2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 3.3實(shí)驗(yàn) 探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 3.3實(shí)驗(yàn) 探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 新人教版必修1 1.在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”中,關(guān)于操作步驟先后順序,下列說(shuō)法正確的( ) A.先測(cè)量彈簧的原長(zhǎng),后豎直懸掛 B.先豎直懸掛,后測(cè)量彈簧的原長(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身重量 解析 由于彈簧自身重量的影響,彈簧平放時(shí)的長(zhǎng)度與豎直懸掛時(shí)的長(zhǎng)度不同,豎直懸掛時(shí)長(zhǎng)度更長(zhǎng)一些.由于實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧始終處于豎直狀態(tài),故彈簧長(zhǎng)度一直受自重影響,所以測(cè)量原長(zhǎng)時(shí),應(yīng)測(cè)量彈簧豎直懸掛時(shí)的長(zhǎng)度,B、D項(xiàng)正確. 答案 BD 2.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,彈簧彈力的大小為F,彈簧的形變量(伸長(zhǎng)量或壓縮量)為x,下列說(shuō)法正確的是( ) A.實(shí)驗(yàn)中k的具體數(shù)值只能用逐個(gè)計(jì)算的方法求出來(lái),而沒(méi)有其他的方法 B.如果沒(méi)有測(cè)出彈簧原長(zhǎng),用彈簧長(zhǎng)度L代替x,F(xiàn)L圖線也是過(guò)原點(diǎn)的一條直線 C.利用Fx直線可求出k值 D.實(shí)驗(yàn)時(shí)要把所有點(diǎn)連到線上,才能探索得到真實(shí)規(guī)律 解析 該實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,可以采用圖象法,并非只能用逐個(gè)計(jì)算的方法來(lái)求k,故A錯(cuò)誤;用彈簧長(zhǎng)度L代替x,F(xiàn)L圖線不過(guò)原點(diǎn),故B錯(cuò)誤;在Fx圖象中圖象的斜率表示勁度系數(shù)的大小,故利用Fx直線可以求出k值,故C正確;實(shí)驗(yàn)時(shí)并非把所有點(diǎn)連到線上,而是讓直線盡量多的穿過(guò)各點(diǎn),不能穿過(guò)的盡量分布在圖象的兩側(cè),這樣可以剔除誤差比較大的點(diǎn),故D錯(cuò)誤.故選C. 答案 C 圖335 3.一個(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F與彈簧長(zhǎng)度L的圖象.如圖335所示,下列表述正確的是( ) A.a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng) B.a(chǎn)的勁度系數(shù)比b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 在圖象中橫截距表示彈簧的原長(zhǎng),故b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng),故A錯(cuò)誤;斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k,故a的勁度系數(shù)比b的大,故B正確,C錯(cuò)誤;彈簧的彈力滿足胡克定律,彈力與彈簧的形變量成正比,故D錯(cuò)誤,故選B. 答案 B 4.如圖336甲所示,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長(zhǎng)度的形變量與彈簧產(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336 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.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 由乙圖可知F=kx,即彈簧的彈力和彈簧的形變量成正比,不與彈簧長(zhǎng)度成正比,A錯(cuò)誤,B正確;由k==N/m=200 N/m,C正確;Fx圖線的斜率對(duì)應(yīng)彈簧的勁度系數(shù),而x>0和x<0時(shí)的斜率相同,故D正確. 答案 BCD 5.某同學(xué)在研究學(xué)習(xí)中,利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題:一輕彈簧豎直懸掛在某一深度為h=25.0 cm,且開(kāi)口向下的小筒中(沒(méi)有外力作用時(shí)彈簧的下部分位于筒內(nèi),但測(cè)力計(jì)可以與彈簧的下端接觸),如圖甲所示.如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)出筒的下端彈簧的長(zhǎng)度L.現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0和彈簧的勁度系數(shù),該同學(xué)通過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F,作出 FL變化的圖線如圖乙所示,則彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m,彈簧的原長(zhǎng)L0=________cm. 圖337 解析 根據(jù)胡克定律F=k(h+L-L0)=kL+k(h-L0),從圖中知道當(dāng)L=0時(shí),F(xiàn)=10 N;當(dāng)L=10 cm時(shí),F(xiàn)=20 N;將其代入方程聯(lián)立得k=100 N/m,L0=15.0 cm. 答案 100 15.0 6.某同學(xué)用如圖338所示裝置做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,然后在彈簧下端掛上鉤碼,并逐個(gè)增加鉤碼,測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:(g取9.8 m/s2) 圖338 (1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在圖339坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線. 圖339 (2)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,在______N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿足胡克定律.這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m. 解析 (1)根據(jù)表格中的各組數(shù)據(jù)在xm圖象上標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn),然后用平滑曲線連接這些點(diǎn),作出的圖象如圖所示. (2)根據(jù)作出的圖線可知,鉤碼質(zhì)量在0~500 g范圍內(nèi)圖線是直線,表明彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿足胡克定律.在這個(gè)范圍內(nèi)的曲線上找到相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn),利用這兩點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k==N/m=25.00 N/m. 答案 (1)見(jiàn)解析圖 (2)0~4.9 25.00 7.用納米技術(shù)處理過(guò)的材料叫納米材料,其性質(zhì)與處理前相比會(huì)發(fā)生很多變化,如機(jī)械性能會(huì)成倍地增加,對(duì)光的反射能力會(huì)變得非常低,熔點(diǎn)會(huì)大大降低,甚至有特殊的磁性質(zhì).現(xiàn)有一種納米合金絲,欲測(cè)定其伸長(zhǎng)量x與所受拉力F、長(zhǎng)度L的關(guān)系. (1)測(cè)量上述物理量需要的主要器材有:________、________等. (2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)這些數(shù)據(jù)請(qǐng)寫(xiě)出x與F、L間的關(guān)系式:x=________.(若用到比例系數(shù),可用k表示.假設(shè)實(shí)驗(yàn)中合金絲直徑的變化可忽略) (3)在研究并得到上述關(guān)系的過(guò)程中,主要運(yùn)用的科學(xué)研究方法是________(只需寫(xiě)出一種). (4)若有一根由上述材料制成的粗細(xì)相同的合金絲的長(zhǎng)度為20 cm,使用中要求其伸長(zhǎng)量不能超過(guò)原長(zhǎng)的百分之一,那么這根合金絲能承受的最大拉力為_(kāi)_______N. 解析 (1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小,用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度. (2)由題目所給數(shù)據(jù)分析可知:當(dāng)力一定時(shí),伸長(zhǎng)量和長(zhǎng)度成正比;當(dāng)長(zhǎng)度一定時(shí),伸長(zhǎng)量和力成正比,故有x=kFL(取一組數(shù)據(jù)驗(yàn)證,式中的k不為零). (3)研究伸長(zhǎng)量與拉力、長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí),可以先控制其中一個(gè)量不變,如長(zhǎng)度不變,再研究伸長(zhǎng)量和拉力的關(guān)系,這種方法稱為控制變量法.這是物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要研究方法. (4)代入表中數(shù)據(jù)把式中的k求出,得k=0.000 8 N-1,再代入已知數(shù)據(jù),L=20 cm,x=0.2 cm,可求得最大拉力F=12.5 N. 答案 (1)彈簧測(cè)力計(jì) 刻度尺 (2)kFL (3)控制變量法 (4)12.5- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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