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实验题第12题探究弹力大小与伸长量的关系例题(2010·福建·19(2))(2分)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Δl与拉力F关系的图象如图1所示.从图象中可以得出_____.(填选项前的字母)图1A．增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl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解析由图象知，增挂钩码和减挂钩码时，Δl与F均不成正比关系，A错；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关系不容易确定，在某一阶段，增挂钩码时橡皮筋的伸长量小于减挂钩码时橡皮筋的伸长量,B、C错;当不挂钩码时,橡皮筋不能恢复原长，说明所挂钩码过多时，橡皮筋已超出弹性限度，D对．答案D考前提醒我们探究过弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，而高考实验“源于教材”而又进行了拓展创新.与此类似的探究实验可以拓展为橡皮筋、弹性绳等.【原创模拟】1．为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图2所示图象.从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使弹簧甲图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是____________________．弹簧乙的劲度系数为_________N/m.若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧______．图2超过弹簧的弹性限度200.0甲2．以下是“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤，按操作的先后顺序排列起来是____________A．以弹簧伸长长度x为横坐标，以弹力F为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线将点连结起来B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C．将铁架台置于水平桌面上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D．依次在弹簧的下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度尺上的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E．写出弹力随弹簧伸长量之间的变化关系F．解释函数表达式中常数的物理意义CBDAEF第13题探究加速度与力和质量的关系例题(2010·山东·23(1))某同学设计了如图3所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.图3①木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________________________________________________.②用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度解析①由于木板做匀加速直线运动，且初速度为零，故有：d＝12at2，则a＝2dt2，为减小测量加速度的偶然误差，可以采用多次测量取平均值的方法．②不论用什么方法改变拉力的大小，都不能改变滑动摩擦力的大小，A项错；由于用加水的方法每次增加的拉力可大可小，故B、C项对；用两种方法都可以获得较大加速度，故D项错．答案①2dt2保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值②BC考前提醒本题设置的实验情景与教材不同，但是数据处理和误差分析等问题上却非常相似，因此考前要加强实验改进和拓展实验的训练，要注意用学过的知识解决新问题.【原创模拟】某研究性学习小组采用如图4甲所示的装置，探究物体的加速度与所受合外力的关系，提供器材有：气垫导轨(总长度为L)、滑块(总质量为m，装有宽度为d的遮光板)、光电门两只(配接数字计时器)、木块若干、米尺．在一次实验中，测出两光电门A、B间的距离为L0，导轨顶端距水平面的高度为h，接通气源，让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门1的时间为t1，通过光电门2的时间为t2，重力加速度为g.图4(1)通过改变气垫导轨与水平面的夹角,改变合外力大小，探究滑块从导轨顶端由静止开始运动的加速度与所受合外力的关系，上述实验中滑块所受合外力大小可表示为F＝________，加速度大小为a＝__________.(2)该小组测得多组数据，描点作出了如图4乙所示的a－F图线，图线不通过坐标原点的主要原因是_______________________________________．(3)利用同样的装置可以验证机械能守恒．滑块在AB间运动过程中机械能守恒的表达式可表示为__________．实验结果显示，滑块有机械能的损失，原因是要克服空气阻力做功．在甲图中，保持其他条件不变，只调整光电门2的位置，增大L0,发现空气的平均阻力f随之增大，究其本质，说明空气阻力与____________有关．答案(1)mghLd2(t12－t22)2L0t12t22(2)滑块在运动中受阻力作用(3)12md2(1t22－1t12)＝mghL0L速度第14题验证机械能守恒定律例题(2010·安徽·21Ⅲ)利用如图5所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案：a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v.图5c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝v22g计算出高度h.d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是________(填入相应的字母)．解析在验证机械能守恒定律的实验中，物体下落的高度用刻度尺测出；瞬时速度的测量则是采用匀变速直线运动的规律，根据纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两点间的平均速度进行计算得出的,故只有d方案符合要求．d考前提醒本实验应该注意两点：一是用平均速度法求某一点的瞬时速度；二是注意由于摩擦阻力和空气阻力的作用.重力势能减少量大于动能增加量.【原创模拟】用如图6所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量．即可验证机械能守恒定律图6①下面列举了该实验的几个操作步骤A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量；D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带E．测量纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是__________，操作不当的步骤是__________．②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．如下图是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图7所示．使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝______________.(用x1、x2、x3、x4及f表示)图7③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是________________．答案①CB②(x3＋x4－x1－x2)f24③重锤的质量m第15题测电源的电动势和内电阻例题(2010·江苏·10)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图8所示的实物电路．图8(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到______．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0(3)根据实验数据描点，绘出的1U－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示)解析(1)实验时，应使电路中的电阻阻值最大，所以应先将电阻箱的电阻调到最大．(2)方案1中R的阻值与R0相差较大，则R0两端的电压过小，电压表的示数过小，不能准确测量R0两端的电压，所以方案1不合理,方案2中R的阻值与R0相差较小，R0两端的电压较大，电压表的示数较大，所以方案2比较合理．(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝UR0(R0＋R＋r)1U＝1ER0R＋R0＋rER0由k＝1ER0得E＝1kR0由b＝R0＋rER0得r＝bk－R0答案(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R0考前提醒利用U－I图象求内电阻r时，一定要注意纵坐标是否从零刻度开始的，要用r＝ΔUΔI来求.【原创模拟】某同学将铜片锌片插入土豆中制成一个“土豆电池”．当伏特表测量其两极时读数为0.96V，但将四个这样的“土豆电池”串联起来给“3V,0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，检查灯泡和线路均没有故障，为寻找原因，该同学进一步设计了一个如图9所示的电路来测定一节该“土豆电池”的电动势和内阻，电路中所用电流计的阻值为50Ω，实验中他多次改变电阻箱的阻值，分别记录下各次电阻箱的阻值及相应的电流计示数，算出电流的倒数，并将数据填在如下的表格中.图9电阻R/Ω电流I/mA电流倒数/A－11002.504002002.005003001.666024001.427045001.26794(1)在利用图象法处理数据时，该同学选择了作“1I－R”图象而不是作“I－R”图象，你认为他这样做的理由是____________________________．(2)按照(1)中选定的方案，请你帮该同学在如图10所示的坐标纸中作出相应的图象．根据图像可以求该电源的电动势为____V，内阻为________Ω.(3)完成实验后，该同学分析得出灯泡不亮的原因是______________________________________________．图10答案(1)图线是一条直线，便于发现规律和处理数据(2)1I－R图象如下图所示1.00250(3)土豆电池的内阻太大，回路电流太小第16题描绘小灯泡的伏安特性曲线例题(2010·浙江·21Ⅱ)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流—电压的数据如下表所示：电流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.509.1211.46(1)用上表数据描绘电压随着电流的变化曲线；(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图11所示，请指出图线的特征,并解释形成的原因．图11答案(1)电压随着电流的变化曲