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某同學用如圖1所示的實驗裝置

 發布時間：2022-02-10 20:39:37

① （Ⅱ）某同學用圖1所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動．實驗步驟如下：a．安裝好實驗器材．b．接通電

（1）實驗中來，除打點計時自器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架台、導線及開關外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點計時器供電，需要用刻度尺測量計數點之間的距離處理數據，故選：AC
（2）根據圖可讀出刻度尺的讀數為：x2=2.98cm，x5=13.20cm．
（3）小車運動的v-t圖線：
△v△t=2.50m/s2．
故答案為：（1）A、C；（2）2.98，13.20；（3）如圖所示；（4）0.18，2.50

② 某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題：（1）該同學在實驗前准備了

（1）在實驗中，打點計時器可以測量時間，所以不需要秒錶．上述器材中不必內要的為C．
（2）B點的速度等於AC段的容平均速度，則有：vB＝

x2
2T
＝
0.1359
0.2
＝0.680m/s，
根據△x=aT2得：a=
x2?2x1
T2
＝
0.1359?0.0599?0.0599
0.01
＝1.61m/s2，
（3）由圖象可知小車的拉力為0時，小車的加速度大於0，說明合外力大於0，說明平衡摩擦力過度，即木板與水平面的夾角太大，故ABD錯誤，C正確．
故選：C．
該實驗中當小車的質量遠大於鉤碼質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等於砝碼盤和砝碼的總重力大小，隨著F的增大，即隨著鉤碼質量增大，逐漸的鉤碼質量不再比小車質量小的多，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象，故BCD錯誤，A正確．
故選：A．
故答案為：（1）C；（2）0.680；1.61；（3）C；A

③ （1）某同學利用如圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規律．物塊在重物的牽引下開始運動，

①根據某段的平均速度等於中時刻的速度，則有：v5=

x46
2T
=
0.1101+0.0900
0.2
=1.00m/s
②由紙帶可知，計數點7往後做內減速運容動，根據作差法得：
a=
x9?11?x7?9
(2T)2
=
(0.0660+0.0460)?(0.106+0.0861)
(2×0.1)2
=-2.00m/s2．
在減速階段產生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大．
故答案為：1.0，2.0，偏大．

④ 某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恆定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的頻率為50Hz

①勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等於該過程中的平均速度，由此可以求出B點的速度大小為：
vB=

xAC
tAC
=1.84m/s
對應的
1
2
v2=1.69m2/s2，gh=1.74m2/s2，
可認為在誤差范圍內存在關系式
1
2
v2＝gh，即可驗證機械能守恆定律．
②他繼續根據紙帶算出各點的速度v，量出下落距離h，並以
v2
2
為縱軸、以h為橫軸畫出的圖象，
根據
1
2
v2＝gh可知，應為過原點的直線，C正確、ABD錯誤．
故選：C
故答案為：①1.84；1.69；1.74；
1
2
v2＝gh；②C．

⑤ （1）某同學用如圖1所示的實驗裝置進行「探究恆力做功與動能改變的關系」實驗，他想用鉤碼的重力表示小車

（1）車在水平木板運動時水平方向受到繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力．
（2）根據刻度尺的讀數可知，SC=5.06cm；
根據勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度大小可以求出C點是速度為：vc＝

xBD
t
=
(7.15?3.20)cm
4×0.02s
0.49m/s
（3））同學研究小車運動過程中A點到E點小車的動能變化為：△Ek＝
1
2
mvE2?
1
2
mvA2=0.022J．
故答案為：①平衡摩擦力；②5.06；0.49；③0.022．

⑥ 用如圖1所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力．（1）某同學平衡

（1）小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大於摩擦力，因此平衡過度，所以內該同學的容操作錯誤，
正確的操作應該為給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑．
（2）如果這位同學先如（1）中的操作，導致平衡摩擦力過度，因此當小車上還沒有掛砂和砂桶時，小車應該就已經有加速度了，故C正確，A、B、D錯誤．
故選：C．
（3）根據△x=aT2，運用逐差法得，a＝

(s3+s4)?(s1+s2)
4T2
，
因為斜率計數點間的時間間隔T=
5
f
，代入解得a=
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2
100
．
代入數據解得a＝
(2.41+3.03?1.21?1.83)×10?2×502
100
≈0.60m/s2．
故答案為：（1）錯誤，（2）C，（3）
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2
100
，0.60．

⑦ 某同學利用如圖1所示的實驗裝置做研究勻變速直線運動實驗．（1）請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯

（1）由實驗裝置圖象可知，打點計時器用的必須是交迴流電，圖中用的是直流電，所以采答用的電源不對，
小車釋放的位置應該靠近計時器，以便測量更多的數據來減小誤差．
（2）根據推論公式△x=aT 2 ，有：
S 2 - S 1 =2a T 2
解得
a=
S 2 - S 1
2 T 2

勻變速直線運動在連續相等世間內的位移之差為一個恆量，故：
BC-AB=CD-BC
解得： BC=
1
2
(AB+CD)=
1
2
( S 1 + S 2 )
B點瞬時速度等於AC段的平均速度，故：
v B =
AB+BC
2T
=
S 2 +3 S 1
4T
；
故答案為：（1）打點計時器應接交流電源，重物釋放時應緊靠打點計時器；（2）
S 2 - S 1
2 T 2
，
S 2 +3 S 1
4T
．

⑧ 某同學用如圖1所示的實驗裝置來驗證「力的平行四邊形定則」．彈簧測力計A掛於固定點P，下端用細線掛一重

（1）彈簧測力計讀數，每1N被分成5格，則1格就等於0.2N．圖指針落在3N到4N的第3格處，所以版3.6N．
故答案為：權3.6．
（2）A、實驗通過作出三個力的圖示，來驗證「力的平行四邊形定則」，因此重物的重力必須要知道．故A項也需要；
B、彈簧測力計是測出力的大小，所以要准確必須在測之前校零．故B項也需要；
C、拉線方向必須與木板平面平行，這樣才確保力的大小准確性．故C項也需要；
D、當結點O位置確定時，彈簧測力計A的示數也確定，由於重物的重力已確定，兩力大小與方向均一定，因此彈簧測力計B的大小與方向也一定，所以不需要改變拉力多次實驗．故D項不需要．
故選D．
（3）F1與F2合成的理論值是通過平行四邊形定則算出的值，而實際值是單獨一個力拉O點的時的值，因此F是F1與F2合成的理論值，F′是F1與F2合成的實際值．
（4）A、根據力的平行四邊形定則，可知，必須使分力與合力在同一平面內，故A正確；
B、實驗中讀數精確，方向畫得准確，則實驗誤差就越小，與橡皮條拉得長短無關，故B錯誤；
C、根據力的合成法則可知，故CD錯誤；
故選：A．
故答案為：（1）3.6，（2）D；（3）F，F′；（4）A．

⑨ 某同學利用如圖1所示的實驗裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗，並繼續研究鐵及其化合物的部分性質． 已知：

（1）鐵在高溫下與水反應，鐵表現為還原性，水表現出氧化性，生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為3Fe+4H 2 O（g）
高溫
.
Fe 3 O 4 +4H 2 ，
故答案為：3Fe+4H 2 O（g）
高溫
.
Fe 3 O 4 +4H 2 ；
（2）鐵和水蒸氣反應，產物為四氧化三鐵和氫氣，待硬質試管冷卻後，取少許其中的固體物質溶於稀硫酸得溶液B，一定發生Fe 3 O 4 +8H + =Fe 2+ +2Fe 3+ +4H 2 O，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色Fe 3+ +3SCN - ?Fe（SCN） 3 ，則說明所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe 3+ ，一定有Fe 3 O 4 ，可能有過量的鐵；若溶液未變紅色，可能含有過量的鐵，將三價鐵離子全部轉化成二價鐵離子，Fe+2Fe 3+ ═3Fe 2+ ，故答案為：A；C；
（3）鐵和水蒸氣反應，產物為四氧化三鐵和氫氣，可能有過量的鐵，固體物質溶於稀硫酸得溶液B，溶液中過量的鐵可能將三價鐵離子全部轉化成二價鐵離子，Fe+2Fe 3+ ═3Fe 2+ ，Fe 2+ 與KSCN溶液不反應，所以，該同學按上述實驗方案進行了實驗，結果溶液未變紅色，
故答案為：Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ；
（4）可觀察到生成白色沉澱，迅速變成灰綠色，最後變成紅褐色的現象，說明含有Fe 2+ 離子，綜上分析可知，白色沉澱為氫氧化亞鐵，紅褐色沉澱為氫氧化鐵，所以反應為：FeSO 4 +2NaOH=Fe（OH） 2 ↓+Na 2 SO 4 、4Fe（OH） 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe（OH） 3 ，
故答案為：FeSO 4 +2NaOH=Fe（OH） 2 ↓+Na 2 SO 4 、4Fe（OH） 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe（OH） 3 ；
（5）Fe 2+ 溶液因為水解和還原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入還原性鐵（鐵釘）防止其被氧化，故答案為：還原；Fe 2+ 易被空氣中的氧氣氧化而變質；鐵粉；
（6）加熱時氣體的溶解度降低，所以，除去蒸餾水中溶解的O 2 常採用加熱煮沸的方法；利用鐵粉和稀硫酸反應產生的氫氣排出試管A、B中的空氣，使A、B充滿還原性氣體氫氣，可排除試管中的氧氣，防止Fe（OH） 2 被空氣中氧氣氧化，一段時間後，關閉止水夾，試管A中生成的FeSO 4 溶液壓到試管B，與試管B中的NaOH溶液反應，生成Fe（OH） 2 沉澱，在試管B中觀察到白色的Fe（OH） 2 ，
故答案為：把蒸餾水煮沸；利用鐵粉和稀硫酸反應產生的氫氣排出試管A、B中的空氣，防止Fe（OH） 2 被空氣中氧氣氧化；B．

⑩ 某同學利用如圖1所示的實驗裝置來驗證機械能守恆定律：（1）該同學開始實驗時情形如圖所示，接通電源釋放

（1）本實驗要求採用打電計時器，而打點計時器採用的是交流電源，而本版實驗中採用了直流電源；權
同時，由於加速度較大，故紙帶應在1米左右，且應讓重物緊靠打點計時器，而本實驗中離打點計時器太遠，故錯誤為：
①打點計時器接了直流電源；②重物離打點計時器太遠；
（2）計數點A、B、C、D依次間隔一個點（圖中未畫出），所以相鄰的計數點的時間間隔是T=0.04s
根據勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度大小，因此有：
vB=

xAC
tAC
=
1.254?0.314
2×0.04
=1.18m/s
EkB=
1
2
mvB2=
1
2
×1×（1.18）2=0.690J
從開始下落算起，打點計時器記錄B點時，重錘勢能減少量為△EP=mgh=1×9.8×0.706=0.692J
由（1）（2）中數據可知重錘動能增加量近似等於重錘勢能減少量，即在誤差允許的范圍內重錘下落過程機械能守恆．
故答案為：（1）打點計時器接了直流電；重物離打點計時器太遠．
（2）1.18；0.690J；0.692J；在誤差允許的范圍內重錘下落過程機械能守恆．

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