题目内容

1．以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验．
（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是：CBDAEFG．
A、以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连结起来．
B、记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0
C、将铁架台固定于桌子上，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并记录在表格内，然后取下钩码
E、以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．
F、解释函数表达式中常数的物理意义．
（2）下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：
弹力（F/N）0.51.01.52.02.5
弹簧原来长度（L0/cm）1515151515
弹簧后来长度（L/cm）16.217.318.519.620.8
弹簧伸长量（x/cm）1.22.33.54.65.8
①算出每一次弹簧伸长量，并将结果填在上表的空格内
②在图的坐标上作出F-x图线．
③写出曲线的函数表达式．（x用cm作单位）：F=0.43x；
④函数表达式中常数的物理意义：弹簧的劲度系数．

分析 （1）实验步骤要本着先安装设备，再进行实验，后进行数据处理的思路进行；
（2）根据后来的长度和原长即可求得形变量；
（3）根据描点法得出对应的图象；
（4）分析图象，根据数学规律得出对应的关系；
（5）根据胡克定律进行分析，从而得出k的意义．

解答 解：（1）首先应安装设备：即为C；
进行实验：先要记下不挂砝码时的长度，然后再依次在弹簧下端挂上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并记录在表格内，然后取下钩码，故为BD；
数据处理：首先建立直角坐标系，用描点法得出对应的函数关系，并解释相关物理量的意义；即为AEF；
整理仪器：G；
即步骤为：CBDAEFG；
（2）形变量△x=L-L0，根据表格数据可依次解得，形变量分别为1.2cm、2.3cm、3.5cm、4.6cm和5.8cm； 如下表所示；

弹力（F/N）0.51.01.52.02.5
弹簧原来长度（L0/cm）1515151515
弹簧后来长度（L/cm）16.217.318.519.620.8
弹簧伸长量（x/cm）1.22.33.54.65.8
（3）根据表格中数据采用描点法得出对应的图象如图所示；
（4）由图可知，图象的斜率k=$\frac{2.5-0.5}{20.8-16.2}$=0.43N/cm；
故对应的表达式为F=0.43x；
（5）根据胡克定律可知，常数0.43表示弹簧的劲度系数；
故答案为：（1）CBDAEFG； （2）表格所示； （3）如图所示；（4）F=0.43x； （5）劲度系数．

点评 本题关键从实验原理出发设计实验并进行数据处理，通常都按照安装设备、进行实验、数据处理、整理仪器的顺序实验；用图象法处理数据有利于减小实验误差．要注意明确图象与函数关系的正确联系和应用．

练习册系列答案
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19．某同学做了一次较为精确的测定匀加速直线运动的加速度的实验，．测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与释放纸带让其随物体开始运动，这两个操作的先后顺序应当是A
A．先接通电源，后释放纸带       B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源       D．先释放纸带或先接通电源都可以
实验所得到的纸带如图所示．设0点是计数的起始点，两计数点之间的时间间隔为0.1s．则第一个计数点与0点的距离s1应为4cm．
20．小球A从高为H=40m的塔顶自由下落，同时小球B自塔底以速度v0=30m/s竖直上抛，若A、B两球在同一直线上运动，关于两球相遇的位置，下列说法正确的是（　　）
A．两球在B球上升过程中相遇B．两球在B球下降过程中相遇
C．两球在B球运动的最高点相遇D．两球在空中没有相遇
17．下列说法正确的是（　　）
A．物体所带的电荷量可以是任意实数
B．电场线就是带电粒子只受电场力时的运动轨迹
C．在导体中，只要自由电荷在运动就一定会形成电流
D．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
4．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中（　　）
A．外力对物体做的总功为零B．地面对物体的平均阻力为mg$\frac{（H+h）}{h}$
C．重力对物体做功为mgHD．物体的重力势能减少了mg（H+h）
6．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF．闭合开关，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．电路中电流稳定后电容器两板间的电压是0.6V，下极板带正电．
13．如图所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度随时间发生变化，t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度为v0沿中线射入两板间，0～$\frac{T}{3}$时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，则微粒在T时刻速度大小为${v}_{0}^{\;}$，在0～T时间内重力势能减少$\frac{1}{2}mgd$．（已知质量为m，初速度为v0，重力加速度为g，金属板间距为d）
10．如图1，三个实验场景A、B、C分别是某同学按照课本中的要求所做的“探究加速度与力、质量的关系”实验、“探究功与速度变化的关系”实验、“验证机械能守恒定律”实验．该同学正确操作获得了一系列纸带，但由于忘了标记，需要逐一对应分析．图2是该同学在实验中获得的一条纸带，图中纸带上各点是打点计时器连续打下的点．已知所用打点计时器频率为50Hz，完成以下问题．

（1）由图2纸带可求出加速度大小为2.5m/s2（保留二位有效数字），该纸带所对应的实验场景是A（填A、B或C），其理由是场景B变加速运动，场景C接近重力加速度；
（2）选用场景C的装置来“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是    ；
A．应选择下端带橡胶垫的重物
B．本实验不能使用电火花计时器
C．本实验必须选用打第1、2两个点之间的距离为2mm的纸带
D．根据v=g t计算重物在t时刻的速度从而获得动能
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11．在如图所示的电场中，把点电荷q=+2×10-11C．由A点移到B点，电场力所做的功WAB=4×10-11J．A、B两点间的电势差UAB等于多少？B、A两点间的电势差UBA等于多少？

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