2022届高考物理一轮复习实验抢分专练(二) 探究弹簧弹力与形变量的关系(含解析)

实验抢分专练(二)　探究弹簧弹力与形变量的关系 1．在进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，一个实验小组使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。 下列表述正确的是________。(填选项前字母) A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 2．(2018·全国Ⅰ卷)如图甲，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。 现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图乙所示，其读数为__________cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为__________N/m(保留3位有效数字)。 3．(2021·扬州模拟)某同学欲做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，有铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码。 (1)实验中还需要的测量工具是__________； (2)用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于__________(选填“竖直”或“水平”)位置且处于平衡状态； (3)用纵轴表示钩码质量m，横轴表示弹簧的形变量x，根据实验数据绘制出图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数k＝______N/m(重力加速度g取9.8 m/s2)； (4)若某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的__________。 　 4．在“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。 (1)某次测量如图乙所示，指针示数为______cm。 (2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数lA和lB如表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m(取重力加速度g＝10 m/s2)，由表中数据__________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。 钩码数 1 2 3 4 lA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 lB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 5.在探究弹力和弹簧伸长量的关系时，某同学先按图1对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究。在弹簧弹性限度内，将质量为m＝50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图1、图2中弹簧的长度L1、L2，如表所示。 钩码个数 1 2 3 4 L1/cm 30.00 31.04 32.05 33.02 L2/cm 29.33 29.65 29.97 30.30 (1)已知重力加速度g＝9.8 m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k＝__________N/m(结果保留两位有效数字)。 (2)由表中数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数。 答案解析 1．在进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，一个实验小组使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。 下列表述正确的是________。(填选项前字母) A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 【解析】选B。F-l图象在l轴上的截距表示弹簧的原长，因为此位置弹力为0，弹簧没有伸长，从图象看出，a的原长比b的短，A错误。F-l图象的斜率表示弹簧的劲度系数，从图象看出，a的劲度系数比b的大，B正确，C错误。测得的弹力与弹簧的伸长量成正比，D错误。 2．(2018·全国Ⅰ卷)如图甲，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。 现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图乙所示，其读数为__________cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为__________N/m(保留3位有效数字)。 【解析】标尺示数如图乙所示，其读数为37 mm＋0.05 mm×15＝37.75 mm＝