11-19年高考物理真题分专题汇编之专题074.弹簧问题的探索
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1、 第74节 弹簧问题的探索1. 2011年理综安徽卷m/克l/厘米2.52.01.51.00.50.08.010.012.014.016.018.021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。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)作出m-l的关系图线;m/克l/厘米2.52.01.51.00.50.08.010.012.014.016.018.0弹簧的劲度系数为 N/m。【解析】(1)如图所示;(2)0.2480.2622.2015年理综福建卷19. (1)(6分)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的
2、实验。甲8乙15FlOAB丙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7.73cm;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;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图丙是该同学所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_。答案:6.93 A 超过弹簧的弹性限度解析:由图乙知,弹簧下端悬挂钩码后指针所
3、指的标尺刻度为14.66cm,此时弹簧的伸长量l为14.66-7.73=6.93cm。若随意增减钩码,会使得作图不方便,有可能会超出弹簧的弹性限度,所以应逐一增挂钩码。由图丙,图线的AB段明显偏离直线OA,即AB段的伸长量与弹力不成线性关系,使因为钩码的重量超过弹簧的弹性限度。3.2015年理综四川卷8. (1)(6分)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
4、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50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2= N(当地重力加速度g=9.8m/s2),要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是 。作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。l1图1图2答案: 25.85 0.98 弹簧的原长l0解析:根据图2指针指示得l1=25.85cm;挂2个钩码时,弹簧弹力F2=mg=20.059.8 N =0.98N;弹簧的伸长量,其中l为弹簧形变后的长度,l0为弹簧的原长,因此要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是弹簧的原长l0。4. 2014年理综浙江卷AB21题图2第21题图21516钩码数1234LA/cm1
5、5.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.3621.(10分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究(1)某次测量如图2所示,指针示数为_ cm.(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1.用表1数据计算弹簧的劲度系数为_ N/m(重力加速度g取10 m/s2)由表1数据_(选填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数【答案】 (1) (15.9516.05)cm,有效数字位数正确 (2) (12.212.8) N/m 能【解析】 (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm,
6、读数时需要往后估读一位,故指针示数为16.000.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码,弹簧的平均伸长量x14 cm,弹簧的平均伸长量x25.80 cm,根据胡克定律可求得弹簧的劲度系数为12.5 N/m,同理也能求出弹簧的劲度系数5.2018年全国卷I、 22(5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。图(b)主尺cm游标01020345游标主尺图(a)指针现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数
7、为;当托盘内放有质量为的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为 cm。当地的重力加速度大小为,此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)。答案: 3.77553.7解析:实验所用的游标卡尺精度为0.05mm,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐,根据游标卡尺的读数规则,图(b)所示的游标卡尺读数为3.7cm+150.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时,弹簧受到的拉力F=mg=0.1009.8N=0.980N,弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m
8、,根据胡克定律,F=kx,解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。6. 2012年理综广东卷34.(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。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”)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10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.300m/10-3 kgl/10-2 m102468101214203040506
9、070图16表中有一个数值记录不规范,代表符号_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。图16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“L0或L1”)。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9.8m/s2)。【答案】竖直 稳定 L3 1mm L0 4.9 10g 【解析】测量仪器是10分度的需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为1mm,故L3读数错误。 横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与 L0的差值。由得图像的斜率,故k=4.9N/m,挂了砝码盘后弹簧伸长了2cm,由知其质量为10
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