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某同学用如图1所示的实验装置

 发布时间：2022-02-10 20:39:37

① （Ⅱ）某同学用图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：a．安装好实验器材．b．接通电

（1）实验中来，除打点计时自器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选：AC
（2）根据图可读出刻度尺的读数为：x2=2.98cm，x5=13.20cm．
（3）小车运动的v-t图线：
△v△t=2.50m/s2．
故答案为：（1）A、C；（2）2.98，13.20；（3）如图所示；（4）0.18，2.50

② 某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：（1）该同学在实验前准备了

（1）在实验中，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表．上述器材中不必内要的为C．
（2）B点的速度等于AC段的容平均速度，则有：vB＝

x2
2T
＝
0.1359
0.2
＝0.680m/s，
根据△x=aT2得：a=
x2?2x1
T2
＝
0.1359?0.0599?0.0599
0.01
＝1.61m/s2，
（3）由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大，故ABD错误，C正确．
故选：C．
该实验中当小车的质量远大于钩码质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象，故BCD错误，A正确．
故选：A．
故答案为：（1）C；（2）0.680；1.61；（3）C；A

③ （1）某同学利用如图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，

①根据某段的平均速度等于中时刻的速度，则有：v5=

x46
2T
=
0.1101+0.0900
0.2
=1.00m/s
②由纸带可知，计数点7往后做内减速运容动，根据作差法得：
a=
x9?11?x7?9
(2T)2
=
(0.0660+0.0460)?(0.106+0.0861)
(2×0.1)2
=-2.00m/s2．
在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大．
故答案为：1.0，2.0，偏大．

④ 某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz

①匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的速度大小为：
vB=

xAC
tAC
=1.84m/s
对应的
1
2
v2=1.69m2/s2，gh=1.74m2/s2，
可认为在误差范围内存在关系式
1
2
v2＝gh，即可验证机械能守恒定律．
②他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
v2
2
为纵轴、以h为横轴画出的图象，
根据
1
2
v2＝gh可知，应为过原点的直线，C正确、ABD错误．
故选：C
故答案为：①1.84；1.69；1.74；
1
2
v2＝gh；②C．

⑤ （1）某同学用如图1所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，他想用钩码的重力表示小车

（1）车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力．
（2）根据刻度尺的读数可知，SC=5.06cm；
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出C点是速度为：vc＝

xBD
t
=
(7.15?3.20)cm
4×0.02s
0.49m/s
（3））同学研究小车运动过程中A点到E点小车的动能变化为：△Ek＝
1
2
mvE2?
1
2
mvA2=0.022J．
故答案为：①平衡摩擦力；②5.06；0.49；③0.022．

⑥ 用如图1所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．（1）某同学平衡

（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以内该同学的容操作错误，
正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．
（2）如果这位同学先如（1）中的操作，导致平衡摩擦力过度，因此当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，故C正确，A、B、D错误．
故选：C．
（3）根据△x=aT2，运用逐差法得，a＝

(s3+s4)?(s1+s2)
4T2
，
因为斜率计数点间的时间间隔T=
5
f
，代入解得a=
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2
100
．
代入数据解得a＝
(2.41+3.03?1.21?1.83)×10?2×502
100
≈0.60m/s2．
故答案为：（1）错误，（2）C，（3）
[(s3+s4)?(s1+s2)]f2
100
，0.60．

⑦ 某同学利用如图1所示的实验装置做研究匀变速直线运动实验．（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显

（1）由实验装置图象可知，打点计时器用的必须是交回流电，图中用的是直流电，所以采答用的电源不对，
小车释放的位置应该靠近计时器，以便测量更多的数据来减小误差．
（2）根据推论公式△x=aT 2 ，有：
S 2 - S 1 =2a T 2
解得
a=
S 2 - S 1
2 T 2

匀变速直线运动在连续相等世间内的位移之差为一个恒量，故：
BC-AB=CD-BC
解得： BC=
1
2
(AB+CD)=
1
2
( S 1 + S 2 )
B点瞬时速度等于AC段的平均速度，故：
v B =
AB+BC
2T
=
S 2 +3 S 1
4T
；
故答案为：（1）打点计时器应接交流电源，重物释放时应紧靠打点计时器；（2）
S 2 - S 1
2 T 2
，
S 2 +3 S 1
4T
．

⑧ 某同学用如图1所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重

（1）弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.2N．图指针落在3N到4N的第3格处，所以版3.6N．
故答案为：权3.6．
（2）A、实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道．故A项也需要；
B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零．故B项也需要；
C、拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性．故C项也需要；
D、当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验．故D项不需要．
故选D．
（3）F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，F′是F1与F2合成的实际值．
（4）A、根据力的平行四边形定则，可知，必须使分力与合力在同一平面内，故A正确；
B、实验中读数精确，方向画得准确，则实验误差就越小，与橡皮条拉得长短无关，故B错误；
C、根据力的合成法则可知，故CD错误；
故选：A．
故答案为：（1）3.6，（2）D；（3）F，F′；（4）A．

⑨ 某同学利用如图1所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质． 已知：

（1）铁在高温下与水反应，铁表现为还原性，水表现出氧化性，生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H 2 O（g）
高温
.
Fe 3 O 4 +4H 2 ，
故答案为：3Fe+4H 2 O（g）
高温
.
Fe 3 O 4 +4H 2 ；
（2）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B，一定发生Fe 3 O 4 +8H + =Fe 2+ +2Fe 3+ +4H 2 O，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色Fe 3+ +3SCN - ?Fe（SCN） 3 ，则说明所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe 3+ ，一定有Fe 3 O 4 ，可能有过量的铁；若溶液未变红色，可能含有过量的铁，将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe 3+ ═3Fe 2+ ，故答案为：A；C；
（3）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，可能有过量的铁，固体物质溶于稀硫酸得溶液B，溶液中过量的铁可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe 3+ ═3Fe 2+ ，Fe 2+ 与KSCN溶液不反应，所以，该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，
故答案为：Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ；
（4）可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，说明含有Fe 2+ 离子，综上分析可知，白色沉淀为氢氧化亚铁，红褐色沉淀为氢氧化铁，所以反应为：FeSO 4 +2NaOH=Fe（OH） 2 ↓+Na 2 SO 4 、4Fe（OH） 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe（OH） 3 ，
故答案为：FeSO 4 +2NaOH=Fe（OH） 2 ↓+Na 2 SO 4 、4Fe（OH） 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe（OH） 3 ；
（5）Fe 2+ 溶液因为水解和还原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入还原性铁（铁钉）防止其被氧化，故答案为：还原；Fe 2+ 易被空气中的氧气氧化而变质；铁粉；
（6）加热时气体的溶解度降低，所以，除去蒸馏水中溶解的O 2 常采用加热煮沸的方法；利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，使A、B充满还原性气体氢气，可排除试管中的氧气，防止Fe（OH） 2 被空气中氧气氧化，一段时间后，关闭止水夹，试管A中生成的FeSO 4 溶液压到试管B，与试管B中的NaOH溶液反应，生成Fe（OH） 2 沉淀，在试管B中观察到白色的Fe（OH） 2 ，
故答案为：把蒸馏水煮沸；利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，防止Fe（OH） 2 被空气中氧气氧化；B．

⑩ 某同学利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律：（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放

（1）本实验要求采用打电计时器，而打点计时器采用的是交流电源，而本版实验中采用了直流电源；权
同时，由于加速度较大，故纸带应在1米左右，且应让重物紧靠打点计时器，而本实验中离打点计时器太远，故错误为：
①打点计时器接了直流电源；②重物离打点计时器太远；
（2）计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），所以相邻的计数点的时间间隔是T=0.04s
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度大小等于该过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
从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为△EP=mgh=1×9.8×0.706=0.692J
由（1）（2）中数据可知重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量，即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．
故答案为：（1）打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远．
（2）1.18；0.690J；0.692J；在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．

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