2025年高考物理复习二：探究弹簧弹力与形变量的关系（含解析）.docxVIP

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实验抢分专练(二)探究弹簧弹力与形变量的关系

(40分钟50分)

1.(8分)(2024·岳阳模拟)某同学用如图1所示的装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”,刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐。他先读出不挂钩码时弹簧下端所对应刻度尺的刻度值,记作L0,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码个数(弹簧始终未超过弹性限度),依次读出弹簧稳定后下端所对应刻度尺的刻度值,并计算出弹簧相应的伸长量x,将所得数据记录并描点,如图2。

(1)在图2中作出F-x图像。

(2)该弹簧的劲度系数k=____N/m。?

(3)由F-x图像,可以得出的结论是:________________。?

2.(8分)(1)某同学使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的关系图像如图甲所示,则可知原长较大的是__________(选填“a”或“b”),劲度系数较大的是______(选填“a”或“b”)。?

(2)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图乙上标出并连线。由图乙可求得弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留3位有效数字,g取10m/s2)。?

(3)若悬挂的钩码的质量比所标数值偏小些,则实验测得的弹簧的劲度系数比实际劲度系数____________(选填“偏大”或“偏小”)。?

3.(8分)(2023·海口模拟)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将钩码挂在绳子的下端,测量相应的数据,通过描点法作出F-l(F为弹簧的拉力,l为弹簧的长度)图像,如图乙所示。

(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号)?

A.每次增加的钩码数量必须相等

B.通过实验可知,在弹性限度内,弹力与弹簧的长度成正比

C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧水平且处于平衡状态

D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与弹簧伸长量,会得出拉力与弹簧伸长量之比相等

(2)根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为__________N/m(保留两位有效数字),图像中在A1点出现拐点是因为________________________________。?

(3)该实验将弹簧水平放置而不是竖直放置,优点在于:________________。?

4.(8分)(2023·德州模拟)某兴趣小组按照图示装置测量弹簧的劲度系数,透明圆筒内放有完全相同的钢球,当将圆筒口处的钢球取出时,又会冒出另一个钢球,刚好到达取走钢球的位置。将弹簧固定在圆筒底部,圆筒固定在水平地面上,圆筒的轴线沿竖直方向,实验过程中弹簧始终处于弹性限度内,实验过程如下:

(a)沿圆筒轴线方向放置一毫米刻度尺,圆筒内放有6个完全相同的钢球,每个钢球的质量为170g,钢球的直径略小于圆筒的内径;

(b)缓慢取走第一个钢球,待弹簧静止,记录筒内剩余的钢球的个数和弹簧上端对应的刻度Ln;

(c)数据如表所示

n/个

6

5

4

3

2

1

Ln/cm

14.61

__

9.98

7.69

5.38

3.07

(1)补充完整表格中的读数;

(2)利用逐差法DLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量,DL1=6.91cm,DL2=________cm,DL3=6.92cm。压缩量的平均值DL=________cm;?

(3)忽略摩擦,重力加速度取10m/s2,该弹簧的劲度系数为____________N/m(结果保留三位有效数字)。?

5.(9分)(2023·邵阳模拟)一兴趣小组的同学用身边的学习用品探究橡皮筋的劲度系数k,进行了下面的操作。将橡皮筋上端固定在竖直面内的白纸上的O点,下端P处用细线拴接,挂上质量m=30g的橡皮,记下静止后结点的位置P1。在结点P再系上一根细线,并通过该细线用水平拉力将橡皮在纸面内缓慢拉起,如图甲所示,又记录了结点P的四次不同位置。同学们取下白纸,以O点为圆心、以OP段橡皮筋的原长L0为半径画圆弧,如图乙所示。连接OP2,与圆弧交于A2,并过A2作OP1的垂线,垂足为B2。分别测出A2P2的距离x2和OB2的距离y2。同样测得其余四个位置对应的x、y值,如表所示,其中g取9.8m/s2。

序号

1

2

3

4

5

x/cm

0.70

0.83

1.08

1.27

1.51

y/cm

4.51

3.80

2.97

2.48

2.09

1y/cm

0.222

0.263

0.336

0.403

0.478

请完成下列问题:

(1)用m、g、x、y、L0表示橡皮筋的劲度系数k=____________。?

(2)作出如图