2023年高考物理分題型多維刷題練專(zhuān)題03探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系(原卷版+解析)

專(zhuān)題03探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理如圖，彈簧彈力F等于下面所掛鉤碼重力G，彈簧伸長(zhǎng)量Δx用刻度尺測(cè)量。用表格或圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的定量關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)把彈簧懸吊在鐵架臺(tái)上，讓彈簧自然下垂，保持刻度尺豎直并靠近彈簧。在彈簧不掛鉤碼時(shí)測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)x0。(2)將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧總長(zhǎng)x，計(jì)算彈簧伸長(zhǎng)量Δx，計(jì)算鉤碼的總重力。改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程多次，將測(cè)得的數(shù)據(jù)都記入設(shè)計(jì)的表格中。(3)以彈力F為縱坐標(biāo)、以彈簧總長(zhǎng)度x為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系。把所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)。(4)按照?qǐng)D中各個(gè)點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線）。(5)以Δx為橫軸，將得到過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖，直接得到相應(yīng)的正比關(guān)系。(6)整理器材。典例1：（2021·廣東·高考真題）某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用計(jì)算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_____N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）典例2：（2022·湖南·高考真題）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)12345硬幣數(shù)量/枚510152025長(zhǎng)度10.5112.0213.5415.0516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；______（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖（c）所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_____；（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_____（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。1．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）用如圖甲所示的裝置來(lái)探究胡克定律，輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，在右端水平拉力F的作用下從原長(zhǎng)開(kāi)始沿水平方向緩慢伸長(zhǎng)，彈簧與水平面不接觸，通過(guò)刻度尺可以讀出彈簧的伸長(zhǎng)量X，通過(guò)拉力傳感器可以讀出F，多次測(cè)量F、X做出F-X圖像如圖乙所示，回答下列問(wèn)題：（1）伸長(zhǎng)量達(dá)到某個(gè)點(diǎn)后圖像變彎曲，原因可能是___________；（2）彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)__________；（3）彈簧的伸長(zhǎng)量分別為X2和X1時(shí)，拉力傳感器的示數(shù)之差為_(kāi)__________。2．（2022·福建省德化第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即，k的值與橡皮筋的原長(zhǎng)L、橫截面積S有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)都表明，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱(chēng)之為楊氏模量。（1）在國(guó)際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是___________。A．N

B．m

C．

D．（2）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，做出了外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像如上圖所示。由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)___________。（3）若該橡皮筋的原長(zhǎng)是，橫截面積是，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。3．（2022·新疆·模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，測(cè)得彈簧彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖像如圖乙所示。（1）由圖乙可得，該彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m；（2）該實(shí)驗(yàn)小組用此實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)兩根不同的彈簧a和b進(jìn)行探究，得到彈簧彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖像如圖丙所示。以下表述正確的是()A．彈簧a的原長(zhǎng)一定比彈簧b的大B．彈簧a的勁度系數(shù)一定比彈簧b的大C．彈簧a的自重一定比彈簧b的大D．以上說(shuō)法均不對(duì)4．（2022·遼寧鞍山·二模）一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)（1）采用如圖甲所示裝置，質(zhì)量不計(jì)的彈簧下端掛一個(gè)小盤(pán)，在小盤(pán)中增添砝碼，改變彈簧的彈力，實(shí)驗(yàn)中做出小盤(pán)中砝碼重力隨彈簧伸長(zhǎng)量x的圖像如圖乙所示。（重力加速度g＝10m/s2）①利用圖乙中圖像，可求得該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m；②利用圖乙中圖像，可求得小盤(pán)的質(zhì)量為_(kāi)_______kg，小盤(pán)的質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值________（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。（2）為了制作一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，乙同學(xué)選了A、B兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的圖像，為了制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧________；為了制作一個(gè)量程較大的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧_______。（填“A”或“B”）5．（2022·福建省福州第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）小胡同學(xué)做“探究彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)為了方便，他把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)=8cm，然后把彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將6個(gè)完全相同的鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧的下端如圖甲所示，測(cè)出每次彈簧對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量x，得到彈簧的伸長(zhǎng)量x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系圖像如圖乙所示。（g取10m/s2）。（1）由圖可知彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m（保留2位有效數(shù)字）。（2）由于測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有考慮彈簧自重、使得到的圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，.這樣通過(guò)圖像測(cè)得的勁度系數(shù)k相對(duì)真實(shí)值___________（“偏大”“偏小”或者“不變”）。6．（2022·海南·模擬預(yù)測(cè)）如圖1所示，鐵架臺(tái)上豎直固定一彈簧，將最小刻度值為毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，使刻度尺的0刻線與彈簧上端對(duì)齊，且使彈簧下端的指針恰好落在刻度尺上。在彈簧下依次掛1個(gè)鉤碼，2個(gè)鉤碼…作出彈簧彈力F隨坐標(biāo)x的變化，如圖2所示。已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度g取10m/s2，回答下列問(wèn)題：①當(dāng)彈簧下方掛有4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧的形變量為_(kāi)__________m。②彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)__________N/m。7．（2022·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。（1）小楊同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)系中標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫(huà)出圖像_________。鉤碼個(gè)數(shù)123456拉力F（N）0.490.981.471.962.452.94伸長(zhǎng)量x（cm）1.001.983.024.005.607.95（2）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷該彈簧在彈性限度內(nèi)的勁度系數(shù)________N/m。（保留兩位有效數(shù)字）（3）為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端的刻度尺上的刻度；C．將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式。首先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G．整理儀器。將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)是：____________。8．（2022·湖北武漢·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)。將彈簧豎直懸掛在鐵架臺(tái)上，指針固定在彈簧上處，將刻度尺豎直固定在彈簧一側(cè)，在彈簧下端依次懸掛2個(gè)到7個(gè)砝碼，當(dāng)砝碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，測(cè)出彈簧受到的拉力與指針?biāo)傅目潭瘸呤緮?shù)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：砝碼個(gè)數(shù)234567（N）0.981.471.962.452.943.43（cm）17.6519.8221.9824.1526.3228.45彈簧伸長(zhǎng)量6.50①6.47回答下列問(wèn)題：（1）由表可知所用刻度尺的分度為_(kāi)__________；（2）將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①=___________；（3）根據(jù)逐差法計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)___________N/cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（4）如圖所示，若將固定在彈簧上處的指針改為固定在彈簧上處，重做上述實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得的勁度系數(shù)___________k（選填“大于”“等于”“小于”）。9．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)想測(cè)量?jī)筛牧喜煌?、粗?xì)不同、長(zhǎng)度不同的輕彈簧的勁度系數(shù)，他設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①將一根粗細(xì)均勻的桿豎直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；②將輕彈簧A套在豎直桿上，將輕彈簧B套在彈簧A外面，彈簧A與桿之間以及彈簧B與彈簧A之間均有一定間隙；③將刻度尺豎直固定在彈簧左側(cè)，讀出此時(shí)彈簧A、B的長(zhǎng)度；④將金屬圓環(huán)套在豎直桿上并輕輕放在彈簧上，待圓環(huán)平衡后從刻度尺上讀出彈簧A、B的長(zhǎng)度；⑤逐漸增加金屬圓環(huán)（與此前所加的金屬圓環(huán)完全相同）個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟④；⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧上方所加金屬圓環(huán)的個(gè)數(shù)n及彈簧A對(duì)應(yīng)的形變量x，通過(guò)計(jì)算機(jī)擬合出如圖（b）所示的圖像；⑦用天平測(cè)量出一個(gè)金屬圓環(huán)的質(zhì)量為100g，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未超過(guò)彈簧的彈性限度，重力加速度g取?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為_(kāi)__________N/m，___________N/m；（2）若把彈簧A、B串接在一起，將一端固定在天花板上，另一端懸掛一重力為G的物塊，則物塊靜止時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量之和___________（用、、G表示）。10．（2022·河北唐山·三模）如圖所示，有兩條長(zhǎng)度不同的彈性繩。兩繩上端固定在同一位置，下端系在一個(gè)輕質(zhì)勾上。兩繩在同一豎直面內(nèi)，不纏繞。1的長(zhǎng)度比2短，1自然伸長(zhǎng)時(shí)，2處于松弛狀態(tài)?，F(xiàn)測(cè)量這兩條彈性繩的勁度系數(shù)。進(jìn)行以下操作：每個(gè)鉤碼質(zhì)量為100g，g取。①測(cè)量短繩的自然長(zhǎng)度；②下端逐個(gè)加掛鉤碼。測(cè)量短繩1的長(zhǎng)度L，并記錄對(duì)應(yīng)鉤碼數(shù)量n。兩條彈性繩一直處于彈性限度內(nèi)；③在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系。以L為縱坐標(biāo)，以所掛鉤碼數(shù)為橫坐標(biāo)，描出部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖所示；④根據(jù)圖像求出彈性繩的勁度系數(shù)、。（1）加掛第___________個(gè)鉤碼，彈性繩2開(kāi)始繃緊；（2）彈性繩1、2的勁度系數(shù)分別為_(kāi)__________N/m，___________N/m。專(zhuān)題03探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理如圖，彈簧彈力F等于下面所掛鉤碼重力G，彈簧伸長(zhǎng)量Δx用刻度尺測(cè)量。用表格或圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的定量關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)把彈簧懸吊在鐵架臺(tái)上，讓彈簧自然下垂，保持刻度尺豎直并靠近彈簧。在彈簧不掛鉤碼時(shí)測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)x0。(2)將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧總長(zhǎng)x，計(jì)算彈簧伸長(zhǎng)量Δx，計(jì)算鉤碼的總重力。改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程多次，將測(cè)得的數(shù)據(jù)都記入設(shè)計(jì)的表格中。(3)以彈力F為縱坐標(biāo)、以彈簧總長(zhǎng)度x為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系。把所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)。(4)按照?qǐng)D中各個(gè)點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線）。(5)以Δx為橫軸，將得到過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖，直接得到相應(yīng)的正比關(guān)系。(6)整理器材。典例1：（2021·廣東·高考真題）某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用計(jì)算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_____N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）6.04

6.05

（2）3

（3）48.6【規(guī)范答題】（1）[1]根據(jù)壓縮量的變化量為[2]壓縮量的平均值為（2）[3]因三個(gè)是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有解得典例2：（2022·湖南·高考真題）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)12345硬幣數(shù)量/枚510152025長(zhǎng)度10.5112.0213.5415.0516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；______（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖（c）所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_____；（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_____（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】（3）見(jiàn)解析

（4）15.35

（5）127【規(guī)范答題】（3）[1]根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線如圖（4）[2]由圖可知刻度尺的分度值為1mm，故讀數(shù)；（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為x0，則則橡皮筋的勁度系數(shù)為k從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得，設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，則有可得1．（2022·廣東·模擬預(yù)測(cè)）用如圖甲所示的裝置來(lái)探究胡克定律，輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，在右端水平拉力F的作用下從原長(zhǎng)開(kāi)始沿水平方向緩慢伸長(zhǎng)，彈簧與水平面不接觸，通過(guò)刻度尺可以讀出彈簧的伸長(zhǎng)量X，通過(guò)拉力傳感器可以讀出F，多次測(cè)量F、X做出F-X圖像如圖乙所示，回答下列問(wèn)題：（1）伸長(zhǎng)量達(dá)到某個(gè)點(diǎn)后圖像變彎曲，原因可能是___________；（2）彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)__________；（3）彈簧的伸長(zhǎng)量分別為X2和X1時(shí)，拉力傳感器的示數(shù)之差為_(kāi)__________。【答案】（1）彈簧超過(guò)了最大彈性限度（2）（3）【規(guī)范答題】（1）[1]當(dāng)彈力增大，圖像變彎曲，原因是彈簧超過(guò)了最大彈性限度；（2）[2]F-X圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)（3）[3]彈簧的伸長(zhǎng)量為X1時(shí)，設(shè)拉力傳感器的示數(shù)為F1，由結(jié)合可得則有2．（2022·福建省德化第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即，k的值與橡皮筋的原長(zhǎng)L、橫截面積S有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)都表明，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱(chēng)之為楊氏模量。（1）在國(guó)際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是___________。A．N

B．m

C．

D．（2）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，做出了外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像如上圖所示。由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)___________。（3）若該橡皮筋的原長(zhǎng)是，橫截面積是，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）D

（2）200

（3）【規(guī)范答題】（1）[1]根據(jù)，將物理量間的換算關(guān)系變?yōu)閱挝婚g的換算關(guān)系，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是。故選D。（2）[2]根據(jù)圖像得，勁度系數(shù)為（3）[3]由整理得3．（2022·新疆·模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，測(cè)得彈簧彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖像如圖乙所示。（1）由圖乙可得，該彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m；（2）該實(shí)驗(yàn)小組用此實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)兩根不同的彈簧a和b進(jìn)行探究，得到彈簧彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖像如圖丙所示。以下表述正確的是()A．彈簧a的原長(zhǎng)一定比彈簧b的大B．彈簧a的勁度系數(shù)一定比彈簧b的大C．彈簧a的自重一定比彈簧b的大D．以上說(shuō)法均不對(duì)【答案】（1）200

（2）BC【規(guī)范答題】（1）[1]彈簧彈力隨彈簧伸長(zhǎng)量x的變化圖像中斜率表示彈簧勁度系數(shù)（2）[2]A．題中已知條件無(wú)法推算彈簧原長(zhǎng)，故無(wú)法判斷兩個(gè)彈簧哪個(gè)原長(zhǎng)大，故A錯(cuò)誤；B．彈簧彈力隨彈簧伸長(zhǎng)量x的變化圖像中斜率表示彈簧勁度系數(shù)，由圖可知，彈簧a的勁度系數(shù)一定比彈簧b的大，故B正確；CD．橫截距為拉力F為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量，即彈簧在自重作用下的伸長(zhǎng)量。彈簧a的勁度系數(shù)比彈簧b的大，兩個(gè)彈簧在自重作用下伸長(zhǎng)量相同，所以彈簧a的自重一定比彈簧b的大。故C正確，D錯(cuò)誤；故選BC。4．（2022·遼寧鞍山·二模）一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)（1）采用如圖甲所示裝置，質(zhì)量不計(jì)的彈簧下端掛一個(gè)小盤(pán)，在小盤(pán)中增添砝碼，改變彈簧的彈力，實(shí)驗(yàn)中做出小盤(pán)中砝碼重力隨彈簧伸長(zhǎng)量x的圖像如圖乙所示。（重力加速度g＝10m/s2）①利用圖乙中圖像，可求得該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m；②利用圖乙中圖像，可求得小盤(pán)的質(zhì)量為_(kāi)_______kg，小盤(pán)的質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值________（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。（2）為了制作一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，乙同學(xué)選了A、B兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的圖像，為了制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧________；為了制作一個(gè)量程較大的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧_______。（填“A”或“B”）【答案】（1）200

0.1

相同

（2）A

B【規(guī)范答題】（1）①[1]彈簧的勁度系數(shù)②[2]由圖示圖象可知解得[3]應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖像的斜率仍表示彈簧的勁度系數(shù)，故小盤(pán)的質(zhì)量不會(huì)影響彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果，即與真實(shí)值相同；（2）[4][5]注意該圖象中縱坐標(biāo)為伸長(zhǎng)量，橫坐標(biāo)為拉力，斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù)，由此可知A彈簧的勁度系數(shù)小于B彈簧的勁度系數(shù)，由于B的勁度系數(shù)大，因此伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度，彈簧B的彈力大，力大的量程較大，制作一個(gè)量程較大的彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)選彈簧B；由于A的勁度系數(shù)小，在相同拉力作用下，彈簧A的伸長(zhǎng)量大，彈簧A較靈敏，因此其精度高，制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，選彈簧A。5．（2022·福建省福州第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）小胡同學(xué)做“探究彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)為了方便，他把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)=8cm，然后把彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將6個(gè)完全相同的鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧的下端如圖甲所示，測(cè)出每次彈簧對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量x，得到彈簧的伸長(zhǎng)量x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系圖像如圖乙所示。（g取10m/s2）。（1）由圖可知彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m（保留2位有效數(shù)字）。（2）由于測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有考慮彈簧自重、使得到的圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，.這樣通過(guò)圖像測(cè)得的勁度系數(shù)k相對(duì)真實(shí)值___________（“偏大”“偏小”或者“不變”）。【答案】（1）50

（2）不變【規(guī)范答題】（1）[1]根據(jù)胡克定律，彈簧的勁度系數(shù)（2）[2]根據(jù)彈簧的勁度系數(shù)與彈簧原長(zhǎng)測(cè)量無(wú)關(guān)，所以這樣通過(guò)圖像測(cè)得的勁度系數(shù)k相對(duì)真實(shí)值不變。6．（2022·海南·模擬預(yù)測(cè)）如圖1所示，鐵架臺(tái)上豎直固定一彈簧，將最小刻度值為毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，使刻度尺的0刻線與彈簧上端對(duì)齊，且使彈簧下端的指針恰好落在刻度尺上。在彈簧下依次掛1個(gè)鉤碼，2個(gè)鉤碼…作出彈簧彈力F隨坐標(biāo)x的變化，如圖2所示。已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度g取10m/s2，回答下列問(wèn)題：①當(dāng)彈簧下方掛有4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧的形變量為_(kāi)__________m。②彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)__________N/m?！敬鸢浮竣?.08

②25【規(guī)范答題】[1]當(dāng)彈簧下端掛4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧的彈力大小為由圖可知，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧下端的坐標(biāo)為2.00cm，當(dāng)彈力為2.0N時(shí)，彈簧下端的坐標(biāo)為10.00cm，所以彈簧的形變量為[2]根據(jù)胡克定律可得7．（2022·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。（1）小楊同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)系中標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫(huà)出圖像_________。鉤碼個(gè)數(shù)123456拉力F（N）0.490.981.471.962.452.94伸長(zhǎng)量x（cm）1.001.983.024.005.607.95（2）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷該彈簧在彈性限度內(nèi)的勁度系數(shù)________N/m。（保留兩位有效數(shù)字）（3）為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端的刻度尺上的刻度；C．將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式。首先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G．整理儀器。將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)是：____________?！敬鸢浮浚?）

（2）50

（3）CBDAEFG【規(guī)范答題】（1）[1]圖像如下所示（2）[2]由圖像可知，在彈性限度范圍內(nèi)，彈簧所受彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量成正比圖像的斜率就是彈性系數(shù)，結(jié)合圖像可知圖像的斜率即為彈簧的彈性系數(shù)，故可得（3）[3]先組裝器材，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，先記錄不掛鉤碼時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度，再鉤碼從少到多依次逐個(gè)增加，并記錄數(shù)據(jù)。最后根據(jù)數(shù)據(jù)畫(huà)出圖像，根據(jù)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及整理儀器。故順序?yàn)镃BDAEFG。8．（2022·湖北武漢·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)。將彈簧豎直懸掛在鐵架臺(tái)上，指針固定在彈簧上處，將刻度尺豎直固定在彈簧一側(cè)，在彈簧下端依次懸掛2個(gè)到7個(gè)砝碼，當(dāng)砝碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，測(cè)出彈簧受到的拉力與指針?biāo)傅目潭瘸呤緮?shù)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：砝碼個(gè)數(shù)234567（N）0.981.471.962.452.943.43（cm）17.6519.8221.9824.1526.3228.45彈簧伸長(zhǎng)量6.50①6.47回答下列問(wèn)題：（1）由表可知所用刻度尺的分度為_(kāi)__________；（2）將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①=___________；（3）根據(jù)逐差法計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)___________N/cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（4）如圖所示，若將固定在彈簧上處的指針改為固定在彈簧上處，重做上述實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得的勁度系數(shù)___________k（選填“大于”“等于”“小于”）?！敬鸢浮浚?）1mm

（2）6.50

（3）0.227

（4）大于【規(guī)范答題】（1）[1]表格中數(shù)據(jù)到了毫米的下一位，所以所用刻度尺的分度為1mm；（2）[2]根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)得（3）[3]根據(jù)結(jié)合逐差法計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)（4）[4]如圖所示，若將固定在彈簧上處的指針改為固定在彈簧上處，相當(dāng)于測(cè)量時(shí)，少