2024-2025学年新教材高中物理第3章相互作用2.2胡克定律练习含解析鲁科版必修第一册

PAGE8-第2节科学探究:弹力课时2胡克定律考点1胡克定律及应用1.(2024·安徽芜湖月考)如图3-2-2-1所示的装置中,弹簧的原长和劲度系数都相等,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽视不计。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是()。图3-2-2-1A.L1=L2=L3B.L1=L2<L3C.L1=L3>L2D.L3>L1>L2答案：A解析：依据二力平衡知,弹簧受到的拉力大小等于小球的重力,再依据胡克定律F=kx知各弹簧的长度相等,选项A正确。2.(2024·山东东营一中月考)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为L1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为L2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()。A.F2-F1L2-L1答案：C解析：设弹簧的原长为L0,由胡克定律可得F1=k(L0-L1),F2=k(L2-L0),联立解得k=F2+F13.(2024·江苏盐城月考)一根长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L。现将两根这样的弹簧按如图3-2-2-2所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度范围内)()。图3-2-2-2A.3LB.4LC.5LD.6L答案：C解析：由题意可知,kL=mg,当用两根相同的弹簧按题图所示悬挂时,下面弹簧弹力大小为mg,伸长量为L,而上面弹簧的弹力为2mg,由kx=2mg可知,上面弹簧伸长量为x=2L,故B球到悬点O的距离为L+L+L+2L=5L,C正确。4.(2024·江苏天一中学月考)如图3-2-2-3所示,A、B两个物块的重力分别是GA=3N、GB=4N,弹簧的重力不计,整个装置处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是()。图3-2-2-3A.3N,4NB.5N,6NC.1N,2ND.5N,2N答案：D解析：当弹簧由于被压缩而产生2N的弹力时,由受力平衡及牛顿第三定律学问可得天花板受到的拉力为1N,地板受到的压力为6N;当弹簧由于被拉伸而产生2N的弹力时,可得天花板受到的拉力为5N,地板受到的压力为2N,D正确。5.(2024·安徽南陵中学月考)如图3-2-2-4所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为()。图3-2-2-4A.m1gk1B.m2g答案：C解析：在这个过程中,压在下面弹簧上的压力由(m1+m2)g减小到m2g,即削减了m1g,依据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了ΔL=m16.(2024·安徽休宁中学月考)如图3-2-2-5所示为一轻质弹簧的弹力F和长度l大小的关系图像,试由图像确定:图3-2-2-5(1)弹簧的原长;答案：当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由题图可知原长l0=10cm。(2)弹簧的劲度系数;答案：当弹簧长度为15cm时,弹力大小为10N,对应弹簧的伸长量为Δl=(15-10)cm=5×10-2m,由胡克定律F=kx得k=FΔl=105×10-(3)弹簧长为0.20m时弹力的大小。答案：当弹簧长为0.20m时,弹簧伸长量为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·安徽铜陵一中月考)如图3-2-2-6所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上。现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变。已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦。将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有形变,求a、b两点间的距离。图3-2-2-6答案：起先时,弹簧B的压缩长度为x1=mgk当弹簧B无形变时,弹簧C伸长x2=mgk所以a、b间距离为x1+x2=mg1k考点2探究弹力和弹簧伸长量的关系8.(2024·山东莱西一中学业水平测试)一个试验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的试验中,运用两根不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度l的图像如图3-2-2-7所示。下列表述正确的是()。图3-2-2-7A.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：B解析：图像的横轴截距表示弹簧的原长,A错误;图像的斜率表示弹簧的劲度系数,B正确,C错误;图像不过原点,D错误。9.(2024·山东临沂一中期中考试)(多选)如图3-2-2-8甲所示,一弹簧一端固定在传感器上,传感器与计算机相连。当对弹簧施加变更的作用力(拉力或压力)时,在计算机上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图像,如图3-2-2-8乙所示。则下列推断正确的是()。图3-2-2-8A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹力增加量与对应的弹簧长度的形变量成正比C.该弹簧的劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变答案：BCD解析：由题图乙知,F-x图像是一个过原点的直线,k=ΔFΔx=200.10.(2024·安徽蚌埠二中月考)某试验小组利用如图3-2-2-9所示装置探究弹力与弹簧伸长量的关系时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一个钩码均登记对应的弹簧长度x,数据记录如表所示。图3-2-2-9钩码/个12345弹力F/N1.02.03.04.05.0弹簧长度x/cm7.09.011.013.015.0图3-2-2-10(1)依据表中数据在图3-2-2-10中作出F-x图像。答案：如图所示。(2)由此图像可得,该弹簧劲度系数k=N/m。

答案：50解析：依据胡克定律F=kx可得k=ΔFΔx=50(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的缘由是

。

答案：弹簧自身重力的影响解析：图线与x轴的交点坐标为弹簧竖直悬挂且没挂钩码时的长度,因受自身重力影响,大于其平放在桌面上时测量出的原长L0。11.(2024·广东部分学校联考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的试验。(图中刻度尺单位均为cm)图3-2-2-11(1)图3-2-2-11甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图3-2-2-11乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为cm。

答案：6.93解析：弹簧伸长后的总长度为14.66cm,则伸长量Δl=14.66cm-7.73cm=6.93cm。(2)本试验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来变更弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是。

A.逐一增挂钩码,登记每增加一个钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,登记增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重答案：A解析：逐一增挂钩码,便于有规律地描点作图,也可避开因随意增加钩码超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧。(3)图3-2-2-11丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图像,图像的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要缘由是。

答案：超出弹簧的弹性限度解析：AB段明显偏离OA,伸长量Δl不再与弹力F成正比,是超出弹簧的弹性限度造成的。12.(2024·浙江杭州其次中学高三模拟)“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧如图3-2-2-12甲所示连接起来进行探究。图3-2-2-12(1)某次测量如图3-2-2-12乙所示,指针示数为cm。

答案：16.00(15.95~16.05)(有效数字位数正确)解析：刻度尺读数须要估读到精确度的下一位,从题图乙可知指针示数为16.00cm,考虑到误差范围,15.95~16.05cm均算对。(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表所示。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为N/m。(重力加速度g取10m/s2)由表中数据(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。

钩码/个1234LA/cm15.7119.7123.662