人教版探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)之間的關(guān)系 單元測(cè)試

1、【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】一、實(shí)驗(yàn)題1（9分）在探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系時(shí)，某同 先按圖6對(duì)彈簧甲進(jìn)行探究，然后把彈簧甲和原長(zhǎng)與甲相等的彈算乙并聯(lián)起來(lái)按圖7進(jìn)行探究。在彈簧彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為m=50g 的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，分別測(cè)得圖6、圖7中彈簧的長(zhǎng)度L1、L2如下表所示。(1)已知重力加速度g=9.8m/s2，要求盡可能多地利用測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算彈簧甲的勁度系數(shù) = N/m (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).(2)由表中數(shù)據(jù) (填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧乙的勁度系數(shù)?！敬鸢浮?(1) 49 (2) 能2（9分）如圖為某同 在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí)的實(shí)驗(yàn)裝置

2、，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，彈簧不掛物體時(shí)下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度為，在彈簧下用足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線掛上4個(gè)相同的鉤碼（彈簧處于彈性限度內(nèi)），靜止置于燒杯T內(nèi)，控制閥門通過(guò)細(xì)膠管向燒杯中緩慢注水，依次浸沒(méi)4個(gè)鉤碼，記錄每浸沒(méi)一個(gè)鉤碼時(shí)指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量為m，重力加速度為g，以為縱坐標(biāo)，n為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，作出和浸沒(méi)鉤碼個(gè)數(shù)的關(guān)系圖線，求得圖線斜率為a，縱軸截距為b，則該彈簧的勁度系數(shù)為 ，每個(gè)鉤碼所受浮力為 。（用a、b、m、g和表示）【答案】 【點(diǎn)睛】沒(méi)有加水時(shí)，根據(jù)平衡條件和胡克定律求解彈簧長(zhǎng)度，加水后多受個(gè)浮力，根據(jù)平衡條件，彈簧彈力減小，再次根據(jù)胡克定律得到長(zhǎng)度表達(dá)式

3、進(jìn)行分析即可。 ； ， 3（9分）如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的左端水平固定于某一深度為h且開口向右的小圓筒中，輕質(zhì)彈簧的原長(zhǎng)小于h，由于小圓筒的內(nèi)徑較小，實(shí)驗(yàn)所使用長(zhǎng)度測(cè)量的工具只能測(cè)量露出筒外彈簧的長(zhǎng)度L但現(xiàn)要測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)和彈簧的勁度系數(shù)，該同 通過(guò)改變L，測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F，作出F-L圖象如圖乙所示，那么，彈簧在小圓筒外的長(zhǎng)度L與受到的外力F （選填“成正比”、“不成正比”）彈簧的勁度系數(shù)為 ，彈簧的原長(zhǎng)為 【答案】 不成正比； ； ；【解析】因L大于彈簧的伸長(zhǎng)量，可知彈簧在小圓筒外的長(zhǎng)度L與受到的外力F不成正比；根據(jù)胡克定律F與l的關(guān)系式為：F= （L+h-L0）= L+ （h-L0），從圖

4、象中可得當(dāng)F對(duì)應(yīng)的大小分別是a與b時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度分別是c和d；故彈簧的勁度系數(shù)為： =；L0=.4（9分）某研究性 學(xué)習(xí)小組做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí)，把兩根輕彈簧串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行探究，刻度尺的零刻度線與彈簧的上端平齊，如圖甲所示.(1)某次測(cè)量如圖乙所示、指針的示數(shù)為 cm。(2)在彈性限度內(nèi)，將50g的砝碼逐個(gè)掛在彈簧下端，記錄鉤碼個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的指針A的讀數(shù)，作出鉤碼的重力F和指針A讀數(shù)L1的圖像如圖丙所示，則橫軸截距表示 ，圖線的斜率表示 .（2）若已知彈簧的勁度系數(shù)為 1，彈簧的勁度系數(shù)為 2，將串聯(lián)的彈簧、彈簧等效為一根彈簧，則等效彈簧的勁度系數(shù)為 (用 1、 2 表示)?！敬鸢浮?

5、（1）15.60； （2）彈簧的原長(zhǎng)； 彈簧的勁度系數(shù)； （3） . 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵掌握胡克定律，知道F= ， 表示形變量，以及知道其變形式F= ， 為形變量的變化量5（9分）將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起，看做一根新彈簧，設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為 1，原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為 2，套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為 3.關(guān)于 1、 2、 3的大小關(guān)系，同 們做出了如下猜想：甲同 ：和電阻并聯(lián)相似，可能是乙同 ：和電阻串聯(lián)相似，可能是 3= 1 2丙同 ：可能是 3=（1）為了驗(yàn)證猜想，同 們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見(jiàn)圖甲)（2）簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成

6、相應(yīng)填空將彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0；在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)n、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；由F= 計(jì)算彈簧的彈力，由 =L1L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，由 =計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；改變 ，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟、，并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值 1；僅將彈簧分別換為B、C，重復(fù)上述操作步驟，求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值 2、 3.比較 1、 2、 3并得出結(jié)論（3）圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的圖線，由此可以判斷 同 的猜想正確【答案】 nmg鉤碼的個(gè)數(shù)乙【解析】 6（9分）英國(guó)物理 家胡克發(fā)現(xiàn)：金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)它的伸長(zhǎng)量

7、與拉力成正比，這就是著名的胡克定律這一發(fā)現(xiàn)為后人對(duì)材料的研究奠定了基礎(chǔ)現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長(zhǎng)為3m，橫截面積為，設(shè)計(jì)要求它受到拉力后伸長(zhǎng)不超過(guò)原長(zhǎng)的.由于這一拉力很大，桿又較長(zhǎng)，直接測(cè)試有困難，因此，選用同種材料制成的樣品進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試取得數(shù)據(jù)如下：(1)測(cè)試結(jié)果表明金屬絲或金屬桿受拉力作用后其伸長(zhǎng)量與材料的長(zhǎng)度成 比，與材料的截面積成 比(2)通過(guò)對(duì)樣品的測(cè)試，推算出用新材料制成的上述金屬桿所能承受的最大拉力為 N.【答案】 正 反 7（9分）如圖甲，在研究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的砝碼，用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度，把彈簧的伸長(zhǎng) 和彈簧受力F

8、的關(guān)系在F 坐標(biāo)系中描點(diǎn)如圖乙所示（1）從坐標(biāo)系中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該彈簧的勁度系數(shù)是 （精確到2位有效數(shù)字）（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，以下哪項(xiàng)是沒(méi)有必要的？（填入字母序號(hào)） A懸吊砝碼后，在砝碼靜止后再讀數(shù) B盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦C彈簧的受力不超過(guò)它的彈性限度【答案】 （1）1.2×102N/m或1.3×102N/m （2）B【解析】（1）在圖象中，圖象的斜率大小等于彈簧的勁度系數(shù)，根據(jù)題意圖象如下所示：【點(diǎn)睛】在圖象中，圖象的斜率大小與彈簧的勁度系數(shù)相等，由此可求出該彈簧的勁度系數(shù)；實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行，要有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差，要便于實(shí)驗(yàn)操作 8（9分）某

9、同 在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:將待測(cè)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上,然后將毫米刻度尺豎直放在彈簧一側(cè),并使彈簧另一端的指針恰好指在刻度尺上。當(dāng)彈簧自然下垂時(shí),指針的指示值記作;彈簧下端掛一個(gè)砝碼時(shí),指針的指示值記作;彈簧下端掛兩個(gè)砝碼時(shí),指針的指示值記作;掛七個(gè)砝碼時(shí),指針的位置如圖所示,指針的指示值記作。已知每個(gè)砝碼的質(zhì)量均為50g,測(cè)量記錄表:(1).實(shí)驗(yàn)中，的值還未讀出，請(qǐng)你根據(jù)上圖將這個(gè)測(cè)量值填入記錄表中 。(2).為充分利用測(cè)量數(shù)據(jù),該同 將所測(cè)得的數(shù)值按如下方法逐一求差,分別計(jì)算出了四個(gè)差值:,。根據(jù)以上差值,可以求出每增加50砝碼的彈簧平均伸長(zhǎng)

10、量。用、表示的式子為 。(3).計(jì)算彈簧的勁度系數(shù) 。(取9.8)【答案】 14.05 (14.03 14.07) 28【點(diǎn)睛】彈簧測(cè)力計(jì)的原理是在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，我們要充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)求解可以減少誤差9（9分）如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。(1).實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具有: 。(2).如圖乙所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量 。由圖可知:圖線不通過(guò)原點(diǎn)的原因是 ;彈簧的勁度系數(shù) = N/m(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字,重力加速度g取9.8m/s2)。

11、(3).如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的F-L圖象,下列正確的是（ ）Aa的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)Ba的勁度系數(shù)比b的大Ca的勁度系數(shù)比b的小D彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比【答案】 毫米刻度尺 彈簧有自重 4.9 B【點(diǎn)睛】本題考查了胡克定律，彈簧的彈力與形變量的關(guān)系要注意正確理解圖象的性質(zhì)，在應(yīng)用胡克定律時(shí)，要首先轉(zhuǎn)化單位，知道圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)；通過(guò)親手的實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)步驟.10（9分）利用如下圖所示的裝置探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作規(guī)范的是 。(填字母代號(hào))A固定刻度尺時(shí)，保持刻度尺的零刻度線與彈簧上端對(duì)齊且豎直并靠近彈簧B實(shí)驗(yàn)中任意增加鉤

12、碼的個(gè)數(shù)C實(shí)驗(yàn)中僅把彈簧豎直懸掛待穩(wěn)定時(shí)測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)D實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，把所有的描點(diǎn)用折線連起來(lái)實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度L,測(cè)量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中，作出的F-L 圖線如圖所示。由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0= cm,勁度系數(shù) = N/m.【答案】 AC 5 20點(diǎn)睛：本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、分析清楚圖示圖象、應(yīng)用胡克定律即可解題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的關(guān)鍵，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的 學(xué)習(xí)。11（10分）某同 在做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。所用的鉤

13、碼每只的質(zhì)量都是30g，他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過(guò)彈性限度，取g=9.8m/s2) ， ； 試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下圖給定的坐標(biāo)紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)L之間的函數(shù)關(guān)系圖線 該彈簧的勁度 = 【答案】 =25N/m由 可得 =25N/m。綜上所述本題答案是：(1). (2). =25N/m12（11分）某同 為研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系，做了如下實(shí)驗(yàn)：如右上圖所示，將白紙固定在制圖板上，橡皮筋一端固定在0點(diǎn)，另一端A系一小段輕繩(帶繩結(jié))；將制圖板豎直固定在鐵架臺(tái)上。將質(zhì)量為m=100g的鉤碼掛在繩結(jié)上，靜止時(shí)描下橡皮筋下端點(diǎn)的位置；用水平力拉A點(diǎn)，使A點(diǎn)在新的位置靜止，描下此時(shí)橡皮筋端點(diǎn)的位置；逐步增