高考物理 高频实验模拟新题精选训练02 探究弹力与弹簧形变量的关系

1、2013高考高频实验模拟新题精选训练02 探究弹力与弹簧形变量的关系1.（8分）（2013广东省佛山市质检）小翔利用如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量l的关系，由实验绘出F与l的关系图线如图乙所示，该弹簧劲度系数为 N/m。答案：125解析：F与l的关系图线斜率等于弹簧劲度系数为k=F/L=125N/m。2.（2013河南洛阳市一模）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。下面表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。（1）请在图所示的坐标系中作出F-x图象。（2）由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k= N/

2、m。【命题意图】本题意在考查变压器的规律，意在考查学生对变压器原理的理解。【答案】（1）图象如图。（2）3.1×102解析：由胡克定律，F=kx，F-x图象的斜率等于该橡皮筋的劲度系数，k=3.1×102N/m。3（每空2分）（2013河南漯河市联考）在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示由图求出弹簧的劲度系数，即k=_图线不过原点的原因是：_。4（2013北京市东城区联考）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性

3、限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实际都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_A N B m C N/m D Pa（2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图15（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=2000cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4000mm，那么测量工具a应该是_ _。 （3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理

4、数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=_N/m。（保留两位有效数字）拉力F（N）510152025伸长量x（cm ）163248648 （4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=_。（保留一位有效数字）根据F=k（l-l0）可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k=31×102N/m（4）根据Y=kL/S求得，Y5×106 PaFl0ab5、（2013云南玉溪一中质检）（1）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则：_弹簧的原长更长，_弹簧的劲

5、度系数更大。（填“a”或“b”）6（8分）（2013山东枣庄期中）“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。 （1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中，细绳CO对O点的拉力大小为 N； （2）请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上。由图求出合力的大小F合= N（保留两位有效数字）； （3）某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度系数k= N/m（保留两位有效数字）。.答案：（1）2.60 （2）如图所示 5.1 （3）60解析：由图丙可知，弹簧测

6、力计0刻度线对应5.0mm，2.60N对应48.0mm，由胡克定律，F=kx，解得k=F/x=60N/m。7（4分）（2013安徽马鞍山二中期中测试）在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的Fx图线如图9所示，由图可知弹簧的劲度系数为 N/m图线不过原点的原因是由于 。8（8分）（2013福建福州名校检测）小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进行标度（均在橡皮筋的弹性范围内）小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为

7、5.00cm和5.60cm,然后根据所学弹簧弹力知识,经过类比,按弹簧测力计的刻度规律在刻度尺上依次进行了标度,则小明应在刻度尺 cm处标示挂5个钩码的指针位置.小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码指针在刻度尺上的位置，并按实际测量进行标度，其数据如下表：挂钩码的个数01234567指针在刻度尺上的位置x（cm）5。.005.606.307.208.309.6011.0012.50请在右图坐标上画出指针在刻度尺上的所指的刻度x与所挂钩码个数的关系图像。并回答橡皮筋所受的拉力与其伸长长度 （填“是”或“否”）成线性关系。请你分析小明和小红的标度方法谁更科学（说明理由） 。9（2013山

8、东莱州质检）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验，他先把弹簧甲放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L。再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-Lo作为弹簧的伸长量，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的哪一个：答案.C（2分）解析：由于弹簧自身重力的影响，不挂砝码时，弹簧就有一定的伸长量，图象C可能正确。10（2013哈尔滨三中月考）用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0. 8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，