知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系：在光滑的水平桌面上沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与一个质量为\(m\)的小钢球接触\(.\)当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示\(.\)让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为\(s\)．
\((1)\)若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有： ______ ．
\((2)\)弹簧的弹性势能\(E_{p}\)与小钢球飞行的水平距离\(s\)及上述测量出的物理量之间的关系式为\(E_{p}=\) ______ ．
\((3)\)弹簧的压缩量\(x\)与对应的钢球在空中飞行的水平距离\(s\)的实验数据如下表所示：

弹簧的压缩量\(x(cm)\) \(1.00\) \(1.50\) \(2.00\) \(2.50\) \(3.00\) \(3.50\)

小钢球飞行的水平距离 \(s(m)\) \(2.01\) \(3.00\) \(4.01\) \(4.96\) \(6.01\) \(7.00\)

根据上面的实验数据，请你猜测弹性势能\(E_{p}\)与弹簧的压缩量\(x\)的关系为 ______ ．

难度：难

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2．
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。
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，此时标尺读数为\(1.950cm\)；当托盘内放有质量为\(0.100kg\)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\((b)\)示数，其读数为 ______ \(cm.\)当地的重力加速度大小为\(9.80m/s^{2}\)，此弹簧的劲度系数为 ______ \(N/m(\)保留\(3\)位有效数字\()\)。

难度：难

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3．在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图甲对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图乙进行探究\(.\)在弹性限度内，将质量为\(m=50 g\)的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图甲、图乙中弹簧的长度\(L_{1}\)、\(L_{2}\)如下表所示．

钩码个数

\(1\)

\(2\)

\(3\)

\(4\)

\(L\)\({\,\!}_{1}\)\(/cm\)

\(30.00\)

\(31.04\)

\(32.02\)

\(33.02\)

\(L\)\({\,\!}_{2}\)\(/cm\)

\(29.33\)

\(29.65\)

\(29.97\)

\(30.30\)

已知重力加速度\(g=9.8 m/s^{2}\)，要求尽可能多地利用测量数据，

\((1)\)计算弹簧甲的劲度系数\(k=\)________\(N/m(\)结果保留两位有效数字\()\)．

\((2)\)若甲和乙弹簧并联后等效劲度系数\(k_{并}=k_{甲}+k_{乙}\)，则\(k_{乙}=\)______\( N/m(\)结果保留两位小数\()\)

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4．

一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，下列表述不正确的是（　　）

A．a的原长比b的长

B．a的劲度系数比b的大

C．a的劲度系数比b的小

D．测得的弹力与弹簧的长度成正比

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5．某同学利用如图（a）装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持 ______ 状态．
（2）该同学通过实验得到如图（b）所示的F-L图象，F为弹簧的弹力的大小，L为弹簧的总长度（弹簧始终在弹性限度内），则由图可知该弹簧的原长L₀= ______ cm，劲度系数k= ______ N/m（结果均保留两位有效数字）

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6．如图所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．
（1）为完成实验，还需要的实验器材有： ______ ．
（2）实验中需要测量的物理量有： ______ ．
（3）某同学做此实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L₀，再把弹簧竖直悬挂起来，此时弹簧比水平放置时伸长了a，挂上钩码后测出弹簧的长度L，把L-L₀作为弹簧的伸长量x，写出弹力F与x的关系式 ______ ．

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7．
某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图\(1\)所示的实验装置\(.\)所用的钩码每只的质量都是\(30g\)，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将\(5\)个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中\(.(\)弹力始终未超过弹性限度，取\(g=9.8m/s^{2})\)

砝码质量\((g)\) \(0\) \(30\) \(60\) \(90\) \(120\) \(150\)

弹簧总长\((cm)\) \(5.00\) \(6.16\) \(7.34\) \(8.48\) \(9.64\) \(10.81\)

\((1)\)试根据这些实验数据在图\(2\)给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小\(F\)跟弹簧总长\(L\)之间的函数关系图线．
\((2)\)该弹簧的劲度\(k\)是 ______ \(N/m\)

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8．
某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图\(1\)所示的实验装置\(.\)所用的钩码每只的质量都是\(50g\)，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将\(5\)个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中\(.(\)弹力始终未超过弹性限度，取\(g=9.8m/s\)^{\({\,\!}^{2}\)}\()\)

砝码质量\(m(g)\)

\(0\)

\(50\)

\(100\)

\(150\)

\(200\)

\(250\)

弹簧总长\(x(cm)\)

\(6.00\)

\(6.71\)

\(7.40\)

\(8.10\)

\(8.78\)

\(9.48\)

\(⑴\)试根据这些实验数据，在如图\(2\)坐标系中作出所挂砝码的质量\(m\)跟弹簧总长\(x\)之间的函数关系图线．

\(⑵\)由\(m-x\)图象可得该弹簧的劲度系数\(k= \)______\( N/m\)

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9．下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：
弹力：F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧的伸长x/cm 2.6 5.0 6.8 9.8 12.4
（1）请你在图中的坐标线上坐出F-x图线
（2）写出曲线所代表的函数式： ______ （x用cm作单位）
（3）函数表达式中常数的物理意义： ______ ．

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10．（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，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．①此玻璃的折射率计算式为n= （用图1中的θ₁、θ₂表示）；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，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关系的图象如图2所示．从图象中可以得出．（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3所示是一些准备用来测量待测电阻R_x阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：

器材	规格
待测电阻R_x 电源E 电压表V₁ 电压表V₂ 电流表A 滑动变阻器R 开关S，导线若干	阻值在900Ω-1000Ω之间具有一定内阻，电动势约9.0V 量程2.0V，内阻r₁=1000Ω 量程5.0V，内阻r₂=2500Ω 量程3.0A，内阻r=0.10Ω 最大阻值约100Ω，额定电流0.5A

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，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．请用实线代替导线，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R_x阻值的电路．

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弹簧的压缩量\(x(cm)\)	\(1.00\)	\(1.50\)	\(2.00\)	\(2.50\)	\(3.00\)	\(3.50\)
小钢球飞行的水平距离 \(s(m)\)	\(2.01\)	\(3.00\)	\(4.01\)	\(4.96\)	\(6.01\)	\(7.00\)

钩码个数	\(1\)	\(2\)	\(3\)	\(4\)
\(L\)\({\,\!}_{1}\)\(/cm\)	\(30.00\)	\(31.04\)	\(32.02\)	\(33.02\)
\(L\)\({\,\!}_{2}\)\(/cm\)	\(29.33\)	\(29.65\)	\(29.97\)	\(30.30\)

砝码质量\((g)\)	\(0\)	\(30\)	\(60\)	\(90\)	\(120\)	\(150\)
弹簧总长\((cm)\)	\(5.00\)	\(6.16\)	\(7.34\)	\(8.48\)	\(9.64\)	\(10.81\)

砝码质量\(m(g)\)	\(0\)	\(50\)	\(100\)	\(150\)	\(200\)	\(250\)
弹簧总长\(x(cm)\)	\(6.00\)	\(6.71\)	\(7.40\)	\(8.10\)	\(8.78\)	\(9.48\)

弹力：F/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
弹簧的伸长x/cm	2.6	5.0	6.8	9.8	12.4