高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习：第三章补充实验专题探究弹力和弹簧伸长量的关系-在线组卷

1. (2020高二下·重庆期末) 某同学先在“探究弹力和弹簧伸长量之间的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为100N/m。如图所示，再用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长5.00cm不变的条件下，

（1）弹簧秤a的示数如图Ⅱ所示，弹簧秤a的读数为N；
（2）若弹簧秤a、b间夹角为90°，则当弹簧秤b的读数为4.00N，请通过力的图示法作图验证力合成的平行四边形定则成立；
（3）从弹簧秤a、b间夹角90°开始，保持O点位置和a弹簧秤拉力方向不变，顺时针缓慢转动弹簧秤b，直至水平状态。则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数（填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；

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2. (2019高二下·上饶期末) 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。

（1）为完成实验，还需要的实验器材有。
（2）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m。
（3）图线不过原点的原因是由于。
（4）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到弹力与弹簧伸长量的图像如图所示。下列表述正确的是（____）

A . b的原长比a的长 B . a的劲度系数比b的大 C . a的重力比b的小 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比

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3. (2020高二下·胶州期末) 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验，他采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个砝码盘，在盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。根据实验所测数据做出砝码盘中砝码重力与弹簧形变量x的关系图像，如图乙所示。（g=10m/s²）

（1）由图乙可得该弹簧的劲度系数k=N/m；
（2）结合图乙可求得砝码盘的质量为kg，未考虑砝码盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

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4. (2020·北京模拟) 某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为 $\text{[math]}$ 的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。

（1）该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：

钩码个数	1	2	3	4	5
弹力 $\text{[math]}$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
指针对应刻度 $\text{[math]}$	12.51		15.39	16.11	17.30

当挂2个钩码时，指针对应刻度如图（甲）所示，将指针示数填入表格；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中，如图（乙）所示。描点画出第2组对应的数据点，并连线得到 $\text{[math]}$ 图像。请根据图像分析并得出以下结论

①弹簧原长为cm。

②弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）。

（2）弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么？并解释一下你的理由。

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5. (2020·广州模拟) 某同学用图（a）所示装置“探究弹力和弹簧伸长的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片（弹簧和纸片重力均忽略不计），激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。

（1）该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧时，记录所挂钩码的重力和对应的h；
（2）根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图（b）所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h₀=cm，弹簧的劲度系数k= N/m。（结果都保留到小数点后一位）

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6. (2019高三上·福建月考) 某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25 m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l₀和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示．

（1）由此图线可得出的结论是．
（2）弹簧的劲度系数为N/m，弹簧的原长l₀＝m.

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7. (2019高一上·北京月考) 在“探究弹力与形变量的关系”实验中，某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，每个钩码的质量均为100g，g取10N/kg。他将实验数据记录在表格中并画出相应图像。弹簧B的实验数据如下表所示，根据数据记录表格回答下面问题：

钩码质量/g	0	100	200	300	400	500
弹簧下端指针位置/cm	4.50	10.31	16.38	22.47	28.40	34.51

（1）在悬挂第三个钩码后，弹簧的弹力大小N。
（2）在悬挂第三个钩码后，弹簧的伸长量为cm。（小数点后保留两位）
弹簧A、B和皮筋的图像如图所示，请根据图象回答下面问题：
（3）在悬挂相同钩码的条件下，弹簧的伸长量最大。
（4）弹簧A的原长时cm。（小数点后保留两位）
（5）两个弹簧中“较硬”的为，其劲度系数k=N/m。（保留两位有效数字）
（6）在实验测试范围内，通过弹簧和皮筋的图线对比，所得结论正确的是____________

A . 弹簧的形变量与弹力成正比 B . 皮筋的形变量与弹力成正比 C . 弹簧的总长度与弹力成正比 D . 皮筋的总长度与弹力成正比
（7）某次弹簧实验的图像如图所示，请根据图像回答下面问题

请猜测曲线发生弯曲的原因：

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8. (2019高三上·安康月考) 某物理兴趣小组在验证胡克定律的实验中别出心裁，将弹簧一端固定在铁架台上，然后自然悬垂。当在弹簧的另一端悬挂一个钩码稳定后，用实验室打点计时器所用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下这段纸带；然后再加挂一个相同钩码稳定后，同样用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下第二段纸带；总共加挂了三次，剪下四条纸带。随后将纸带一端对齐，整齐排列在一张坐标纸上，如图所示。已知每个钩码的质量为50g，坐标纸最小方格的边长为1mm，当地重力加速度为9. 8m/s²。

（1）四条纸带的长度由长到短依次为6.87cm，cm， 5. 72cm，cm。
（2）弹簧的原长l₀=.cm。
（3）可以判断胡克定律 (填“成立”或“不成立”)，判断依据是。
（4）弹簧的劲度系数k=N/m。(计算结果保留三位有效数字) .

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9. (2019高一上·德州月考) 某实验探究小组探究弹力和弹簧伸长量的关系。

①将弹簧水平放置，用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示，则弹簧的原长L₀=cm。

②然后按图乙所示自然悬挂弹簧，实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，读出弹簧下端指针所指的标尺刻度，即可知道弹簧的长度L，用△L=L-L₀表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据，实验小组作出了弹簧的△L-F图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k =N/m（结果保留2位有效数字）

③实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲，图线B点过后发生弯曲的原因是

④实验小组发现图线，并没有过原点，出现了误差，没能得出弹力与伸长量严格成正比的结论，本误差属于（选填“系统误差”或“偶然误差”）

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10. (2019高一上·莆田月考) 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，得到轻质弹簧的弹力F大小和弹簧长度L的关系图象如图所示，则由图线可知：

（1）弹簧的原长是cm；
（2）弹簧的劲度系数为N/m；
（3）表示弹簧处于压缩状态的是图线．

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11. (2019高一上·深圳期中) 图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F（从电脑中直接读出）．所得数据记录在下列表格中：

拉力大小F/N	0.45	0.69	0.93	1.14	1.44	1.69
标尺刻度x/cm	57.02	58.01	59.00	60.00	61.03	62.00

（1）从图乙读出刻度尺上的刻度值为cm；
（2）根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；
（3）由图象求出该弹簧的劲度系数为N/m、弹簧的原长为cm．（均保留三位有效数字）

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12. (2019高一上·江西月考) 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时：

（1）实验装置如图甲、乙所示，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 ，可读出其示数l₁=cm.
（2）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2个钩码时，弹簧弹力F₂=N(当地重力加速度g=9.8m/s²).
（3）某同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到在弹性限度内弹力与弹簧总长度的F-l图像，如图所示，根据图像可知___（选填选项前的字母）

A . a的原长比b的短 B . 弹力与弹簧的长度成正比 C . a的劲度系数比b的大 D . 测量同样的力，a的精确度比b的高

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13. (2019高三上·宾县月考)

（1）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，下列表述正确的是___

A . a的原长比b的长 B . a的劲度系数比b的小 C . a的劲度系数比b的大 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比
（2）如图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图：弹簧的劲度系数N/m；

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14. (2019·海南) 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 $\text{[math]}$ ）。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 $\text{[math]}$ 图像。

l

1

2

3

4

5

$\text{[math]}$

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 $\text{[math]}$ 图线的斜率 $\text{[math]}$ 表示，表达式为 $\text{[math]}$ 。若g取 $\text{[math]}$ ，则本实验中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留3位有效数字）。