实验卷(2) 探究弹簧弹力与形变量的关系（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

[实验卷(二)]　探究弹簧弹力与形变量的关系 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2024·河南信阳模拟)某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系”，实验时将弹簧a上端固定在铁架台的横杆上，弹簧a的右侧固定一刻度尺，记录不挂钩码时弹簧a的长度l0，在弹簧a下端悬挂不同质量的钩码，记录每次实验钩码的质量m及对应的弹簧a的长度l，重力加速度g取9.8 m/s2。 (1)由x＝l－l0求出每次弹簧a的伸长量x，根据测量数据作出x­m图像，如图乙中的图线A所示。由图线A可得弹簧a的劲度系数k＝____________N/m(结果保留两位有效数字)。由图像可以得出的结论是 ________________________________________________________________________。 (2)该同学再用弹簧b重做实验，得到的x ­m图像如图乙中的图线B所示，由图像可知，弹簧b的劲度系数____________(选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧a的劲度系数。若继续增大悬挂钩码的质量，测得的数值绘出的图像发现向上弯曲，其原因是________________________________________________________________________。 (3)若将a、b弹簧首尾相连串接在一起后悬挂在铁架台的横杆上，在最下端悬挂50 g的钩码，则稳定后，两根弹簧的总伸长量为____________cm。 解析：(1)钩码稳定时有mg＝kx，可得x＝m，结合图像得＝m/kg，解得k＝49 N/m。由图像得到的结论是：在弹性限度内，弹簧的弹力与其伸长量成正比。 (2)由x＝m可知，图像的斜率越小，对应的弹簧的劲度系数越大，因此弹簧b的劲度系数大于弹簧a的劲度系数。图像向上弯曲的原因是弹簧超出了弹性限度。 (3)钩码稳定时，由平衡条件可知，每个弹簧的弹力都是mg，结合图像可知，两根弹簧的总伸长量为1.6 cm。 答案：(1)49　在弹性限度内，弹簧的弹力与其伸长量成正比　(2)大于　弹簧超出了弹性限度　(3)1.6 2．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)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。 n 1 2 3 4 5 6 Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 (1)利用ΔLi＝Li＋3－Li(i＝1，2，3)计算弹簧的压缩量：ΔL1＝6.03 cm，ΔL2＝6.08 cm，ΔL3＝______cm，压缩量的平均值＝＝______cm。 (2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 (3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字) 解析：(1)根据题意有ΔL3＝L6－L3＝(18.09－12.05) cm＝6.04 cm 压缩量的平均值为＝＝cm＝6.05 cm。 (2)因ΔLi是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 (3)根据钢球的平衡条件有3mgsin30°＝k·，解得k＝＝N/m≈48.6 N/m。 答案：(1)6.04　6.05　(2)3　(3)48.6 3．(2022·湖南高考)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g。 (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/ cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线。 (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为________ cm。 (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______g(计算结果保留3位有效数字)。 解析：(3)根据表格中数据描点连线，如图所示。 (4)由题图可知刻度尺的分度值为1 mm，故读数l＝15.35 cm。 (5)设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则 n1mg＝k(l1－x0)，n2mg＝k(l2－x0) 设冰墩墩的质量为m1，则有m1g＝k(l－x0) 联立各式代入数据可得m1≈127 g。 答案：(3)见解析图　(4)15.35　(5)127 [应考反思]本题创新性地选择身边的橡皮筋、刻度尺、硬币等器材巧测物体的质量，是灵活应用物理规律、实验技能和方法的典范。 学科网（北京）股份有限公司 $