实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系--高考物理真题汇编（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台 高考物理必做实验高考真题汇编 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系 1.（2023年6月高考浙江选考科目）（2）如图4所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度xA、xB的数据如表。 钩码个数 1 2 … xA/cm 7.75 8.53 9.30 … xB/cm 16.45 18.52 20.60 … 图4 钩码个数为1时，弹簧A的伸长量_____cm，弹簧B的伸长量_____cm，两根弹簧弹性势能的增加量_____（选填“=”、“<”或“>”）。 【参考答案】（2）0.78 2.07 ＞ 【名师解析】（2）钩码个数为1时，弹簧A伸长量△xA=8.53cm-7.75cm=0.78cm； 弹簧B伸长量△xB=18.52cm-16.45cm-0.78cm=1.29cm； 由于弹簧不是理想的轻弹簧，根据系统机械能守恒定律可知两根弹簧的重力势能减少量和钩码减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能，所以。 2．（2022年高考湖南卷）（6分）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： 图（a） （1）查找资料，得知每枚硬币的质量为； （2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量/枚 5 10 15 20 25 长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 （3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线； 图（b） 图（c） （4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为_____； （5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为_____（计算结果保留3位有效数字）。 11.【参考答案】 （4）15.35cm（5）如图 14.6 【命题意图】本题考查测量冰墩墩玩具质量，刻度尺读数，图像法数据处理 【名师解析】（4）根据刻度尺读数规则，橡皮筋的长度L=15.35cm （5）利用描点法得出图像如图。由胡克定律可得 nmg=k（l-l0） 变化为l=n+l0。l—n图像斜率=×10-2，解得k=20.0N/m.橡皮筋原长l0=8.05cm.挂上冰墩墩，Mg= k（L-l0），解得M=14.6g。 3.（7分）（2021年高考广东学业水平选择性测试）某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图8所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端，实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln，数据如表1所示，实验过程中弹簧始终处于弹性限度内．采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数． （1）利用ΔLi＝Li＋3－Li，（i＝1，2，3）计算弹簧的压缩量：ΔL1＝6.03cm，ΔL2＝6.08cm，ΔL3＝ cm，压缩量的平均值＝＝ cm； （2）上述是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量； （3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，该弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留3位有效数字)． 【参考答案】（1）6.04 6.05 （2）3 （3）500 【名师解析】（1）ΔL3＝18.09cm-12.05cm=6.04cm，压缩量的平均值＝＝6.05cm； （2）上述是管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量； （3）由胡克定律，F=kx，F=3mgsin30°=3N，x=＝6.05cm=0.00605m，解得k=500N/m。 4. (2015·福建卷，19(1))某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验． (1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为　_____cm； (2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是　_____；(填选项前的字母) A．逐一增挂钩码，记 ... ...