- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

广东省佛山市2018-2019学年高一上学期物理期末考试试卷

为了测量弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验．将一弹簧竖直悬挂在铁架台上，用弹簧测力计拉弹簧下端，同时记下弹簧总长度和弹簧测力计的示数，记录的数据如下表：

次数	1	2	3	4	5	6
弹簧总长L（单位：cm）	2.41	3.00	3.41	3.80	4.60	5.00
弹力F（单位：N）	0.71	1.28	2.21		4.05	4.60

请完成以下问题：

（1）、第4次操作时，弹簧测力计的示数如图甲所示，请读出其示数F₄＝N．

（2）、除第4次的数据外，其他均已在图乙中描点，请你把第4次数据在图乙中描点，并作F﹣L图象．

（3）、根据F﹣L图象可得弹簧的劲度系数k＝N/m（保留三位有效数字）．

举一反三

某同在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图1所示的实验装置．所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．（弹力始终未超过弹性限度，取g=10m/s²）

砝码质量（g）	0	30	60	90	120	150
弹簧总长（cm）	6.00	7.15	8.34	9.48	10.64	11.79
弹力大小（N）

如图甲所示，一根弹簧固定在传感器上，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，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．由图可知：

橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度范围内，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，理论与实践都表明k= $\text{[math]}$ ，其中Y是一个由材料本身性质决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．有一段横截面为圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置，可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm．

下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，

拉力F（N）	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0
伸长量x（cm）	1.60	3.20	4.70	6.40	8.00

某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图甲所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．（弹簧始终在弹性限度内）

测量次序	1	2	3	4	5	6
弹簧弹力大小F/N	0	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
弹簧总长x/cm	6	7.16	8.34	9.48	10.85	11.75

某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．

某物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置测量弹簧的劲度系数。将轻质弹簧上端固定于铁架台上，使刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐。实验时用力传感器竖直向下拉弹簧，待弹簧静止后，记录力传感器的示数F和弹簧下端对应的刻度尺示数L，多次测量后作出 $\text{[math]}$ 的关系图像，实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。

（1）实验中两根不同的弹簧a和b的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示，由图可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的长度{#blank#}1{#/blank#}（选填“成正比”或“不成正比”），b弹簧的原长{#blank#}2{#/blank#}（选填“大于”“小于”或“等于”）a弹簧的原长，b弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#}N/m（结果保留两位有效数字）。

（2）某同学根据实验数据作出力传感器的示数F与弹簧伸长量 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 图像如图丙中实线所示，图像出现弯曲的可能原因是{#blank#}4{#/blank#}。

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