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1、高考导航2013届高考物理一轮复习巩固测试：2.4实验（1）探究弹力与弹簧伸长的关系（人教版）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关系的图象如图所示.下列表述正确的是（）6A. 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解析：图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确、C错误；图象不过原点，D错误.答案：B2. （2012年合肥模拟）如图甲所示，一根弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连. 当对弹簧施加变化的作用力 （拉力或压力）时，
2、在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的 弹力大小的关系图象，如图乙所示.则下列判断不正确的是（）甲乙A.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增加量成正比C.该弹簧的劲度系数是200 N/mD.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变B、解析：由图乙知，F x是一个过原点的直线，k = 010 N/m = 200 N/m,可知A错,C D正确.答案：A3. (2012年滁州模拟)为了探索弹力和弹簧伸长的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图象.伸长/cm6420 2 4 6 S占劝州甲(1)从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而
3、使图象上端成为曲线，图象上(2)这两根弹簧的劲度系数分别为N/m和N/m；若要制作一个精确程度较高端成为曲线是因为的弹簧测力计，应选弹簧 从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议.建议:解析：(1)在弹性范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性范围，则此规律不成立，所以所给的图象上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度.(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为:k 甲=5l/m= 66.7 N/mAx 甲 6X10F乙8k 乙=-2N/m= 200 N/m.Ax 乙 4X10要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用一定的外力作用时，弹簧的形变量大,故选甲弹簧.(3)
4、建议：实验中钩码不能挂太多，控制在弹性限度内答案：(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析4. (2012年蚌埠模拟)如图(a)所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.(1)为完成实验，还需要的实验器材有:(2) 实验中需要测量(记录)的物理量有(3)图(b)是弹簧所受弹力 F与弹簧伸长长度 x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是解析：(1)还需要刻度尺;(外力)对应的弹簧长(2)需要测量的物理量有弹簧的原长、悬挂钩码个数以及与弹力根据胡克定律F= kAx，在F-x图象中，芸，解
5、得k=200 N/m :图象不过原点，原因是实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重或在弹簧没有处于竖直悬挂状态时测量它的原长.答案：见解析5. (2011年安徽理综)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的祛码.实验测出了祛码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出(g=9.8 m/s 2)(1)作出m-1的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为 N/m.解析：(1)应使尽量多的点在同一条直线上.(2)由胡克定律 F=kx,得k=qFA x答案：(1)如图所示(2)0.248 0.2626. 用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，
6、如机械 性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的 磁性质.x与F、L、D间的关系式:现有一种纳米合金丝， 欲测定出其伸长量 x与所受拉力F、长度L、截面直径D的关系. (1)测量上述物理量需要的主要器材是、(2)若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x=.(若用到比例系数，可用 k表示)长度L/cmf/nx/Cm直径 D/mm50.0100.0200.05.000.0400.200.400.8010.000.0400.400.801.605.000.0800.100.200.40(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是 (只需写出
7、 一种).(4)若有一根合金丝的长度为20 cm,截面直径为0.200 mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为 N.解析：(1)用弹簧测力计测量力的大小，用刻度尺测量长度，用螺旋测微器测量直径.(2)用题目所给的数据分析可知：当力、直径一定时，伸长量与长度成正比；当力、长 度一定时，伸长量与直径成反比；当长度、直径一定时，伸长量与力成正比. kFL所以有：x=kFL(取一组数据验证，式中的系数不为零).(3)研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，可以先控制某两个量不变，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法.这是物理
8、实 验中的一个重要研究方法.(4)代入表中数据把式中的 k求出，再代入已知数据，可求得最大拉力. 3-2, Dx 0.040 X 10 X 0.20 X10=FL=50.0 X5X 10 2m/N= 3.2 x 10 8 m/NFm=DxkL：3 L0.200 X 10 x 通3.2 X10 8XLN = 62.5 N.答案：(1)弹簧测力计kFL刻度尺螺旋测微器(2)(3)控制变量法 (4)62.57. （2012年淮南模拟）17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹 力成正比，这就是著名的胡克定律.受此启发，一学习小组同学研究“金属线材伸长 量与拉力的关系”的探究过程如下
9、：A.有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正 比，与截面半径成反比.B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设.C.通过实验取得如下数据：D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善.长度L/cm直径250 N500 N750 N1 000 N1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm1 m3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm（1）上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是（2）请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正.解析：确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”.研究伸长量 x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长 度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法.这是物理实验中的一个重要研究方法.答案：（1）B C （2）他们的假设不是全部正确.在弹性限度内，金属丝（杆）的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝 （杆）的长度成正比