于最大阻值要达到3000?,所以滑动变阻器要选择3000?。
(3)因为只有一个损坏,所以验证R2是否损坏即可。所以d点应和接线柱 ”c”相连,若电流表
无示数,则说明R2短路,若电流表有示数,则说明R1断路。
24.(12分) 如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10ms。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。
2
答案:m?0.01kg 解析:
金属棒通电后,闭合回路电流I?U12v??6A R2?导体棒受到安培力F?BIL?0.06N
根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下 开关闭合前2?k?0.5?10m?mg
开关闭合后2?k?(0.5?0.3)?10m?mg?F
?2?2m?0.01kg
25.(20分)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示。t?0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t?1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v?t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10ms。求
(1)木板与地面间的动摩擦因数(2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离。
2?1及小物块与木板间的动摩擦因数?2;
答案:(1)
?1?0.1 ?2?0.4 (2)6m (3)6.5m
解析:(1)根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v?4m/s 碰撞后木板速度水平向左,大小也是v?4m/s
木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速,根据牛顿第二定律有?2g?解得
4m/s?0m/s
1s?2?0.4
木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间t?1s,位移x?4.5m,末速度v?4m/s 其逆运动则为匀加速直线运动可得x?vt?带入可得a?1m/s
木块和木板整体受力分析,滑动摩擦力提供合外力,即?1g?a
212at 2
可得
?1?0.1
(2)碰撞后,木板向左匀减速,依据牛顿第二定律有可得a1??1(M?m)g??2mg?Ma1
4m/s2 3对滑块,则有加速度a2?4m/s2
滑块速度先减小到0,此时碰后时间为t1?1s 此时,木板向左的位移为x1?vt1?滑块向右位移x2?12108a1t1?m 末速度 v1?m/s 2334m/s?0t1?2m 2此后,木块开始向左加速,加速度仍为a2?4m/s2 木块继续减速,加速度仍为a1?4m/s2 3假设又经历t2二者速度相等,则有a2t2?v1?a1t2 解得t2?0.5s
127x3?v1t2?a1t2?m 末速度v3?v1?a1t2?2m/s
此过程,木板位移26121a2t2?m 22滑块位移x4?此后木块和木板一起匀减速。
二者的相对位移最大为?x?x1?x3?x2?x4?6m 滑块始终没有离开木板,所以木板最小的长度为6m
(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止,整体加速度a??1g?1m/s2
2v3?2m 位移x5?2a所以木板右端离墙壁最远的距离为x1?x3?x5?6.5m
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26.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×102,K2=5.4×105。草酸的钠盐和钾盐易
溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受
热脱水、升华,170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到
的现象是_________,由此可知草酸晶体分解的产物中有_______。装置B的主要作用是________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、
B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、______。装置H反应管中盛有的物质是_______。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强______。 ②草酸为二元酸______。
【答案】⑴有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊;CO2;冷凝(水蒸气、草酸等),避免草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验。
⑵ ①F、D、G、H、D、I; CuO(氧化铜);
②H中的粉末有黑色变为红色,其后的D中的石灰水变浑浊; ⑶ ① 向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生。
②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍
⑴问考常规,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2产生,考虑到还有CO,我觉得有必要强调一下“气泡”;中间的装置(一般叫冷阱)主要是冷凝分解产物中的水,如果有同学觉得水不值一提的话,可以看看实验目的“通过实验检验草酸晶体的分解产物”,水是产物之一,必须有装置证明其存在。同时草酸也可能升华,所以该装置还有一个作用就是除去草酸蒸气,避免其进入装置C中。 ⑵ 问考查物质性质和实验原理的综合应用能力。由装置A、B出来的气体含有CO2、CO,容易想到用灼热氧化铜来氧化CO,进而检验其产物CO2,但要注意到原产物中有CO2,故要设计除去CO2和验证CO2除尽的环节。最终确认连接顺序F(除CO2)、D(验证CO2被除尽)、G(干燥)、H(氧化CO)、D(通过验证CO2来证明CO的存在)、I(尾气处理);H中要装CuO(氧化铜);
⑶ 问考查实验设计能力,证明“草酸的酸性比碳酸强”这个命题很常规。设计一个常量浓度的溶液混合,产生气泡即可。浓度不一定强调,碳酸盐也可以是Na2CO3,但最好不用CaCO3(题目开始部分又暗示CaC2O4难溶)。
证明“草酸是二元酸”这个难一点,考虑到题中给出了Ka值,所以我设计了一个NaHC2O4
溶液呈酸性的实验,大家也可以直接取NaHC2O4溶液测其pH,呈酸性则说明草酸是二元酸(想想一元弱酸的钠盐)。取溶液等体积混合可能有点玩花样了。标准答案用中和滴定当然是高大上,堂堂正正。