高考物理一轮复习实验针对训练2探究弹簧弹力与形变量的关系含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练2探究弹簧弹力与形变量的关系含答案，共5页。

图(a)
(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g；
(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：
(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线：
图(b) 图(c)
(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为______cm；
(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______g(g取10 m/s，计算结果保留3位有效数字)。
2．(2023·广东广州市高三一模)某同学用图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长的关系。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计)，激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。
甲
乙
(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧________时，记录所挂钩码的重力和对应的h；
(2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图乙所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0＝________ cm，弹簧的劲度系数k＝________ N/m(结果都保留到小数点后1位)。
3．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刚好触及电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零。
图1 图2
(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________。
实验针对训练(二)
1．解析：(3)利用描点法得出图像如答图。(4)根据刻度尺读数规则知，橡皮筋的长度l＝15.35 cm。(5)由胡克定律可得nmg＝k(l－l0)，变化为l＝eq \f(mg,k)n＋l0。l­n图像的斜率eq \f(mg,k)＝eq \f(16.56－10.51,25－5)×10－2＝eq \f(6.05,20)×10－2，解得k＝20.0 N/m。代入数据解得橡皮筋原长l0≈9.00 cm。挂上冰墩墩玩具，有Mg＝k(l－l0)，解得M＝127 g。
答案：(3)如图所示 (4)15.35 (5)127
2．解析：(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h。
(2)由图可知，当F＝0时h0＝120.0 cm，即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离。由胡克定律可得ΔF＝kΔh，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数，则有k＝eq \f(3.13,120.0－110.0×10－2) N/m＝31.3 N/m。
答案：(1) 静止 (2) 120.0 31.3
3．解析：(1)MN相当于滑动变阻器，PM段与电压表并联，故连接图如图所示。
(2)当P触及端点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＝eq \f(E,RMN＋R电阻箱)RMN＝1.5 V。
(3)由题图可知，x＝0.5F(cm)，长度为x的电阻丝的电阻大小为r＝eq \f(x,20)×20＝0.5F(Ω)，根据闭合电路的欧姆定律可得U＝eq \f(E,RMN＋R电阻箱)r，解得F＝eq \f(80,3)U(N)。
答案：(1)见解析图 (2)1.5
(3)F＝eq \f(80,3)U(N)
序号
1
2
3
4
5
硬币数量n/枚
5
10
15
20
25
长度l/cm
10.51
12.02
13.54
15.05
16.56