- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

广东省茂名市第一中学2018-2019学年高一上学期物理期中考试试卷

某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验.

（1）、将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在（选填“水平”或“竖直”）方向.

（2）、他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由图线可得弹簧的原长x₀=cm，劲度系数k=N/m，他利用本实验原理把弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧伸长的长度△x=cm.

举一反三

某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，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，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如表所示．

钩码个数	1	2	3	4	5
弹力F/N	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
弹簧的长度x/cm	7.0	9.0	11.0	13.0	15.0

某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置．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

①试根据这些实验数据在图中给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线{#blank#}1{#/blank#}．

②该函数关系图线跟横坐标轴交点的物理意义是{#blank#}2{#/blank#}．

③该弹簧的劲度k={#blank#}3{#/blank#}N/m．

某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x，数据记录如下表所示

钩码个数	1	2	3	4	5	6	7
弹力F/N	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
弹簧伸长的长度x/cm	2.00	3.98	6.02	7.97	9.95	11.80	13.50

小易同学准备通过图甲装置探究“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”，他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧右侧固定一刻度尺，如图甲所示。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下的形变量x。以弹簧弹力F为纵轴、形变量x为横轴建立直角坐标系。

某同学通过查资料了解到劲度系数分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的弹簧互相并联后总的劲度系数为 $\text{[math]}$ ，为了测量两根材料不同、粗细不同、长度不同的轻弹簧的劲度系数，他做了以下实验

①将一根粗细均匀的杆竖直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；

②如图（a）将轻弹簧 $\text{[math]}$ 套在竖直杆上，将轻弹簧 $\text{[math]}$ 套在弹簧 $\text{[math]}$ 外面，弹簧 $\text{[math]}$ 与杆之间以及弹簧 $\text{[math]}$ 与弹簧 $\text{[math]}$ 之间均有一定间隙；

③将刻度尺竖直固定在弹簧左侧，读出此时弹簧 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度；

④将金属圆环套在竖直杆上并轻轻放在弹簧上，待圆环平衡后从刻度尺上读出弹簧 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度；

⑤逐渐增加金属圆环个数，重复步骤④；

⑥根据实验数据得出弹簧上方所加金属圆环的重力 $\text{[math]}$ 及弹簧对应的形变量 $\text{[math]}$ ，通过计算机拟合出如图（b）所示的 $\text{[math]}$ 图像；实验过程中未超过弹簧的弹性限度。

回答下列问题：

某兴趣小组看到一种由两根弹簧嵌套并联组成的减振器，如图（a）所示。他们讨论得出劲度系数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的两根弹簧并联时，等效劲度系数 $\text{[math]}$ 。为了验证该结论，小组选用两根原长相等、粗细不同的弹簧A、B，设计实验进行验证。如图（b），弹簧上端固定，毫米刻度尺固定在弹簧一侧。逐一增挂钩码，记下每次指针稳定后所指的刻度尺示数x和对应钩码的总质量m，并计算弹簧弹力F（取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ）。

依次用弹簧A、弹簧B和A、B嵌套并联弹簧进行实验，相关数据如下表所示：

钩码数	1	2	3	4	5	6
钩码质量m（g）	50	100	150	200	250	300
弹簧弹力F（N）	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45	2.94
$\text{[math]}$ （cm）	11.09	12.19	13.26	14.32	15.40	—
$\text{[math]}$ （cm）	10.62	11.24	1187	12.50	13.13	—
$\text{[math]}$ （cm）	10.41	1081	☆	11.62	12.02	12.42

以刻度尺读数x为横坐标，弹簧弹力F为纵坐标，利用表中数据，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（c）所示。回答以下问题：

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