（新课标）2018年高考物理总复习 课时达标检测（十二）探究弹力和弹簧伸长的关系（实验提能课）.doc

课时达标检测(十二) 探究弹力和弹簧伸长的关系 (实验提能课)1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力f与弹簧长度l的图像如图所示。下列表述正确的是( )aa的原长比b的长ba的劲度系数比b的大ca的劲度系数比b的小d测得的弹力与弹簧的长度成正比解析：选b图像的横轴截距表示弹簧的原长，a错误；图像的斜率表示弹簧的劲度系数，b正确，c错误；图像不过原点，d错误。2(多选)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是( )a弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度b用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态c用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量d用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等解析：选ab实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探究弹力和弹簧伸长量的关系，并且拉力和重力平衡，所以选a、b。3某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把ll0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的( )解析：选c由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选c。4(2015四川高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1_cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力f2_n(当地重力加速度g9.8 m/s2)。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_。作出fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。解析：由题图2知l125.85 cm。挂两个钩码时，弹簧弹力f0.98 n。要测弹簧伸长量，还需要测量弹簧的原长。答案：25.850.98弹簧原长5(2015福建高考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l为_ cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是_；(填选项前的字母)a逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重b随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力f的关系图线，图线的ab段明显偏离直线oa，造成这种现象的主要原因是_。解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm，则伸长量l14.66 cm7.73 cm6.93 cm。(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧。(3)ab段明显偏离oa，伸长量l不再与弹力f成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的。答案：(1)6.93(2)a(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度6.为了探究弹力和弹簧伸长的关系，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)这两根弹簧的劲度系数分别为_ n/m和_ n/m；若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧_(选填“甲”或“乙”)。(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议。建议：_。解析：(1)在弹性限度内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性限度，则此规律不成立，所以所给的图像上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度。(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：k甲 n/m66.7 n/m，k乙 n/m200 n/m。要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用在一定的外力作用时形变量大的弹簧，故选弹簧甲。(3)建议：实验中钩码不能挂太多，以保证弹簧的形变量在弹性限度内。答案：(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析7(2016浙江高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧oc的劲度系数为500 n/m。如图1所示，用弹簧oc和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验，在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：(1)若弹簧秤a、b间夹角为90，弹簧秤a的读数是_n(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为_n。(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90，保持弹簧秤a与弹簧oc的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧oc的夹角，则弹簧秤a的读数_、弹簧秤b的读数_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析：(1)根据胡克定律，弹簧oc伸长1.00 cm时弹簧的弹力fckx5001.00 102 n5.00 n；由题图可知弹簧秤a的读数fa3.00 n，根据勾股定理，fa2fb2fc2，解得fb4.00 n。(2)改变弹簧秤b与oc的夹角时，由于保持弹簧伸长1.00 cm不变，因而fa与fb的合力f保持不变，根据平行四边形定则，fa、fb合成的平行四边形如图所示(oacb)，当弹簧秤b与oc的夹角变小时，其力的合成的平行四边形为oacb，由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大。答案：(1)3.00(3.003.02)4.00(3.904.10)(有效数字不作要求)(2)变大变大8.(2014全国卷)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，p0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm。p1p2p3p4p5p6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(n/m)16356.043.633.828.8(m/n)0.006 10.017 90.022 90029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_。(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出n图像。(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_n/m；该弹簧的劲度系