2019年高考物理 名校模擬試題分項(xiàng)解析40熱點(diǎn) 專題22 探究彈簧伸長和彈力的關(guān)系實(shí)驗(yàn).doc

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專題22 探究彈簧伸長和彈力的關(guān)系實(shí)驗(yàn) 1.（2019河南平頂山一模）曉天同學(xué)在做“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，所用的鉤碼每只質(zhì)量為50g．他先測出不掛構(gòu)碼時(shí)彈簧的自然長度，再將8個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，并將數(shù)據(jù)填在表中，g取9．8m／s2 （1）該同學(xué)測量彈簧水平放置時(shí)的自然長度略小于豎直懸掛時(shí)的自然長度，造成這種現(xiàn)象的原因主要是__________________；該同學(xué)描繪彈簧彈力F和伸長量x關(guān)系圖線時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖線最后一部分不是直線，造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是______________。 （2）該同學(xué)描繪出弾資彈力F和彈簧的伸長量x的關(guān)系圖線后，根據(jù)F和x關(guān)系圖線的直線部分，求得該彈簧的勁度系數(shù)k=_______N/m。 【參考答案】（1）彈簧自身重力的影響 掛的鉤碼超過彈簧的彈性限度范圍，彈簧彈力不再與形變量成正比 （2）19N/m 2.（5分）（2018高考全國理綜I）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(duì)齊的裝置，簡化為圖中的指針。現(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(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)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(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)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）。 【參考答案】3.775cm（2分） 53.7N/m（3分） 【命題意圖】 本題主要考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，彈簧勁度系數(shù)的測量、胡克定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生靈活運(yùn)用教材上游標(biāo)卡尺的使用和探究彈簧的伸長與形變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)知識(shí)的能力。 4.（2019四省八校聯(lián)考）某學(xué)習(xí)小組利用若圖1所示的裝置做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，先測出鉤碼不掛彈簧的長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端，穩(wěn)定后測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在表中。（彈力未超過彈簧的彈性限度，取g=9.8m/s2） （1）上表中記錄數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)在測量或記錄時(shí)有錯(cuò)誤，它是第 組數(shù)據(jù)。 （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將對(duì)應(yīng)的彈力大小計(jì)算出來并填入表內(nèi)相應(yīng)的空格內(nèi) （保留3位有效數(shù)字） （3）在坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F隨彈簧總長度L之間的關(guān)系圖象。 （4）根據(jù)圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)k= N/m（保留2為有效數(shù)字） （5）考慮到彈簧自重對(duì)第一組數(shù)據(jù)的影響，彈簧的勁度系數(shù)k的實(shí)驗(yàn)測量值 真實(shí)值。（填寫“大于”、“小于”或“等于”） .【參考答案】 (1)5(2)1.47(3)圖象如圖。（4）8.9 （5）等于 【命題意圖】本題考查探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】（1）從表格中的記錄數(shù)據(jù)可以看出，所使用的刻度尺最小刻度為毫米，記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括估讀到的0.1毫米位，測力計(jì)的最小刻度為0.01N，記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括估讀到的0.001N位，所以第5組中數(shù)值31.2cm和1.18N均有錯(cuò)誤。 （2）由第1組和第3組數(shù)據(jù)可知彈簧伸長△x=24.60cm-18.00cm=6.60cm時(shí)，彈力為F=0.588N。由胡克定律可得彈簧的勁度系數(shù)k=588/66.0N/m=294/33N/m=8.909N/m。由第1組和第6組數(shù)據(jù)可知彈簧伸長△x=34.56cm-18.00cm=16.56cm時(shí)，彈力為F=k△x=8.909N/m0.1656m=1.47N。 7.(6分) （2019山東濟(jì)南長清一中檢測）某同學(xué)在做探究彈力跟彈簧長度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30g，他先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)彈簧的長度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。（彈力始終未超過彈性限度，取g=10m/s2） 砝碼質(zhì)量m（g） 0 30 60 90 120 150 彈簧長度L（cm） 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 13.50 彈力大小F（N） 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 （1）由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得彈簧的勁度系數(shù)k=__________N/m。 （2）由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧彈力大小F與長度L的關(guān)系式為__________。對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系圖線與橫軸（長度L）的交點(diǎn)代表__________。 【參考答案】（1）20（2）f=0.2（L-6）；彈簧原長 8．（2019長沙聯(lián)考）(6分)如圖所示，在“探究拉力做功與彈簧彈性勢能增量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，輕彈簧左端固定，右端在水平拉力F作用下從A位置(彈簧原長位置)拉伸x到B位置，作出的F－x圖象為過坐標(biāo)原點(diǎn)O的直線，如圖所示，實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。 (1)F－x圖象中，圖線OP的斜率的物理意義是：___________。 (2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，可以判斷直角三角形PQO的面積的物理意義是：___________。 (3)由此可推斷，如果一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，在彈性限度內(nèi)，當(dāng)其形變大小為x時(shí)，彈簧的彈性勢能的表達(dá)式為Ep＝_______________。 【參考答案】(1)彈簧的勁度系數(shù)k (2)拉力F做的功 (3) 【名師解析】(1)根據(jù)胡克定律可知F＝kx，則F－x圖象中，圖線OP的斜率的物理意義是：彈簧的勁度系數(shù)k。