高考物理-高频实验模拟新题精选训练02-探究弹力与弹簧形变量的关系

2013高考高频实验模拟新题精选训练02探究弹力与弹簧形变量的关系1.（8分）（2013广东省佛山市质检）①小翔利用如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量△l的关系，由实验绘出F与△l的关系图线如图乙所示，该弹簧劲度系数为N/m。答案：125解析：F与△l的关系图线斜率等于弹簧劲度系数为k=F/△L=125N/m。2.（2013河南洛阳市一模）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。下面表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。（1）请在图所示的坐标系中作出F---x图象。（2）由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=N/m。【命题意图】本题意在考查变压器的规律，意在考查学生对变压器原理的理解。【答案】（1）图象如图。（2）3.1×102解析：由胡克定律，F=kx，F-x图象的斜率等于该橡皮筋的劲度系数，k=Fx==3.1×102N/m。3．（每空2分）（2013河南漯河市联考）在“研究弹簧的形变与外力的关系”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外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示．①由图求出弹簧的劲度系数，即k=_________②图线不过原点的原因是：________________________。4．（2013北京市东城区联考）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量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，理论与实际都表明LYSk，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是______．A．NB．mC．N/mD．Pa（2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图15（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20．00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4．000mm，那么测量工具a应该是____。（3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m。（保留两位有效数字）拉力F（N）510152025伸长量x（cm）1．63．24．86．48（4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=______。（保留一位有效数字）根据F=k（l-l0）可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k=3．1×102N/m．（4）根据Y=kL/S求得，Y≈5×106Pa．5、（2013云南玉溪一中质检）（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的图象如图所示。则：_____弹簧的原长更长，_____弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）Fl0ab6．（8分）（2013山东枣庄期中）“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。（1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中，细绳CO对O点的拉力大小为N；（2）请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上。由图求出合力的大小F合=N（保留两位有效数字）；（3）某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度系数k=N/m（保留两位有效数字）。.答案：（1）2.60（2）如图所示5.1（3）60解析：由图丙可知，弹簧测力计0刻度线对应5.0mm，2.60N对应48.0mm，由胡克定律，F=kx，解得k=F/x=60N/m。7．（4分）（2013安徽马鞍山二中期中测试）在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，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外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图9所示，由图可知弹簧的劲度系数为N/m．图线不过原点的原因是由于。8．（8分）（2013福建福州名校检测）小明和小红同学对如图所示自制“橡皮筋测力计”进行标度（均在橡皮筋的弹性范围内）①小明测量了不挂钩码和挂1个钩码时的指针指在刻度尺上的位置分别为5.00cm和5.60cm,然后根据所学弹簧弹力知识,经过类比,按弹簧测力计的刻度规律在刻度尺上依次进行了标度,则小明应在刻度尺cm处标示挂5个钩码的指针位置.②小红分别测量了不挂钩码、挂1个钩码、挂2个钩码……指针在刻度尺上的位置，并按实际测量进行标度，其数据如下表：请在右图坐标上画出指针在刻度尺上的所指的刻度x与所挂钩码个数的关系图像。并回答橡皮筋所受的拉力挂钩码的个数01234567指针在刻度尺上的位置x（cm）5。.005.606.307.208.309.6011.0012.50与其伸长长度（填“是”或“否”）成线性关系。③请你分析小明和小红的标度方法谁更科学（说明理由）。9．（2013山东莱州质检）某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验，他先把弹簧甲放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L。再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-Lo作为弹簧的伸长量，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的哪一个：答案.C（2分）解析：由于弹簧自身重力的影响，不挂砝码时，弹簧就有一定的伸长量，图象C可能正确。10．（2013哈尔滨三中月考）用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=（用所给字母表示,比例系数用k表示）。(2)在寻找上述关系中，运用科学研究方法。