高考物理總復(fù)習專題二相互作用實驗二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系練習含答案

實驗二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系知識鞏固練1.一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中：(1)甲同學(xué)在做該實驗時，通過處理數(shù)據(jù)得到了圖甲所示的F-x圖像，其中F為彈簧彈力，x為彈簧長度.請通過圖甲，分析并計算，該彈簧的彈性系數(shù)k＝________N/m.當指針如圖乙所示，彈簧測力計的示數(shù)F＝________N.

(2)乙同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的關(guān)系圖像如圖丙所示.下列表述正確的是________.(填字母)

A.a的原長比b的長B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小D.測得的彈力與彈簧的長度成正比【答案】(1)253.0(2)B2.橡皮筋像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)，理論與實驗都證明k＝Y(jié)SL，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量(1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)為()A.N B.mC.N/m D.N/m2(2)某同學(xué)通過實驗測得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖像如圖所示，由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝______N/m.

(3)若橡皮筋的原長為10.0cm，橫截面積為1.0mm2，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是____________［單位取(1)中正確單位，結(jié)果保留2位有效數(shù)字］.

【答案】(1)D(2)5×102(3)5.0×107N/m2【解析】(1)由題意知Y＝kLS，故Y的單位是Nm·mm2＝N/(2)橡皮筋的勁度系數(shù)是F-x圖像的斜率，由圖像得k＝15.03.0×10-2N/m＝500N(3)根據(jù)楊氏模量公式，知Y＝kLS＝500×0.1001.0×10-6N/m2＝5.0×1073.為了探究彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系，李強同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的輕彈簧進行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖像，從圖像上看，該同學(xué)沒能完全按實驗要求做，使圖像上端成為曲線，圖像上端成為曲線是因為.這兩根彈簧的勁度系數(shù)：甲彈簧為________N/m(結(jié)果保留1位小數(shù))，乙彈簧為________N/m.若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”).

【答案】彈力過大，超過了彈簧的彈性限度66.7200甲綜合提升練4.(2023年廣東模擬)(1)某實驗小組在探究彈簧彈力和彈簧伸長量之間關(guān)系的實驗中，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表.彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42在坐標系中作出彈簧彈力隨伸長量變化的圖像，求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝__________N/m.(保留兩位有效數(shù)字)

(2)該實驗小組緊接著又研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系.實驗時，將原長約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g)，每增掛一個鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當掛上10個鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一個鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量Δl與拉力F的關(guān)系圖像如圖所示.從圖像中可以得出__________.(填字母)

A.增掛鉤碼時Δl與F成正比，而減掛鉤碼時Δl與F不成正比B.當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的小C.當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D.增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【答案】(1)如圖54(2)BD【解析】(1)由胡可定律可知k＝ΔFΔx＝3.56.5×10-2(2)由圖可知，增掛鉤碼與減掛鉤碼時Δl與F不成正比，A錯誤；如圖所示，當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的小，B正確，C錯誤；由圖可知，增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，D正確.5.如圖甲所示，“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中.甲乙(1)將彈簧的上端O點固定懸吊在鐵架臺上，旁邊置一刻度尺，刻度尺的零刻線跟O點對齊，在彈簧的下部A處做一標記，如固定一個指針.在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量都是50g)，指針在刻度尺上指示的刻度為x.逐個增加所掛鉤碼的個數(shù)，刻度x隨掛鉤上鉤碼的重力F而變化，將幾次實驗測得相應(yīng)的(F，x)各點描繪在圖中，然后根據(jù)各點在圖中描繪出x隨F變化的圖像(如圖乙所示)，得出彈簧的勁度系數(shù)kA≈________N/m.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(2)如果將指針固定在A點的下方P處，再作出x隨F變化的圖像，得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比，可能________.

A.大于kA B.等于kAC.小于kA D.無法確定(3)如果將指針