课时跟踪检测(12) 探究弹簧弹力与形变量的关系(Word练习)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

**基本信息** 聚焦胡克定律实验探究，通过基础操作、创新应用及生活化设计，构建“概念-实验-数据-误差”递进式训练体系，培养科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验|第1题|原长测量、F-L图像绘制与劲度系数计算|从弹簧原长（概念）到形变量（ΔL=L-L₀），通过图像斜率（科学推理）建立F=kx定量关系| |创新应用|第2题|橡皮筋劲度系数测量（传感器）及误差分析|迁移胡克定律至非理想弹簧（橡皮筋），分析拴结点长度对形变量的影响（质疑创新）| |生活化拓展|第3题|水体积-伸长量关系图像（斜率、截距意义）|结合密度公式（ρVg）拓展F=kx应用，通过线性方程（x=ρgV/k + mg/k）深化科学论证|

课时跟踪检测(十二)　探究弹簧弹力与形变量的关系 1.(6分)为了研究“弹簧长度与弹力大小的关系”,某物理研究小组利用如图甲装置设计实验,操作步骤如下: (1)先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,如图乙所示,指针示数为　　　　cm;(2分)  (2)在弹性限度内,将质量均为50 g的钩码逐个挂在绳子下端,记下指针示数L如表中所示,请在图丙中作出F⁃L图像(重力加速度取g=10 m/s2);(2分) 钩码数/个 1 2 3 4 L/cm 10.00 14.00 18.00 22.00 (3)根据F⁃L图像可得弹簧的劲度系数为　　　N/m。(保留3位有效数字)2分)  2.(6分)(2025·重庆三模)用图甲所示装置测量一条橡皮筋的劲度系数。将细线下端拴在橡皮筋的上端部位,细线上端固定在铁架台的横梁上,橡皮筋下端固定一个水平的轻质小纸片,橡皮筋自然下垂,桌面上的距离传感器可以测出水平小纸片与传感器上表面的距离h。记录所挂钩码的个数n和对应的h值。已知每个钩码的质量m=50 g,重力加速度g取10 m/s2。 (1)根据实验记录的数据作出h随钩码个数n的变化关系图像如图乙所示,可得图像斜率的绝对值为　　　cm/个,橡皮筋的劲度系数测量值k=　　　N/m(结果均保留2位有效数字)。(4分)  (2)为防止橡皮筋从上端细线中脱落,橡皮筋在细线拴结点上方留有一小段长度(如图丙),这会导致实验对整条橡皮筋劲度系数的测量值　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2分)  3.(6分)(2025·四川高考)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,当地重力加速度为9.8 m/s2。实验过程如下: (1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为　　　　 cm。(2分)  (2)将弹簧一端细绳系到墙上的挂钩上,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后系一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。 (3)用带有刻度的杯子量取50 mL水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。 (4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所示直线,其斜率为200 m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为　　　 N/m(结果保留2位有效数字)。(2分)  (5)图3中直线的截距为0.005 6 m,可得所用小桶质量为　　　　 kg(结果保留2位有效数字)。(2分)  答案 课时跟踪检测(十二) 1.解析:(1)刻度尺最小分度值为1 mm,估读到下一位,所以读数为6.00 cm。 (2)根据表中数据描点连线,F⁃L图像如图。 (3)根据图像的斜率可知,弹簧的劲度系数为k== N/m=12.5 N/m。 答案:(1)6.00　(2)见解析图　(3)12.5 2.解析:(1)图像斜率k0== cm/个=-2.0 cm/个,则斜率的绝对值为2.0 cm/个;由胡克定律可得nmg=k,即h=h0-n,可得-=k0,将m=50 g、g=10 m/s2代入可得k=25 N/m。 (2)橡皮筋在细线拴结点上方留有一小段长度,如将该段橡皮筋放置在结点以下,施加一定拉力后,除原先就在结点以下的橡皮筋部分会伸长外,该段橡皮筋也将伸长,故橡皮筋在细线拴结点上方留有一小段长度,会导致橡皮筋在受到相同拉力时其伸长量变小,所测得的橡皮筋的劲度系数变大,所以这条橡皮筋劲度系数的测量值偏大。 答案:(1)2.0　25　(2)偏大 3.解析:(1)由题图1可知,该刻度尺的分度值为0.1 cm,应估读到分度值的后一位,故弹簧原长为13.14 cm。 (4)根据题意由胡克定律可知mg+ρVg=kx,整理可得x=V+,由题意可知=200 m-2,代入数据解得该弹簧的劲度系数为k=49 N/m。 (5)由题意可知=0.005 6 m,代入数据解得所用小桶质量为m=0.028 kg。 答案:(1)13.14(13.13~13.15均可) (4)49　(5)0.028 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $