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1、高考物理一輪專題： 第9講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共11題；共50分)
1. （2分） (2017高二下包頭期末) 某同學(xué)利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
（1） 在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持________狀態(tài)．
（2） 他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線，由此圖線可得該彈簧的原長x0=________cm，勁度系數(shù)k=________N/m．
（3） 他又利用本實(shí)
2、驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時(shí)，該彈簧的長度x=________cm．
2. （5分） (2019高一上柳州月考)
（1） 某次研究彈簧所受彈力 F 與彈簧長度 L 關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如圖甲所示的F-L圖像，由圖可求得彈簧的勁度系數(shù) k＝________N/m；
（2） 按如圖乙的方式掛上鉤碼（已知每個(gè)鉤碼重 G＝1 N），使（1）中研究的彈簧壓縮， 穩(wěn)定后指針指示如圖乙，則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為________;cm，由此可推測圖乙 中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為________個(gè)。
3. （4分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成題目：
橡皮筋也像彈簧一樣，伸長
3、量與彈力成正比關(guān)系，即F=KX，K的值與彈簧沒有受力時(shí)的長度L和橫截面積S有關(guān)．理論和實(shí)驗(yàn)都表明K=YS/K．其中Y是由材料決定的一個(gè)常數(shù)，材料力學(xué)上稱為楊氏模量．
①在國際單位中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是________．
A．NB．m
C．N/m D．Pa
②有一段橫截面積是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值．首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度L=20.00cm，利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑D=4.000mm，用如圖甲所示的裝置就可以測出這種橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實(shí)驗(yàn)記錄，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描
4、出對應(yīng)點(diǎn)________．
拉力F（N）
5
10
15
20
25
伸長量x（cm）
1.6
3.2
4.8
6.4
8.0
由此可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=________N/m，這種橡皮筋的楊氏模量Y=________．（保留一位有效數(shù)字）
4. （3分） (2017高二下定州期中) 曾經(jīng)謠傳2012年12月21日“世界末日”來臨．有不少科學(xué)家在瑪雅文化發(fā)祥地進(jìn)行探索和研究，發(fā)現(xiàn)了一些散落在平整山坡上非常規(guī)則的不明圓柱體，有科學(xué)家認(rèn)為是外星人帶著瑪雅人離開時(shí)留下的．對其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，下表為其形變量x與所施加拉力F關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
F/N
0.5
2
5、4.5
8
12.5
18
X/mm
1
2
3
4
5
6
（1）
試猜想此不明圓柱體施加拉力F與其形變量x的關(guān)系________
（2）
如果想要驗(yàn)證猜想是否正確，應(yīng)該畫出下列哪種圖象最能直觀準(zhǔn)確的表示兩者之間的關(guān)系
A . F﹣x圖象
B . F﹣x2圖象
C . F2﹣x圖象
D . F2﹣x2圖象．
5. （3分） (2017高一下石家莊期中) 一個(gè)同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一個(gè)小鋼球接觸．當(dāng)彈簧處
6、于自然長度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖所示．讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小鋼球在空中飛行后落在水平地面上，水平距離為s．
（1）
請你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、小鋼球飛行的水平距離s等物理量之間的關(guān)系式：Ep=________．
（2）
彈簧的壓縮量x與對應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
彈簧的壓縮量x （cm）
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小鋼球飛行的水平距離s （cm）
1.01
1.50
2.01
2.49
3.01
3.
7、50
根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關(guān)系為________．
6. （3分） (2017高一上廈門期中) 如圖1，某同學(xué)在做“探究彈簧的形變與外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，讓其自然下垂；然后在其最下端施加方向豎直向下的外力F，測出彈簧的總長度L．改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖2甲所示（實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的）．由圖可知，該彈簧的原長（自然長度）為________cm；該彈簧的勁度系數(shù)為：________N/m．若作出外力F與彈簧伸長長度X的關(guān)系圖線如圖2乙、丙所示，則圖2乙中圖線不過原點(diǎn)的
8、原因是：________；
丙圖中圖線后來彎曲的原因是：________；
7. （7分） (2019高一上惠來期中) 某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)：
（1） 實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊,在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼,靜止時(shí)彈簧長度為l1,可讀出其示數(shù)l1=________cm.
（2） 在彈簧下端分別掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)相同鉤碼,靜止時(shí)彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量是50g,掛2個(gè)鉤碼時(shí),彈簧彈力F2=________N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2).
（3） 某同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到在彈性
9、限度內(nèi)彈力與彈簧總長度的F-l圖像，如圖所示，根據(jù)圖像可知___（選填選項(xiàng)前的字母）
A . a的原長比b的短
B . 彈力與彈簧的長度成正比
C . a的勁度系數(shù)比b的大
D . 測量同樣的力，a的精確度比b的高
8. （7分） 用納米技術(shù)處理過的材料叫納米材料，其性質(zhì)與處理前相比會(huì)發(fā)生很多變化，如機(jī)械性能會(huì)成倍地增加，對光的反射能力會(huì)變得非常低，熔點(diǎn)會(huì)大大降低，甚至有特殊的磁性質(zhì)．現(xiàn)有一種納米合金絲，欲測定出其伸長量x與所受拉力F、長度L的關(guān)系．
（1） 測量上述物理量需要的主要器材是________、________等．
（2） 若實(shí)驗(yàn)中測量的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)
10、這些數(shù)據(jù)請寫出x與F、L間的關(guān)系式：x=________．（若用到比例系數(shù)，可用k表示．假設(shè)實(shí)驗(yàn)中合金絲直徑的變化可忽略）
長度L/cm
伸長量x/cm
拉力F/N
5.00
0.20
50.0
5.00
0.40
100.0
10.00
0.40
50.0
（3） 在研究并得到上述關(guān)系的過程中，主要運(yùn)用的科學(xué)研究方法是________（只需寫出一種）．
（4） 若有一根由上述材料制成的粗細(xì)相同的合金絲的長度為20cm，使用中要求其伸長量不能超過原長的百分之一，那么這根合金絲能承受的最大拉力為________N．
9. （4分） (2017孝義模擬) 某實(shí)驗(yàn)
11、小組用如圖甲?所示裝置，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．
（1） 實(shí)驗(yàn)中要測量彈簧的原長，應(yīng)按下列 項(xiàng)進(jìn)行操作．
A . 將彈簧平放在桌面上，保持彈簧軸線是一條直線，測出彈簧的長度即為原長 B . 將彈簧豎直懸掛，穩(wěn)定后用刻度尺測出此時(shí)的長度，即為彈簧的原長
（2） 在用刻度尺測彈簧長度時(shí)，應(yīng)保持彈簧________．（填“豎直”或“水平”）
（3） 某次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組成員根據(jù)每次所用鉤碼的質(zhì)量與測得的彈簧長度l，作出了彈簧總長與鉤碼質(zhì)量的關(guān)系，如圖乙所示，則從圖乙可求得該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m（g=9.8m/S2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），彈簧的
12、原長為________cm．
10. （7分） 某同學(xué)用如圖甲所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．他先測出不掛砝碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個(gè)增加砝碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)如表所示：（g=10N/kg）
砝碼質(zhì)量
m/102g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
標(biāo)尺刻度
x/10﹣2m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
（1） 根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在如圖乙所示的坐標(biāo)上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼
13、質(zhì)量m的關(guān)系圖線．
（2） 根據(jù)你所畫圖象，分析此彈簧彈力的特點(diǎn)：________;
（3） 在合理使用的情況下，這種規(guī)格的彈簧其勁度系數(shù)為________N/m．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
11. （5分） (2019高三上平遙月考) 某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．
（1） 將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)．彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)．
（2） 彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表．
表中有一個(gè)數(shù)
14、值記錄不規(guī)范，代表符號為________．
（3） 下圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)．
（4） 由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為________g．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)
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參考答案
一、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共11題；共50分)
1-1、
1-2、
1-3、
2-1、
2-2、
3-1、
4-1、
4-2、
5-1、
5-2、
6-1、
7-1、
7-2、
7-3、
8-1、
8-2、
8-3、
8-4、
9-1、
9-2、
9-3、
10-1、
10-2、
10-3、
11-1、
11-2、
11-3、
11-4、
高考物理一輪專題： 第9講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系
