第二章 实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系-2023高考物理【直击双1流】一轮复习讲义训练题组

实验 2　 探究弹力和弹簧伸长的关系 A 组 　 课时专练 1. (2021·平江县二中期中) 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并 测定弹簧的劲度系数” 的实验中,实验装置如图甲所示. 所用的 每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力. 实验时 先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将 5 个钩码逐个挂在绳 子的下端,每次测出相应的弹簧总长度. 甲 乙 (1) 有一名同学通过以上实验测量后把 6 组数据在如图乙所示 的坐标纸中描点,请作出 F - L 图线; (2) 由此图线可得出弹簧的原长 L0 = ,劲度系数 k = N / m; (3) 第 6 个点明显偏离前 5 个点,原因可能是 . 2. (2021·重庆巴蜀中学期中) 如图甲所示,在“探究弹簧弹力与 形变量的关系” 实验中,某同学在竖直悬挂的弹簧下端逐渐加 挂规格为 50 g 的钩码,钩码个数、弹簧的总长度和弹簧弹力都 如实记录在表格中. 实验时弹力始终未超过弹性限度,重力加 速度 g 取 9. 8 N / kg. 甲 乙 钩码个数 0 1 2 3 4 5 弹簧总长度 L / cm 16. 30 18. 21 20. 11 22. 03 23. 92 弹力 F / N 0 0. 49 0. 98 1. 47 1. 96 2. 45 (1) 根据表中数据在图乙中作出弹簧弹力与弹簧总长度的关 系图像(即 F - L 图像); (2) 该同学在实验操作中遗漏了测量弹簧下端不挂钩码时的 长度(即原长 L0 ),请根据作出的 F - L图像,计算弹簧的劲 度系数 k = N / m, 并求出弹簧的原长 L0 = cm. (结果均保留 3 位有效数字) 甲 3. (2022·安徽省芜湖市一中月考) 如 图甲所示,某兴趣小组为测量一缓 冲装置中弹簧的劲度系数,把两根 弹簧连接起来,测量两弹簧的劲度 系数. 弹簧 2 的一端固定在竖直放置 的透明有机玻璃管底端,再将单个 质量为 100 g 的钢球(直径略小于玻 璃管内径) 逐个从管口放入,每放入 一个钢球,待弹簧静止,测出弹簧 1 上端和弹簧 2 上端到玻璃管底端的 距离 L1 、L2 . 忽略摩擦,重力加速度 g 取 10 m / s2 . 乙 　 　 丙 (1) 某次测量结果如图乙所示,指针示数为 cm. (2) 在坐标纸上画出 L1 、L2 与钢球个数 n 的关系 L - n 图像,如 图丙所示. 则放入钢球个数 n = 5,待弹簧静止时,弹簧 2 的 形变量为 cm. (3) 可求出弹簧 1、2 的劲度系数分别为 k1 = N / m, k2 = N / m. 4. (2022·福建省永春一中期中) 小军同学利用如图甲所示的装 置可以测量弹簧的劲度系数 k,整个装置放置在水平桌面上,跨 过光滑定滑轮的细线两端分别与放置木板上的木块和弹簧相 连接,在木块上放置砝码. 向右拉动木板,待弹簧指针示数稳定 后,读取弹簧指针的位置 l,计算弹簧指针的位置之差可以得到 弹簧的伸长量 x,小军同学画出弹簧伸长量 x与放置木块上的砝 码质量 m 关系,如图乙所示. 甲 　 　 乙 (1) 对于同一次的指针位置读数,不同的人读数可能是不一样 的,这样引起的误差是 (选填“偶然误差” 或 “系统误差”) . (2) 本次实验还需要知道木块与木板之间的动摩擦因数,小军 经过多次测量得到动摩擦因数 μ 的平均值为 0. 20,其中第 三次测量值为 μ3 = 0. 21, 则该次测量的相 对 误 差 为 . (3) 由图乙以及木块与木板之间的动摩擦因数 μ = 0. 20,可以 求得该弹簧的劲度系数为 N / kg. (重力加速度 g 取 9. 8 m / s2 ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 51第二章　相互作用 　　　 B 组 　 真题特训 1. (2021·广东卷) 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系 数. 缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水 平面夹角为 30°,弹簧固定在有机玻璃管底端. 实验过程如下: 先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为 200 g 的 钢球(直径略小于玻璃管内径)