第10讲 探究弹簧弹力与形变量的关系（练习）——备战2024年高考物理一轮复习全面攻略

第10讲 探究弹簧弹力与形变量的关系 姓名：__________ 班级：__________考号：__________ 1、 好题与新题 1．（2024·广东惠州·统考一模）某学习小组利用如图（a）所示的实验装置测量圆形橡皮筋的弹性模量，在弹性限度内，橡皮筋像弹簧一样，弹力大小F与伸长量x成正比，即，k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y在材料力学上称之为弹性模量。    （1）在国际单位制中，弹性模量Y的单位应该是 。 A．N　　B．m　　C．N/m　　D． （2）先利用刻度尺测量圆形橡皮筋的原长L=20.00cm，再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D，如图（b）所示，则 mm。 （3）作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图像，如图（c）所示，则该橡皮筋的k值为 N/m，由通过计算得出该橡皮筋的弹性模量 （保留两位有效数字）。 2．（2023·山东济南·统考三模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量电梯竖直上下运行时的加速度，其构造如图甲所示。将弹簧竖直自由悬挂时，指示针指示的刻度尺刻度为6.50cm；在弹簧下端悬挂一质量为0.2kg的钩码，当钩码静止时指示针指示的刻度尺刻度如图甲所示。已知该装置中使用的弹簧在从原长到拉伸4.50cm范围内能较好的满足胡克定律，重力加速度g=9.8m/s2。 （1）该弹簧的劲度系数k= N/m；（结果保留两位有效数字） （2）该“竖直加速度测量仪”可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值为 m/s2；（结果保留三位有效数字） （3）在实际测量过程中，指示针会随钩码上下振动，为了能让指示针尽快稳定下来，该同学将钩码换成与钩码质量相同的强磁铁，并在强磁铁正下方放置一铝块，如图乙所示。与不加铝块相比，此种情况下测得的加速度值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （4）弹簧下端悬挂钩码的质量越大，该测量仪可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）。 3．（2022·广东·统考模拟预测）用如图甲所示的装置来探究胡克定律，轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接，在右端水平拉力F的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长，弹簧与水平面不接触，通过刻度尺可以读出弹簧的伸长量X，通过拉力传感器可以读出F，多次测量F、X做出F-X图像如图乙所示，回答下列问题： （1）伸长量达到某个点后图像变弯曲，原因可能是 ； （2）弹簧的劲度系数为 ； （3）弹簧的伸长量分别为X2和X1时，拉力传感器的示数之差为 。 4．（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。 5．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。      （1）下列说法中正确的是