Question

（I）某小組探究彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧形變之間的關(guān)系，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．將輕彈簧放置在水平軌道上，A端固定在軌道的一端，B端自由．在桌邊緣懸掛有一重錘線．取一個(gè)小球置于彈簧的B端，用手推小球使彈簧壓縮，放手后小球被彈出做平拋運(yùn)動(dòng)．利用該裝置可以粗略探究彈簧壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能與壓縮量之間的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中，得到彈簧壓縮量x和小球離開桌面后的水平位移s的一些數(shù)據(jù)如下表所示．

次數(shù)	l	2	3	4
x/cm	2.00	3.00	4．O0	5.00
s/cm	10.15	15.13	20.16	25.14

①該實(shí)驗(yàn)在測(cè)定彈簧的彈性勢(shì)能時(shí)，所采用的方法是

 

；
A．控制變量法B．間接測(cè)量法C．累積測(cè)量法  D．類比法
②分析表電的數(shù)據(jù)可得結(jié)論是：
A．在誤差允許的范圍內(nèi)，對(duì)于給定的彈簧，其彈性勢(shì)能與其壓縮量的比例關(guān)系是：

 

．
B．當(dāng)壓縮量x越大時(shí)，上述比例關(guān)系的誤差也越大，其原因是：

 

（II）為了探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度變化的規(guī)律，一同學(xué)要測(cè)定光敏電阻在不同強(qiáng)度的光照射下的電阻值．該同學(xué)使用的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．光敏電阻R，其阻值大于20Ω；
B．電壓表，量程4.5V，內(nèi)阻約2kΩ；
C．電流表，量程0.6A，內(nèi)阻為0.1Ω；
D．滑動(dòng)變阻器R′，阻值范圍0～20Ω；
E．電源E，電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻未知；
F．標(biāo)有“4.5V，0.2A”的小燈泡一只；
G．電鍵K一只，導(dǎo)線若干；
該同學(xué)已消除了外部環(huán)境的光線對(duì)光敏電阻的影響，即照射在光敏電阻上的光線全部來(lái)自于小燈泡．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，使小燈泡與光敏電阻間保持一定距離，并通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別精確測(cè)出燈泡不亮、微亮、較亮、最亮四種條件下的光敏電阻值．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

小燈泡亮度	電壓U/V	電流I/A	光敏電阻值R/Ω（取3位有效數(shù)字）
不亮	4.40	0	∞
微亮	4.32	0.11	39.2
較亮	4.24	0.21
最亮	4.10	0.40

a、存上面的表格中填出不同亮度燈光照射下的光敏電阻值；
b、清存下面的方框中畫出該同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并按電路圖進(jìn)行實(shí)物連接；

Answer 1

分析：1、彈簧釋放后，小球在彈簧的彈力作用下加速，彈簧與小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球離開桌面后，做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求平拋的初速度，先從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧的壓縮量與小球的射程的關(guān)系，再結(jié)合第一小問(wèn)中結(jié)論得到彈性勢(shì)能與小球的射程的關(guān)系，最后綜合出彈簧的彈性勢(shì)能E_P與彈簧長(zhǎng)度的壓縮量x之間的關(guān)系．
2、由表格讀出電壓U和電流I，根據(jù)歐姆定律求出電阻．
利用變阻器調(diào)節(jié)燈泡的電壓，從而調(diào)節(jié)其亮度．根據(jù)光敏電阻與電壓表、電流表內(nèi)阻的關(guān)系，選擇電流表的接法．

解答：解：（I）①?gòu)椈舍尫藕�，小球在彈簧的彈力作用下加速，彈簧與小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球離開桌面后，做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求平拋的初速度，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧的壓縮量與小球的射程的關(guān)系，再?gòu)那懊娴慕Y(jié)論得到彈性勢(shì)能與小球的射程的關(guān)系，最后綜合出彈簧的彈性勢(shì)能E_P與彈簧長(zhǎng)度的壓縮量x之間的關(guān)系．所以該實(shí)驗(yàn)在測(cè)定彈簧的彈性勢(shì)能時(shí)，所采用的方法是間接測(cè)量法．
故選：B．
②釋放彈簧后，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能
E_p=

1

2

mv²  ①
小球接下來(lái)做平拋運(yùn)動(dòng)，有
s=vt      ②
h=

1

2

gt²   ③
由①②③式可解得
E_p=

ms2g

4h

  ④
由④的結(jié)論知：E_P∝s²，
題目表格中給定的數(shù)據(jù)可知s∝x，綜上可知：E_P∝s²
故彈簧的彈性勢(shì)能E_P與彈簧長(zhǎng)度的壓縮量x之間的關(guān)系為E_P∝x²，即 彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量的平方成正比．
當(dāng)壓縮量x越大時(shí)，上述比例關(guān)系的誤差也越大，其原因是：小球在桌面滑行的距離越大，克服摩擦做功使機(jī)械能損失越多．
（II）a．由表格讀出U=4.24V，I=0.21A，則R=

U

I

=20.1Ω，
U=4.10V，I=0.40V，則R=

U

I

=10.2Ω；
b、將變阻器接成分壓式調(diào)節(jié)燈泡的亮度．由于電流表的內(nèi)阻很小，可采用電流表的內(nèi)接法，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，所以電路圖如圖．對(duì)照電路圖，按一定順序連接實(shí)物圖．如圖．

故答案為：（I）①B；②A．彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量的平方成正比；B．小球在桌面滑行的距離越大，克服摩擦做功使機(jī)械能損失越多
（II）a．20.1Ω，10.2Ω；b、如圖

點(diǎn)評(píng)：1、該題首先是考察了平拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，解決關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題常用的方法是沿著水平和豎直兩個(gè)方向進(jìn)行分解，運(yùn)用各方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行解答．
利用x與s之間的關(guān)系求出彈簧彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式．
2、本題主要考查了學(xué)生的分析能力．有對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力，有計(jì)算題的分析能力，有解決實(shí)際問(wèn)題的能力．