2019年鲁科版物理必修1学业测评：第4章 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系

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1、学业分层测评( 十)(建议用时：45 分钟)1在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是 ( )A弹簧被拉伸时，可以超出它的弹性限度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用几根不同的弹簧，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】 本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，在竖直方向上改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长的关系，所以选 B.【答案】 B2一个实验小组在“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，得到弹力与弹簧长度的

2、图象如图 6 所示下列表述正确的是( ) 【导学号：21862079】图 6Aa 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】 由胡克定律知 Fk( ll 0)，其中 k 为劲度系数，在 Fl 图象上为直线的斜率由图象知 kak b，即 a 的劲度系数比 b 的大，B 正确，C 错误a、b 两图线与 l 轴的交点为弹簧的原长，则 a、b 的原长分别为 l1和 l2，从图象看出 l1l 2，故 A 错误弹力 F 与弹簧的长度 l 是线性关系而不是正比关系，故 D 错误【答案】 B3某同学利用如图 7(a)装置做“探究弹簧弹力大小

3、与其长度的关系”的实验图 7(1)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小 F 与弹簧长度 x 的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长 x0_cm ，劲度系数 k_N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度 x_cm. 【导学号：21862080】【解析】 (1)从题图(b) 中可以看出，当外力为零时，弹簧的长度为 4 cm，即弹簧的原长为 4 cm，从图中可得当 F2 N 时，弹簧的长度为 8 cm，即x 4 cm，所以劲度系数为 k N/m50 N/m.Fx 2410 2(2)从题图(c)中可得弹簧的弹力为 3.0 N，所以从图(b)

4、中可以找出，当 F3 N 时，弹簧的长度为 10 cm.【答案】 (1)4 50 (2)104某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为 L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为 Lx；在砝码盘中每次增加 10 g 砝码，弹簧长度依次记为 L1 至L6，数据如下表：代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6数值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可

5、知所用刻度尺的最小分度为_(3)如图 8 是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“L 0”或“ Lx”)图 8(4)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g( 结果保留两位有效数字，重力加速度取 9.8 m/s2)【解析】 (1)当弹簧轴线与刻度尺竖直平行时，刻度尺读数才能准确反应弹簧的长度及长度的变化，故都应在竖直方向(2)当弹簧静止时，刻度尺读数才准确，题中 L3保留小数点后一位，应保留两位，所以 L3记录不规范，刻度尺的精确度为 1 mm，所以最小分度为 1 mm.(3)由题图可知，在纵轴每增加 0.01 kg 时，横轴 x

6、的增加量为 2102 m，而且弹簧长度 L1与 L0的差值为 4102 m，所以横轴是弹簧长度与 Lx的差值(4)由题图可知，弹簧的劲度系数等于斜率与重力加速度的乘积，即 kN/m4.9 N/m，砝码盘的质量 m0 10 g.60 1010 39.812 210 2 kLx L0g【答案】 (1)竖直 (2) 静止 L 3 1 mm(3)Lx (4)4.9 105某同学用如图 9 所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上 1 个钩码，并逐渐增加钩码的个数，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度取 g9.8 m/s 2

7、)图 9砝码质量m/102g0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00标尺刻度x/102 m15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50(1)根据所测数据，在如图 10 所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度 x 与钩码质量 m 的关系曲线图 10(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为_ N/m.【解析】(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上(偏差比较大的点舍去)不在线

8、上的点尽量平均分布在线的两侧，如图(2)根据所画图象可以看出，当 m5.0010 2 g 0.5 kg 时，标尺刻度 x 与钩码质量 m 成一次函数关系，所以当 F4.9 N 时弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律由 Fk x，可得 k 25 N/m.Fx 4.9 N19.610 2m【答案】 (1)见解析 (2)4.9 256在“探究弹簧弹力和伸长量的关系”实验中，采用如图 11(甲)所示的实验装置，利用钩码的重力对弹簧提供恒定的拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度(1)有一个同学通过以上实验，已经把 6 组数据对应的坐标在图(

9、乙)中描出，请作出 FL 图象；(2)请根据你作的图象得出该弹簧的原长 L0_cm，劲度系数k_N/m ；(3)根据该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验内容及数据的表格(不必填写实验测得的具体数据)；(4)该同学实验时，把弹簧水平放置进行测量，与通常将弹簧悬挂进行测量相比较：优点是：_.缺点是：_.(甲 ) (乙)图 11【解析】 (2)由图象可知横轴截距为 L05 cm.斜率为劲度系数 k20 N/m.(4)水平放置弹簧时，弹簧的形变量与弹簧自重无关，只与钩码的重力有关，这是它的优点，但这种情况弹簧与桌面及绳子与滑轮间的摩擦力对实验结果的影响较大，造成实验误差，这是缺点【答案】 (1)如图所示(2)5 20(3)记录数据的表格如表所示次数 1 2 3 4 5 6弹力 F/N长度 L/(102 m)(4)避免弹簧自身所受的重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差