0.6 mL,現(xiàn)用滴管向量筒內滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液體
積增加了1 mL,若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的
淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成的油膜
的形狀如圖實-8-4所示.若每一小方格的邊長為25 mm,試問:
(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為________模型,讓油酸盡
可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為_______油膜,這層油膜的厚度可視為
油酸分子的________.圖實-8-4中油酸膜的面積為________m2;每一滴油酸酒精
溶液中含有純油酸體積是________m3;根據上述數(shù)據,估測出油酸分子的直徑
是________m.(結果保留兩位有效數(shù)字)
(2)某同學在實驗過程中,在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形
成油膜,實驗時觀察到,油膜的面積會先擴張后又收縮了一些,這是為什么呢?
請寫出你分析的原______________________________________________________
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________.
解析:油膜面積約占70小格,面積約為S=70×25×25×10-6 m2≈4.4×10-2 m2,一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V=××10-6 m3=1.2×10-11 m3,油酸分子的直徑約等于油膜的厚度
d== m≈2.7×10-10 m.
答案:(1)球體 單分子 直徑 4.4×10-2
3. 油酸酒精溶液的濃度為每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸
2.在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,現(xiàn)有按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中,還有一個盛有約2 cm深水的淺盤,一支滴管,一個量筒.
請補充下述估測分子大小的實驗步驟:
(1)________________(需測量的物理量自己用字母表示.)
(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤,等油酸薄膜穩(wěn)定
后,將薄膜輪廓描繪在坐標紙上,如圖實-8-3所示.(已
知坐標紙上每個小方格面積為S,求油膜面積時半個以上方
格面積記為S,不足半個的舍去)則油膜面積為________.
(3)估算油酸分子直徑的表達式為d=____________.
解析:(1)用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液,讀其體積V.
(2)利用補償法,可查得面積為8S.
(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
V′=×,油膜面積S′=8S,
由d=,得d=.
答案:(1)見解析 (2)8S (3)
1.“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下:
A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,數(shù)出輪廓內的方格數(shù)(不足半個的舍
去,多于半個的算一個),再根據方格的邊長求出油膜的面積S.
B.將一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在
淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上.
C.用淺盤裝入約2 cm深的水.
D.用公式d=求出薄膜厚度,即油酸分子的大。
E.根據油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V.
(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全,請指出:
①____________________________________________________________________
②___________________________________________________________________
(2)上述實驗步驟的合理順序是________.
解析:(1)①C步驟中,要在水面上均勻地撒上石膏粉或痱子粉.
②實驗中,要有步驟F:用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內增加一定體積時的滴數(shù).
(2)合理順序為CFBAED
答案:(1)見解析 (2)CFBAED
5.如圖實-3-12所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質量、物體受力的關系.小車上固定一個盒子,盒子內盛有沙子.沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m,小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M.
圖實-3-12
(1)驗證在質量不變的情況下,加速度與合外力成正比:從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出.多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應的加速度.本次實驗中,桶內的沙子取自小車中,故系統(tǒng)的總質量不變.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖象,圖象是一條過原點的直線.
①a-F圖象斜率的物理意義是________________________________________.
②你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理?
答:________.(填“合理”或“不合理”)
③本次實驗中,是否應該滿足M≫m這樣的條件?
答:________(填“是”或“否”);
理由是_____________________________________________________________.
(2)驗證在合外力不變的情況下,加速度與質量成反比:保持桶內沙子質量m不變,在盒子內添加或去掉一些沙子,驗證加速度與質量的關系.本次實驗中,桶內的沙子總質量不變,故系統(tǒng)所受的合外力不變.
用圖象法處理數(shù)據時,以加速度a為縱橫,應該以______倒數(shù)為橫軸.
解析:(1)將車內的沙子轉移到桶中,就保證了M+m不變,即系統(tǒng)的總質量不變,研究對象是整個系統(tǒng),a==,可見a-F圖象斜率的物理意義是,系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg,不必滿足M≫m這樣的條件.
(2)向小車內添加或去掉部分沙子,是改變系統(tǒng)的總質量M+m,而系統(tǒng)的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg,保證了合外力不變.
答案:(1)① ②合理、鄯瘛∫驗閷嶒灥难芯繉ο笫钦麄系統(tǒng),系統(tǒng)受到的合外力就等于mg
(2)M+m
4.(2009·上海高考)如圖實-3-10所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據采集器、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置.
圖實-3-10
(1)在該實驗中必須采用控制變量法,應保持________不變,用鉤碼所受的重力作為
________,用DIS測小車的加速度.
(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復測量.在某次實驗中根據測得的多組
數(shù)據可畫出a-F關系圖線(如圖實-3-11所示).①分析此圖線的OA
段可得出的實驗結論是 _______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
②(單選題)此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是 ( )
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質量太大
D.所用小車的質量太大
解析:(1)在研究加速度與力的關系時必須保持小車質量不變,才能找出二者的關系.
(2)①OA段在實驗的允許范圍內,圖線是一條直線,因此可得出a與F成正比的關系.
②由實驗的原理a==可知AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M車≫m鉤造成的.
答案:(1)小車的總質量(或:小車的質量)
小車所受外力(或:外力、合外力)
(2)①在質量不變的條件下,加速度與合外力成正比
②C
3.(2010·淮安模擬)為了探究加速度與力的關系,使用如圖實-3-9所示的氣墊導軌裝置進行實驗.其中G1、G2為兩個光電門,它們與數(shù)字計時器相連,當滑行器通過G1、G2光電門時,光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄,滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M,擋光片寬度為D,光電門間距離為x,牽引砝碼的質量為m.回答下列問題:
圖實-3-9
(1)實驗開始應先調節(jié)氣墊導軌下面的螺釘,使氣墊導軌水平,在不增加其他儀器的情
況下,如何判定調節(jié)是否到位?
答:_______________________________________________________________________
(2)若取M=0.4kg,改變m的值,進行多次實驗,以下m的取值不合適的一個是_____________________________________________________________________.
A.m1=5 g B.m2=15 g
C.m3=40 g D.m4=400 g
(3)在此實驗中,需要測得每一個牽引力對應的加速度,其中求得的加速度的表達式
為:_____________________________________________________________________
(用Δt1、Δt2、D、x表示).
解析:(1)如果氣墊導軌水平,則不掛砝碼時,M應能在任意位置靜止不動,或推動M
后能使M勻速運動.
(2)應滿足M≫m,故m4=400 g 不合適.
(3)由v1=,v2=,v-v=2ax
可得:a=.
答案:(1)取下牽引砝碼,M放在任意位置都不動;或取下牽引砝碼,輕推滑行器M,數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被擋的時間Δt都相等.
(2)D (3)a=
2.在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗中,按實驗要求裝置好器材后,應按一定步驟進行實驗,下述操作步驟的安排順序不盡合理,請將合理的順序以字母代號填寫在下面的橫線上:____________________.
A.保持小盤和砝碼的質量不變,在小車里加砝碼,測出加速度,重復幾次
B.保持小車質量不變,改變小盤和砝碼的質量,測出加速度,重復幾次
C.用天平測出小車和小盤的質量
D.平衡摩擦力,使小車近似做勻速直線運動
E.掛上小盤,放進砝碼,接通打點計時器的電源,放開小車,在紙帶上打下一系列
的點
F.根據測量的數(shù)據,分別畫出a-F和a-的圖線
答案:DCEABF或DCEBAF
1.在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗中,以下做法正確的是( )
A.平衡摩擦力時,應將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器的電源
D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤和砝碼的質量(M′和m′)以及小車質
量M,直接用公式a=g求出
答案:B
5.(2010·東城模擬)在做“探究力的平行四邊形定則”實驗中,若由于F1的誤差使F1
與F2的合力F方向略向左偏,如圖實-2-8所示,但F大于等于F′,引起這一
結果的原因可能是F1的大小比真實值偏________,F1的方向使它與F2的夾角比真
實值偏________.
解析:作平行四邊形合成圖如圖所示,F1的真實值為F10.合力的真實值為F′,
F1為測量值,由圖可知,F1的大小比真實值偏大,F1的方向
使它與F2的方向夾角比真
實值偏大,大于α0.
答案:大 大
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