题目内容

16．小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时，找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码，她先用弹簧来做实验，并记录了相应的数据，如表：
钩码总重/N00.51.01.52.02.53.03.54.0
指针位置/cm2.53.03.54.04.55.05.55.85.8
弹簧的伸长量/cm00.51.01.52.02.53.03.33.3
（1）分析数据，小华可以得出的结论是：在弹簧的弹性范围内，弹簧的伸长量跟钩码的拉力成正比；
（2）小华根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图象，如图1所示的B图（填序号）：

（3）利用该原理设计的测量仪器有：弹簧测力计；
（4）现在另一根弹簧下挂一个钩码时，弹簧总长20cm，挂两个相同钩码时，弹簧总长22cm．则挂四个相同钩码时，弹簧总长26cm．弹簧下端不挂任何物体时长18cm．（弹簧完好无损）
（5）弹簧测力计加一些小配件，你是否就可以设计制造出一个能测出液体密度的“密度秤”呢？小亮看到这个课题后，经过论证和试验，在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.5N的容器，然后在测力计的某些刻度上标上密度值，就制成了一杆简单而实用的液体密度秤 （如图2所示）．只要在容器中加100mL的待测液体，就可以直接“称”出该液体的密度．在这测力计上，密度为“0”刻度应标在原刻度0.5N处．杆秤上“2N”刻度处对应的密度值为1.5g/cm3．（g=10N/kg）

分析 （1）从所给数据看：弹簧原长2.5cm，在拉力小于或等于3N以前，钩码拉力增加弹簧的伸长量也增加，且成正比；
（2）明确横、纵坐标所代表的物理意义，然后抓住两个关键点进行解答：①当F=0N时，弹簧长度2.5cm；②当F≥3.5N时，弹簧的长度不再变化；
（3）在一定范围内，弹簧受到的拉力与伸长量成正比，正是依据弹簧的这种性质制成了测量力的工具-弹簧测力计；
（4）根据弹黄的伸长量与钩码的拉力是正比例关系计算；
（5）容器中还没有倒入液体时，容器重力为0.5N，所以示数为0.5N时，即密度秤的零刻度；
当容器中倒入100ml的待测液体，示数在2N刻度处，求出待测液体的重力，再计算出质量，知道待测液体的体积，求出待测液体的密度．

解答 解：
（1）从表中数据知：钩码的拉力每增加0.5N，弹黄的伸长量也增加0.5cm，所以弹黄的伸长量与钩码的拉力是正比例关系，前提是钩码的拉力不能大于3.0N．
（2）结合表中数据读图象可知，弹簧的原长为2.5cm，所以横坐标应从2.5cm处开始，所以A错误；当超过弹簧的弹性限度，即使再增加物体的重力，弹簧也不会再伸长，故C错误；所以只有B符合题意．
（3）利用该原理制造的仪器是：弹簧测力计；
（4）挂1个钩码长20cm，挂两个钩码长22cm．则1个钩码会使弹簧伸长2cm，原长18cm．挂4个钩码后伸长8cm，共长26cm．
（5）容器挂在秤钩上，示数为0.5N，容器的重力为0.5N，所以示数0.5N，即密度秤的零刻度；
容器中倒入100ml的待测液体，示数在2N刻度上，
液体的重力为：G=2N-0.5N=1.5N，
液体的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.5N}{10N/kg}$=0.15kg，
液体的体积：V=100ml=100cm3=1×10-4m3，
液体的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.15kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3=1.5g/cm3．
故答案为：（1）伸长量；（2）B；（3）弹簧测力计；（4）26；18；（5）0.5；1.5．

点评 本题考查了弹簧的性质及弹簧测力的原理，结合这一知识点还考查了学生的读图能力，要求学生能熟练的应用弹簧的性质和弹簧测力计解决实际问题．

练习册系列答案
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6．小明做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整．
（2）小明按照规范操作，连好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是D．
A．更换开关               B．更换小灯泡
C．检查电路是否断路        D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）小明将测得的数据记录在如表中，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为0.75W．
序号123
U/R2.02.53.0
I/A0.260.32
P/W
（4）小明同学还想利用图甲进行“探究电流与电压的关系”的实验，同组的小科同学认为不可行，小科认为不可行的原因是：小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值．
7．同学们在研究“电流热效应跟电阻的关系”的实验中，在全班交流实验设计结果时芳芳和兰兰所用的实验器材相同，她俩公布了自己不同的设计方案并得出了完全相反的实验结论．
芳芳的设计方案：
提出问题：电流通过导体产生的热量跟电阻有什么关系？
猜想与假设：电流通过导体产生的热量跟电阻可能成正比．
设计实验：按图甲所示，连接电路（RA＜RB），通电一段时间后，观察到A瓶温度比B瓶温度低．
实验结论：电流通过导体产生的热量跟电阻成正比．
兰兰的设计方案：
提出问题：电流通过导体产生的热量跟电阻有什么关系？
猜想与假设：电流通过导体产生的热量跟电阻可能成反比．
设计实验：按图乙所示，连接电路（RA＜RB），通电一段时间后，观察到A瓶温度比B瓶温度高．
实验结论：电流通过导体产生的热量跟电阻成反比．
请回答下面的问题：
（1）请观察芳芳和兰兰设计的两个电路，并写出她俩设计的电路分别采用了什么连接方式：芳芳的设计：电阻串联；兰兰的设计：电阻并联；
（2）请写出她俩分别是在什么相同的情况下得出的结论：芳芳是在电流相同的情况下得出结论的；兰兰是在电压相同的情况下得出结论的；
（3）简要评价她俩的“实验结论”是否存在缺陷，如何补充完整？
芳芳的猜想：芳芳的猜想应补充：电流相同，通电时间相同；
兰兰的猜想：兰兰的猜想应补充：电压相同，通电时间相同．
4．小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验电路，两个烧瓶A、B中盛有等量煤油，RA与RB是阻值不同的电热丝．
（1）RA与RB采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间和电流相等．
（2）小明同学为了比较RA与RB阻值的大小，用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小，发现UA＜UB，则RA＜RB（选填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在相同的时间内，可通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电热丝产生的热量多少；实验表明在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．
（4）小华想利用此实验装置“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其质量（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝RA换成与RB电阻值相等的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=$\frac{{t}_{水}-{t}_{0}}{{t}_{油}-{t}_{0}}$c水．（已知水的比热容为c水）．小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，然后他们又展开了激烈的讨论．
11．用如图所示的器材来探究通电导体产生的热量与电阻的关系：

（1）随着时间增加，两瓶中煤油温度都逐渐升高，说明通电导体产生的热量与通电时间有关．
（2）已知镍铬合金丝比锰铜合金丝的电阻大，通电一段时间后，烧瓶B（填“A”或“B”）中的煤油温度升高快．由此，小明得出结论：通电时间一定，电阻越大，导体产生的热量越多．
（3）有的同学认为这个结论不严密，完整的结论应为：通过导体的电流和通电时间一定时，电阻越大，导体产生的热量就越多．
1．某同学用电流表、电压表测量一段电阻丝R的阻值，他已连接了部分电路，如图1所示，请你接着完成下列步骤．

（1）现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．请你按照要求，用笔画线代替导线，完成实物图中实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值为零（或电阻丝R断路）．（写出一个）
（3）当电压表示数为2.2V时，电流表示数如图2所示，则被测电阻为9.17Ω．该同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得3组数据，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是：减小误差．
（4）若将上面实验中的定值电阻R换成标有“2.5V”字样的小灯泡，灯丝电阻约为15Ω，后来这位同学在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数的比值将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”），产生这一现象的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
8．在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490g，浸没在水中时，排开了40g的水，ρ金=19.3×103kg/m3，取g=10N/kg，通过计算回答：
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（3）王冠是纯金的吗？
5．潜水艇在海水里匀速竖直上浮过程中（未露出海面），下面说法正确的是（　　）
A．浮力变大，重力小于浮力
B．浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等
C．浮力不变，重力等于浮力
D．浮力不变，重力小于浮力
6．当汽车突然起动的时候，由于乘客具有惯性，他会向后（选填“前”或“后”）的方向倾倒；若甲、乙两辆运动的车发生碰撞时，两车司机均为前额受伤，则甲、乙两车最可能是迎面（选填“迎面”或“追尾”）碰撞．

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