2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)（含答案）考點11　實驗二　探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

考點11實驗二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系強基固本對點練1．某同學(xué)欲做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，有鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼．(1)實驗中還需要的測量工具是________；(2)用縱軸表示鉤碼質(zhì)量m，橫軸表示彈簧的形變量x，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m(重力加速度g取9.8m/s2)；(3)若某同學(xué)先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L-L0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下列選項中的________．2．[2024·山東青島市月考]在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中．(1)關(guān)于操作步驟先后順序，下列說法正確的是________．A．先測量原長，后豎直懸掛B．先豎直懸掛，后測量原長C．先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果無影響(2)乙彈簧的勁度系數(shù)為__________N/m.若要制作一個精確度較高的彈簧秤，應(yīng)選彈簧__________(填“甲”或“乙”).3．[2024·陜西渭南市月考]某實驗小組用如圖甲所示的裝置來探究彈簧彈力F和彈簧長度L的關(guān)系．把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置，然后在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄每一次懸掛鉤碼的質(zhì)量和彈簧下端的刻度位置，實驗中彈簧始終未超過彈簧的彈性限度．通過分析數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論．(1)實驗時認(rèn)為可以用鉤碼所受重力的大小來代替彈簧彈力的大小，這樣做依據(jù)的物理規(guī)律是__________．(2)以彈簧受到的彈力F為縱軸、彈簧長度L為橫軸建立直角坐標(biāo)系，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出F-L圖像，如圖乙所示．由圖像可知，彈簧自由下垂時的長度L0＝________cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)培優(yōu)提能模擬練4.[2024·四川資陽市月考]用鐵架臺、帶掛鉤的不同彈簧若干、50g的鉤碼若干、刻度尺等，安裝如圖甲所示的裝置，探究彈簧彈力F的大小與伸長量x之間的定量關(guān)系．(1)未掛鉤碼時，彈簧原長放大如圖甲所示，可讀得原長L0＝________cm.(2)由圖乙還可知勁度系數(shù)較大的是________彈簧；還可算出B彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.(3)若某同學(xué)做實驗時，誤把彈簧長度當(dāng)成伸長量作為橫坐標(biāo)作圖，則該同學(xué)所做圖像得到的k值是______(填“偏大”“偏小”或“不變”).5．[2022·湖南卷]小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖(a)所示的實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量．主要實驗步驟如下：(1)查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)上描點，繪制圖線；(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖(c)所示，此時橡皮筋的長度為________cm；(5)由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為________g(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字).6．[2024·陜西省第一次聯(lián)考]用如圖所示的裝置可以測量彈性繩的勁度系數(shù)和物體之間的動摩擦因數(shù)．重力加速度大小為g，認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等．具體操作如下：A.高度可調(diào)的懸點O處懸掛一彈性繩，調(diào)整懸點O的高度，使彈性繩自然下垂時，其下端恰與A處的釘子等高；B.保持懸點O固定，將質(zhì)量為m的盒子掛在彈性繩下端，穩(wěn)定后測得彈性繩的伸長量為h0(盒子未接觸木板)；C.將質(zhì)量為m0的重物放入盒中，使得盒子壓在木板上，測得A與盒子上表面間的高度差為h；D.緩慢拉動木板，直至盒子相對木板發(fā)生滑動，測得此過程中盒子通過的距離為x.(1)實驗時，________(填“需要”或“不需要”)測量O、A間的距離．(2)彈性繩的勁度系數(shù)為________．(3)盒子與木板間的動摩擦因數(shù)為________．

考點11實驗二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1．答案：（1）刻度尺（2）4.9（3）C解析：（1）實驗中還需要的測量工具是刻度尺；（2）根據(jù)mg＝kx得m＝eq\f(k,g)x，則由圖像可知eq\f(k,g)＝eq\f(60×10－3,0.12)，解得k＝4.9N/m.（3）由于一開始測出的彈簧原長L0是放在水平桌面上測量得，而實驗中是將彈簧豎直懸掛，一開始豎直懸掛彈簧并且不掛鉤碼的時候，由于彈簧自身的重力，彈簧已經(jīng)被拉長了，故彈簧在豎直懸掛的時候一開始已經(jīng)有伸長量了，故圖像有橫截距，且由胡克定律：F＝kΔx得，圖像的斜率為彈簧的勁度系數(shù)，故圖像斜率不變，為一條傾斜直線，則圖像應(yīng)該為C.2．答案：（1）B（2）200甲解析：（1）為了準(zhǔn)確測量彈簧的原長，并消除重力帶來的影響，應(yīng)先將彈簧懸掛，再測原長，B正確．（2）圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)的倒數(shù)，則由圖可知乙彈簧的勁度系數(shù)為k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(8－0,4×10－2－0)N/m＝200N/m，由圖可知，甲的勁度系數(shù)小，因此其精度高，若要制作一個精確度較高的彈簧秤，應(yīng)選彈簧甲．3．答案：（1）共點力的平衡條件（2）4.01.0×102解析：（1）鉤碼靜止時其所受重力大小等于彈力的大小，這樣做依據(jù)的物理規(guī)律是共點力的平衡條件．（2）根據(jù)胡克定律F＝kL－kL0可得題圖乙的F-L圖像的橫截距即為彈簧的自然長度L0，斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，所以可得L0＝4.0cm，k＝eq\f(16,20－4)×102N/m＝1.0×102N/m.4．答案：（1）7.00（2）A10（3）不變解析：（1）圖中刻度尺的分度值為1mm，要估讀到分度值的下一位，已知刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊，彈簧長度為L0＝7.00cm（2）根據(jù)胡克定律有k＝eq\f(ΔF,Δx)，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，則可知A彈簧的勁度系數(shù)大于B彈簧的勁度系數(shù)；B彈簧的勁度系數(shù)為k＝eq\f(2,20×10－2)＝10N/m.（3）把彈簧長度當(dāng)成伸長量作為橫坐標(biāo)作圖，圖線相對原來會向右平移，但并不影響圖線斜率，故k值不變．5.答案：（3）如圖所示（4）15.35（5）127解析：（3）利用描點法得出圖像如圖．（4）根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則知，橡皮筋的長度l＝15.35cm.（5）由胡克定律可得nmg＝k（l－l0），變化為l＝eq\f(mg,k)n＋l0.l-n圖像的斜率eq\f(mg,k)＝eq\f(6.05,20)×10－2，解得k＝20.0N/m.代入數(shù)據(jù)解得橡皮筋原長l0＝9.00cm.掛上冰墩墩玩具，有Mg＝k（l－l0），解得M＝127g．6．答案：（1）不需要（2）eq\f(mg,h0)（3）eq\f(mx,（m＋m0）h0－mh)解析：（1）題中已測出彈性繩的伸長量，則不需要測量O、A間的距離．（2）根據(jù)胡克定律可知k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(mg,h0)（3）盒子通過的距離為x后，對其受力分析，設(shè)彈性繩的拉力為F，根據(jù)共點力平衡條