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    20．理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=$\frac{1}{2}$kx2 （式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧长度的变化量）．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：
    ①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧的伸长量为d．
    ②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H．
    ③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L．

    （1）A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量，这个物理量是确定弹簧的劲度系数k；请用m、d、g表示所示的物理量$\frac{mg}{d}$；．
    （2）如果Ep=$\frac{1}{2}$kx2 成立，那么：
    A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x=$\sqrt{2dH}$；
    B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x=L$\sqrt{\frac{d}{2h}}$．

    分析 （1）根据重力与弹簧的弹力平衡，借助于胡克定律，即可求解；
    （2）A同学运用弹簧的弹性势能转化为重力势能来测量形变量，而B同学则是运用弹簧的弹性势能转化为动能，并借助于做平抛运动来算出初速度，从而即可求解．

    解答 解：（1）A、B两位同学进行图甲所示的实验都进行形变量的测量，目的是为了确定弹簧的劲度系数；根据胡克定律k=$\frac{mg}{△x}$，则有：k=$\frac{mg}{d}$；
    （2）A同学实验中，根据弹簧的弹性势能转化为重力势能，
    则有：$\frac{1}{2}$kx2=mgH，k=$\frac{mg}{d}$；
    由上解得：x=$\sqrt{2dH}$；
    B同学，弹簧的弹性势能转化为动能，而动能则借助于平抛运动来测得初速度．
    则由水平位移与竖直高度可得水平初速度：v0=$\frac{l}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$=L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$，
    所以：$\frac{1}{2}$k${（\frac{mg}{d}）}^{2}$2=$\frac{1}{2}$m${（L\sqrt{\frac{g}{2h}}）}^{2}$，解得：x=L$\sqrt{\frac{d}{2h}}$
    故答案为：（1）确定弹簧的劲度系数k；k=$\frac{mg}{d}$；（2）$\sqrt{2dH}$；L$\sqrt{\frac{d}{2h}}$．

    点评 本题考查如何测量弹簧的形变量，并通过不同的实验去设计、测量，并处理数据，最后数据误差分析，从而激发学生的学习兴趣．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．如图所示是一把既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝．若只要吹冷风，则S1将断开，S2将闭合；B通电时，把电能转化为内能；A的发动机是利用磁场对通电导线的作用来工作的．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    11．在相同的电压下，通过导体A的电流大于通过导体B的电流，则导体B的电阻大；若导体A、B的长度和材料相同，则导体A横截面积更大些．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    8．小明到南湖去游玩，看到湖畔垂柳成荫，水面倒影如镜．从物理学角度看，“垂柳成荫”是由光的直线传播形成的，“倒影如镜”是由光的反射所形成的岸边柳树的虚像（选填“实像”或“虚像”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    15．某空间区域有竖直方向的电场（图中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中物体的机械能E与物体位移x关系的图象如图所示，由此可以判断（　　）
    A．物体所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向下
    B．物体所处的电场为匀强电场，场强方向向下
    C．物体可能先做加速运动，后做匀速运动
    D．物体一定做加速运动，且加速度不断增大

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    5．下列关于密度说法正确的是（　　）
    A．密度大的物体质量一定大
    B．固体的密度一定比液体大
    C．体积大的物体密度一定小
    D．密度大的物体单位体积的质量一定大

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．小雨同学想用自家的相机给鹦鹉照一张全身像，但从取景框中看到如图甲所示，于是他后退一些（填“后退”或“前移”）；并将镜头后缩．（填“后缩”或前伸”） 就得到了如图乙的清晰的照片．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    9．小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变．
    （1）闭合开关前，老师发现小丽连接的电路有一条导线没有连接，请你在图甲中用笔画出这条连线．（要求滑片向左滑动时小灯泡变亮）

    （2）小丽测小灯泡电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
    （3））闭合开关前，将滑片移到最右端（填“最右端”或“最左端”）．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是小灯泡短路．
    （4）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，示数为0.38A，小灯泡正常工作时的电阻是10Ω．
    （5）完成上述实验后，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：
    ①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为3.8V
    ②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U．
    ③小灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量表示）

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    7．请按要求作图：

    （1）在图甲中大致画出这条入射光线的折射光线．
    （2）根据平面镜成像特点，在图乙中作出物体AB在平面镜中成的像．
    （3）在图丙中画出射向凸透镜的入射光线．

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