备考2020年高考物理一轮复习：09 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系
试卷更新日期：2019-09-09 类型：一轮复习
一、填空题
-
1.
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）
2. 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．
二、实验探究题
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3. 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10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6 ， 数据如下表：
代表符号
L0
Lx
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Lx”）；
(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）.4. 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)、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)、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.5. 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。6. 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)、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)、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。7. 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 ，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)、弹簧劲度系数k= N/m。(2)、F-x图线与x轴的交点坐标大于 的原因是。8. 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)、画出所挂钩码的F-L图线．
(2)、由此图线可得出该弹簧的原长L0＝ cm，劲度系数k＝ N/m.(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)、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：.9. 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 ．
10. 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)、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．11.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)、在坐标图中作出此弹簧的F﹣L图线；(2)、F﹣L图线与L轴的交点横坐标表示；(3)、弹簧的劲度系数为N/m．12.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)、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）13. 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，待弹簧时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；(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
Lx
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“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9.8m/s2）14. 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 ）。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)、根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出 图像。
l
1
2
3
4
5
10.48
10.96
11.45
11.95
12.40
(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 图线的斜率 表示，表达式为 。若g取 ，则本实验中 （结果保留3位有效数字）。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)、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)、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。