高一物理人教版必修1综合题型专题练习卷实验探究弹力和弹簧伸长的关系.docx
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高一物理人教版必修1综合题型专题练习卷实验探究弹力和弹簧伸长的关系
实验：
探究弹力和弹簧伸长的关系
1．
（1）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，如图甲所示，图乙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=________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、、、。
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。
（2）该同学更换弹簧，进行重复实验，得到如图丙所示的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线，由此可求出该弹簧的劲度系数为_______N/m。
图线不过原点的原因是________________________。
【答案】
（1）25.85弹簧原长
（2）弹簧有自重
2．某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数k。
主要实验步骤如下：
将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上。
当弹簧自然下垂时，指针的指示值记作L0；弹簧下端挂一个砝码时，指针的指示值记作L1；弹簧下端挂两个砝码时，指针的指示值记作L2……；挂七个砝码时，指针的位置如图所示，指针的指示值记作L7。
已知每个砝码的质量均为50g，测量记录表：
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
6.85
8.60
10.30
12.10
（1）实验中，L7的值还未读出，请你根据上图将这个测量值填入记录表中。
（2）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了四个差值：
d1=L4–L0，d2=L5–L1，d3=L6–L2，d4=L7–L3。
（3）根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。
ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为ΔL=_________________。
（4）计算弹簧的劲度系数k=________N/m。
（g取9.8m/s2）
【答案】
（1）14.05（14.03~14.07均正确）（3）（4）28
3．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。
如图所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验，在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下：
（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为________N。
（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】
（1）3.004.00
（2）变大变大
4．为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据作出的x–F图象如图所示。
（1）甲、乙弹簧的劲度系数分别为______N/m和______N/m（结果保留三位有效数字）；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_______（填“甲”或“乙”）。
（2）根据图线和数据进行分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议。
【答案】
（1）66.7200甲
（2）实验中弹簧受力应控制在弹性限度内
5．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。
实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L0，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L，总共获得了6组实验数据。
（1）该同学把6组数据对应的点标在图象中，请你根据这些数据点作出F–L图线；
（2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L0=________cm，劲度系数k=________N/m（计算结果保留两位有效数字）；
（3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：
优点是________________________；
缺点是________________________。
【答案】
（1）如图所示
（2）5.020（3）避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差
6．在某一次做“探究形变与弹力的关系”的实验中
（1）以下是一位同学准备完成的实验步骤，请你帮这位同学按正确操作的先后顺序，用字母排列出来：
。
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来。
分析该图象特点，判断物理量之间的关系
B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式
（2）在另一组同学的实验中，其所用的钩码每个质量都是1kg。
而后他们根据测得的数据作出所挂钩码质量m和弹簧总长的关系图象，如图所示由此可求得（g=10N/kg）
①弹簧的原长是cm；
②弹簧的劲度系数是N/m。
【答案】
（1）CBDAE
（2）2500
7．在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示。
根据图象回答以下问题。
（1）弹簧的原长为________cm。
（2）弹簧的劲度系数为________N/m。
（3）分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧总长度L之间的关系式为___________。
【答案】
（1）10
（2）1000（3）F=1000（L–0.1）
8．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。
用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。
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。
拉力F/N
5
10
15
20
25
伸长量x/cm
1.6
3.2
4.7
6.4
8.0
（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是________。
A．NB．mC．N/mD．Pa
（2）请根据表格中的数据做出F–x图象。
由图象求得该橡皮筋的劲度系数为_______N/m（保留两位有效数字）。
【答案】
（1）D
（2）如图所示3.1×102
9．
（1）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，说法正确的是_______。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧竖直且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，会得出拉力与伸长量之比也相等
（2）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度，把作为弹簧的伸长量，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的____________。
（3）另一名同学在做“探究弹簧的形变与弹力的关系”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；然后在其下部施加外力，测出弹簧的总长度，改变外力的大小，测出几组数据，作出外力与弹簧总长度的关系图线如图所示。
（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为；该弹簧的劲度系数为。
【答案】
（1）AB
（2）C（3）
10．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，待弹簧停止振动时，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：
（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或L1”）。
（4）由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m；（结果保留两位有效数字，重力加速度取10m/s2）。
【答案】
（1）竖直（3）Lx（4）5.0
11．某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：
一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）。
已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm。
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0（cm）
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x（cm）
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k（N/m）
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k（m/N）
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
（1）将表中数据补充完整：
①，②。
（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k–n图。
（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=③N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的表达式为k=④N/m。
【答案】
（1）①81.7②0.0122
（2）见解析（3）③（在之间均可）④（在之间均可）
12．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；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_______。
由表可知所用刻度尺的最小分度为______。
（3）图16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“或”）。
（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
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