- 探究弹力和弹簧伸长的关系
- 共23题
(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(2)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200mm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20g),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关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)
a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
(3)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下
为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量阻值的电路。
正确答案
见解析
解析
(1)本小题属于简单题,,应选宽一些的玻璃砖。
(2)本小题属于中等题,解题的关键在于弄清为什么两发图象会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度,弹簧无法及时回复原长,两条图象才会出现差异。d
(3)本小题属于难题,要准确就需要对实验原理(伏安法、变阻器接法)、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000Ω,滑动变阻器最大电阻为100Ω,要使电表读数发生变化,滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,流过的电流约为,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表当电流来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用内接法。
知识点
在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图1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50g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1的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2)。由表1数据____________(填“能”或“不能”)计算出弹簧2的劲度系数。
正确答案
答案:(1)16.00 (2)12.4(12.3—12.5) 能
解析
略
知识点
19.(1)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7.73cm,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;
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( )。
(2)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为( )A
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将( ) 只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为( )W(保留两位小数)
正确答案
19.答案:(1)6.93cm;A;钩码重力超过弹簧弹力范围(2)见解析;0.44A;4 2.25W。
实物图如图所示;由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A;电源内阻为1欧,所以当外
电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电压等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为,并联后的总电阻为1欧,所以需要4个小电珠,小电珠消耗的总功率约为。
解析
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知识点
(1)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)
1)作出m-l的关系图线;
2)弹簧的劲度系数为_______N/m。
(2)
1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量过程:
①______________;②______________;③______________;④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示。其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接。
3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量_______;当S旋到位置_______时,可用来测量电流,其中S旋到位置_______时量程较大。
正确答案
(1)1)图略;2)0.248~0.262
(2)1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档;②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值。2)图略(内接法)
(3)电阻;1、2;1
解析
略。
知识点
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0.100kg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9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
(1)将表中数据补充完整: ① , ② ;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图像;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;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= ③ N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.
正确答案
(1)① 81.7 ② 0.0122
(2)1/k-n 图像如图所示。
(3)③ (在之间均同样给分)
④ (在之间均同样给分)
解析
(1)①中;
②
(3)
③由图线可知直线的斜率为,故直线方程满足,即(在之间均可)
④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm;则n匝弹簧的原唱满足,代入可得:。(在之间均可)
知识点
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