3.2科学探究：弹力 同步提升（word版含答案）

3.2科学探究：弹力
一、单选题
1．下列选项中，所画弹力方向不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列器材中，可以直接用来测力的工具的是（　　）
A．天平 B．弹簧测力计
C．秒表 D．刻度尺
3．拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子拉开拉力器使其比原长伸长了40cm，此时拉力大小为120N。假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　）
A．人对健身器材的拉力是由于弹性绳形变产生的
B．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大
C．每根弹性绳的劲度系数为150N/m
D．若对拉力器的拉力减为60N，则弹性绳长度变为
4．玩具汽车停在模型桥面上，如下图所示，下列说法正确的是（　　）
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
5．如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，用水平向右的力缓慢拉弹簧的另一端（弹簧始终处于弹性限度内）。当拉力时，弹簧伸长量为（　　）
A． B．
C． D．
6．弹簧原长为10 cm，当挂上一个50 g的钩码时，弹簧的长度变为12 cm，当在原钩码下再挂一个同样的钩码时，弹簧仍处于弹性限度内，下列说法中正确的是（取g=10 m/s2）（　　）
A．弹簧劲度系数为24 N/m B．弹簧劲度系数为25 N/m
C．弹簧劲度系数为24 N/cm D．弹簧劲度系数为25 N/cm
7．如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图象（轻质弹簧未超过弹性限度），下列说法不正确的是（　　）
A．弹簧的原长为6 cm B．弹簧的劲度系数为50 N/m
C．弹簧长为0.16 m时弹力的大小为10 N D．该弹簧两端各加2 N拉力时，弹簧的长度为8 cm
8．如图所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升的距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，则（　　）
A． B．
C． D．
9．轻弹簧置于光滑水平地面上，一端固定在墙上，另一端施加大小为的压力时，弹簧长度为，施加大小为拉力时，弹簧长度为，拉伸和压缩均在弹性限度以内，则弹簧的劲度系数为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，物体A和B的重力分别为15N和6N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则弹簧秤所受的合力和弹簧秤的示数为（　　）
A．21N，9N B．9N，6N C．0N，9N D．0N，6N
11．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数分别是（设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2）（　　）
A．k1=100 N/m，k2=200 N/m B．k1=200 N/m，k2=100 N/m
C．k1=100 N/m，k2=300 N/m D．k1=300 N/m，k2=200 N/m
12．松鼠在中国的东北和华北各地十分常见，如图所示，一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为（　　）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．垂直树枝斜向上 D．沿树枝方向
13．如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在P、Q上，当物体平衡时上面的弹簧（k2）处于原长，若要把物体的质量换为2m（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体将比第一次平衡时的位置下降了，则为（　　）
A． B． C． D．
14．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是（　　）
A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
15．如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为m的物块A，物块A静止后弹簧长度为；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为，如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度范围内，重力加速度为g，则弹簧的原长为（　　）
A． B． C． D．
二、实验题
16．某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹大小与其形变量的关系”实验。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态。
（2）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_______。图线不过原点的原因是由于_______。
（3）该同学实验时把弹簧水平放置，如图丙装置所示，与弹簧悬挂放置相比较：
优点在于：_______；
缺点在于：_______。
17．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验。
（1）为完成实验，还必需的实验器材是________；
（2）图乙是弹簧所受弹力与伸长量的关系图线，由此可求该弹簧的劲度系数________；
（3）图线后面弯曲的原因可能是________。
A．没有考虑弹簧自身重力 B．所选的弹簧劲度系数太大
C．实验过程中超过弹簧自身弹性限度 D．钩码的质量太小
三、解答题
18．一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力拉弹簧的另一端，平衡时长度为；然后改用大小为 的力压弹簧，平衡时长度为．弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求：
（1）弹簧的原长是多少？
（2）弹簧的劲度系数是多少？
19．如图所示，是两个相同的弹簧，原长都是，劲度系数，若悬挂的两个物体质量均为，现测得两个弹簧的总长为，试求物体的质量（取）
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体或沿绳子收缩的方向。故D中地面的支持力方向垂直地面向上。
故选D。
2．B
【详解】
天平用来测量质量，弹簧秤用来测量力，秒表用来测量时间，刻度尺用来测量长度，故B符合题意；，ACD不符合题意；
故选B。
3．C
【详解】
A．人对健身器材的拉力是由于人自身形变产生的，A错误；
B．弹性绳的劲度系数是弹性绳固有的属性，对拉力器的拉力增大时，其劲度系数还是不变，B错误；
C．根据胡克定律得
代入数据解得每根弹性绳的劲度系数为
C正确；
D．根据胡克定律，可得若对拉力器的拉力减为60N，则有
代入数据，解得
故弹性绳的形变量为20cm，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
AB．由于汽车发生了弹性形变，所以对桥面产生向下的弹力，AB错误。
CD．由于桥面发生了弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
依题意，可知弹簧受到的弹力大小为2N，根据胡克定律，可得
则弹簧伸长量为
故选C。
6．B
【详解】
由题意知当挂上一个50 g的钩码时，弹力的增加量
弹簧的形变量
根据
代入数据得
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．由图可知，当弹簧的长度为6cm时，弹簧的弹力为零，即弹簧的原长为6cm，故A正确；
B．弹簧的劲度系数为
故B错误；
C．弹簧长度为0.16 m时弹力的大小为
故C正确；
D．该弹簧两端各加2 N拉力时，弹簧间的力为2N，则弹簧的伸长量为
则弹簧的长度为
故D正确。
本题选不正确项，故选B。
8．B
【详解】
根据胡可定律可知，开始时弹簧的压缩量为
B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为
所以
故选B。
9．A
【详解】
根据胡克定律有
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
10．D
【详解】
弹簧秤两边所受拉力大小相等、方向相反，即弹簧秤所受的合力为0。对物体B分析可知，B所受细绳拉力大小为6N，则弹簧秤所受细绳的拉力大小为6N，弹簧秤的示数为6N。综上所述，D项正确；ABC错误；
故选D。
11．A
【详解】
大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2，依据公式
得在0到0.2m范围内有
在0.2m到0.3m范围内有（这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小0.2m）
解得
k1=100 N/m
k2=200 N/m
BCD错误，A正确。
故选A。
12．C
【详解】
弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，树枝对松鼠的弹力的方向垂直树枝斜向上。
故选C。
13．A
【详解】
当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为
当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长的长度为x，下方弹簧被压缩的长度为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg由胡克定律和平衡条件得
联立解得
故A正确，BCD错误；
故选：A。
14．B
【详解】
轻质杆与轻绳的区别在于轻质杆不但能被压，还能被拉，而轻绳只能被拉，根据这一点再取B点为研究对象并进行受力分析可得到图乙中AB不能用轻绳代替，图甲、乙、丁中BC不能用轻绳代替，所以正确的选项应该是B。
15．D
【详解】
设弹簧的劲度系数为k，原长为l，当弹簧上只放A物块时，根据平衡条件和胡克定律有
当弹簧上同时放A、B物块时，根据平衡条件和胡克定律有
联立解得，弹簧原长为
故选D。
16．竖直 200 弹簧自身的重力影响 可以避免弹簧自身重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差
【详解】
（1）[1]在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态；
（2）[2]图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则
[3]图线不过原点说明没有力时弹簧有了形变量，故说明弹簧自身的重力影响。
（3）[4]优点在于：可以避免弹簧自身重力对实验的影响；
[5]缺点在于：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差。
17．刻度尺 200 C
【详解】
（1）[1]为完成实验，还需要刻度尺测量弹簧的伸长量。
（2）[2]与伸长量的关系图线的斜率表示劲度系数，由此可求该弹簧的劲度系数为
（3）[3]图线后面弯曲的原因可能是实验过程中超过弹簧自身弹性限度。
故选C。
18．（1）；（2）
【详解】
（1）（2）设弹簧的原长为，则
用大小为15N的力拉弹簧
大小为的力压弹簧
解得
19．
【详解】
对下面物体隔离可知，B弹簧所受拉力大小为；对两个物体整体来分析可知：A弹簧所受拉力大小为；
列出两个关系式
,
而
故
解得
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