高中1 重力与弹力优秀练习

实验 探究弹簧弹力与伸长量的关系  同步练习

一、实验题

1．（2022·河南商丘·高一期中）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验：

（1）他们设计了如下的操作步骤，请你将以下操作步骤按实际操作的先后顺序排列出来，并填在横线上____________（填选项）。

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（，）对应的点，并用平滑的曲线将这些点连接起来

B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端指针所指刻度尺上的刻度

C．将铁架台固定在桌子上（也可在横梁的另一端挂上一定的配重），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，分别记下钩码静止时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，不行再写成二次函数

F．解释函数表达式中常数的物理意义

G．整理仪器

（2）采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量的图像如图乙所示。（重力加速度）

①利用图乙中图像，可求得该弹簧的劲度系数为____________N/m；

②利用图乙中图像，可求得小盘的质量为____________kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值____________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

2．（2022·山东烟台·高一期中）在“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验中，第一组同学做了如图甲所示的实验。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码，先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度，再算出弹簧伸长的长度，并将数据填在下面的表格中。

（1）在图乙的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点描绘出来，并作出图线________；

（2）根据（1）所得的图线可求得该弹簧的劲度系数为________（结果保留三位有效数字）；

（3）第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂完成实验，他们得到的图线用虚线表示（实线为第一组同学实验所得），如图所示的图线最符合实际的是__________（选填选项字母）。

A．B．

C．D．

3．（2022·陕西·西北工业大学附属中学高一期中）在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中：

（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图像如图所示。则弹簧___________（填a或b）的原长长，弹簧b的劲度系数为___________（用图中物理量符号表示）

（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，其对应点已在图上标出，请作出的关系图线____________。根据图线可求出弹簧的劲度系数为_____________。（取，结果保留三位有效数字）

4．（2022·安徽省当涂第一中学高一阶段练习）某学习小组用如图甲所示的装置来“探究弹簧弹力与形变量的关系”，主要步骤如下：

a．把弹簧平放在水平桌面上，测出弹簧的原长；

b．测出一个钩码的质量；

c．将该弹簧悬吊在铁架台上让弹簧自然下垂，测出此时弹簧长度；

d．挂上一个钩码，测出此时弹簧长度；

e．之后逐渐增加钩码的个数，并测出弹簧对应的长度分别为（为钩码个数）；

f．计算出，用作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，作出的图线如乙图所示。请根据以上操作、记录和图像回答以下问题：

（1）你认为图像不过原点的原因是___________；

（2）已知钩码质量，重力加速度，利用图乙求得弹簧劲度系数___________（保留两位有效数字）；

（3）图像没过坐标原点，对于测量弹簧的劲度系数___________（选填“有”或“无”）影响；

（4）将作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，实验得到图线应是图中的___________（填写下列四幅图的对应的字母选项）

A． B．    

C． D．

5．（2020·湖南·武冈市教育科学研究所高一期中）在探究“弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中，第一组同学设计了如图所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长的长度x，并将数据填在下面的表格中。

（1）在如图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点描绘出来，并作出F－x图线________。（根据你做的图线解答下面问题）

（2）根据所得F－x图线可知，下列说法中正确的是________。（选填选项前的字母）

A．弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比

B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C．该弹簧的劲度系数约为25N/m

D．该弹簧的劲度系数约为0.25N/m

（3）第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂完成实验。他们得到的F－x图线用虚线表示（实线为第一组同学实验所得）。下列图线最符合实际的是________。

（4）某同学想粗略测量一个原长约20cm的弹簧的劲度系数，但他手头只有一个量程是20cm的刻度尺，于是他在弹簧的正中央固定一个用于读数的指针，如图所示。弹簧下端未悬挂钩码，静止时指针对应的刻度为l1；弹簧下端挂一质量为m的钩码，静止时指针对应的刻度为l2。已知当地的重力加速度g，则该弹簧的劲度系数可表示为________。

6．（2022·山东·安丘市普通教育教学研究室高一期中）某同学在探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系时，准备了劲度系数较小的弹簧、铁架台和多个质量已知的钩码，将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，在弹簧下端依次增加钩码的个数，弹簧始终处在弹性限度内，如图甲所示。

（1）为完成实验，还需要的器材是________；

（2）图乙是该同学通过实验获得数据后绘制的弹簧弹力F与弹簧伸长量x的图像，由图像可求出弹簧的劲度系数是________N/m（结果保留两位有效数字）；

（3）图乙中图线不过坐标原点，对求弹簧的劲度系数_________（填“有”或“无”）影响。

7．（2022·广东广雅中学高一期中）某物理课外小组利用图（a）所示的装置探究弹力与弹簧伸长量的关系。图中，置于实验台上的长木板左端固定一挂钩，右端固定一定滑轮：弹簧一端固定在木板左端的挂钩上，另一端固定有指针并与跨过滑轮的轻绳相连，弹簧下面固定有刻度尺。

（1）调节滑轮的高度，使弹簧伸长时弹簧轴线与刻度尺______；

（2）让弹簧处于自然长度，读出指针对应的刻度并记为L0，在轻绳下端挂上砝码盘，指针对应的刻度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，指针对应的刻度依次记为L1至L6，数据如下表：

（3）图（b）是该同学根据表中数据作的图像，横轴是砝码的质量，纵轴是L1至L6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）。

8．（2022·上海·华东师范大学第一附属中学高一期中）某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，实验装置如图所示，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺固定在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。

（1）弹簧下端悬挂钩码，待钩码静止时，用钩码的重力大小表示弹簧的弹力大小，依据的物理原理是__________。

（2）在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略不计。根据实验数据，在坐标纸上作出了如图所示的图像，可得该弹簧的劲度系数__________。

（3）另一位同学用完全相同的另一根弹簧做上述实验时，误将弹簧的长度记为x，得到的图像的斜率__________（选填“变大”、“变小”或“不变”），横轴截距表示弹簧的__________。

（4）考虑到弹簧自身的重力，若把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，测出原长后，再把弹簧竖直悬挂起来进行实验，据此测出的劲度系数k将会__________（选填“偏大”、“偏小”或“依然准确”）。

9．（2022·重庆市彭水第一中学校高一期中）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。

（1）实验中还需要的测量工具有_______。

（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图像可得结论：弹簧的劲度系数________（计算结果保留位有效数字，重力加速度g取）

（3）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧和，作出弹簧弹力与弹簧长度的图像，下列说法正确的是________。

A．的原长比的短

B．的劲度系数比的大

C．的劲度系数比的小

D．弹力与弹簧长度成正比