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

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高二下包头期末) 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） 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（3） 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=_cm2. （5分） (2019高一上柳州月考) （1） 某次研究弹簧所受弹力 F 与弹簧长度 L 关系实验时，得到如图甲所示的F-L图像，由图可求得弹簧的劲度系数 k_N/m； （2） 按如图乙的方式挂上钩码（已知每个钩码重 G1 N），使（1）中研究的弹簧压缩， 稳定后指针指示如图乙，则指针所指刻度尺示数为_;cm，由此可推测图乙 中所挂钩码的个数为_个。 3. （4分） 根据所学知识完成题目： 橡皮筋也像弹簧一样，伸长量与弹力成正比关系，即F=KX，K的值与弹簧没有受力时的长度L和横截面积S有关理论和实验都表明K=YS/K其中Y是由材料决定的一个常数，材料力学上称为杨氏模量在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_ANBmCN/m DPa有一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，根据表中实验数据在坐标系内描出对应点_拉力F（N）510152025伸长量x（cm）1.63.24.86.48.0由此可求得该橡皮筋的劲度系数k=_N/m，这种橡皮筋的杨氏模量Y=_（保留一位有效数字）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） (2017高一下石家庄期中) 一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s（1） 请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式：Ep=_（2） 弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x （cm）1.001.502.002.503.003.50小钢球飞行的水平距离s （cm）1.011.502.012.493.013.50根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为_6. （3分） (2017高一上厦门期中) 如图1，某同学在做“探究弹簧的形变与外力的关系”实验时，将一轻质弹簧竖直悬挂，让其自然下垂；然后在其最下端施加方向竖直向下的外力F，测出弹簧的总长度L改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图2甲所示（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知，该弹簧的原长（自然长度）为_cm；该弹簧的劲度系数为：_N/m若作出外力F与弹簧伸长长度X的关系图线如图2乙、丙所示，则图2乙中图线不过原点的原因是：_；丙图中图线后来弯曲的原因是：_；7. （7分） (2019高一上惠来期中) 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时： （1） 实验装置如图甲、乙所示，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,可读出其示数l1=_cm. （2） 在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=_N(当地重力加速度g=9.8m/s2). （3） 某同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到在弹性限度内弹力与弹簧总长度的F-l图像，如图所示，根据图像可知_（选填选项前的字母） A . a的原长比b的短B . 弹力与弹簧的长度成正比C . a的劲度系数比b的大D . 测量同样的力，a的精确度比b的高8. （7分） 用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L的关系 （1） 测量上述物理量需要的主要器材是_、_等 （2） 若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与F、L间的关系式：x=_（若用到比例系数，可用k表示假设实验中合金丝直径的变化可忽略） 长度L/cm伸长量x/cm拉力F/N5.000.2050.05.000.40100.010.000.4050.0（3） 在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是_（只需写出一种） （4） 若有一根由上述材料制成的粗细相同的合金丝的长度为20cm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为_N 9. （4分） (2017孝义模拟) 某实验小组用如图甲所示装置，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系（1） 实验中要测量弹簧的原长，应按下列项进行操作 A . 将弹簧平放在桌面上，保持弹簧轴线是一条直线，测出弹簧的长度即为原长 B . 将弹簧竖直悬挂，稳定后用刻度尺测出此时的长度，即为弹簧的原长（2） 在用刻度尺测弹簧长度时，应保持弹簧_（填“竖直”或“水平”） （3） 某次实验中，实验小组成员根据每次所用钩码的质量与测得的弹簧长度l，作出了弹簧总长与钩码质量的关系，如图乙所示，则从图乙可求得该弹簧的劲度系数为_N/m（g=9.8m/S2，结果保留两位有效数字），弹簧的原长为_cm 10. （7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，所得数据如表所示：（g=10N/kg） 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，在如图乙所示的坐标上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系图线 （2） 根据你所画图象，分析此弹簧弹力的特点：_; （3） 在合理使用的情况下，这种规格的弹簧其劲度系数为_N/m（结果保留三位有效数字） 11. （5分） (2019高三上平遥月考) 某同学探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，待弹簧静止时，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 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_（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) 第 11 页 共 11 页参考答案一、 实验探究题 (共11题；共50分)1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、3-1、4-1、4-2、5-1、5-2、6-1、7-1、7-2、7-3、8-1、8-2、8-3、8-4、9-1、9-2、9-3、10-1、10-2、10-3、11-1、11-2、11-3、11-4、