《【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 第1章 實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系知能優(yōu)化演練 大綱人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 第1章 實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系知能優(yōu)化演練 大綱人教版(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
1.下列關(guān)于“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中F的具體數(shù)值必須計(jì)算出來
B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F(xiàn)-L也是過原點(diǎn)的一條直線
C.利用F-x圖線可求出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:選C.該實(shí)驗(yàn)研究彈簧彈力與其伸長量之間的關(guān)系,可以用一個(gè)鉤碼的重力作為彈力的單位,因此彈力F的具體數(shù)值沒必要計(jì)算出來,A錯.通過實(shí)驗(yàn)可知F∝x(伸長量)是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,而用L代替x后則F-L圖線不過原點(diǎn),故B錯.F-x圖線關(guān)系顯示,就是勁度系數(shù)k,故C對,實(shí)驗(yàn)中的某些數(shù)據(jù)
2、可能存在較大誤差,所以做圖時(shí)可以舍去,不必連到線上,故D錯.
2.(2020年廈門模擬)如圖1-5-7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1-5-7
A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比
B.彈簧長度的增加量與對應(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:選BCD.由題圖知,F(xiàn)-x是一個(gè)過原點(diǎn)的直線,k=N/m,可知A錯,BCD正確.
3.(2020年高考福建卷
3、)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí),將原長約200 mm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20 g),每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量;當(dāng)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(yīng)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(shí)的橡皮筋伸長量Δl與拉力F關(guān)系的圖象如圖1-5-8所示.從圖象中可以得出( )
圖1-5-8
A.增掛鉤碼時(shí)Δl與F成正比,而減掛鉤碼時(shí)Δl與F不成正比
B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí),增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大
C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí),增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的
4、相等
D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多,導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度
解析:選D.從圖象看出,圖線呈非線性關(guān)系,說明所掛鉤碼已使橡皮筋的形變超出彈性限度.
4.
圖1-5-9
某同學(xué)在做“探究彈力與彈簧伸長”實(shí)驗(yàn)時(shí),將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂,測出其自然長度;然后在其下部施加外力F,測出彈簧的總長度L,改變外力F的大小,測出幾組數(shù)據(jù),作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖1-5-9所示.(實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的)
由圖可知該彈簧的自然長度為________cm;
該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.
解析:當(dāng)外力F=0時(shí),彈簧的長度即原長為L0=10 cm,圖
5、線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
5.以下是一位同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).
(1)下列的實(shí)驗(yàn)步驟是這位同學(xué)準(zhǔn)備完成的,請你幫這位同學(xué)按操作的先后順序,用字母排列出來:________.
A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(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(shí),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刻度尺
D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí),彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄
6、在表格內(nèi),然后取下鉤碼
E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式.
F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.
(2)下表是這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù):
彈力(F/N)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
彈簧原來長度(L0/cm)
15
15
15
15
15
彈簧后來長度(L/cm)
16.2
17.3
18.5
19.6
20.8
彈簧伸長量(x/cm)
1.2
2.3
3.5
4.6
5.8
①在如圖1-5-10的坐標(biāo)上作出F-x圖線.
圖1-5-10
②寫出曲線的函數(shù)表達(dá)
7、式(x用cm作單位):________.
③函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義:________.
答案:(1)CBDAEF (2)①如圖
②F=0.43x ③彈簧的勁度系數(shù)
6.(2020年高考浙江理綜卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(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.為測量橡皮繩的勁度系數(shù),他們在橡皮繩下端依次逐個(gè)掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1 kg,取g=10 m/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
8、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);
(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(shí)需考慮的因素有哪些?
解析:(1)由甲、乙兩同學(xué)測量數(shù)據(jù)看,橡皮繩所受拉力接近或超過了其彈性限度,其恢復(fù)能力要差一些,而且拉伸越長恢復(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在彈性限度內(nèi),同時(shí)有足夠大的伸長量,以減小長度測量誤差.
答案:(1)小于 (2)乙
(3)63 N/m(57~70 N/m之間都對) (4)見解析