高考物理一轮复习 第二单元 相互作用 题组层级快练10 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、题组层级快练(十)一、选择题1(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度B用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把(LL0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图像中的()答案(1)B(2

2、)C解析(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减砝码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，所以选B项(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C项二、非选择题2(2015福建)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l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逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指

3、针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B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(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_答案(1)6.93(2)A(3)钩码重力超过弹簧弹力范围解析(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm，则伸长量l14.66 cm7.73 cm6.93 cm.(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧(3)AB段明显偏离OA，伸长量l不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的3(2017深圳调研)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各

4、自的劲度系数，如图甲所示(1)未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为_ cm；(2)将质量50 g的钩码逐个挂在弹簧的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x，可描绘出如图丙所示的图像，由图像可计算出弹簧的劲度系数k2_ N/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)图丙中，当弹簧的伸长量超过17 cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第_个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧的劲度系数_(选填“有”或“没有”)影响(弹簧的弹性限度足够大)答案(1)11.50(2)28(3)5没有解析(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为11.

5、50 cm；(2)由图像中的数据可知，弹簧的形变量为x7.00 cm时，拉力：F40.059.8 N1.96 N根据胡克定律知：k2 N/m28 N/m；(3)由图像中的数据可知，当弹簧的伸长量为14 cm时，对应的拉力是1.96 N，所以其劲度系数：k1 N/m14 N/m，弹簧的伸长量为17 cm时，对应的拉力Fk1x140.17 N2.38 N，n4.86，由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这时，弹簧的图线仍然是直线，说明对测量弹簧的劲度系数没有影响4某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2)实

6、验中需要测量(记录)的物理量有_(3)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0_ cm，劲度系数k_ N/m.(4)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x_ cm.答案(1)竖直(2)悬挂钩码的重力及对应的弹簧长度(3)450(4)10解析(1)为了刻度尺读数准确，要求刻度尺保持竖直(4)由胡克定律，可得Fk(xx0)，可知图线与x轴的截距大小等于弹簧的原长，即x04 cm；图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数k50 N/m.(5)由胡克定律，可得Fk(xx0)，代入数据得x10 cm.5某同学探

7、究弹力与弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_(3)下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)(4)由图可知弹簧的劲

8、度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)答案(1)竖直(2)静止L31 mm(3)Lx(4)4.910解析(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向(2)弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范，标准数据应读至cm位的后两位，最后一位应为估读值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以xLLx.(4)由胡克定律Fkx知，图线斜率即为劲度系数k N/m4.9 N/m，同理砝码盘质量m kg0.01

9、kg10 g.6通过“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为L0和L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1k2k3乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1k2k2k3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有_(2)简要写出实验步骤(3)如图是实验得到的图线根据图线

10、得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？答案见解析解析(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(或弹簧测力计)(2)实验步骤：a将弹簧B悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度LB；b在弹簧B的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n个)，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c由Fmg计算弹簧的弹力；由xL1LB计算出弹簧的伸长量由k计算弹簧的劲度系数；d改变钩码的个数，重复实验步骤b、c，并求出弹簧B的劲度系数k2的平均值；e按实验步骤a、b、c、d求出弹簧C的劲度系数k3的平均值；f比较k1、k2、k3得到结论(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短的劲度系数越大(或越长的劲度系数越小)7某同学在研究性学习中，

11、利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h0.25 m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的左部分位于筒内)，如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变l，作出Fl变化的图线如图乙所示(1)由此图线可得出的结论是_；(2)弹簧的劲度系数为_ N/m，弹簧的原长l0_ m；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于_；缺点在于_答案(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比(2)1000.15(3)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与筒及绳子与滑轮间存

12、在的摩擦造成实验的误差解析(1)在弹性限度内，弹力和弹簧的伸长量成正比(2)弹簧原长为l0，则根据胡克定律，有Fk(hll0)klk(hl0)由此可知，图像的斜率大小表示劲度系数大小，故k100 N/m，h0.25 m，当l0时，F10 N，将数据代入方程，可解得l015 cm0.15 m.(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于避免弹簧自身所受重力对实验的影响缺点在于：弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差8(2017南昌模拟)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图1所示，则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数为_ N/m

13、.(2)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_更合理若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，c的示数为4.0 N，则A和B间的动摩擦因数为_答案(1)300(2)甲0.30解析(1)由图读出，弹簧的弹力F0时，弹簧的长度为l020 cm，即弹簧的原长为20 cm，由图读出弹力为f060 N，弹簧的长度为l020 cm，弹簧压缩的长度x0ll0402020 cm0.2 m；由胡克定律得弹簧的劲度系数为k300 N/m；(2)甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理；由于弹簧测力计a示数为6.0 N，所以A、B间的动摩擦因数0.30.