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解析
| 共计 21 道试题
1 . 某实验小组探究轻质弹簧弹性势能与其形变量关系的实验装置如图甲所示。气垫导轨固定在水平桌面上,原长L=20cm的轻质弹簧一端固定在气垫导轨右端的挡板上,处于原长时另一端刚好与带有遮光条的滑块接触。弹簧与滑块不拴接,滑块处于静止状态。向右推动滑块压缩弹簧,然后将滑块由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知遮光条及滑块的总质量M=0.5kg,遮光条的宽度d=8mm。不考虑滑块反弹,弹簧始终在弹性限度内。

(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为___________cm;弹簧的劲度系数k=___________N/m。(取g=10m/s2

(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=___________m/s;释放滑块时弹簧储存的弹性势能为___________J。
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。(      )
L/(10-2m)246810
Ep/(10-2J)3.915.932.863.899.7

(4)Ep-△L2图线的斜率为___________N/m。(结果保留三位有效数字)
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=___________。(用k和△L表示)
2 . 小明同学用如图(a)所示的实验装置测量弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m,水平轨道可视为光滑,B处装有光电门,可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验:

(1)用游标卡尺测量小球的直径d如图(b)所示,记录小球的直径d=___________cm;
(2)将弹簧左端固定在挡板上;让小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录压缩量x
(3)由静止释放小球,测得小球通过光电门的时间t=5.00ms,则小球离开弹簧的速度v=_______m/s;若已知弹簧弹性势能k为劲度系数,x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量,则可得k=_____。(用题中的mdxt表示)
3 . 某实验小组利用实验室里的器材来测量弹簧的弹性势能,如图所示为设计的装置,水平台面左侧固定一弹簧弹射器(内壁光滑),右侧的AB位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连,并用刻度尺测得AB两点间的水平距离x。将物块(可看作质点)压缩弹簧到位置P,由静止弹射出去,计时器记录下物块从AB所用的时间t,忽略一切阻力。

(1)物块被弹射出的速度大小的表达式是___________
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量___________
A.弹簧原长
B.弹簧的劲度系数k
C.当地重力加速度g
D.物块的质量m
(3)静止释放物块时,弹簧的弹性势能Ep=__________(用题目及所选物理量的字母符号表示),物块被弹射出去后,由于重力作用其运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。
2021-11-03更新 | 264次组卷 | 2卷引用:2022届湖北省新高考信息卷(四)物理试题
4 . 某同学利用自己设计的弹簧弹射器做“验证弹簧弹性势能为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量)”的实验,装置如图(a)所示。水平放置的弹射器将质量为的小球弹射出去,测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为,用刻度尺测出弹簧的压缩量为,甲、乙光电门的间距为,忽略一切阻力。

(1)小球被弹射出的速度大小___________,求得弹簧弹性势能___________。(用题目中的字母表示)
(2)该同学测出多组数据,计算并画出如图(b)所示的关系图线,从而验证了它们之间的关系。根据图线求得弹簧的劲度系数___________。当弹簧压缩量从变为时(始终在弹簧弹性限度内),弹簧做功___________
(3)由于重力作用,小球被弹出去后运动轨迹会向下有所偏转,这对实验结果___________(选填“有”或“无”)影响。
5 . 某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。
(1)如图甲所示,将弹簧悬挂在铁架台上,保持弹簧轴线竖直,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧;弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,记下弹簧长度,弹簧下端挂上钩码时,弹簧长度记为;每次增加一个质量为的钩码,弹簧长度依次记为。图乙是实验小组根据测得的数据所作的图象,纵轴是所加砝码的质量,横轴是弹簧长度与______(填“”“”或“”)的差值,由图乙可知弹簧的劲度系数为______。(重力加速度

(2)学习小组利用如图丙所示实验装置研究此弹簧的弹性势能。将此弹簧一端固定在水平导轨左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置后由静止释放(弹簧在弹性限度内),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为。已知挡光片的宽度为,滑块在通过光电门前已脱离弹簧,滑块在导轨上的运动可视为不受阻力,则滑块离开弹簧时的速度大小为_______,弹簧推动小滑块释放的弹性势能的表达式为________
2021-03-17更新 | 492次组卷 | 2卷引用:2022届新高考物理模拟演练卷 河北专版
6 . 某同学利用如图甲所示的装置探究轻质弹簧的弹性势能与其形变量的关系:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题:

(1)本实验中,设弹簧被压缩后的弹性势能Ep,重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的______(填正确答案序号)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量Δx
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ep,得Ep=______
(3)图乙中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出,如果h不变。m增加,s-Δx图线的斜率会______(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会______(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图中给出的直线关系和EP的表达式可知,EPΔx______次方成正比。

7 . 某同学猜想:弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量的二次方成正比,即;其中b为与弹簧劲度系数成正比例的常数。该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图所示,在水平桌面上放置一个气垫导轨,将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后,由静止释放滑块。滑块离开弹簧后运动通过光电门。通过测量和计算研究上述猜想。

实验中进行以下测量:
A.测得滑块的质量m
B.测得滑块上遮光片的宽度d
C.测得弹簧的原长
D.推动滑块压缩弹簧后,测得弹簧长度L
E.释放滑块后,读出滑块遮光片通过光电门的时间t
F.重复上述操作,得到若干组实验数据,分析数据并得出结论。
回答下列问题。(前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b表示)
(1)滑块离开弹簧后的动能为________
(2)由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能与滑块弹出时的动能相等。若关于弹簧弹性势能的猜想正确,则________
(3)用图像处理实验数据并分析结论,得出的图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是________________。(只填写一条)

(4)若换用劲度系数更大的弹簧做实验,图像斜率将________。(选填“不变”“变大”或“变小”)
(5)若实验中测得的一组数据:。由此计算比例常数________N/m。
2020-03-06更新 | 282次组卷 | 3卷引用:1号卷·A10联盟2022届全国高考第一轮总复习试卷物理试题(八)
8 . 某物理兴趣小组的同学通过实验探究弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系,其实验步骤如下:

A.用如图甲所示的装置测量木块与木板之间的滑动摩擦力,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木板间的细线保持水平,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数如图甲所示
B.如图乙所示,把木板固定在水平桌面上,将所研究的弹簧的一端固定在木板左端的竖直挡板上,O是弹簧处于自然长度时右端所在位置
C.用木块压缩弹簧,当弹簧的压缩量为x时由静止释放木块,木块向右运动的最大距离是s,用刻度尺测得xs的值
D.改变x的大小,按步骤C要求继续实验,测得多组xs的值,并求得对应的x2EP的值如下表所示
实验次数

1

2

3

4

5

x/×10-2m

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

x2//×10-4m2

0.25

1.00

4.00

9.00

16.00

s/×10-2m

5.03

20.02

80.10

180.16

320.10

EP/J

0.14

0.56

EP

5.04

8.96


回答下列问题:
(1)木块与木板之间的滑动摩擦力f=_____N;
(2)上表中EP=_____J;
(3)分析上表中的数据可以得出,弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系是_________
A.  B.  C.  D.
9 . 某同学准备利用如图所示的装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系。图中B为一固定在桌面、带有刻度的平直光滑导轨,小盒C用轻绳悬挂于O点,弹簧T左端固定,用小球A沿导轨B向左挤压弹簧,释放后球A弹出,射入一较重的小盒C中与小盒C一起向右摆动,摆动的最大角度可以被准确测出,球A射入盒C后两者的重心重合,重心距悬点O的距离为。试问:

(1)欲完成此探究实验,该同学在实验过程中除了要测量最大摆角和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号_______
(2)通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能,写出其计算表达式___________无需书写推导过程
(3)下面是本实验中的几个步骤:按实验装置安装好器材;用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L反复调节盒C的位置,使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内,且盒C静止,开口正对导轨末端,AC两者重心同高;用球A压缩弹簧,使其重心处于轨道的某一刻度线上,记录此时的读数;释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度;记录最大摆角处理数据,得出结论在上述步骤中还缺少哪些主要步骤?请你写出来___________
(4)该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外,还应注意些什么_____________
2019-03-29更新 | 1294次组卷 | 7卷引用:2022届安徽省滁州市定远县育才学校高三下学期期中理综物理试题
10 . 某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律。该小组设计的装置如图甲所示,光滑水平桌面离地高度为H =0.8m,轻质弹簧左端固定于竖直挡板上,挡板到桌面右端的距离恰好等于弹簧的原长。

实验时将一质量为m=200g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端,释放后小滑块在弹力的作用下向右运动,并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力),用数码相机将滑块运动过程拍成视频,改变滑块的释放位置再拍,获得多个视频,每个视频都是由相同时间间隔的照片连贯而成,通过电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示),筛选出5张频闪照片,用刻度尺测得照片中的桌面离地高度h=50.0mm,再测出5张照片中的x和s,记录到下表中。取重力加速度g=10m/s2
频闪照片序号12345
x/mm4.08.012.016.018.0
s/mm32.064.295.9128.6143.3

(1)分析图乙中滑块的位置分布规律,可知该相机每秒能拍摄______张照片。
(2)根据表中数据在答题卡相应坐标图(如图丙)中画出s—x图像 _______

(3)若测得s—x图像的斜率为k,则弹簧对滑块的功W可以表示成_____
A. B. C. D.
2016-12-08更新 | 270次组卷 | 4卷引用:2023一线高考(新教材)二轮物理(山东专版)第 21课时 力学实验与创新
共计 平均难度:一般