2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点11　实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系

考点11实验二探究弹簧弹力与形变量的关系强基固本对点练1．某同学欲做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，有铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码．(1)实验中还需要的测量工具是________；(2)用纵轴表示钩码质量m，横轴表示弹簧的形变量x，根据实验数据绘制出图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数k＝________N/m(重力加速度g取9.8m/s2)；(3)若某同学先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L­L0作为弹簧的伸长量x，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列选项中的________．2．[2024·山东青岛市月考]在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中．(1)关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是________．A．先测量原长，后竖直悬挂B．先竖直悬挂，后测量原长C．先后顺序对实验结果无影响(2)乙弹簧的劲度系数为__________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧__________(填“甲”或“乙”).3．[2024·陕西渭南市月考]某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系．把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度．通过分析数据得出实验结论．(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是__________．(2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F­L图像，如图乙所示．由图像可知，弹簧自由下垂时的长度L0＝________cm，弹簧的劲度系数k＝________N/m.(结果均保留2位有效数字)培优提能模拟练4.[2024·四川资阳市月考]用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、50g的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系．(1)未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长L0＝________cm.(2)由图乙还可知劲度系数较大的是________弹簧；还可算出B弹簧的劲度系数为________N/m.(3)若某同学做实验时，误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，则该同学所做图像得到的k值是______(填“偏大”“偏小”或“不变”).5．[2022·湖南卷]小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下：(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：序号12345硬币数量n/枚510152025长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线；(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为________cm；(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为________g(计算结果保留3位有效数字).6．[2024·陕西省第一次联考]用如图所示的装置可以测量弹性绳的劲度系数和物体之间的动摩擦因数．重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．具体操作如下：A.高度可调的悬点O处悬挂一弹性绳，调整悬点O的高度，使弹性绳自然下垂时，其下端恰与A处的钉子等高；B.保持悬点O固定，将质量为m的盒子挂在弹性绳下端，稳定后测得弹性绳的伸长量为h0(盒子未接触木板)；C.将质量为m0的重物放入盒中，使得盒子压在木板上，测得A与盒子上表面间的高度差为h；D.缓慢拉动木板，直至盒子相对木板发生滑动，测得此过程中盒子通过的距离为x.(1)实验时，________(填“需要”或“不需要”)测量O、A间的距离．(2)弹性绳的劲度系数为________．(3)盒子与木板间的动摩擦因数为________．

考点11实验二探究弹簧弹力与形变量的关系1．答案：（1）刻度尺（2）4.9（3）C解析：（1）实验中还需要的测量工具是刻度尺；（2）根据mg＝kx得m＝eq\f(k,g)x，则由图像可知eq\f(k,g)＝eq\f(60×10－3,0.12)，解得k＝4.9N/m.（3）由于一开始测出的弹簧原长L0是放在水平桌面上测量得，而实验中是将弹簧竖直悬挂，一开始竖直悬挂弹簧并且不挂钩码的时候，由于弹簧自身的重力，弹簧已经被拉长了，故弹簧在竖直悬挂的时候一开始已经有伸长量了，故图像有横截距，且由胡克定律：F＝kΔx得，图像的斜率为弹簧的劲度系数，故图像斜率不变，为一条倾斜直线，则图像应该为C.2．答案：（1）B（2）200甲解析：（1）为了准确测量弹簧的原长，并消除重力带来的影响，应先将弹簧悬挂，再测原长，B正确．（2）图像的斜率表示弹簧的劲度系数的倒数，则由图可知乙弹簧的劲度系数为k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(8－0,4×10－2－0)N/m＝200N/m，由图可知，甲的劲度系数小，因此其精度高，若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲．3．答案：（1）共点力的平衡条件（2）4.01.0×102解析：（1）钩码静止时其所受重力大小等于弹力的大小，这样做依据的物理规律是共点力的平衡条件．（2）根据胡克定律F＝kL－kL0可得题图乙的F­L图像的横截距即为弹簧的自然长度L0，斜率即为弹簧的劲度系数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）不变解析：（1）图中刻度尺的分度值为1mm，要估读到分度值的下一位，已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，弹簧长度为L0＝7.00cm（2）根据胡克定律有k＝eq\f(ΔF,Δx)，图像的斜率表示劲度系数，则可知A弹簧的劲度系数大于B弹簧的劲度系数；B弹簧的劲度系数为k＝eq\f(2,20×10－2)＝10N/m.（3）把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，图线相对原来会向右平移，但并不影响图线斜率，故k值不变．5.答案：（3）如图所示（4）15.35（5）127解析：（3）利用描点法得出图像如图．（4）根据刻度尺读数规则知，橡皮筋的长度l＝15.35cm.（5）由胡克定律可得nmg＝k（l－l0），变化为l＝eq\f(mg,k)n＋l0.l­n图像的斜率eq\f(mg,k)＝eq\f(6.05,20)×10－2，解得k＝20.0N/m.代入数据解得橡皮筋原长l0＝9.00cm.挂上冰墩墩玩具，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）题中已测出弹性绳的伸长量，则不需要测量O、A间的距离．（2）根据胡克定律可知k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(mg,h0)（3）盒子通过的距离为x后，对其受力分析，设弹性绳的拉力为F，根据共点力平衡条