第10讲 探究弹簧弹力与形变量的关系（练习）-2024年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第10讲 探究弹簧弹力与形变量的关系 （模拟精练+真题演练） 1．（2023·湖南·模拟预测）某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度，通过分析数据得出实验结论。 （1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是______。 （2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F－L图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度L0 = ______cm，弹簧的劲度系数k = ______N/m。（结果均保留2位有效数字） （3）该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，某次测量时弹簧测力计的指针如图丙所示，弹簧测力计所测力的大小F = ______N。 2．（2023秋·重庆渝中·高三重庆市求精中学校开学考试）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验 (1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为______cm； (2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是______；（填选项前的字母） A．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 (3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线， ①图线未过坐标原点，造成这种现象的主要原因是______。 ②图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是______。 3．（2023·湖北·校联考模拟预测）某实验小组利用图（a）所示装置探究弹簧的弹力与形变量的关系。实验中使用J2110螺旋弹簧，该弹簧在自然状态下有一定的收缩力。实验时把弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自然下垂时下端的示数（L）。在弹簧的下端悬挂不同质量（m）的钩码，记录弹簧在不同弹力下弹簧下端的示数并填入表格中，计算对应的弹簧伸长量x的值。 0 10 20 30 40 50 60 70 10.50 10.50 10.50 10.50 10.75 11.40 12.20 13.25 0 0 0 0 0.25 0.90 1.70 2.75 80 90 100 110 120 130 140 150 14.30 15.35 16.4 17.50 18.65 19.65 20.75 21.85 3.80 4.85 5.90 7.00 8.15 9.15 10.25 11.35 （1）图（b）是根据上表数据绘制的“”图线，其中段为曲线、段为直线，则该弹簧在_________段满足胡克定律（选填“”“”或“”）； （2）由图（b）可得直线的函数表达式为（单位：g），弹簧的劲度系数_________，弹簧在自然状态下的收缩力_________N（已知重力加速度大小，结果均保留2位小数）； （3）由于弹簧的质量不能忽略，它对弹簧劲度系数的测量_________（选填“有”或“没有”）影响。 4．（2023秋·重庆·高三重庆市璧山来凤中学校模拟预测）兴趣小组设计了如图（a）所示的装置来“探究弹力和弹簧伸长的关系”，下端固定台面上的轻弹簧上端与重力为的物块相连接，用弹簧测力计竖直向上拉物块，定滑轮的作用是定位拉物块的细线，使其保持竖直状态，通过弹簧测力计和刻度尺测定不同拉力下轻弹簧的长度。 （1）对于细线“靠”在定滑轮上而不是“绕过”定滑轮，下列说法正确的是________； A．细线“靠”在定滑轮上是为了保持细线和弹簧均处于竖直状态，以减小实验误差 B．细线“靠”在定滑轮上是为了防止物块离开弹簧上端 C．细线不“绕过”定滑轮是为了减小摩擦力 D．细线不“绕过”定滑轮是因为不需要定滑轮 （2）实验记录弹簧测力计示数和轻弹簧长度，得到如图（b）所示关系图像，由图可知，轻弹簧的原长为________，劲度系数为________（结果保留两位有效数字）。 5．（2020秋·贵州·高三统考模拟预测）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，轻质弹簧上端固定一个力传感器固定在铁架台上，如图甲所示，当手向左拉伸弹簧时，轻质弹簧弹力可以从传感器读出，弹簧的长度可以通过左侧的刻度读出。 (1)图甲是在弹簧下端施加拉力后弹簧两端对应刻度数，已知弹簧上端对应的刻度值为，则此时弹簧长度_____