- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

北京人大附中2018-2019学年高一上学期物理期中考试试卷

某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如下图所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺放置在弹黄—侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，测出弹簧相应的总长度。每只钩码的质量都是10g。实验数据见下表。（g取10N/kg）

钩码质量m/g	0	10	20	30	40	50
弹簧总长度l/cm	3.00	3.50	4.00	4.50	5.00	5.50
弹力大小F/N	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

（1）、关于本实验，下列说法正确的是_________。

A、悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 B、应在弹簧的弹性限度范围内进行测量 C、在安装刻度尺时，必须使刻皮尺保持竖直状态 D、在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度

（2）、根据上逆实验数据，在图9所不的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的关系图象，并求出该弹簧的劲度系数k=N/m。

（3）、如果实验时将指针固定在图8中P点上方的Q处，测出弹簧的劲度系数与弹簧的劲度系数的真实值相比，可能（选填“偏大”或“偏小”或“不变”）。

（4）、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的图象如图所示。下列表述正确的是_________。

A、a的原长比b的短 B、a的劲度系数比b的小 C、a的劲度系数比b的大 D、测得的弹力与弹簧的长度成正比

举一反三

在探究弹簧的弹力与其形变量的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加力F，实验是在弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量（伸长的长度）x作出的F﹣x图象，如图所示．图象不经过原点的原因是{#blank#}1{#/blank#}．由图可知弹簧的劲度系数为{#blank#}2{#/blank#}．

通过“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系”实验，我们知道：在弹性限度内，弹簧弹力F与形变量x成正比，并且不同弹簧，其劲度系数也不同．某中学的探究学习小组从资料中查到：弹簧的劲度系数与弹簧的材料和形状有关．该学习小组想研究弹簧的劲度系数与弹簧原长的关系，现有A，B，C，D四根材料和粗细完全相同仅长度不同的弹簧．

某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k．做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上．然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上，当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度值记作l₀ ，弹簧下端每增加一个50g的砝码时，指针示数分别记作l₁、l₂、…l₅ ， g取9.8m/s² ．

某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。

（1）钩码静止时所受重力的大小{#blank#}1{#/blank#}（大于，等于，小于）弹簧弹力的大小。

（2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出 $\text{[math]}$ 图像，如图乙所示。弹簧自由下垂时的长度 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#} $\text{[math]}$ ，弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ 。（结果均保留小数点后一位）

（3）实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果{#blank#}4{#/blank#}。（填“有影响”或“无影响”）

某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。（本实验中g取9.8m/s²）

（1）下列操作规范的是{#blank#}1{#/blank#}（多选）；

A.悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数

B.实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长

C.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

D.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

（2）某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示，该处的读数为{#blank#}2{#/blank#} cm；

（3）当弹簧下端所挂钩码为20g时，弹簧弹力大小为{#blank#}3{#/blank#} N（结果保留三位有效数字）；

（4）以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F—L图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧的劲度系数k={#blank#}4{#/blank#}N/m（结果保留两位有效数字）。

（5）小李查阅相关资料得知当地重力加速度的值为9.78m/s² ，若考虑此因素的影响，该实验测得的劲度系数测量值与弹簧劲度系数的真实值相比{#blank#}5{#/blank#}。（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）

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。

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