10. (2024·广东广州中考)实验小组在探究弹簧的伸长量(x)与弹簧受到的拉力(F)的关系实验中,得到如图甲所示的F - x关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:$\frac{弹簧受到的拉力}{弹簧的伸长量} =$常量(设为k),则比值k的单位是,这根弹簧k的大小为。

(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
A同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
B同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
C同学:因为弹簧变短了,所以k变大。
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究。
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙所示,则此时弹簧的长度为cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力F =N,此时弹簧的伸长量x =cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;

④根据表中的数据,请在图甲中描点,并画出F - x图像(对应图线记为b);
⑤比较图线a、b,可以判断(选填“A”“B”或“C”)同学的猜想是正确的。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:$\frac{弹簧受到的拉力}{弹簧的伸长量} =$常量(设为k),则比值k的单位是,这根弹簧k的大小为。
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
A同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
B同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
C同学:因为弹簧变短了,所以k变大。
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究。
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙所示,则此时弹簧的长度为cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力F =N,此时弹簧的伸长量x =cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在图甲中描点,并画出F - x图像(对应图线记为b);
⑤比较图线a、b,可以判断(选填“A”“B”或“C”)同学的猜想是正确的。
答案
$\mathrm{N/cm}$
$0.5\ \mathrm{N/cm}$
3.50
2.5
2.50
C
解析
【解析】
(1) 拉力的单位是N,伸长量的单位是cm,故比值k的单位是$\mathrm{N/cm}$;由图甲可知,当$F=5\mathrm{N}$时,$x=10\mathrm{cm}$,则$k=\frac{F}{x}=\frac{5\mathrm{N}}{10\mathrm{cm}}=0.5\mathrm{N/cm}$。
(2) ① 图乙中刻度尺分度值为1mm,弹簧长度为$3.50\mathrm{cm}$;
② 共挂5个钩码,拉力$F=5×0.5\mathrm{N}=2.5\mathrm{N}$;图丙中弹簧长度为$6.00\mathrm{cm}$,伸长量$x=6.00\mathrm{cm}-3.50\mathrm{cm}=2.50\mathrm{cm}$;
④ 根据实验数据在图甲中描点并连线得到图线b;
⑤ 对比图线a、b,剩余弹簧的k更大,故C同学猜想正确。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\mathrm{N/cm}}$;$\boldsymbol{0.5\mathrm{N/cm}}$
(2) ① $\boldsymbol{3.50}$;② $\boldsymbol{2.5}$;$\boldsymbol{2.50}$;⑤ $\boldsymbol{C}$
(注:第(2)问④的图像见参考答案中的对应图像)
【知识点】
弹簧伸长与拉力的关系;刻度尺读数
【点评】
本题围绕弹簧伸长量与拉力的关系展开,包含单位推导、数据计算、猜想验证等环节,考查学生的实验分析与数据处理能力,注重对探究过程的理解。
【难度系数】
0.6
(1) 拉力的单位是N,伸长量的单位是cm,故比值k的单位是$\mathrm{N/cm}$;由图甲可知,当$F=5\mathrm{N}$时,$x=10\mathrm{cm}$,则$k=\frac{F}{x}=\frac{5\mathrm{N}}{10\mathrm{cm}}=0.5\mathrm{N/cm}$。
(2) ① 图乙中刻度尺分度值为1mm,弹簧长度为$3.50\mathrm{cm}$;
② 共挂5个钩码,拉力$F=5×0.5\mathrm{N}=2.5\mathrm{N}$;图丙中弹簧长度为$6.00\mathrm{cm}$,伸长量$x=6.00\mathrm{cm}-3.50\mathrm{cm}=2.50\mathrm{cm}$;
④ 根据实验数据在图甲中描点并连线得到图线b;
⑤ 对比图线a、b,剩余弹簧的k更大,故C同学猜想正确。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\mathrm{N/cm}}$;$\boldsymbol{0.5\mathrm{N/cm}}$
(2) ① $\boldsymbol{3.50}$;② $\boldsymbol{2.5}$;$\boldsymbol{2.50}$;⑤ $\boldsymbol{C}$
(注:第(2)问④的图像见参考答案中的对应图像)
【知识点】
弹簧伸长与拉力的关系;刻度尺读数
【点评】
本题围绕弹簧伸长量与拉力的关系展开,包含单位推导、数据计算、猜想验证等环节,考查学生的实验分析与数据处理能力,注重对探究过程的理解。
【难度系数】
0.6
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