备考2020年高考物理一轮复习：09 实验：探究弹力与弹簧伸...

更新时间：2019-09-09 浏览次数：278 类型：一轮复习

一、填空题

1. (2017高二下·集宁期末)
某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L₀；然后在其下部施加外力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的关系图线如图所示．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）．由图可知该弹簧的自然长度为m；该弹簧的劲度系数为N/m．（计算结果均保留两位有效数字）

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2. (2019高二下·应县期末) 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，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 ，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数l₁＝cm．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4个钩码时，弹簧弹力F₄＝N（当地重力加速度g＝9.8m/s²）．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是，作出F﹣x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．

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二、实验探究题

3. (2019高一下·盐城期末) 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L_x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆ ，数据如下表：

代表符号	L₀	L_x	L₁	L₂	L₃	L₄	L₅	L₆
数值（cm）	25. 35	27. 35	29. 35	31. 30	33. 4	35. 35	37. 40	39. 30

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L_x”）；
（4）由图可知，弹簧的劲度系数为N/m（结果保留两位有效数字，重力加速度g取9. 8m/s²）.

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4. (2018高一上·茂名期中) 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验.
1. （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（选填“水平”或“竖直”）方向.
2. （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由图线可得弹簧的原长x₀=cm，劲度系数k=N/m，他利用本实验原理把弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧伸长的长度△x=cm.
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5. (2018高一上·融水期中) 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. （1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态。
2. （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。
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6. (2018高一上·牡丹江期中) 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
1. （1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态。
2. （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小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. （3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=cm。
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7. (2018高三上·桂林月考) 某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长 $\text{[math]}$ ，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示：
1. （1）弹簧劲度系数k= N/m。
2. （2） F-x图线与x轴的交点坐标大于 $\text{[math]}$ 的原因是。
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8. (2018高一下·河口期中) 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．
1. （1）画出所挂钩码的F-L图线．
2. （2）由此图线可得出该弹簧的原长L₀＝ cm，劲度系数k＝ N/m.
3. （3）试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．
4. （4）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：.缺点：.
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9. (2017高三上·通榆开学考) 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7.73cm；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．

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10. (2017高三上·冠县开学考) 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：（重力加速度g取9.8m/s²）
砝码质量m/10²g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
标尺刻度x/10^﹣2m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
1. （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. （2）根据所测得的数据和关系曲线可判断，在 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格的弹簧劲度系数为N/m．
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11. (2017高一下·开封期末)
利用研究弹力和弹簧伸长关系的实验，测定弹簧的劲度系数．用一测力计水平拉一端固定的弹簧，测出的几组弹力F与弹簧长度L对应的数据如表格所示：
F/N
1.10
1.50
2.00
2.80
3.40
4.00
L/cm
22.00
22.35
22.60
23.20
23.60
24.00
1. （1）在坐标图中作出此弹簧的F﹣L图线；
2. （2） F﹣L图线与L轴的交点横坐标表示；
3. （3）弹簧的劲度系数为N/m．
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12. (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/10²g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
标尺刻度
x/10^﹣2m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
1. （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. （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）
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13. (2017高一下·齐河期末) 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
1. （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. （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；
3. （3）
  在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆ ，数据如下表．
  代表符号
  L₀
  L_x
  L₁
  L₂
  L₃
  L₄
  L₅
  L₆
  数值（cm）
  25.35
  27.35
  29.35
  31.30
  33.4
  35.35
  37.40
  39.30
  如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“L_x”）．
4. （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9.8m/s²）
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14. (2019·海南) 某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为 $\text{[math]}$ ）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：

①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：

④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。

回答下列问题：
1. （1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出 $\text{[math]}$ 图像。
  
  l
  
  1
  
  2
  
  3
  
  4
  
  5
  
  $\text{[math]}$
  
  10.48
  
  10.96
  
  11.45
  
  11.95
  
  12.40
2. （2）弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及 $\text{[math]}$ 图线的斜率 $\text{[math]}$ 表示，表达式为 $\text{[math]}$ 。若g取 $\text{[math]}$ ，则本实验中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留3位有效数字）。
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15. 某同学用如图所示的装置，探究弹簧的弹力与长度的关系。
1. （1）关于实验操作，卜列说法正确的是________
  
  A . 刻度尺竖直放在弹簧附近，零刻度线与弹簧上端对齐 B . 实验过程要保证弹簧竖直且静止 C . 悬挂的钩码越多，测出数据越多，实验误差越小 D . 如果弹簧上指针上下振动，可在指针运动最快的位置进行读数
2. （2）该同学用a、b两条不同的弹簧进行实验，多次改变钩码的质量，测出相应的弹簧的长度L，画出m-L图象如图所示，由图象可知，a弹簧的原长(填“大于”、“小于”或“等于”)b弹簧的原长，a弹簧的劲度系数(填“大于”、“小于”或“等于”)b弹簧的劲度系数，由图象得到的弹簧原长(填“大于”、“小于”或“等于”)实际原长。
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