第2章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 1.（2025·天津模拟）利用如图所示的装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。 （1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持　　　　　状态。 （2）下列操作正确的是　　　　（填选项前字母）。 A.实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度 B.用刻度尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量 C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读出刻度尺的示数 D.逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重力 （3）某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量x作为横坐标，弹力F作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为　　　　（填选项前字母）。 2.（2025·江西上饶模拟）在“探究弹簧弹力与伸长量关系”的实验中，第一组同学设计了如图甲所示的实验装置。将弹簧竖直悬挂在铁架台上，先测出不挂钩码时弹簧的长度L0，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L，根据x＝L－L0算出弹簧伸长的长度x，根据测量数据画出如图乙所示的F-x图像。 （1）根据所得的F-x图像可知，该弹簧的劲度系数为　　　　 N/m。 （2）第二小组同学将第一组同学用的同一弹簧水平放置测出其自然长度L0，然后竖直悬挂测出挂上钩码后的弹簧的总长度L，根据x＝L－L0算出弹簧伸长的长度x。他们得到的F-x图线如图丙所示，则图像不过原点的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，第二组同学利用该方案测出弹簧的劲度系数和第一组同学测出的结果相比　　　　（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 3.（2025·天津二模）某实验小组利用“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置测量弹簧的劲度系数。 将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，读出弹簧长度，记为l0；弹簧下端挂上砝码盘时，读出弹簧长度，记为lx；在砝码盘中每次增加一个10 g的砝码，弹簧长度依次记为l1至l6，数据如下表： 代表符号 l0 lx l1 l2 数值（cm） 24.35 27.35 29.35 31.33 代表符号 l3 l4 l5 l6 数值（cm） 33.36 35.35 37.37 39.35 （1）由表中数据可以看出，所用刻度尺的最小分度为　　　　　（选“1 mm”或“0.1 mm”）； （2）如图是根据表中数据做图像，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与　　　　　的差值（填“l0”或“lx”）； （3）通过图像可得弹簧的劲度系数为　　　　　N/m（取重力加速度g＝9.8 m/s2）。 4.（2024·湖北武汉模拟）某实验小组为测量自动笔里面被压缩的弹簧的劲度系数，他们一开始设计如图甲所示的实验：将自动笔活动端竖直置于电子秤上，当竖直向下按下约0.80 cm时（未触底且未超过弹簧弹性限度），稳定后电子秤上的读数增加了37.85 g（重力加速度大小g取10 m/s2）。 （1）此笔里的弹簧劲度系数为　　　　　 N/m（结果保留3位有效数字），这支笔的重力对实验　　　　（填“有”或“无”）影响； （2）由于弹簧较短，施加适当外力时长度变化不太明显，于是他们将实验设计成图乙所示：将三根相同的弹簧串起来，竖直挂在图乙所示的装置中。小组成员通过测量，作出三根弹簧的总长度l与相应所挂重物重力，即拉力大小F的关系图像如图丙，则一根弹簧的劲度系数为　　　　 N/m（结果保留3位有效数字）。 5.（2025·广东汕头一模）有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图甲所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验： 科技实践小组设计装置如图乙所示，测量出数据记录在表格： 实验次数 1 2 3 4 5 砝码质量m/g 10 20 30 40 50 弹簧长度l/cm 4.51 4.03 3.48 3.27 2.46 弹簧形变量Δl/cm 0.99 1.47 2.02 2.23 3.04 （1）依据测量数据画出m-Δl图像如图丙所示，观察图像可发现，其中第　　　　次数据误差较大，应该删除。 （2）根据图像可得劲度系数k＝　　　　N/m（结果保留两位有效数字，g取10 N/kg）。 （3）在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能　　　　（选填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）。 6.（2025·四川泸州二模）某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验，以探究弹簧的劲度系数。 （1）将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上，甲装置用一根弹簧挂物块m1，乙装置用另外两根弹簧挂大小相同但质量不同的物块m2，在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离，此时刚好均为x1，如图所示，则m1是m2的　　　　倍。 （2）只交换两物块的位置，此时甲装置的距离传感器显示为x2，弹簧相对原长的形变量为Δx1；乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为Δx2，则Δx1是Δx2的　　　　倍。 （3）已知物块质量m1＝0.50 kg，当地重力加速度g取9.8 m/s2，该同学测得x1＝10 cm、x2＝8 cm，则每根弹簧的劲度系数k＝　　　　 N/m。 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 1.（1）竖直　（2）CD　（3）A 解析：（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。 （2）实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，故A错误；用刻度尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量，而是原长和伸长量之和，故B错误；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读出刻度尺的示数，故C正确；为防止超过弹簧的弹性限度，应逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重力，故D正确。 （3）根据胡克定律F＝kx知，作出的图像应为一条过原点的倾斜直线，故选A。 2.（1）25　（2）弹簧自身的重力导致还没挂钩码时就伸长了　相同 解析：（1）由F-x图像可知，该弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝25 N/m。 （2）弹簧竖直悬挂时，弹簧在自身重力作用下要伸长，弹簧自身的重力导致还没挂钩码时就伸长了，由F＋mg＝kx 可得F＝kx－mg 两种情况下斜率相同，测量结果相同。 3.（1）1 mm　（2）lx　（3）4.9 解析：（1）用刻度尺测量长度时要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故刻度尺的最小分度为1 mm。 （2）弹簧下端挂上砝码盘时，根据胡克定律可得m盘g＝k（lx－l0） 在砝码盘中增加砝码，根据胡克定律可得mg＋m盘g＝k（l－l0） 可得m＝（l－lx） 可知横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度lx的差值。 （3）根据胡克定律，可知弹簧的劲度系数为k＝＝＝ N/m＝4.9 N/m。 4.（1）47.3　无　（2）50.0 解析：（1）根据胡克定律，可得此笔里弹簧的劲度系数为k＝＝≈47.3 N/m。 无影响，这是由于弹簧受挤压时弹力大小可借助于电子秤测出，所以与笔的重力无关。 （2）由于有三根弹簧，则弹簧劲度系数满足 k＝ N/m＝50.0 N/m。 5.（1）4　（2）20　（3）逐渐变小 解析：（1）由题图丙可知，第4次的描点偏离图线较远，出现明显偏差，故第4次数据误差较大，应该删除。 （2）根据胡克定律mg＝kΔl 可得m＝Δl 由图像斜率可得＝ kg/m＝2 kg/m 解得k＝20 N/m。 （3）在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾盒的重力减少，弹簧的形变量减少，故弹簧的弹性势能逐渐变小。 6.（1）　（2）4　（3）245 解析：（1）根据题意，两物块均受力平衡，则由受力分析及胡克定律可知甲、乙两装置弹簧伸长量相等，即k·Δx＝m1g，2k·Δx＝m2g 则＝ 即m1是m2的倍。 （2）交换位置后再分别对两物体受力分析，有k·Δx1＝m2g，2k·Δx2＝m1g 两式联立解得＝ 即Δx1是Δx2的4倍。 （3）设弹簧处于原长状态时，下端与传感器之间的距离为h，则h＝x1＋Δx，h＝x2＋Δx1 代入m1与g值，与以上方程联立，解得k＝245 N/m。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $