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
【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】
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”)
砝码质量m/kg | 1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
标尺刻度x/cm | 12.00 | 13.94 | 15.91 | 17.87 | 19.82 | 23.32 | 28.42 |
①根据所测数据,在坐标纸上通过描点作出弹簧指针的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线图2{#blank#}1{#/blank#}.
②以弹簧长度工为自变量,弹簧在弹性限度内弹力F与x的关系式是{#blank#}2{#/blank#}(系数保留一位小数).根据该关系式,当所挂砝码质量为0.7kg时,假设求得指针所指的标尺刻度为x7 , 在实验中指针所指的标尺刻度应该{#blank#}3{#/blank#}x7(填“大于”、“小于”或“约等于”).
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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