高考物理一輪復(fù)習(xí)【專題練習(xí)】專題12 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

高考物理一輪復(fù)習(xí)策略首先，要學(xué)會聽課：1、有準(zhǔn)備的去聽，也就是說聽課前要先預(yù)習(xí)，找出不懂的知識、發(fā)現(xiàn)問題，帶著知識點(diǎn)和問題去聽課會有解惑的快樂，也更聽得進(jìn)去，容易掌握;2、參與交流和互動，不要只是把自己擺在“聽”的旁觀者，而是“聽”的參與者。3、聽要結(jié)合寫和思考。4、如果你因?yàn)榉N種原因，出現(xiàn)了那些似懂非懂、不懂的知識，課上或者課后一定要花時間去弄懂。其次，要學(xué)會記憶：1、要學(xué)會整合知識點(diǎn)。把需要學(xué)習(xí)的信息、掌握的知識分類，做成思維導(dǎo)圖或知識點(diǎn)卡片，會讓你的大腦、思維條理清醒，方便記憶、溫習(xí)、掌握。2、合理用腦。3、借助高效工具。學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖，思維導(dǎo)圖是一種將放射性思考具體化的方法，也是高效整理，促進(jìn)理解和記憶的方法。最后，要學(xué)會總結(jié)：一是要總結(jié)考試成績，通過總結(jié)學(xué)會正確地看待分?jǐn)?shù)。1.摸透主干知識 2.能力駕馭高考 3.科技領(lǐng)跑生活 2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)重點(diǎn)熱點(diǎn)難點(diǎn)專題特訓(xùn)專題12 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系【特訓(xùn)典例】1．小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號12345硬幣數(shù)量/枚510152025長度10.5112.0213.5415.0516.56 （3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；______
（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此時橡皮筋的長度為______；（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為______（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。2．為準(zhǔn)確測量某彈簧的勁度系數(shù)，某探究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其原理圖如圖乙所示。角度傳感器與可轉(zhuǎn)動的“T”形螺桿相連，“T”形螺桿上套有螺母，螺母上固定有一個力傳感器，彈簧的上端掛在力傳感器下端掛鉤上，另一端與鐵架臺底座的固定點(diǎn)相連。當(dāng)“T”形螺桿轉(zhuǎn)動時，角度傳感器可測出螺桿轉(zhuǎn)動的角度，力傳感器會隨著“T”形螺桿旋轉(zhuǎn)而上下平移，彈簧長度也隨之發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。（1）已知“T”形螺桿向某一方向旋轉(zhuǎn)10周時，力傳感器上移，則在角度傳感器由0增大到的過程中，力傳感器向上移動的距離為_______。（保留一位小數(shù)）
（2）該探究小組操作步驟如下：①旋轉(zhuǎn)螺桿使初狀態(tài)彈簧長度大于原長；②記錄初狀態(tài)力傳感器示數(shù)、以及角度傳感器示數(shù)；③旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿使彈簧長度增加，待穩(wěn)定后，記錄力傳感器的示數(shù)，角度傳感器的示數(shù)；④多次旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿，重復(fù)步驟③的操作；⑤以力傳感器的示數(shù)F為縱坐標(biāo)、角度傳感器的示數(shù)為橫坐標(biāo)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出圖像，則該圖像可能為______。A．B．C．（3）若圖像的斜率為，則該彈簧的勁度系數(shù)________。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）3．如圖所示，有兩條長度不同的彈性繩。兩繩上端固定在同一位置，下端系在一個輕質(zhì)勾上。兩繩在同一豎直面內(nèi)，不纏繞。1的長度比2短，1自然伸長時，2處于松弛狀態(tài)?，F(xiàn)測量這兩條彈性繩的勁度系數(shù)。進(jìn)行以下操作：每個鉤碼質(zhì)量為100g，g取。①測量短繩的自然長度；②下端逐個加掛鉤碼。測量短繩1的長度L，并記錄對應(yīng)鉤碼數(shù)量n。兩條彈性繩一直處于彈性限度內(nèi)；③在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系。以L為縱坐標(biāo)，以所掛鉤碼數(shù)為橫坐標(biāo)，描出部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖所示；
④根據(jù)圖像求出彈性繩的勁度系數(shù)、。（1）加掛第___________個鉤碼，彈性繩2開始繃緊；（2）彈性繩1、2的勁度系數(shù)分別為___________N/m，___________N/m。4．兩根原長相同，勁度系數(shù)不同的彈簧甲、乙串聯(lián)接在一起，構(gòu)成一個新彈簧丙，設(shè)彈簧甲、乙的勁度系數(shù)分別為，新彈簧丙的勁度系數(shù)為k，為探究k與的大小關(guān)系，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將新彈簧丙懸掛在鐵架臺上，刻度尺豎直固定，零刻度與甲彈簧上端對齊，在甲、乙彈簧末端分別固定指針A，B，圖（b）是不掛鉤碼時指針A在刻度尺上位置的放大圖，則彈簧甲的原長為______；（2）在彈性限度內(nèi)將規(guī)格為的鉤碼逐個掛在彈簧乙的下端，記下鉤碼的個數(shù)n及對應(yīng)指針A、B的讀數(shù)，如表格所示，若當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，求出彈簧甲的勁度系數(shù)______，新彈簧丙的勁度系數(shù)為______（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）；鉤碼數(shù)n12345
16.5120.5024.5228.4932.5131.0737.0243.0148.9855.0314.5616.5218.4920.4922.52 （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷串聯(lián)新彈簧的勁度系數(shù)k與的大小關(guān)系為______。A． B． C． D．5．某物理興趣小組的同學(xué)學(xué)了胡克定律后又聯(lián)想到電阻的串聯(lián)和并聯(lián)，該興趣小組的同學(xué)就想探究一下彈簧的“串聯(lián)”和“并聯(lián)”規(guī)律，他們在實(shí)驗(yàn)室找到鐵架臺含夾子）兩根長度相同的彈簧甲和乙、刻度尺（最小刻度1mm）和若干個重力G=0.40N的鉤碼，具體探究過程如下∶①把彈簧甲（該彈簧勁度系數(shù)為k1）按圖1安裝，讓豎直刻度尺的0刻度線與彈簧的上端對齊讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度，然后逐漸增加鉤碼分別讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度。②把彈簧乙（該彈簧勁度系數(shù)為k2）按圖2安裝，讓豎直刻度尺的0刻度線與彈簧的上端對齊讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度，然后逐漸增加鉤碼分別讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度。
③兩個彈簧“并聯(lián)”起來按圖3安裝，讓豎直刻度尺的0刻度線與彈簧的上端對齊讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度，然后逐漸增加鉤碼分別讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度。④兩個彈簧“串聯(lián)”起來按圖4安裝，讓豎直刻度尺的0刻度線與彈簧的上端對齊，讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度，然后逐漸增加鉤碼分別讀出彈簧下端對應(yīng)的刻度。⑤讀數(shù)如下表鉤碼個數(shù)012345圖1彈簧下端對應(yīng)刻度/cm2.002.092.202.292.402.50圖2彈簧下端對應(yīng)刻度/cm2.002.402.793.203.614.00圖3彈簧下端對應(yīng)刻度/cm2.002.072.162.252.322.40圖4彈簧下端對應(yīng)刻度/cm4.004.495.00 6.016.50（1）根據(jù)圖4可得表格中所缺的數(shù)據(jù)是__________cm。（2）甲彈簧的勁度系數(shù)k1=400N/m；乙彈簧的勁度系數(shù)k2=_________N/m。（3）甲、乙彈簧“并聯(lián)”的勁度系數(shù)k并=500N/m；甲、乙彈簧“串聯(lián)”的勁度系數(shù)k串=_________N/m。（4）根據(jù)上面的數(shù)據(jù)你可以得出彈簧的“并聯(lián)”關(guān)系是k并=_________（用k1、k2表示），彈簧的串聯(lián)關(guān)系是k串=_________（用k1、k2表示）6．某興趣小組的同學(xué)想探究橡皮筋上張力與形變量的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。①開始時先將一根橡皮筋的一端固定在橫桿上，刻度尺豎直固定在一側(cè)，橡皮筋自由端拴一細(xì)線，未掛重物時，繩結(jié)對齊刻度尺上的零刻度線；②在橡皮筋下端懸掛重物，記錄繩結(jié)位置的刻度；③去掉重物，僅依次增加橡皮筋的條數(shù)（增加橡皮筋的條數(shù)后始終保證繩結(jié)對齊零刻度線，橡皮筋視為并聯(lián)），懸掛重物，記錄懸掛重物后繩結(jié)對應(yīng)位置的刻度和橡皮筋的條數(shù)n；
④根據(jù)測得的數(shù)據(jù)得出橡皮筋伸長量，在圖乙中，將數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)紙上。（1）當(dāng)時，懸掛重物后繩結(jié)對應(yīng)的位置如圖丙所示，則此次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長量為_______cm。（2）將時的數(shù)據(jù)點(diǎn)在圖乙中描出，并作出圖線_______。（3）根據(jù)所作圖像可知，橡皮筋上的張力與形變量的關(guān)系為_________。7．小魚同學(xué)用身邊的學(xué)習(xí)用品探究橡皮筋的勁度系數(shù)k，進(jìn)行了下面的操作：將橡皮筋上端固定在豎直面內(nèi)的白紙上的O點(diǎn)，下端打結(jié)，在結(jié)點(diǎn)P處掛上質(zhì)量為m＝20g的橡皮，記下靜止后結(jié)點(diǎn)的位置P1。在結(jié)點(diǎn)P系上一根細(xì)線，并通過水平細(xì)線將橡皮在紙面內(nèi)緩慢拉起，如圖甲所示，又記錄了結(jié)點(diǎn)P的四次不同位置。小魚取下白紙，以O點(diǎn)為圓心、以橡皮筋原長為半徑畫圓弧，如圖乙所示。連接OP2，與圓弧交于A2，并過A2作OP1的垂線，垂足為B2。分別測出、P2的距離x2和O、B2的距離y2。同樣測得其余四個位置對應(yīng)的x、y值，如下表所示，其中g取9.8m/s2。序號12345x/cm0.700.831.081.271.51y/cm4.513.802.972.482.09cm-10.2220.2630.3360.4030.478
請完成下列問題：（1）用mg、x、y、L0表示橡皮筋的勁度系數(shù)k＝_______；（2）作出如圖丙所示的圖像，則可求得k＝_________ N/cm（保留兩位有效數(shù)字）；（3）若小魚標(biāo)記好P5后，通過水平線將橡皮擦緩慢放回到最低點(diǎn)過程中，再次測得五組不同數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的k＇，則k__________k＇（填“＞”“＜”或“＝”）。8．某同學(xué)利用圖1所示裝置來研究彈簧彈力與形變量的關(guān)系。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如下：A、B是質(zhì)量均為m0的小物塊，A、B間由輕彈簧相連，A的上面通過輕繩繞過兩個定滑輪與一個輕質(zhì)掛鉤相連。掛鉤上可以掛上不同質(zhì)量的物塊C。物塊B下放置一壓力傳感器。物塊C右邊有一個豎直的直尺，可以測出掛鉤下移的距離。整個實(shí)驗(yàn)中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度g＝9.8m/s2。實(shí)驗(yàn)操作如下：（1）不懸掛物塊C，讓系統(tǒng)保持靜止，確定掛鉤的位置O，并讀出壓力傳感器的示數(shù)F0。（2）每次掛上不同質(zhì)量的物塊C，用手托住，緩慢釋放。測出系統(tǒng)穩(wěn)定時掛鉤相對O點(diǎn)下移的距離xi，并讀出相應(yīng)的壓力傳感器的示數(shù)Fi。
（3）以壓力傳感器示數(shù)為縱坐標(biāo)，掛鉤下移距離為橫坐標(biāo)，根據(jù)每次測量的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作出F-x圖象如圖2所示。①由圖象可知，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，可以認(rèn)為彈簧彈力與彈簧形變量成________（選填“正比”“反比”或“不確定關(guān)系”）；②由圖象可知：彈簧勁度系數(shù)k＝________N/m。9．某實(shí)驗(yàn)小組通過如圖甲所示裝置探究輕質(zhì)橡皮筋彈力與長度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ：將橡皮筋一端固定在長木板的左端，皮筋另一端系一段細(xì)線，細(xì)線跨過長木板右端的定滑輪與小桶相連；Ⅱ：向小桶內(nèi)注入一定質(zhì)量的細(xì)沙，穩(wěn)定后測量橡皮筋的長度l；Ⅲ：取出細(xì)沙，并測量細(xì)沙的質(zhì)量m；Ⅳ：重復(fù)Ⅱ、Ⅲ步驟，獲得多組對應(yīng)的m、l數(shù)值；Ⅴ：描點(diǎn)連線，得到的關(guān)系圖線如圖乙所示。完成下列填空：（1）已知重力加速度為g，橡皮筋的勁度系數(shù)為_______（用、、、、g來表示）。（2）由于乙圖中質(zhì)量m沒有包含小桶的質(zhì)量，乙圖中縱截距的數(shù)值________橡皮筋的原長（填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）未考慮小桶的質(zhì)量對勁度系數(shù)的測量_________影響（填“有”或“無”）。
10．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中，將一待測彈簧水平放置在一相對光滑的平臺上，將一毫米刻度尺水平放置在桌面上，彈簧左端固定在豎直立柱上，彈簧右端固定有一能與毫米刻度尺的刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針，彈簧右端的掛鉤與繞過滑輪的細(xì)線相連，細(xì)線下端可以懸掛鉤碼。（1）實(shí)驗(yàn)時，先不掛鉤碼，此時刻度尺的讀數(shù)為，然后將質(zhì)量為的砝碼時掛在繩子下端，此時刻度尺讀數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>，此彈簧的勁度系數(shù)為__________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）彈簧與平臺及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)?dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測量值與真實(shí)值相比_____（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。

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