2020版高考物理100考点最新模拟题千题精练专题7.4探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系（提高篇）

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1、专题7.4探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系（提高篇）1.（2019全国高考模拟卷14）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6分别固定在弹簧上距悬点0，10，20，30，40，50，60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为

2、11.88cm.（1）将表中数据补充完整：__________，__________；（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图像；（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=__________N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=__________N/m.【参考答案】（1）81.7（1分）0.0122（1分）（2）如图所示（2分）（3）(N/m)(在之间均可)（1分）(在之间均可)（1分）【名师解析】（1）N/m=81.

3、7N/m，故m/N=0.0122m/N（2）如图所示（3）由图线可得其斜率为：故直线满足即(N/m)(在之间均可)由于60匝弹簧总长度为11.88cm；则n匝弹簧的为l0满足，代入得：(在之间均可)2.某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按示意图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是：①将指针P移到刻度尺l01＝5.00cm处，在弹簧挂钩上挂上200g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；②取下钩码，将指针P移到刻度尺l02＝10.00cm处，在弹簧挂钩上挂上250g的钩码，静止时读出指针

4、所指刻度并记录下来；③取下钩码，将指针P移到刻度尺l03＝15.00cm处，在弹簧挂钩上挂上50g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5.00cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变．将实验所得数据记录、列表如下：次数弹簧原长l0x/cm弹簧长度lx/cm钩码质量mx/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.5650根据实验步骤和列表数据，回答下列问题：(1)重力加速度g取10m/s2.在实验步骤③中，弹簧的原长为15.00cm时，其劲度系数为30N/m.

5、(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数C(弹簧处在弹性限度内)．A．不变　　　B．越大　　　C．越小【参考答案】（1）30（2）C【名师解析】(1)弹簧的原长为l03＝15.00cm时，挂钩上钩码的质量为m3＝50g，所受拉力F3＝m3g＝0.5N，弹簧长度l3＝16.67cm，弹簧伸长Δx3＝l3－l03＝1.67cm.根据胡克定律，F3＝k3Δx3，解得k3≈30N/m.(2)弹簧的原长为l05＝25.00cm时，挂钩上钩码的质量为m5＝50g，所受拉力F5＝m5g＝0.5N，弹簧长度l5＝30.56cm，弹簧伸长Δx5＝l5－l05＝5.56cm.根据胡克定律，F5＝k5Δ

6、x5，解得k5≈9N/m.由此可知，同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数越小，选项C正确．3．图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出)．所得数据记录在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69标尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为cm；(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数N/m、弹簧的原长为cm.(均保

7、留三位有效数字)【参考答案】：（1）63.60(63.58～63.62)（2）如图所示（3）24.8(24.6～25.0)55.2(55.1～55.3)【名师解析】根据F与x的关系图象的斜率表示劲度系数得出。4．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图1所示，则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数为_N/m.(2)为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数μ，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案．①为了用某一弹簧测力