高考物理一轮复习课时检测十一探究弹力和弹簧伸长的关系含解析新人教版

这是一份高考物理一轮复习课时检测十一探究弹力和弹簧伸长的关系含解析新人教版，共4页。试卷主要包含了8 m/s2)，00 cm时，拉力，5 V，内阻可忽略，775　53等内容，欢迎下载使用。
探究弹力和弹簧伸长的关系1.为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图像。(1)从图像上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线是因为____________________________。(2)甲、乙弹簧的劲度系数分别为______N/m和______N/m(结果均保留三位有效数字)；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”)。解析：(1)在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，超过弹簧的弹性限度，则此规律不成立，所以图像上端为曲线是因为弹簧的伸长量超过其弹性限度。(2)由题图可知甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为k甲＝＝ N/m≈66.7 N/m，k乙＝＝ N/m＝200 N/m；要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选在一定的外力作用时，弹簧的伸长量大的弹簧，故选弹簧甲。答案：(1)弹簧的伸长量超过其弹性限度(2)66.7　200　甲2．把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示。(1)未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为________ cm；(2)将质量50 g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x，可描绘出如图丙所示的图像，由图像可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数k2＝________ N/m；(取重力加速度g＝9.8 m/s2)(3)图丙中，当弹簧Ⅰ的伸长量超过17 cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第________个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧Ⅱ的劲度系数________(选填“有”或“没有”)影响(弹簧Ⅱ的弹性限度足够大)。解析：(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为11.50 cm；(2)由图像中的数据可知，弹簧Ⅱ的形变量为Δx＝7.00 cm时，拉力：F＝4×0.05×9.8 N＝1.96 N。根据胡克定律知：k2＝＝ N/m＝28 N/m；(3)由图像中的数据可知，当弹簧Ⅰ的伸长量为14 cm时，对应的拉力是1.96 N，所以其劲度系数：k1＝＝ N/m＝14 N/m，弹簧Ⅰ的伸长量为17 cm时，对应的拉力F′＝k1·Δx″＝14×0.17 N＝2.38 N，n＝＝4.86，由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这时，弹簧Ⅱ的图线仍然是直线，说明对测量弹簧Ⅱ的劲度系数没有影响。答案：(1)11.50　(2)28　(3)5　没有3．通过“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同。已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为L0和L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1＝k2＝k3乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1<k2<k3丙同学：同一根弹簧截成的两段，越长劲度系数越大，所以，k1>k2>k3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成。实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有________。(2)简要写出实验步骤。(3)如图是实验得到的图线。根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？解析：(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(或弹簧测力计)(2)实验步骤：a．将弹簧B悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度LB；b．在弹簧B的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n个)，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c．由F＝mg计算弹簧的弹力；由x＝L1－LB计算出弹簧的伸长量。由k＝计算弹簧的劲度系数；d．改变钩码的个数，重复实验步骤b、c，并求出弹簧B的劲度系数k2的平均值；e．按实验步骤a、b、c、d求出弹簧C的劲度系数k3的平均值；f．比较k1、k2、k3得到结论。(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短的劲度系数越大(或越长的劲度系数越小)。答案：见解析4．小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力。他设计了如图1所示的实验装置，其中MN是一条长20 cm、电阻为20 Ω的均匀电阻丝。电阻不计的金属弹簧下端与滑动接触头P相连，上端连有接线柱。将电阻丝固定在竖直位置，当弹簧被拉长时，P可沿MN自由的滑动。直流电源的电动势为4.5 V，内阻可忽略。将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P刚好触及到电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零。(1)为达到实验目的，请你帮他完成实物连线图(导线要接在接线柱上)；(2)当P触及到端点N时，电压表的读数为________V；(3)已知该弹簧的伸长量x与拉力F关系图线如图2所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为______________________________________________。解析：(1)当拉力为零时，P刚好触及到电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零，即整个电路中，MN相当于滑动变阻器，采用分压式，故连接图如图所示。(2)当P触及到端点N时，电压表的读数即MN电阻分得的电压，根据闭合电路的欧姆定律可知U＝RMN＝1.5 V。(3)由题图可知，x＝0.5F，长度为x的电阻丝的电阻大小为r＝×20＝0.5F(Ω)，根据闭合电路的欧姆定律可得U＝r，解得F＝U(N)。答案：(1)见解析图　(2)1.5　(3)F＝U(N)5．(2018·全国卷Ⅰ)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。解析：标尺的游标为20分度，精确度为0.05 mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm。弹簧形变量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825 cm，砝码平衡时，mg＝kx，所以劲度系数k＝＝ N/m≈53.7 N/m。答案：3.775　53.7