专题2.3　本专题实验【练】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题2.3　本专题实验【练】
1、（2022·湖南怀化·一模）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，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，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．m                    C．N/m                    D．Pa
（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图1所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用刻度尺测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，利用测量工具测得橡皮筋未受到拉力时的直径，那么测量工具应该是______。
（3）做出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图象，如图2所示，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数，那么，这种橡皮筋的Y值等于______（只要填写Y的数值并保留两位有效数字）
【答案】      D     螺旋测微器     5.0×106
【解析】
（1）根据
可得
可得的单位是，结合
可得
可得的单位是，即压强的单位为，故D正确，ABC错误；
（2）测量直径是测量到毫米的千分位，故用到的测量工具是螺旋测微器；
（3）根据图象可得，劲度系数的大小
根据
其中
联立解得
2、（2022·湖南·模拟预测）某同学想测量两根材料不同、粗细不同、长度不同的轻弹簧的劲度系数，他设计了如图（a）所示的实验装置。实验操作步骤如下：
①将一根粗细均匀的杆竖直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；
②将轻弹簧A套在竖直杆上，将轻弹簧B套在弹簧A外面，弹簧A与杆之间以及弹簧B与弹簧A之间均有一定间隙；
③将刻度尺竖直固定在弹簧左侧，读出此时弹簧A、B的长度；
④将金属圆环套在竖直杆上并轻轻放在弹簧上，待圆环平衡后从刻度尺上读出弹簧A、B的长度；
⑤逐渐增加金属圆环（与此前所加的金属圆环完全相同）个数，重复步骤④；
⑥根据实验数据得出弹簧上方所加金属圆环的个数n及弹簧A对应的形变量x，通过计算机拟合出如图（
b）所示的图像；
⑦用天平测量出一个金属圆环的质量为100g，实验过程中未超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取。
回答下列问题：
（1）弹簧A、B的劲度系数分别为___________N/m，___________N/m；
（2）若把弹簧A、B串接在一起，将一端固定在天花板上，另一端悬挂一重力为G的物块，则物块静止时两弹簧的伸长量之和___________（用、、G表示）。
【答案】      156.8     235.2    
【解析】
（1）由题可知，圆环数为4个时，恰好压在弹簧B上，且不受到B的弹力，此前，圆环仅受弹簧A的弹力，此后受到A、B两个弹簧的弹力，对时
解得
对时
解得
（2）串联时，两个弹簧的拉力相等，则
可得
3、（2022·湖北·黄冈中学二模）某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=0.55kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k。取重力加速度g=10m/s2，其操作如下：
a、将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度；
b、将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度，如图甲所示；
c、在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为74°，测出弹簧Q的长度及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；
（1）由图可得L1=__________cm；则弹簧P的劲度系数k=________N/m；
（2）当L2=___________cm，__________时，就验证了力的平行四边形定则。
【答案】      17.50     110     18.50     53°
【解析】
(1) 由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm，根据甲图可知，物体的长度为
根据平衡条件可知，弹簧弹力
则弹簧劲度系数
(2) 由力的平行四边形定则作力的关系，如图
弹簧P的大小与矿泉水瓶重力相等，则
由几何知识知
解得
4、（2022·全国·高三专题练****某实验小组用如图所示装置探究力的合成与分解。木板上固定一张画有角度刻度线的白纸，调节木板竖直且零刻度线水平，轻质弹簧测力计a和b通