某同学为了测量一轻弹簧的劲度系数，进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在...

某同学为了测量一轻弹簧的劲度系数，进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀強磁场中，金属杆与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计请你按要求回答问题。

（1）帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器（）、电流表（A）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端，要求闭合开关后惮簧将伸长_____。

（2）若电源电动势为3V，内阻较小：滑动变阻器最大阻值为10Ω：电流表内阻较小。当闭合开关后，发现电路中无电流，请在保持电路完整的条件下，用多用电表来找到故障，则最好选择的挡位是______

A．直流电压”10V”挡　　　　　　　　 B．直流电流“0．5A”挡

C．欧姆“×1”挡　　　　　　　　　　　　 D．欧姆”×10”挡

（3）排除故障并正确连接电路后．闭合开关，通过一绝缘挡板使金属杆缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1，记下金属杆的位置．断开开关，测出弹簧对应的长度为x1：改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2，弹簧对应的长度为x2，若已知导轨间的距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，则弹簧的劲度系数k＝_________。

高三物理实验题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

某小组的同学通过设计如下实验来验证：“在弹性限度内，劲度系数为k的轻弹簧从形

变量为x到恢复原长的过程中，弹力做的功为的结论。

(1)部分实验步骤如下：

A.将一轻弹簧放置在水平气垫导轨的左端，弹簧左端固定，让弹簧处于自然状态。在 弹簧下面的气垫导轨上水平的固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的左端刚好对齐，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x1，如图甲所示。

B.用弹簧测力计拉着弹簧右端水平向右缓慢移动，当弹簧测力计的示数为F时，弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x2，如图乙所示（弹簧的形变在弹性限度内）。则此弹簧的劲度系数为____。

C.在水平气垫导轨的右端合适位置安装一个光电门（光电门距离弹簧最左端的距离大于x1），如图丙所示。

D．用天平测得小车（带有遮光条）的质量为m，用螺旋测微器测遮光条宽度d的结果如图丁所示，则d=____mm。

E．把小车置于气垫导轨上，向左推小车使弹簧压缩一段距离（弹簧与小车未拴接），此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x3，如图丙所示（弹簧的形 变在弹性限度内）。由静止释放小车，测得小车通过光电门时的遮光时间△t。小车经过光电门时的速度大小为________（用实验中所测物理量的符号表示）；

(2)在实验误差允许的范围内，若 ____=　 __（用实验中所测物理量的符号表示），就可验证弹力做的功的结论；

(3)同学们在实验过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是____

A．遮光条的宽度越小越好

B.把气垫导轨左端垫起适当高度来平衡摩擦力

C.计算弹簧劲度系数时，多次测量取平均值

D.向左推小车压缩弹簧时，弹簧形变量越大越好

高三物理实验题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

如图所示，固定在同一水平面上的两平行金属导轨AB，CD，两端接有阻值相同的两个定值电阻．质量为m的导体棒垂直放在导轨上，轻弹簧左端固定，右端连接导体棒，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．当导体棒静止在OO′位置时，弹簧处于原长状态．此时给导体棒一个水平向右的初速度v0，它能向右运动的最远距离为d，且能再次经过OO′位置．已知导体棒所受的摩擦力大小恒为Ff，导体棒向右运动过程中左侧电阻产生的热量为Q，不计导轨和导体棒的电阻．则(　　)

A. 弹簧的弹性势能最大为－Q－Ffd

B. 弹簧的弹性势能最大为－2Q－Ffd

C. 导体棒再次回到OO′位置时的动能等于－4Q－2Ffd

D. 导体棒再次回到OO′位置时的动能大于－4Q－2Ffd

高三物理多选题中等难度题查看答案及解析

某同学用如图装置测量一轻弹簧的劲度系数，器材如下：

一端有挡板、长为l的光滑木板，一把刻度尺，一个质量为m的重物，一待测轻弹簧。

实验步骤如下：

(1)将木板水平放置，弹簧的左端固定在挡板上；

(2)将重物贴近弹簧右端；

(3)将木板的右端缓慢抬高不同的高度，测出弹簧的长度x1、x2······和此时木板右端到水平面的高度h1、h2······ ；

以x为纵轴，____________(选填“h”或“”)为横轴，作出的图像如图所示，其图像斜率为K。该弹簧的劲度系数为____________，图像纵轴截距的物理意义是______________。

高三物理实验题简单题查看答案及解析

某同学设计了如下实验来测量物块和地面间的动摩擦因数，同时测量弹簧的劲度系数。如图甲所示，用n根相同的轻弹簧(图中未画出)彼此平行地沿水平方向拉放在水平地面上质量为m的物块。改变弹簧的根数进行多次实验，保证每根弹簧的伸长量均为x(在弹性限度内)，利用加速度传感器测出物块的加速度a，通过描点连线得到a与弹簧根数n的关系如图乙所示。图线在横轴上的截距为n1，在纵轴上的截距为－b。当地的重力加速度大小为g

(1)物块与地面之间的动摩擦因数为___________。

(2)弹簧的劲度系数为___________。

高三物理填空题中等难度题查看答案及解析

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上，两导轨间距。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻。导轨上停放一质量、电阻的金属杆，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力沿水平方向拉金属杆，使之由静止开始做匀加速运动，电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑，获得电压随时间变化的关系如图乙所示。

（1）计算加速度的大小；

（2）求第末外力的瞬时功率；

（3）如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功，求金属杆上产生的焦耳热。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

某装置的俯视图如下图所示，MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨。两导轨间距为L＝0.8m，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1＝5.0T。导轨上NQ之间接一电阻R1＝3Ω，阻值为R2＝lΩ的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触，两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极相连。绝缘弹性圆筒固定，O是圆筒的圆心，圆筒的内半径r＝0.1m，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2，圆筒壁光滑。

(1)用一个力拉金属杆向左运动，则电容器C的下极板带正电还是带负电？

(2)用一个方向平行于MN水平向左且功率恒定为P＝70W的外力F拉金属杆，使杆从某一较小初速度开始向左运动。己知杆受到的擦阻力大小恒为Ff＝6N，求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小及电阻R1消耗的电功率？

(3)当金属杆以v＝2m/s的速度匀速向左运动时，电容器C内紧靠极板的D处的一个带电粒子（初速度为零）经C加速后从孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞二次后恰好又从小孔射出圆筒。己知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，粒子的比荷为q/m＝l×l04C/kg，不计粒子的重力和空气阻力。求磁感应强度B2的大小？

高三物理解答题困难题查看答案及解析

如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力．

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？

(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？

高三物理解答题简单题查看答案及解析