《2025年高考帮高中物理》

3.[传感器/2023 江苏南通开学考试]在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，某实验小组利用带有多种传感器的小车设计了如图所示的实验，位移传感器可以测量小车的位移.

（1）实验小组进行了如下主要的实验步骤，正确的顺序是________.
A. 按图安装实验器材，弹簧分别与小车和螺栓连接，调整右侧螺栓，让弹簧两端在同一高度
B. 移动小车，当弹簧刚好处于水平原长时，使小车上的力传感器、位移传感器置零
C. 根据力传感器及位移传感器的数值画 F - x 图像
D. 继续向左移动小车的过程中，计算机记录多组力传感器的示数 F 及位移传感器的示数 x
（2）根据表格中的数据，在图中描点作出 F - x 图像，并根据图像求出弹簧的劲度系数为________N/m.

（3）根据图像可得出弹簧弹力与弹簧伸长量的关系是________________________.
（4）用小车往左拉弹簧，发现力传感器的示数与位移传感器示数的关系如图所示，可能的原因是________.

A. 劲度系数先变小后变大
B. 劲度系数先变大后变小
C. 劲度系数变小的原因是弹簧刚超过弹性限度时，弹簧产生形变后不再能完全恢复原状
D. 劲度系数变大的原因是弹簧超过弹性限度太大时，弹簧相当于金属丝，很难继续被拉伸

答案：
3.
(1) ABDC
(2) 如图所示 20
(3) 在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比
(4) ACD 解析
(2)$F - x$图像如图所示；弹簧的劲度系数为$k = \frac{0.5 - 0}{(2.50 - 0)×10^{-2}} N/m = 20 N/m$。
(4)$F - x$图像的斜率表示劲度系数，图像末端的斜率先变小后变大，表明弹簧的劲度系数先变小后变大，A正确，B错误；劲度系数变小的原因是弹簧刚超过弹性限度时，弹簧产生形变后不再能完全恢复原状，C正确；劲度系数变大的原因是弹簧超过弹性限度太大时，弹簧相当于金属丝，很难继续被拉伸，D正确。