2020年12月8日，中尼两国共同宣布了珠穆朗玛峰的最新高度为海拔8848.86米，此次珠峰高度测量使用了重力仪、超长距离测距仪等一大批国产现代测量设备。重力仪的内部包含了由弹簧组成的静力平衡系统。为测量弹簧劲度系数，探究小组设计了如下实验，实验装置如图1所示，角度传感器固定在可转动的“T”形竖直螺杆上端，可显示螺杆转过的角度。“T”形螺杆中部套有螺母，螺母上固定力传感器。所测弹簧上端挂在力传感器上，下端固定在铁架台底座上，力传感器可显示弹簧弹力大小。“T”形螺杆转动时，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度随之发生变化。（1）该探究小组操作步骤如下：①旋转螺杆使弹簧初始长度等于原长，对应的角度传感器示数调为0；②旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，记录力传感器示数及角度传感器示数；③多次旋转“T”形螺杆，重复步骤②的操作，记录多组对应、值；④用所测数据作出图像。图2已描出5个点，请在图中画出图像。（2）若螺杆的螺距（螺杆转动一周杆沿轴线前进的距离）为，则角度传感器示数为时弹簧的伸长量。（3）由图像可知弹力与弹簧的伸长量成正比（填“”、“”、“”），结合图像算出弹簧的劲度系数。

1. 某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。

（1）实验装置如图甲，下列操作规范的有

A. 实验前，必须先把弹簧水平放置测量其原长

B. 逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

C. 随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

D. 实验结束后，不需要整理并复原实验器材

（2）该同学在实验过程中，每次都待弹簧处于静止状态时读出弹簧的长度，某次测量指针指在刻度尺的位置如图乙所示，则该读数为cm；

（3）该同学根据记录的数据进行处理，描绘出弹簧的伸长量△x与弹力F 相关的点如图丙所示；

（4）请你根据所学知识用线来拟合这些点，并根据拟合的线，回答以下问题：

① 根据所测得的数据和关系曲线可以判断，弹簧形变长度在0-6cm 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数k=N/m；（结果保留3位有效数字）

② 图线中后半部分明显偏离直线，你认为造成这种现象的主要原因是。

实验探究题容易

2. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）实验过程中，将轻弹簧竖直悬挂，然后把完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，测出每次弹簧对应的长度x，得到钩码总质量m与弹簧的长度x的关系图像如图乙所示。重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，则弹簧的原长为cm，劲度系数为N/m。（结果均保留两位有效数字）

（2）该实验小组又选取了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出图像如图丙所示。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧（选填“A”或“B”），A、B图线右侧向上弯曲的原因是。

实验探究题容易

3. 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力与形变量的关系”实验。他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度l的关系图线。由图线可知弹簧的原长 $\text{[math]}$ =cm，劲度系数k=N/m。（保留两位有效数字）

实验探究题容易

1. 某实验小组用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量关系”的实验。

(1) 安装装置时，刻度尺要保持竖直且弹簧的上端与刻度尺的零刻度线对齐，悬挂钩码后，指针所指的刻度值为弹簧的（选填“长度”或“伸长量”）。

(2) 多次改变悬挂钩码的质量，得到多组弹簧的弹力 $\text{[math]}$ 及对应的弹簧伸长量 $\text{[math]}$ ，作 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示，则弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留1位小数），由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成。

实验探究题普通

2. 某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

(1) 某次在弹簧下端挂上钩码后，弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示，此时刻度尺的读数x=cm。

(2) 根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数关系点，请作出F-x图线。

(3) 根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数k=N/m。

实验探究题普通

3. 在“探究弹簧弹力与形变量之间关系”的实验中：

(1) 弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L_自，弹簧下端挂上砝码盘稳定时，长度记为L₀ ，在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧稳定时长度依次记为L₁至L₆ ，数据如下表，表中有一个数值记录不符合规范，其长度符号为。

长度符号	L_自	L₀	L₁	L₂	L₃	L₄	L₅	L₆
数值/cm	26.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

以砝码的质量为纵轴，弹簧总长度与L₀的差值为横轴建立直角坐标系如图甲，由表中数据描绘出 $\text{[math]}$ 图像：

(2) 根据 $\text{[math]}$ 图像计算可得该弹簧的劲度系数为N/m（答案保留两位有效数字，重力加速度取10m/s²）。

(3) 劲度系数大的弹簧表示此弹簧抗拒形变的“本领”更（填“大”或“小”）。

(4) 现将两根相同的弹簧串联起来，如图乙所示，这一整根长弹簧的等效劲度系数k_串与原来单根弹簧的劲度系数k相比变（填“大”或“小”）。

实验探究题普通

1. 某同学利用甲图装置做“探究弹簧伸长量与所受拉力的关系”的实验，得到了弹簧伸长量∆l与拉力 F的关系图像如乙图所示，下列关于该实验说法正确的是（）

A. 实验前，必须先把弹簧水平放置测量其长度 B. 图线OA段斜率的大小即为该弹簧的劲度系数 C. 图线中后半部分明显偏离直线是因为弹簧自身有重力 D. 若误将弹簧总长l作为纵坐标，得到 $\text{[math]}$ 图像，则仍然可以根据该图像得到弹簧的劲度系数

单选题普通

2. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，根据实验数据得到a，b两根弹簧的F－x图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. a的原长比b的长 B. a的劲度系数比b的大 C. 弹性限度内施加同样大的力，a的形变量比b的大 D. 弹性限度内，两弹簧的弹力都与弹簧的长度成正比

单选题普通

3. 如图所示，在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A. 应当在钩码静止时读取数据 B. 应当在弹簧处于水平自然状态时测量弹簧的原长 C. 应当在弹簧处于自然下垂状态时测量弹簧的原长 D. 若以弹簧长度为横坐标，以弹簧弹力为纵坐标，根据各组数据所绘制图线的斜率即为该弹簧的劲度系数

多选题普通

1. 用如图1所示实验装置来探究弹簧弹力与形变量的关系。某次实验得到如图2所示的图线，图线中的AA₁是直线，A₁B是曲线，横坐标表示弹簧的长度，纵坐标表示弹簧的弹力大小。不考虑弹簧受到的重力作用，回答以下问题：

(1) 实验用弹簧的原长l=cm；

(2) 实验用弹簧弹力与弹簧形变之间的比例系数k=N/m；

(3) 图线AA₁B中出现拐点A₁是因为。

实验探究题困难

2. 某同学用图示装置探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系，A为固定在水平桌面上的内壁可视为光滑的圆筒，其上壁有一沿圆筒轴线方向的细槽，B为可插入细槽的销钉，将待测弹簧左端固定于圆筒内，右端紧靠一直径略小于圆筒内径的钢球，用销钉可将小球约束在圆筒内；C为系于圆筒口的重锤线，地面铺有白纸和复写纸，实验前先将圆筒调整水平，然后在白纸上记下重锤线正下方的点O。实验时，先不插销钉，记录紧靠弹簧的钢球右侧位置，然后向左推压钢球，插入销钉，记下销钉位置，两位置间距视为弹簧压缩量x；然后迅速抽出销钉，钢球从圆筒口射出并做平抛运动，落点由复写纸、白纸记录，然后对同一形变量x做多次实验，得到一系列落点，设其平均落点为D，用刻度尺测得OD间距为s；然后改变形变量x，重复上述实验，得到一系列x、s值，并进一步进行数据处理，得到弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系。

(1) 请你设计一种简单的判断圆筒是否调整水平的方法：；

(2) 如图所示是对弹簧同一形变量x下多次实验的落点分布图，请你提出一种确定其平均落点的方法：；

(3) 以x为横轴、s为纵轴建立直角坐标系，将实验所得数据描点连线，若得到的实验图像为过原点的一条倾斜直线，则据此可得出弹簧弹性势能E_p与弹簧形变量x的关系满足的关系是：；

(4) 本实验的误差来源除了空气阻力和摩擦阻力外，请你再说出一种可能的误差来源：；

实验探究题困难

3. 用力传感器探究弹力与弹簧形变的关系实验中，可将力传感器与位移传感器组合使用：将位移传感器接人数据采集器的第一输入口，力传感器接入第二输入口，位移接收传感器固定在弹簧的上方，位移接收传感器与力传感器固定在一起，用位移传感器测量弹簧的长度替代钢尺的读数，得到如图所示的实验结果，锁定一条图线，更换不同的弹簧，可得到另一条“ $\text{[math]}$ ”图线．

(1) 根据所得图线是直线你得到的结论是：弹簧的弹力与弹簧的长度具有函数关系（填“线性”或“非线性”）．

(2) 由两条直线的斜率不同你得到的结论是：

实验探究题困难

1. 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：

⑴查找资料，得知每枚硬币的质量为 $\text{[math]}$ ；

⑵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 $\text{[math]}$ ，记录数据如下表：

序号	1	2	3	4	5
硬币数量 $\text{[math]}$ /枚	5	10	15	20	25
长度 $\text{[math]}$	10.51	12.02	13.54	15.05	16.56

⑶根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；

⑷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cm；

⑸由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

实验探究题普通