高三物理第一轮复习单元检测试题.docx

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高三物理第一轮复习单元检测试题

研究弹力与弹簧伸长的关系

1.（2009·广东理基）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的

关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹

力与弹簧长度关系的图象如图实－3－7所示.下列表述正确的

是（　　）图实－3－7

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

解析：

图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，D错误.

答案：

B

2.（2010·临沂质检）如图实－3－8甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图实－3－8乙所示.则下列判断正确的是（　　）

图实－3－8

A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B.弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比

C.该弹簧的劲度系数是200N/m

D.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变

解析：

由图乙知，F－x是一个过原点的直线，k＝N/m＝200N/m，可知A错，B、C、D正确.

答案：

BCD

3.（2010·安徽省两地三校联考）某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：

一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝25.0cm，且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以同弹簧的下端接触），如图实－3－9甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l变化的图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为　　　　N/m，弹簧的原长l0＝　　　　m.

图实－3－9

解析：

由胡克定律可得F＝kx＝k（h＋l－l0）＝k（h－l0）＋kl.因此F－l图线的斜率即为弹簧的劲度系数k＝N/m＝100N/m，k（h－l0）＝10N，得l0＝0.15m.

答案：

100　0.15

4.用如图实－3－10甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图实－3－10乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图实－3－10乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，则被测弹簧的劲度系数为　　　　N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为　　　　cm.

图实－3－10

解析：

对钩码进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律，得

2mg＝k（l－l0）

3mg＝k（l′－l0）

则k＝＝N/m＝70N/m

挂三个钩码时，可列方程

（m＋m＋m）g＝kΔx′

Δx′＝＝m

＝2.10×10－2m＝2.10cm.

答案：

70　2.10

5.某同学用如图实－3－11所示装置做“探究弹力和弹簧伸长

关系”的实验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标

尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测

出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：

（g取9.8m/s2）图实－3－11

　钩码质量

（1）根据所测数据，在图实－3－12所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线.

（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在　　　　N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为　　　　N/m.

图实－3－12

解析：

（1）根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线（或直线）连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上，偏差比较大的点舍去，不在线上的点尽量均匀分布在线的两侧，如图所示.

（2）根据所画图象可以看出，当m≤5.00×102g＝0.5kg时，标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系，所以在F≤4.9N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，由胡克定律F＝kΔx可知，图线斜率的大小在数值上等于弹簧的劲度系数k，即

k＝＝＝25.0N/m.

答案：

（1）见解析　

（2）0～4.9　25.0

6.（2008·北京高考）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7.

（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是　　　　　和　　　　.

代表

（2）实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据图实－3－13将这两个测量值填入上表中.

图实－3－13

（3）为了充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：

d1＝L4－L0＝6.90cm，d2＝L5－L1＝6.90cm，d3＝L6－L2＝7.00cm.

请你给出第四个差值：

d4＝　　　　＝　　　　cm.

（4）根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：

ΔL＝　　　　，代入数据解得ΔL＝　　　　cm.

（5）计算弹簧的劲度系数k＝　　　　　　　N/m.（g取9.8m/s2）

解析：

（1）L5、L6两组数据在读数时均没有估读值.

（2）根据表格已知读数，刻度尺上端的刻度数小，因而L3＝6.85cm，L7＝14.05cm.

（3）题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故d4＝L7－L3＝（14.05－6.85）cm＝7.20cm.

（4）每增加4个砝码弹簧的平均伸长量ΔL1＝，则每增加1个砝码弹簧的平均伸长量ΔL＝＝，代入数据求得ΔL＝1.75cm.

（5）由（3）（4）可知，弹力F和弹簧伸长量ΔL成正比，即满足F＝kΔL，代入数据

k＝＝N/m＝28N/m.

答案：

（1）L5　L6　

（2）6.85　14.05

（3）L7－L3　7.20

（4）　1.75　（5）28

7.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量.

（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（　　）

A.N　　　　　　B.mC.N/mD.Pa

（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图实－3－14

所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先

利用测量工具a测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，利用

测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝

4.000mm，那么测量工具a应该是　　　　，测量工图实－3－14

具b应该是　　　　.

（3）下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.

请作出F－x图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝　　　　N/m.

（4）这种橡皮筋的Y值等于　　　　.

解析：

（1）在弹性限度内，弹力F与伸长量x成正比，F＝kx，又根据题意可知，k＝YS/L.

则F＝kx＝Y·x

得出杨氏模量Y＝

各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m2＝Pa，选项D正确.

（2）根据精确度判断可知a为毫米刻度尺，b为螺旋测微器.

（3）根据表格数据，描点、连线，可得F－x图象如图所示.根据斜率的物量意义表示劲度系数k，

k＝≈3.1×102N/m.

（4）根据Y＝kL/S求得，Y≈5×106Pa.

答案：

（1）D　

（2）毫米刻度尺　螺旋测微器　（3）图象见解析图　3.1×102　（4）5×106Pa

8.（2010·南京模拟）17世纪英国物理学家胡克发现：

在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律.受此启发，一学习小组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：

A.有同学认为：

横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比.

B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设.

C.通过实验取得如下数据：

D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善.

（1）上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是　　　　、　　　　.

（2）请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？

若有错误或不足，请给予修正.

解析：

确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”.研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.

答案：

（1）B　C　

（2）他们的假设不是全部正确.在弹性限度内，金属丝（杆）的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝（杆）的长度成正比