2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題22 探究彈簧伸長和彈力的關系實驗.doc

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專題22 探究彈簧伸長和彈力的關系實驗 1.（2019河南平頂山一模）曉天同學在做“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗中，實驗裝置如圖所示，所用的鉤碼每只質量為50g．他先測出不掛構碼時彈簧的自然長度，再將8個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應的彈簧總長度，并將數據填在表中，g取9．8m／s2 （1）該同學測量彈簧水平放置時的自然長度略小于豎直懸掛時的自然長度，造成這種現象的原因主要是__________________；該同學描繪彈簧彈力F和伸長量x關系圖線時，發(fā)現圖線最后一部分不是直線，造成這種現象的主要原因可能是______________。 （2）該同學描繪出弾資彈力F和彈簧的伸長量x的關系圖線后，根據F和x關系圖線的直線部分，求得該彈簧的勁度系數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：一標尺由游標和主尺構成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F要測量圖（a）中彈簧的勁度系數，當托盤內沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數為1.950 cm；當托盤內放有質量為0.100 kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數如圖（b）所示，其讀數為_______cm。當地的重力加速度大小為9.80 m/s2，此彈簧的勁度系數為________N/m（保留3位有效數字）。 【參考答案】3.775cm（2分） 53.7N/m（3分） 【命題意圖】 本題主要考查游標卡尺的讀數，彈簧勁度系數的測量、胡克定律及其相關的知識點，意在考查考生靈活運用教材上游標卡尺的使用和探究彈簧的伸長與形變量的關系實驗知識的能力。 4.（2019四省八校聯考）某學習小組利用若圖1所示的裝置做探究彈力和彈簧伸長的關系實驗。實驗中，先測出鉤碼不掛彈簧的長度，再將5個鉤碼逐個加掛在彈簧下端，穩(wěn)定后測出相應的彈簧總長度，將數據填在表中。（彈力未超過彈簧的彈性限度，取g=9.8m/s2） （1）上表中記錄數據中有一組數據在測量或記錄時有錯誤，它是第 組數據。 （2）根據實驗數據將對應的彈力大小計算出來并填入表內相應的空格內 （保留3位有效數字） （3）在坐標紙中作出彈簧彈力大小F隨彈簧總長度L之間的關系圖象。 （4）根據圖線求得該彈簧的勁度系數k= N/m（保留2為有效數字） （5）考慮到彈簧自重對第一組數據的影響，彈簧的勁度系數k的實驗測量值 真實值。（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系實驗、圖象法處理實驗數據及其相關知識點。 【解題思路】（1）從表格中的記錄數據可以看出，所使用的刻度尺最小刻度為毫米，記錄的數據應該包括估讀到的0.1毫米位，測力計的最小刻度為0.01N，記錄的數據應該包括估讀到的0.001N位，所以第5組中數值31.2cm和1.18N均有錯誤。 （2）由第1組和第3組數據可知彈簧伸長△x=24.60cm-18.00cm=6.60cm時，彈力為F=0.588N。由胡克定律可得彈簧的勁度系數k=588/66.0N/m=294/33N/m=8.909N/m。由第1組和第6組數據可知彈簧伸長△x=34.56cm-18.00cm=16.56cm時，彈力為F=k△x=8.909N/m0.1656m=1.47N。 7.(6分) （2019山東濟南長清一中檢測）某同學在做探究彈力跟彈簧長度的關系的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質量都是30g，他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應彈簧的長度，將數據填在了下面的表中。（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）由以上實驗數據求得彈簧的勁度系數k=__________N/m。 （2）由以上實驗數據得出彈簧彈力大小F與長度L的關系式為__________。對應的函數關系圖線與橫軸（長度L）的交點代表__________。 【參考答案】（1）20（2）f=0.2（L-6）；彈簧原長 8．（2019長沙聯考）(6分)如圖所示，在“探究拉力做功與彈簧彈性勢能增量的關系”實驗中，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圖象為過坐標原點O的直線，如圖所示，實驗過程中，彈簧始終處于彈性限度內。 (1)F－x圖象中，圖線OP的斜率的物理意義是：___________。 (2)根據所學知識，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，如果一勁度系數為k的輕彈簧，在彈性限度內，當其形變大小為x時，彈簧的彈性勢能的表達式為Ep＝_______________。 【參考答案】(1)彈簧的勁度系數k (2)拉力F做的功 (3) 【名師解析】(1)根據胡克定律可知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k。