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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

湖北省黄石市大冶市第一中学2024-2025学年高一上学期入学考试物理试题

同学们在“制作弹簧测力计”的物理兴趣活动中发现:在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度就会越长,根据这一现象,小明和小红提出如下猜想:

【猜想与假设】

小明:弹簧的伸长量可能跟它受到的拉力成正比;

小红:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。

为了验证他们的猜想,进行了如下实验:

【进行实验与收集证据】

(1)、按照图1组装实验器材,钩码挂在弹簧测力计下静止时,依据条件可知,钩码受到的拉力等于它受到的重力。

(2)、在弹簧测力计下挂1个钩码,用测出弹簧的长度及其伸长量,并读出拉力的大小,改变钩码的个数,重复上述过程。实验记录的数据如下表所示,其中有一次数据忘了记录,请你帮助小明完成下表中的数据填写。

实验次数

1

2

3

4

5

6

钩码的个数/个

0

1

2

3

4

5

拉力/N

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧长度/cm

6.0

7.2

8.4

9.6

10.8

12.0

弹簧伸长量/cm

0

1.2

2.4

3.6

6.0

【分析与论证】分析实验数据可知,在弹性范围内,弹簧的跟它受到的拉力成正比。

【交流评估】生活中我们利用弹簧制作成测力计,会发现测力计所选用的金属丝的材质、弹簧的匝数、原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,针对此现象你认为弹簧的伸长量还与有关。

【拓展】实验结束后,小明选用甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图2所示的图像,图像中只有OA段和OB段是弹性形变.若他要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧。(均选填“甲”或“乙”)

举一反三
在探究“弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中,第一组同学设计了如图所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中。

测量次序

1

2

3

4

5

6

弹簧弹力F/N

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧的总长度L/cm

13.00

15.05

17.10

19.00

21.00

23.00

弹簧伸长的长度x/cm

0

2.05

4.10

6.00

8.00

10.00

(1)在如图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,请把第4次测量的数据对应点描绘出来,并作出F-x图线{#blank#}1{#/blank#}。(根据你做的图线解答下面问题)

(2)根据所得F-x图线可知,下列说法中正确的是{#blank#}2{#/blank#}。(选填选项前的字母)

A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比

B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C.该弹簧的劲度系数约为25N/m

D.该弹簧的劲度系数约为0.25N/m

(3)第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂完成实验。他们得到的F-x图线用虚线表示(实线为第一组同学实验所得)。下列图线最符合实际的是{#blank#}3{#/blank#}。

(4)某同学想粗略测量一个原长约20cm的弹簧的劲度系数,但他手头只有一个量程是20cm的刻度尺,于是他在弹簧的正中央固定一个用于读数的指针,如图所示。弹簧下端未悬挂钩码,静止时指针对应的刻度为l1;弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时指针对应的刻度为l2。已知当地的重力加速度g,则该弹簧的劲度系数可表示为{#blank#}4{#/blank#}。

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