2020年高考物理一轮专题： 第9讲 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

2020年高考物理一轮专题： 第9讲 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系姓名:_ 班级:_ 成绩:_一、 实验探究题 (共11题；共50分)1. （2分） (2017高二下黑龙江期末) 某同学用如图1所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下（g=9.8m/s2）：砝码质量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/102m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1） 根据所测数据，在如图所示的坐标纸上做出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线（2） 根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为_N/m（保留2位有效数字）2. （5分） (2019高一上南宁月考) 某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其伸长量的关系”的实验弹簧自然悬挂，待弹簧处于静止时，测得其长度记为L0 ， 此后弹簧下端每次增加10g钩码，测得弹 簧长度依次记为L1至L6 ， 数据如下表： 代表符号LXL0L1L2L3L4L5L6数值/cm25.3527.3429.3531.3133.4035.3537.4弹簧伸长量x/cm01.994.005.968.0510.0012.05（1） 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_ （2） 请在图乙中做出钩码质量与弹簧伸长量关系图 （3） 由图可知弹簧的劲度系数为_N/m（结果保留两位有效数字，g=9.8m/s2） （4） 实际上，弹簧本身是有一定重力的，本次实验中，竖直挂起弹簧的重力对劲度系数的测 量结果的影响是_（选填“偏大”“偏小”或者“不影响”） 3. （4分） 为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时： （1） 需要测定的物理量是_; （2） 计算弹簧压缩最短时弹性势能的关系式是Ep=_ 4. （3分） (2017高二下定州期中) 曾经谣传2012年12月21日“世界末日”来临有不少科学家在玛雅文化发祥地进行探索和研究，发现了一些散落在平整山坡上非常规则的不明圆柱体，有科学家认为是外星人带着玛雅人离开时留下的对其力学性质进行研究，下表为其形变量x与所施加拉力F关系的实验数据F/N0.524.5812.518X/mm123456（1） 试猜想此不明圆柱体施加拉力F与其形变量x的关系_（2） 如果想要验证猜想是否正确，应该画出下列哪种图象最能直观准确的表示两者之间的关系 A . Fx图象B . Fx2图象C . F2x图象D . F2x2图象5. （3分） 某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表：（重力加速度g取9.8m/s2）砝码质量m/102 g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/102 m15.019.023.027.031.035.042.054.0（1） 根据所测数据，在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线（2） 根据所测得的数据和关系曲线可知，这种规格的弹簧劲度系数为_N/m在图象的末端图象变弯曲的原因是_6. （3分） (2017高三上黄冈月考) 某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图2所示，取g=10m/s2 回答下列问题（1） 某次测量如图1所示，指针指示的刻度值为_cm（刻度尺单位为：cm） （2） 从图2可求得该弹簧的劲度系数为_N/m（结果保留两位有效数字）； （3） 另一同学在做该实验时有下列做法，其中错误的是 A . 实验中未考虑小盘的重力B . 刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐C . 读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取D . 在利用xm图线计算弹奏的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据7. （7分） 李泳探究小组在实验室探究弹簧的弹力和弹簧伸长关系的过程如下： 猜想与假设弹簧的弹力和弹簧伸长成正比关系设计与实验步骤a 设计的实验装置如图所示；b先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端分别悬挂100g、200g的钩码，记下指针所指的标尺刻度；c将实验数据记录在表格中；d整理器材，分析实验数据并得出结论钩码质量m/g0100200标尺刻度L/cm15.020.1024.96交流与评估根据实验数据在坐标纸上描点画出Lm图象，如图所示李泳探究小组根据图象分析，否定了原来的猜想，得出“弹簧弹力和弹簧长度成正比”的结论你认为该小组所得结论对吗？_（填“对”或“错”）你的理由是_李泳小组在设计与实验步骤中存在的一项严重不足是_8. （7分） (2017高一上龙岩期中) 某同学利用如图（a）装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，（1） 在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态（2） 该同学通过实验得到如图（b）所示的FL图象，F为弹簧的弹力的大小，L为弹簧的总长度（弹簧始终在弹性限度内），则由图可知该弹簧的原长L0=_cm，劲度系数k=_N/m（结果均保留两位有效数字）9. （4分） (2017高一上武汉期中) 某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图甲所示的实验装置他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中（弹簧始终在弹性限度内）测量次序123456弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧总长x/cm67.168.349.4810.8511.75（1） 根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出Fx图线（2） 图线跟x坐标轴交点的物理意义是_（3） 该弹簧的劲度系数k=_（保留两位有效数字）10. （7分） 利用图1所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验所用的钩码每只的质量为30g实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中（弹力始终未超过弹性限度，取g=10m/s2） 记录数据组123456钩码总质量（g）0306090120150弹簧总长（cm）6.007.118.2010.3110.4011.52（1） 在图2坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线 （2） 由图线求得该弹簧的劲度系数k=_N/m（保留两位有效数字） 11. （5分） 佛山市九江大桥撞船事故发生后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律同学们准备像做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样，先将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施是：_同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积同学们经过充分的讨论，不断完善实验方案，最后测得实验数据如下样品长度/m拉力/N伸长量/cm截面积/cm2200400600800A10.500.020.040.060.08B20.500.080.160.210.32C11.000.010.020.030.04D30.500.180.360.510.72E10.250.010.080.120.32分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位：N）与伸长量x（单位：m）所遵循的函数关系式是_对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度的_成正比、与悬索的横截面积的_成正比第 12 页 共 12 页参考答案一、 实验探究题 (共11题；共50分)1-1、1-2、2-1、2-2、2-3、2-4、3-1、3-2、4-1、4-2、5-1、5-2、6-1、6-2、6-3、7-1、8-1、8-2、9-1、9-2、9-3、10-1、10-2、11-1、