专题05 弹簧、橡皮条类实验-2023版高考物理一轮复习全国百所名校名题分类汇编

专题05 弹簧、橡皮条类实验 1.(2022·安徽安庆市一模)某实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验，采用如图甲所示的装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力．实验中作出了小盘中砝码重力F随弹簧伸长量x变化的图象如图乙所示． (1)图象乙不过原点的原因是________． (2)利用图象乙，可求得小盘的重力为________ N，小盘的重力会使弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 【答案】　(1)未考虑小盘的重力　(2)1　不变 【解析】　(1)由于受到的小盘的拉力，使弹簧变长，所以F－x图象不过原点； (2)利用图象乙，当弹簧的形变量为零时的拉力大小等于小盘的重力大小，因此图象反向延长与F轴交点可求得小盘的重力为1 N； 应用图象法处理实验数据，所对应图象的斜率表示弹簧的劲度系数，小盘的质量不会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值不同． 2.(2022届云南省昆明市云师大附属中学高三（上）高考适应性月考卷理综物理试题)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示。 （1）未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为___________cm。 （2）将质量50g的钩码逐个挂在弹簧I的下端，逐次记录所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x，可描绘出如图丙所示的图像，由图像可计算出弹簧II的劲度系数kII=___________N/m。（取重力加速度g=9.8m/s2） （3）图丙中，当弹簧I的伸长量超过17cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第___________个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，若再加挂钩码，弹簧II的图线斜率___________（填 “会”或“不会”）发生变化（弹簧II的弹性限度足够大）。 【答案】 ①. 11.50 ②. 28 ③. 5 ④. 不会 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为11.50 cm。 (2)[2]由图像中的数据可知，弹簧Ⅱ的形变量为时，拉力 根据胡克定律知 (3)[3]由图像中的数据可知，当弹簧Ⅰ的伸长量为14cm时，对应的拉力是1.96N，所以其劲度系数 弹簧Ⅰ的伸长量为17cm时，对应的拉力 ， 由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度。 [4]对轻质弹簧，任意位置弹力大小相等，即弹簧Ⅱ受到的拉力大小仍等于钩码对弹簧Ⅰ的拉力大小，又因为弹簧Ⅱ的弹性限度足够大，说明对弹簧Ⅱ的劲度系数没有影响，图线斜率不变。 3.[2022·百校联盟摸底联考(全国Ⅰ卷)]某同学测量一弹簧测力计内部弹簧的劲度系数，如图甲，他把弹簧测力计挂在铁架台上，用手向下拉动弹簧测力计挂钩，读出弹簧测力计示数，并使用刻度尺测量弹簧测力计悬挂点到此时弹簧测力计指针位置的距离。改变手向下的拉力，重复上述测量，根据所测数据计算可得到弹簧测力计内弹簧的劲度系数。回答下列问题。 (1)若某次实验弹簧测力计示数如图乙所示，则手的拉力为________ N； (2)当手拉力为F1时，刻度尺测量读数为l1；当手拉力为F2时，刻度尺测量读数为l2，则该弹簧测力计内弹簧的劲度系数k可表示为________； (3)若实验室有两种规格的弹簧测力计，图丙为另一弹簧测力计的刻度盘，已知图乙最小分度的长度和图丙最小分度的长度相同，则图乙弹簧的劲度系数k1和图丙弹簧的劲度系数k2的关系为k1＝________k2。 【答案】　(1)2.45　(2)　(3) 【解析】　(1)弹簧测力计最小分度为0.1 N，所以读数为2.45 N(2.42～2.47均可得分)。 (2)根据胡克定律F＝kx，k＝＝ 所以k＝。 (3)根据k＝，长度变化相等时，力变化丙图是乙图的5倍，所以k1＝k2。 4.(2022届重庆市天星桥中学高三（上）学业质量调研抽测物理试题（一）)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根轻质弹簧如图1连接起来进行探究。 (1)某次测量如图2，指针示数为_______cm； (2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如下表。用表中数据计算弹簧I的劲度系数k1=_________N/m，弹簧I的劲度系数k1_________弹簧II的劲度系数k2（选填“大于”、“等于”或“小于”）（重力加速度g=10m/s2，结果保留三位有效数字）。 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 【答案】 ①. 16.00 ②. 12.4 ③. 小于或 < 【解析】