高考物理总复习专题二相互作用实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系练习含答案

实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系知识巩固练1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F-x图像，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度.请通过图甲，分析并计算，该弹簧的弹性系数k＝________N/m.当指针如图乙所示，弹簧测力计的示数F＝________N.

(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图丙所示.下列表述正确的是________.(填字母)

A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】(1)253.0(2)B2.橡皮筋像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实验都证明k＝YSL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量(1)在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应为()A.N B.mC.N/m D.N/m2(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k＝______N/m.

(3)若橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是____________［单位取(1)中正确单位，结果保留2位有效数字］.

【答案】(1)D(2)5×102(3)5.0×107N/m2【解析】(1)由题意知Y＝kLS，故Y的单位是Nm·mm2＝N/(2)橡皮筋的劲度系数是F-x图像的斜率，由图像得k＝15.03.0×10-2N/m＝500N(3)根据杨氏模量公式，知Y＝kLS＝500×0.1001.0×10-6N/m2＝5.0×1073.为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的轻弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线是因为.这两根弹簧的劲度系数：甲弹簧为________N/m(结果保留1位小数)，乙弹簧为________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”).

【答案】弹力过大，超过了弹簧的弹性限度66.7200甲综合提升练4.(2023年广东模拟)(1)某实验小组在探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间关系的实验中，得到的实验数据如下表.弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42在坐标系中作出弹簧弹力随伸长量变化的图像，求得该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.(保留两位有效数字)

(2)该实验小组紧接着又研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系.实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g)，每增挂一个钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10个钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一个钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量，根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F的关系图像如图所示.从图像中可以得出__________.(填字母)

A.增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的小C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度【答案】(1)如图54(2)BD【解析】(1)由胡可定律可知k＝ΔFΔx＝3.56.5×10-2(2)由图可知，增挂钩码与减挂钩码时Δl与F不成正比，A错误；如图所示，当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的小，B正确，C错误；由图可知，增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，D正确.5.如图甲所示，“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中.甲乙(1)将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻线跟O点对齐，在弹簧的下部A处做一标记，如固定一个指针.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50g)，指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上钩码的重力F而变化，将几次实验测得相应的(F，x)各点描绘在图中，然后根据各点在图中描绘出x随F变化的图像(如图乙所示)，得出弹簧的劲度系数kA≈________N/m.(结果保留2位有效数字)

(2)如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的图像，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能________.

A.大于kA B.等于kAC.小于kA D.无法确定(3)如果将指针