高三物理 實驗二知能優(yōu)化演練 新人教版

1、高三物理 實驗二知能優(yōu)化演練 新人教版1. 一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中, 使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b, 得到彈力與彈簧長度的圖像如圖239所示. 下列表述正確的是()A. a的原長比b的長B. a的勁度系數(shù)比b的大C. a的勁度系數(shù)比b的小D. 測得的彈力與彈簧的長度成正比解析: 選 B.圖像的橫軸截距表示彈簧的長度, A錯誤, 圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù), B正確, C錯誤, 圖像不過原點, D錯誤. 2. (2010·高考福建理綜卷)某實驗小組研究橡皮筋伸長量與所受拉力的關(guān)系. 實驗時, 將原長約200 mm的上端固定在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼

2、(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的橡皮筋伸長量l與拉力F關(guān)系的圖像如圖2310所示. 從圖像中可以得出()圖2310A. 增掛鉤碼時l與F成正比, 而減掛鉤碼時l與F不成正比B. 當所掛鉤碼數(shù)相同時, 增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大C. 當所掛鉤碼數(shù)相同時, 增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D. 增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多, 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度解析: 選 D.從圖像看, 圖線呈非線性關(guān)系, 說明所掛鉤碼已使橡皮筋

3、的形變超出彈性限度. 故選項D正確. 3. 如圖2311甲所示, 一個彈簧一端固定在傳感器上, 傳感器與電腦相連. 當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時, 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)系圖像(如圖乙). 則下列判斷正確的是()圖2311A. 彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B. 彈簧長度的伸長量與對應(yīng)的彈力增加量成正比C. 該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/mD. 該彈簧受到反向壓力時, 勁度系數(shù)不變解析: 選BCD.由乙圖可知Fkx, 即彈簧的彈力和彈簧的形變量成正比, 不與彈簧長度成正比, A錯誤. 由Fkx可知, B說法正確; 由k N/m200 N/m, C正確;

4、Fx圖線的斜率對應(yīng)彈簧的勁度系數(shù), 而x0和x0時的斜率相同, 故D正確. 4. 利用如圖2312甲所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗. 所用的鉤碼每只的質(zhì)量為30 g. 實驗中, 先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度, 再將5個鉤碼逐個加掛在彈簧下端, 穩(wěn)定后依次測出相應(yīng)的彈簧總長度, 將數(shù)據(jù)填在表中. (彈力始終未超過彈性限度, 取g10 m/s2)記錄數(shù)據(jù)組123456鉤碼總質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長(cm)6.007.118.209.3110.4011.52圖2312(1)在圖乙坐標系中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系的圖線. (2)由圖線求得該彈簧的勁度

5、系數(shù)k_N/m.(保留兩位有效數(shù)字)解析: (1)彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖線如圖所示. (2)彈簧的勁度系數(shù)k等于Fx關(guān)系圖線的斜率. 故k27 N/m.答案: 見解析5. (2012·徐州模擬)如圖2313(a)所示, 用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼, 探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實驗. 圖2313(1)為完成實驗, 還需要的實驗器材有: _; (2)實驗中需要測量(記錄)的物理量有: _; (3)圖(b)是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的Fx圖線, 由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.圖線不過原點的原因是_. 解析: (1)還需要刻度

6、尺; (2)需要測量的物理量有彈簧的原長、懸掛鉤碼個數(shù)以及與彈力(外力)對應(yīng)的彈簧長度; (3)根據(jù)胡克定律Fkx, 在Fx圖像中, k, 解得k200 N/m; 圖像不過原點, 原因是實驗中沒有考慮(或忽略了)彈簧的自重或在彈簧沒有處于豎直懸掛狀態(tài)時測量它的原長. 答案: 見解析6. (2012·揚州調(diào)研)圖2314為了探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系, 某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試, 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖2314所示圖像. (1)從圖像上看, 該同學(xué)沒能完全按照實驗要求做, 從而使圖像上端成為曲線, 圖像上端成為曲線是因為_. (2)這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為_N/m和_

7、N/m; 若要制作一個精確程度較高的彈簧測力計, 應(yīng)選彈簧_. (3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析, 請對這個研究課題提出一個有價值的建議. 建議: _.解析: (1)在彈性范圍內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比, 超過彈簧的彈性范圍, 則此規(guī)律不成立, 所以所給的圖像上端成為曲線, 是因為形變量超過彈簧的彈性限度. (2)甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為: k甲 N/m66.7 N/mk乙 N/m200 N/m.要制作一個精確程度較高的彈簧測力計, 應(yīng)選用一定的外力作用時, 彈簧的形變量大的那個, 故選甲彈簧. (3)建議: 實驗中鉤碼不能掛太多, 控制在彈性限度內(nèi)答案: (1)形變量超過彈簧的彈性限度(2

8、)66.7200甲(3)見解析7. 某小組在做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗時測出數(shù)據(jù)如下表所示.彈簧長度l(cm)2.503.013.494.024.505.12砝碼重力(N)00.51.01.52.02.5甲、乙、丙同學(xué)分別作出如圖2315所示的三個圖像. 圖2315(1)試求三位同學(xué)所作圖像的函數(shù)關(guān)系式, 并說明三個函數(shù)關(guān)系式的適用條件及區(qū)別; (2)三個函數(shù)關(guān)系式中的比例系數(shù)各有什么物理意義, 其單位是什么？解析: (1)甲同學(xué)所作圖像的函數(shù)關(guān)系式為F100x, 在x為0,0.02 m內(nèi)適用; 乙同學(xué)所作圖像的函數(shù)關(guān)系式為F100(l0.025), 在l為0.025 m,0.040

9、 m內(nèi)適用; 丙同學(xué)所作圖像的函數(shù)關(guān)系式為xF, 在F為0,2.0 N內(nèi)適用. 三位同學(xué)所作圖像的函數(shù)關(guān)系式的區(qū)別在于選擇的自變量和因變量不同, 甲和丙同學(xué)得到的函數(shù)為正比例函數(shù), 應(yīng)用比較簡便; 乙同學(xué)得到的函數(shù)為一次函數(shù), 使用不簡便. 甲同學(xué)的函數(shù)關(guān)系式為胡克定律. (2)甲、乙同學(xué)的函數(shù)關(guān)系式中比例系數(shù)表示: 彈簧伸長1 m所需拉力的大小, 單位是N/m; 丙同學(xué)函數(shù)關(guān)系式的比例系數(shù)表示: 1 N的力作用在彈簧上, 彈簧能伸長的長度, 單位是m/N.答案: 見解析圖23168. (創(chuàng)新探究)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系, 并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中, 實驗裝置如圖2316.所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力. 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(yīng)的彈簧總長度. (1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在如下坐標圖中, 請作出FL圖線. 圖2317(2)由此圖線可得出的結(jié)論是_. 該彈簧的原長為L0_cm, 勁度系數(shù)k_N/m.(3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實驗情況, 請你幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格. (不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學(xué)實驗時, 把彈簧水平放置