【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(zhǎng)的關(guān)系知能優(yōu)化演練 大綱人教版

探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1．下列關(guān)于“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的說(shuō)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(lái) 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也是過(guò)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(zhǎng)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(méi)必要計(jì)算出來(lái)，A錯(cuò)．通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知F∝x(伸長(zhǎng)量)是過(guò)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(guò)原點(diǎn)，故B錯(cuò)．F－x圖線關(guān)系顯示，就是勁度系數(shù)k，故C對(duì)，實(shí)驗(yàn)中的某些數(shù)據(jù)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(cuò)． 2．(2020年廈門(mén)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(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(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：選BCD.由題圖知，F(xiàn)－x是一個(gè)過(guò)原點(diǎn)的直線，k＝N/m，可知A錯(cuò)，BCD正確． 3．(2020年高考福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量．根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等 D．增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)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(shuō)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(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂，測(cè)出其自然長(zhǎng)度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線如圖1－5－9所示．(實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhǎng)度為_(kāi)_______cm； 該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m. 解析：當(dāng)外力F＝0時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度即原長(zhǎng)為L(zhǎng)0＝10 cm，圖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(zhǎng)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(qǐng)你幫這位同學(xué)按操作的先后順序，用字母排列出來(lái)：________. A．以彈簧伸長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái) 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(tái)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(duì)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(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力與彈簧伸長(zhǎng)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(zhǎng)量之間的關(guān)系所測(cè)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(lái)長(zhǎng)度(L0/cm) 15 15 15 15 15 彈簧后來(lái)長(zhǎng)度(L/cm) 16.2 17.3 18.5 19.6 20.8 彈簧伸長(zhǎng)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(xiě)出曲線的函數(shù)表達(dá)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?、蹚椈傻膭哦认禂?shù) 6．(2020年高考浙江理綜卷)在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)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(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK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(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)看，橡皮繩所受拉力接近或超過(guò)了其彈性限度，其恢復(fù)能力要差一些，而且拉伸越長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)在彈性限度內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差． 答案：(1)小于　(2)乙 (3)63 N/m(57～70 N/m之間都對(duì))　(4)見(jiàn)解析