2024-2025學(xué)年新教材高中物理第3章相互作用2.2胡克定律練習(xí)含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGE8-第2節(jié)科學(xué)探究:彈力課時(shí)2胡克定律考點(diǎn)1胡克定律及應(yīng)用1.(2024·安徽蕪湖月考)如圖3-2-2-1所示的裝置中,彈簧的原長(zhǎng)和勁度系數(shù)都相等,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細(xì)線(xiàn)的質(zhì)量均不計(jì),一切摩擦忽視不計(jì)。平衡時(shí)各彈簧的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2、L3,其大小關(guān)系是()。圖3-2-2-1A.L1=L2=L3B.L1=L2<L3C.L1=L3>L2D.L3>L1>L2答案：A解析：依據(jù)二力平衡知,彈簧受到的拉力大小等于小球的重力,再依據(jù)胡克定律F=kx知各彈簧的長(zhǎng)度相等,選項(xiàng)A正確。2.(2024·山東東營(yíng)一中月考)一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為()。A.F2-F1L2-L1答案：C解析：設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)0,由胡克定律可得F1=k(L0-L1),F2=k(L2-L0),聯(lián)立解得k=F2+F13.(2024·江蘇鹽城月考)一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧,將其上端固定,下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí),彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L?，F(xiàn)將兩根這樣的彈簧按如圖3-2-2-2所示方式連接,A、B兩小球的質(zhì)量均為m,則兩小球平衡時(shí),B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小,且彈簧都在彈性限度范圍內(nèi))()。圖3-2-2-2A.3LB.4LC.5LD.6L答案：C解析：由題意可知,kL=mg,當(dāng)用兩根相同的彈簧按題圖所示懸掛時(shí),下面彈簧彈力大小為mg,伸長(zhǎng)量為L(zhǎng),而上面彈簧的彈力為2mg,由kx=2mg可知,上面彈簧伸長(zhǎng)量為x=2L,故B球到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)+L+L+2L=5L,C正確。4.(2024·江蘇天一中學(xué)月考)如圖3-2-2-3所示,A、B兩個(gè)物塊的重力分別是GA=3N、GB=4N,彈簧的重力不計(jì),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)彈簧的彈力F=2N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力,有可能是()。圖3-2-2-3A.3N,4NB.5N,6NC.1N,2ND.5N,2N答案：D解析：當(dāng)彈簧由于被壓縮而產(chǎn)生2N的彈力時(shí),由受力平衡及牛頓第三定律學(xué)問(wèn)可得天花板受到的拉力為1N,地板受到的壓力為6N;當(dāng)彈簧由于被拉伸而產(chǎn)生2N的彈力時(shí),可得天花板受到的拉力為5N,地板受到的壓力為2N,D正確。5.(2024·安徽南陵中學(xué)月考)如圖3-2-2-4所示,兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開(kāi)上面彈簧,在這過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為()。圖3-2-2-4A.m1gk1B.m2g答案：C解析：在這個(gè)過(guò)程中,壓在下面彈簧上的壓力由(m1+m2)g減小到m2g,即削減了m1g,依據(jù)胡克定律可斷定下面彈簧的長(zhǎng)度增長(zhǎng)了ΔL=m16.(2024·安徽休寧中學(xué)月考)如圖3-2-2-5所示為一輕質(zhì)彈簧的彈力F和長(zhǎng)度l大小的關(guān)系圖像,試由圖像確定:圖3-2-2-5(1)彈簧的原長(zhǎng);答案：當(dāng)彈簧的彈力為零時(shí),彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),由題圖可知原長(zhǎng)l0=10cm。(2)彈簧的勁度系數(shù);答案：當(dāng)彈簧長(zhǎng)度為15cm時(shí),彈力大小為10N,對(duì)應(yīng)彈簧的伸長(zhǎng)量為Δl=(15-10)cm=5×10-2m,由胡克定律F=kx得k=FΔl=105×10-(3)彈簧長(zhǎng)為0.20m時(shí)彈力的大小。答案：當(dāng)彈簧長(zhǎng)為0.20m時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為Δl'=(0.20-0.10)m=0.10m,由胡克定律F=kx得F'=k·Δl'=200×0.10N=20N。7.(2024·安徽銅陵一中月考)如圖3-2-2-6所示,質(zhì)量為m的物體A放在地面上的豎直輕彈簧B上?，F(xiàn)用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪將物體A與另一輕彈簧C連接,當(dāng)彈簧C處在水平位置且右端位于a點(diǎn)時(shí)它沒(méi)有發(fā)生形變。已知彈簧B和彈簧C的勁度系數(shù)分別為k1和k2,不計(jì)定滑輪、細(xì)繩的質(zhì)量和摩擦。將彈簧C的右端由a點(diǎn)沿水平方向拉到b點(diǎn)時(shí),彈簧B剛好沒(méi)有形變,求a、b兩點(diǎn)間的距離。圖3-2-2-6答案：起先時(shí),彈簧B的壓縮長(zhǎng)度為x1=mgk當(dāng)彈簧B無(wú)形變時(shí),彈簧C伸長(zhǎng)x2=mgk所以a、b間距離為x1+x2=mg1k考點(diǎn)2探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系8.(2024·山東萊西一中學(xué)業(yè)水平測(cè)試)一個(gè)試驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的試驗(yàn)中,運(yùn)用兩根不同的輕質(zhì)彈簧a和b,得到彈力F與彈簧長(zhǎng)度l的圖像如圖3-2-2-7所示。下列表述正確的是()。圖3-2-2-7A.a的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)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(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比答案：B解析：圖像的橫軸截距表示彈簧的原長(zhǎng),A錯(cuò)誤;圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù),B正確,C錯(cuò)誤;圖像不過(guò)原點(diǎn),D錯(cuò)誤。9.(2024·山東臨沂一中期中考試)(多選)如圖3-2-2-8甲所示,一彈簧一端固定在傳感器上,傳感器與計(jì)算機(jī)相連。當(dāng)對(duì)彈簧施加變更的作用力(拉力或壓力)時(shí),在計(jì)算機(jī)上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力的關(guān)系圖像,如圖3-2-2-8乙所示。則下列推斷正確的是()。圖3-2-2-8A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比B.彈力增加量與對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度的形變量成正比C.該彈簧的勁度系數(shù)是200N/mD.該彈簧受到反向壓力時(shí),勁度系數(shù)不變答案：BCD解析：由題圖乙知,F-x圖像是一個(gè)過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),k=ΔFΔx=200.10.(2024·安徽蚌埠二中月考)某試驗(yàn)小組利用如圖3-2-2-9所示裝置探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系時(shí),先把彈簧平放在桌面上,用刻度尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0=4.6cm,再把彈簧豎直懸掛起來(lái),在下端掛鉤碼,每增加一個(gè)鉤碼均登記對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度x,數(shù)據(jù)記錄如表所示。圖3-2-2-9鉤碼/個(gè)12345彈力F/N1.02.03.04.05.0彈簧長(zhǎng)度x/cm7.09.011.013.015.0圖3-2-2-10(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖3-2-2-10中作出F-x圖像。答案：如圖所示。(2)由此圖像可得,該彈簧勁度系數(shù)k=N/m。

答案：50解析：依據(jù)胡克定律F=kx可得k=ΔFΔx=50(3)圖線(xiàn)與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大于L0的緣由是

。

答案：彈簧自身重力的影響解析：圖線(xiàn)與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為彈簧豎直懸掛且沒(méi)掛鉤碼時(shí)的長(zhǎng)度,因受自身重力影響,大于其平放在桌面上時(shí)測(cè)量出的原長(zhǎng)L0。11.(2024·廣東部分學(xué)校聯(lián)考)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的試驗(yàn)。(圖中刻度尺單位均為cm)圖3-2-2-11(1)圖3-2-2-11甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,其示數(shù)為7.73cm;圖3-2-2-11乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為cm。

答案：6.93解析：彈簧伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度為14.66cm,則伸長(zhǎng)量Δl=14.66cm-7.73cm=6.93cm。(2)本試驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)變更彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是。

A.逐一增掛鉤碼,登記每增加一個(gè)鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B.隨意增減鉤碼,登記增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重答案：A解析：逐一增掛鉤碼,便于有規(guī)律地描點(diǎn)作圖,也可避開(kāi)因隨意增加鉤碼超過(guò)彈簧的彈性限度而損壞彈簧。(3)圖3-2-2-11丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖像,圖像的AB段明顯偏離直線(xiàn)OA,造成這種現(xiàn)象的主要緣由是。

答案：超出彈簧的彈性限度解析：AB段明顯偏離OA,伸長(zhǎng)量Δl不再與彈力F成正比,是超出彈簧的彈性限度造成的。12.(2024·浙江杭州其次中學(xué)高三模擬)“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”時(shí),某同學(xué)把兩根彈簧如圖3-2-2-12甲所示連接起來(lái)進(jìn)行探究。圖3-2-2-12(1)某次測(cè)量如圖3-2-2-12乙所示,指針示數(shù)為cm。

答案：16.00(15.95~16.05)(有效數(shù)字位數(shù)正確)解析：刻度尺讀數(shù)須要估讀到精確度的下一位,從題圖乙可知指針示數(shù)為16.00cm,考慮到誤差范圍,15.95~16.05cm均算對(duì)。(2)在彈性限度內(nèi),將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表所示。用表中數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為N/m。(重力加速度g取10m/s2)由表中數(shù)據(jù)(選填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。

鉤碼/個(gè)1234LA/cm15.7119.7123.662