rèn)為方案_更合理甲方案中，若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N當(dāng)A被拉動時，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為6.0 N，b的示數(shù)為11.0 N，則A、B間的動摩擦因數(shù)為_.【解析】(1)由題圖1可知，當(dāng)彈力為F060 N，彈簧的伸長量x0LL020 cm0.2 m，由胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)k N/m300 N/m.(2)甲、乙兩種方案，在拉著A運(yùn)動的過程中，拉A的彈簧測力計(jì)由于在不斷地運(yùn)動，示數(shù)可能會變化，讀數(shù)不準(zhǔn)，甲方案中的a是不動的，指針穩(wěn)定，便于讀數(shù)，甲方案更合理a的拉力與A對B的滑動摩擦力f平衡，由于a示數(shù)為6.0 N，即fF6.0 N，A、B間的動摩擦因數(shù)0.3. 【答案】(1)300 N/m(2)甲0.3