【三維設(shè)計(jì)】2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 實(shí)驗(yàn)二 專題針對(duì)訓(xùn)練 必修1

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1、 1．(2020·廈門模擬)如圖實(shí)－2－7甲所示，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)生的彈力的關(guān)系圖象(如圖乙)．則下列判斷正確的是 (　　) 圖實(shí)－2－7 A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比 B．彈簧長度的增加量與對(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：由題圖知，F(xiàn)－x是一個(gè)過原點(diǎn)的直線，k＝ N/m＝200 N/m，可知A錯(cuò)，B、C、D正確． 答案：BCD

2、2．(2020·福建高考)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長約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)的橡皮筋伸長量．根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長量Δl與拉力F關(guān)系的圖象如圖實(shí)－2－8所示．從圖象中可以得出________．(填選項(xiàng)前的字母) 圖實(shí)－2－8 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)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大 C．當(dāng)所掛

3、鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等 D．增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 解析：本題意在考查學(xué)生的識(shí)圖、用圖能力．圖中兩條線都不是直線，故Δl與F不成正比，A項(xiàng)錯(cuò)；比較兩條曲線可知，在拉力相等時(shí)，減掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量大于增掛鉤碼時(shí)的伸長量，B、C項(xiàng)錯(cuò)，故D項(xiàng)正確． 答案：D 3．17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律，受此啟發(fā)，一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下： A．有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長量與拉力成正比，與截面半徑成反比． B．

4、他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材”作為研究對(duì)象，用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)． C．通過實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)： 長度 拉力 伸長 直徑 250 N 500 N 750 N 1 000 N 1 m 2.52 mm 0.4 mm 0.8 mm 1.2 mm 1.6 mm 2 m 2.52 mm 0.8 mm 1.6 mm 2.4 mm 3.2 mm 1 m 3.57 mm 0.2 mm 0.4 mm 0.6 mm 0.8 mm D.同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對(duì)他們

5、的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善． (1)上述科學(xué)探究活動(dòng)中，屬于“制定計(jì)劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是________、________. (2)請(qǐng)根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確？若有錯(cuò)誤或不足，請(qǐng)給予修正．________________________________________________________________________. 解析：(1)確定研究對(duì)象，選取實(shí)驗(yàn)器材屬“制定計(jì)劃”，故B屬于“制定計(jì)劃”；實(shí)驗(yàn)過程，測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”，此過程對(duì)應(yīng)C.研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法，比如長度、直徑不變，再研究伸長量與力的關(guān)系，這種方法稱

6、為控制變量法．這是物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要研究方法． (2)他們的假設(shè)不是全部正確．在彈性限度內(nèi)，金屬絲的伸長量與拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬絲的長度成正比． 答案：(1)B　C　(2)見解析 4．用如圖實(shí)－2－9甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點(diǎn)，另一端B用細(xì)繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為 mm的刻度尺，當(dāng)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，繩上一定點(diǎn)P對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個(gè)鉤碼后，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量為50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，則被測彈簧的勁度系數(shù)為______ N/m.掛三個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的形變量_

7、_______ cm. 圖實(shí)－2－9 解析：對(duì)鉤碼進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件，得 mg＝kΔx k＝＝N/m＝70 N/m 掛三個(gè)鉤碼時(shí)， 可列方程(m＋m＋m)g＝kx′ Δx′＝＝ m ＝21×10－3 m＝2.10 cm. 答案：70　2.10 5.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(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)－2－10所示．所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng) 于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力．實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自 圖實(shí)－2－10 然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度． (1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6

8、組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在圖實(shí)－2－10的坐標(biāo)圖中，請(qǐng)作出F－L圖線． 圖實(shí)－2－11 (2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0＝________ cm，勁度系數(shù)k＝________N/m. (3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù)) (4)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較． 優(yōu)點(diǎn)在于：_____________________________________________________. 缺點(diǎn)在于：______________________________________________________. 解析：(1)用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，如圖所示： (2)彈簧的原長L0即為彈力為零時(shí)彈簧的長度，由圖象可知，L0＝5×10－2 m＝5 cm. 勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，k＝20 N/m. (3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下表： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 彈力F/N 彈簧的長度L/×10－2 m (4)優(yōu)點(diǎn)是：避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響； 缺點(diǎn)是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差． 答案：(1)見解析圖　(2)5　20　(3)(4)見解析