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1、2022年高考物理一輪復習 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關系學案
一、選擇題
1.某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗時,先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長為l0,再把彈簧豎直懸掛起來,然后用鉤碼掛在彈簧下端,測出彈簧的長度為l,把l-l0作為彈簧的伸長量x1,改變鉤碼個數重復操作.由于彈簧自身重力的影響,最后作出的F-x圖象,可能是下圖中的( )
A B
C D
2.一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中,使用兩條不
2、同的輕質彈簧a和b,得到彈力與彈簧長度的圖象如圖KS2-1所示.下列表述正確的是( )
圖KS2-1
A.a的原長比b的長
B.a的勁度系數比b的大
C.a的勁度系數比b的小
D.測得的彈力與彈簧的長度成正比
3.下列關于“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗的說法正確的是( )
A.實驗中F的具體數值必須計算出來
B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度l代替x,F-l圖線也是過原點的一條直線
C.利用F-x圖線可求出k值
D.作F-x圖象時要把所有的點都連到線上,才能得到真實規(guī)律
4.(多選)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中關于操作步驟的先后順序,下列說法正確的是
3、( )
A.先測量原長,后豎直懸掛
B.先豎直懸掛,后測量原長
C.先后順序對實驗結果無影響
D.先后順序對實驗結果的影響程度取決于彈簧的自重
二、非選擇題
5.(2016年黑龍江大慶實驗中學高三檢測)某同學探究“彈力與彈簧伸長量的關系”:
(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側,彈簧軸線和刻度尺都在豎直方向.
(2)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lx;在砝碼盤中每次增加10 g砝碼,彈簧長度依次記為l1至l6,數據如下表所示:
代表符號
l0
lx
l1
l2
l3
l4
l5
l6
數值/cm
4、
25.35
27.35
29.35
31.30
33.40
35.35
37.40
39.30
(3)圖KS2-2為該同學根據表中數據作的圖,縱軸是砝碼的質量,橫軸是彈簧長度與________(填“l(fā)0”或“l(fā)x”)的差值.
圖KS2-2
(4)由圖可知彈簧的勁度系數為________N/m;通過圖和表可知砝碼盤的質量為________g.(計算結果保留2位有效數字,g取9.8 m/s2)
6.(2016年湖北荊門龍泉中學高三月考)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時,某同學先按如圖KS2-3甲所示裝置對彈簧甲進行探究,然后把原長相同的彈簧a和彈簧b并聯起來按如圖乙所
5、示裝置進行探究.在彈性限度內,將質量為m=50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,分別測得圖甲、圖乙中彈簧的長度l1、l2如下表所示.
鉤碼個數
1
2
3
4
l1/cm
30.00
31.04
32.02
33.02
l2/cm
29.33
29.65
29.97
30.30
甲 乙
圖KS2-3
已知重力加速度g=9.8 m/s2,要求盡可能多地利用測量數據,計算出彈簧a的勁度系數k=________N/m(計算結果保留2位有效數字).由表中數據______(填“
6、能”或“不能”)計算出彈簧b的勁度系數.
7.(2017年廣東揭陽高三調研)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時,某同學把兩根輕質彈簧如圖KS2-4甲連接起來進行探究.
甲 乙
圖KS2-4
(1)某次用厘米刻度尺測量如圖乙所示,則指針的示數為________cm.
(2)在彈性限度內,將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數lA和lB如下表所示.用表中數據計算彈簧I的勁度系數為________N/m(g取10 m/s2,計算結果保留到小數點后兩位).由表中數據____
7、____(填“能”或“不能”)計算出彈簧Ⅱ的勁度系數.
鉤碼數
1
2
3
4
lA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
lB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
8.(2017年第一次全國大聯考)在“探究彈力和彈簧伸長的關系并測定彈簧的勁度系數”實驗中,實驗裝置如圖KS2-5甲所示.所懸掛鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右的恒定拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應的彈簧總長度.作出彈簧的長度x隨鉤碼個數n變化的圖象如圖乙所示,則:
8、 甲 乙
圖KS2-5
(1)圖線與x軸的交點的物理意義是:__________________.
(2)圖線BC段偏離了直線,其原因是:________________________.
(3)該同學實驗時,把彈簧水平放置與把彈簧豎直懸掛放置相比,優(yōu)點在于:_________
___________________________;缺點在于:________________________________.
9.(2017年江西師范大學附屬中學高三月考)橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內,伸長量x與彈力F成正比,即F=k
9、x,k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度l、橫截面積S有關,理論與實踐都表明k=Y,其中Y是一個由材料決定的常數,材料力學上稱之為楊氏模量.
(1)在國際單位制中,楊氏模量Y的單位應該是________.
A.N B.m C.N/m D.Pa
(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋,應用如圖KS2-6甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值.首先利用刻度尺測得橡皮筋的長度l=20.00 cm,利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑d=4.000 mm,那么測量工具a應該是________________.
(3)如圖乙所示,作出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的圖象,由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數k=________N/m.
(4)這種橡皮筋的Y值等于________(計算結果保留1位有效數字).
甲 乙
圖KS2-6