实验三知能优化与演练.doc

1(单选)下列关于弹力与弹簧伸长关系的实验的说法，正确的是()A实验中弹力F的具体数值必须计算出来B如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替伸长量x，FL图线也是过原点的一条直线C利用Fx图线可求出k值D实验时要把所有点连到直线上，才能探索得到真实规律解析：选C.弹簧的弹力等于钩码的重力，用质量代替钩码重力也可得出弹簧的弹力与伸长之间的关系，所以A选项错；Fx图线过原点，FL图线一定不过原点，B选项错；画图线时，让大多数点在直线上，少数点均匀分布在图线两侧，D选项错；由胡克定律Fkx知，Fx图线的斜率表示k，选项C正确2(单选)(2010高考福建理综卷)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图象如图249所示从图象中可以得出()图249A增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比B当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度解析：选D.从图象看出，图线呈非线性关系，说明所挂钩码已使橡皮筋的形变超出弹性限度3(单选)如图2410甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示则下列判断错误的是()图2410A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C该弹簧的劲度系数是200 N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变解析：选A.由题图知，Fx是一条过原点的直线，k N/m200 N/m，可知A错，B、C、D正确4(2011高考安徽理综卷)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图2411上标出(g9.8 m/s2)图2411(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_N/m.解析：(1)应使尽量多的点在同一条直线上(2)由胡克定律Fkx，得k.答案：(1)如图所示(2)0.2480.2625.图2412某同学在做“研究弹簧的形变与外力的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图2412所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为_cm；该弹簧的劲度系数为_N/m.解析：当外力F0时，弹簧的长度即为原长，L010 cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k102 N/m50 N/m.答案：10506英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律，受此启发，一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：A有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比B他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设C通过实验取得如下数据：长度拉力伸长直径250 N500 N750 N1000 N 1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm1 m3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mmD.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善(1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是_、_.(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全都正确？若有错误或不足，请给予修正_解析：(1)确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”故B属于“制定计划”；实验过程，测量数据属“搜集证据”，此过程对应C.研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法这是物理实验中的一个重要研究方法(2)他们的假设不是全部正确在弹性限度内，金属丝的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝的长度成正比答案：(1)BC(2)见解析7某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7.(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是_和_测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1图2413(2)实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据图2413将这两个测量值填入记录表中(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm.请你给出第四个差值：d4_cm.(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量L.L用d1、d2、d3、d4表示的式子为：L_，代入数据解得L_cm.(5)计算弹簧的劲度系数k_N/m.(g取9.8 m/s2)解析：(1)读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误；(2)根据实验数据规律，可得L3和L7的数据；(3)题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故d4L7L3(14.056.85) cm7.20 cm(4)每增加4个砝码弹簧的平均伸长量L1，则每增加一个砝码弹簧的平均伸长量L，代入数据得L1.75 cm.(5)由(3)(4)可知，弹力F和弹簧伸长量L成正比，即满足FkL，代入数据得k N/m28 N/m.答案：(1)L5L6(2)6.85(6.846.86)14.05(14.0414.06)(3)L7L37.20(7.187.22)(4)1.75(5)288(2012山东烟台模拟)某学习小组通过实验知道：在弹簧弹性限度内，弹簧的弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比，公式表达式为Fkx；并且不同的弹簧，其劲度系数k也不同现在该学习小组将两根劲度系数分别为k1和k2的弹簧A和B串联起来成为一个新弹簧，并且通过实验确定新弹簧的劲度系数k3与k1、k2的关系(1)甲同学的猜想是k3k1k2，乙同学的猜想是.其中有一位同学的猜想是对的，请你判断谁对谁错，并写出判断依据_(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来完成实验所需的器材除了弹簧A和B质量为m且质量相等的钩码外，还需要的器材有_(3)请你写出完整的实验步骤解析：(1)乙同学的猜想是正确的，当新弹簧所受拉力为F时，其中弹簧A的伸长量x1F/k1，弹簧B的伸长量x2F/k2，而k3，可得.(2)铁架台、刻度尺(3)将新弹簧悬挂在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的长度l0；在弹簧下端挂上n个钩码，测出此时弹簧的长度l1；将测量结果代入k3得到k3的值；改变n的值，多测几次，取k3的平均值代入进行验证答案：见解析9(创新实验)(2012广州检测)九江大桥撞船事故后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50 m、横截面积为400 cm2的新悬索能承受的最大拉力由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，同学们则取来了同种材料制取的样品进行实验探究由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律(1)同学们准备像“探究弹簧弹力与弹簧伸长之间关系”的实验一样将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物，来完成本实验但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是：_.(2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积，某次测量的结果如图2414所示，则该样品的直径为_图2414(3)经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得数据如下：样品长度拉力伸长量截面积200 N400 N600 N800 N样品A1 m0.50 cm20.02 cm0.04 cm0.06 cm0.08 cm样品B2 m0.50 cm20.08 cm0.16 cm0.24 cm0.32 cm样品C1 m1.00 cm20.01 cm0.02 cm0.03 cm0.04 cm样品D3 m0.50 cm20.18 cm0.36 cm0.54 cm0.72 cm样品E1 m0.25 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.32 cm分析样品C的数据可知，其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是_对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度_成正比、与悬索的横截面积的_成正比解析：(1)可将悬索样品由竖直悬挂改为水平测量，将其放在光滑的水平面上，用定滑轮将竖直向下