【三維設計】2020高考物理一輪復習 第二章 實驗二 專題針對訓練 必修1

1．(2020·廈門模擬)如圖實－2－7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)生的彈力的關系圖象(如圖乙)．則下列判斷正確的是 (　　) 圖實－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應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，勁度系數(shù)不變 解析：由題圖知，F(xiàn)－x是一個過原點的直線，k＝ N/m＝200 N/m，可知A錯，B、C、D正確． 答案：BCD 2．(2020·福建高考)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關系．實驗時，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(質量均為20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應的橡皮筋伸長量；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Δl與拉力F關系的圖象如圖實－2－8所示．從圖象中可以得出________．(填選項前的字母) 圖實－2－8 A．增掛鉤碼時Δl與F成正比，而減掛鉤碼時Δl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，導致橡皮筋超出彈性限度 解析：本題意在考查學生的識圖、用圖能力．圖中兩條線都不是直線，故Δl與F不成正比，A項錯；比較兩條曲線可知，在拉力相等時，減掛鉤碼時橡皮筋的伸長量大于增掛鉤碼時的伸長量，B、C項錯，故D項正確． 答案：D 3．17世紀英國物理學家胡克發(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)，一組同學研究“金屬線材伸長量與拉力的關系”的探究過程如下： A．有同學認為：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．他們準備選用一些“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，以驗證假設． C．通過實驗取得如下數(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.同學們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后，對他們的假設進行了補充完善． (1)上述科學探究活動中，屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是________、________. (2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設是否全部正確？若有錯誤或不足，請給予修正．________________________________________________________________________. 解析：(1)確定研究對象，選取實驗器材屬“制定計劃”，故B屬于“制定計劃”；實驗過程，測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”，此過程對應C.研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關系時，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系，這種方法稱為控制變量法．這是物理實驗中的一個重要研究方法． (2)他們的假設不是全部正確．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－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，另一端B用細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，當掛兩個鉤碼時，繩上一定點P對應刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個鉤碼質量為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.掛三個鉤碼時彈簧的形變量________ cm. 圖實－2－9 解析：對鉤碼進行受力分析，根據(jù)平衡條件，得 mg＝kΔx k＝＝N/m＝70 N/m 掛三個鉤碼時， 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系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖實－2－10所示．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 圖實－2－10 然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度． (1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在圖實－2－10的坐標圖中，請作出F－L圖線． 圖實－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)以上該同學的實驗情況，請你幫助他設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù)) (4)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較． 優(yōu)點在于：_____________________________________________________. 缺點在于：______________________________________________________. 解析：(1)用平滑的曲線將各點連接起來，如圖所示： (2)彈簧的原長L0即為彈力為零時彈簧的長度，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)點是：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響； 缺點是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差． 答案：(1)見解析圖　(2)5　20　(3)(4)見解析