小刘同学准备用实验探究胡克定律，他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如图1所示．在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下的长度，以弹簧弹力为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系。

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1. 小刘同学准备用实验探究胡克定律，他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如图1所示．在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下的长度 $\text{[math]}$ ，以弹簧弹力 $\text{[math]}$ 为纵轴、弹簧长度 $\text{[math]}$ 为横轴建立直角坐标系。

(1) 测得弹力 $\text{[math]}$ 与弹簧长度 $\text{[math]}$ 的关系如图2所示，图中 $\text{[math]}$ 表示____（选择字母代号）。 A. 弹簧的形变量 B. 弹簧形变量的变化量 C. 弹簧处于水平状态下的自然长度 D. 弹簧处于竖直状态下的自然长度

(2) 实验中，使用两条不同的轻质弹簧 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，得到的弹力 $\text{[math]}$ 与弹簧长度 $\text{[math]}$ 的图像如图3所示，由此可知 $\text{[math]}$ 弹簧的劲度系数（填“大于”，“等于”或“小于”） $\text{[math]}$ 弹簧的劲度系数。

(3) 实验过程中发现某类弹簧自身受到的重力相对其弹力非常小，可视为轻质弹簧，若把该类弹簧在铁架台上竖直悬挂时，弹簧呈现的形态是图4中的哪一幅图。（选择字母代号“A”或“B”或“C”）

(4) 小刘同学在完成实验（2）后，将质量为 $\text{[math]}$ 的钩码分别挂在轻质弹簧 $\text{[math]}$ 上，并测得 $\text{[math]}$ 弹簧的长度分别为 $\text{[math]}$ ，若将 $\text{[math]}$ 弹簧首尾相连串接在一起，则串接后整根弹簧的劲度系数k=。（已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，结果用“ $\text{[math]}$ ”等符号表示）

【考点】

探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组在完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验后，为提高测量精度，重新设计实验方案来测量弹簧的劲度系数

。实验装置如图甲所示，实验步骤如下：

用卡钳将游标卡尺的游标尺竖直固定在一定高度；

弹簧的一端固定在游标卡尺尺身的外测量爪上，另一端勾住钢球上的挂绳；

将钢球放在水平放置的电子天平上，实验中始终保持弹簧竖直且处于拉伸状态（在弹性限度内）；

初始时，调节游标卡尺使其读数为0.00，此时电子天平示数为m₀；

缓慢向下拉动尺身，改变电子天平的示数m，m每增加1.00g，拧紧游标尺紧固螺钉，读出对应的游标卡尺读数L，在表格中记录实验数据。

完成下列填空：

(1) 缓慢向下拉动尺身，弹簧伸长量将(填“增大”或“减小”)；

(2) 部分实验数据如下表，其中6号数据所对应的游标卡尺读数如图乙所示，其读数为：mm；

数据编号	1	2	3	4	5	6
游标卡尺读数(L/mm）	0.00	4.00	8.10	12.08	16.00	？
电子天平示数(m/g）	28.00	29.00	30.00	31.00	32.00	33.00

(3) 根据上表，用“ $\text{[math]}$ ”在图丙坐标纸中至少描出 $\text{[math]}$ 个数据点，并绘制 $\text{[math]}$ 图像；

(4) 写出 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化关系： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和重力加速度 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ ；

(5) 根据 $\text{[math]}$ 图像可得弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，结果保留 $\text{[math]}$ 位有效数字 $\text{[math]}$ 。

实验探究题普通

2. 某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。

具体步骤如下：

①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。

②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。

③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。

④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。

⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。

该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期 $\text{[math]}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。

(1) 由步骤④，可知振动周期 $\text{[math]}$ 。

(2) 设弹簧的原长为 $\text{[math]}$ ，则l与g、 $\text{[math]}$ 、T的关系式为 $\text{[math]}$ 。

(3) 由实验数据作出的 $\text{[math]}$ 图线如图（b）所示，可得 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留三位有效数字， $\text{[math]}$ 取9.87）。

(4) 本实验的误差来源包括____。 A. 空气阻力 B. 弹簧质量不为零 C. 光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置

实验探究题普通

3. 某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系。实验器材有：一条两端带有细绳套的橡皮筋，钩码若干，刻度尺，铁架台等。

(1) 以下实验装置安装最为合理的是______。 A.

(2) 请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上。
A.以橡皮筋长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；
B.记下橡皮筋下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l₀；
C.将铁架台固定于桌上，将橡皮筋、刻度尺一端分别系于横梁上；
D.依次在橡皮筋下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出橡皮筋下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；
E.由m-l图像，进一步找出橡皮筋弹力与橡皮筋形变量之间的关系。

实验探究题普通