实验十二参考答案
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大学物理实验思考题参考答案目录一、转动惯量:二、伏安法与补偿法三、混沌思考题四、半导体PN结五、地磁场六、牛顿环七、麦克尔逊干涉仪八、全息照相九、光电效应十、声速测量十一、用电位差计校准毫安表十二、落球法测量液体的黏度十三、电子束偏转与电子比荷测量十四、铁磁材料磁化特性研究十五、光栅衍射十六、电桥十七、电位差计十八、密立根油滴十九、模拟示波器二十、金属杨氏摸量二十一、导热系数二十二、分光计二十三、集成霍尔传感器特性与简谐振动一、转动惯量:1、由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。
(或者说对频率有影响,对振幅有影响)在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
2、为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。
(对测量结果影响大小)实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等)3、试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点?答:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
二、伏安法与补偿法1、利用补偿法测量电阻消除了伏安法的系统误差,还可能存在的误差包括:读数误差、计算产生的误差、仪器误差、导线阻值的影响等或其他。
2、能利用电流补偿电路对电流表内接法进行改进:三、混沌思考题1、有程序(各种语言皆可)、K值的取值范围、图 +5分有程序没有K值范围和图 +2分只有K值范围 +1分有图和K值范围 +2分2、(1)混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
参考答案活动1 模拟海水淡化【问题与讨论】我国是淡水资源匮乏的国家,研究海水淡化能供给饮用水和农业用水,食用盐也会作为副产品被生产出来【巩固与反馈】1 D 2 C 3 A 4 35kg活动2 大气中有水吗【问题与讨论】1 室外的排水管内有水排出,这说明了室内的空气中有水的存在2 冰箱里取出的矿泉水过了一会儿外壁上有水珠出现;深秋早晨小草叶片上有露水等【巩固与反馈】1 C2 下雨前,大气中水蒸气含量丰富,水蒸气接触缸壁遇冷液化成小水滴,附着在水缸外表面上,于是水缸便穿上了“裙子”。
可见“水缸穿裙子”说明大气中的水汽多,湿度大,而这是下雨的条件和下雨天的天气特征活动3 种子里含有水分吗【问题与讨论】1 种子里含有水分2 一般不同 准备20~30粒玉米粒,用相同实验方法,计算出玉米粒的含水量,与小麦、水稻籽粒含水量进行比较活动4 地球上水的循环【问题与讨论】1 陆上内循环、海上内循环、海陆间水循环 发生的地点不同2 ①在通常环境条件下水的气态、液态、固态相互之间易于转化;②太阳辐射和重力作用3 促进自然界物质的运动、促进自然界能量的交换、维持地球上水的动态平衡,使自然界的水不断地得到更新【巩固与反馈】1 C 2 B 3 D 4 D 5 B 6 海洋 水汽输送 7 大气 蒸发 蒸腾 气流 降低 小水滴 小冰晶 降水 地下水 河流湖泊 水循环活动5 观察冰的熔化过程【问题与讨论】1 (1)吸收 (2)0 (3)不发生变化 2 冰在熔化过程中吸收热量但温度不变 3 固液共存状态 增多了 4 不一定。
冰熔化时,吸热但温度不变【巩固与反馈】1 A 2 C 3 A 4 B 5 (1)固态 温度升高 (2)B (3)固液共存;不变;是 (4)液态;温度升高活动6 观察食盐微粒和松香微粒外形的不同【问题与讨论】确定的熔点 规则的几何外形【巩固与反馈】1 甲 乙 2 味精等活动7 蒸发对液体温度的影响【问题与讨论】1 室温;玻璃泡上包有湿棉花的温度计乙示数下降;液体蒸发吸收热量,使温度计乙的示数降低2 会感觉冷。
物化实验参考答案答案不是标准答案,供参考.不必每个都看,只在需要时找有关的内容参考即可. 在参考中若发现解答不妥或错误的地方,请发帖更正或将信息反馈以便纠正.饱和蒸气压的测定1.为什么平衡管a,c 中的空气要赶净怎样判断空气已被赶净在实验过程中如何防止空气倒灌答:若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸气压,而是与空气的混合压力,它不能用克劳修斯-克拉贝龙方程来描述.在大气压下测定沸点,若几次(例如三次)测定值在误差范围之内(≤0.05℃)则可认为空气已被赶净.为防止空气倒灌,可在读取温度和压力数据后立即重新加热水浴,或迅速使系统减压.2.本实验的主要系统误差有哪些答: (1)方法误差.在由克拉贝龙方程导出克劳修斯-克拉贝龙方程的过程中有 3 个近似. g l 即:将蒸气看作理想气,设V m=RT/P;与气体摩尔体积相比,忽略液体的摩尔体积(V m) ; 在不太大的温度间隔内,将摩尔气化热看作常数. (2)读取温度和压力不能同时. (3)温度的测量不作校正;(4)四氯化碳不纯等. 3.对教材第46页上提示2如何回答答:a:该平衡管对压力变化反应较灵敏,但由于液柱较细,容易发生倒灌.而且c管和b 管液面上升和下降较快,两液面相平时的温度和压力不易读准,并且由于封闭液体量少,易因蒸气损失量大而影响实验. b:该平衡管制作简便,易装液,但空气不能排尽,且容易发生空气倒灌.在精度比较低的实验中可采用之. c:该平衡管制作比较精良,能较好地解决空气倒灌问题,并且由于b 管比c 管粗许多, 所以b 管液面下降较慢,而 c 管液面上升较快,易判断两液面相平,温度和压力读数较准. 另外b,c 间封液较多,一般不会因蒸气量损失大而影响实验.(也有人认为读数时b 管与c 管液面相平不易观察,对读数的可靠性造成一定影响,可能滞后.此问题可以讨论,也可以通过小实验验证) 4.系统如何捡漏判断漏气的依据是什么答:将系统减压~50 kPa,关闭与安全瓶相连的活塞,观察系统压力变化.若系统压力不断增大则可判断系统漏气. 5.实验装置中缓冲瓶起什么作用答:使系统压力稳定,即使系统稍有漏气也不会对测量产生太大影响. 6.本实验中所用测量仪器的最小读数的精确度是多少用来表示平均摩尔汽化热的有效数字有几位答:本实验中所用温度传感器,最小分度0.1℃,可估计读到0.01℃;压力计最小读数是0.01kpa;一般温度和压力读数都是 4 位有效数字,所以用来表示平均摩尔汽化热的有效数字也应当是4 位. 7.实验测得的是特定压力下液体的实际沸点, 如何求得液体的正常沸点你得到的正常沸点是多少,并与文献值比较答:由实验得到的ln(p/p0)~1/T 图上查出ln1 下的1/T 值,然后计算T;或由实验上得到的0 ln(p/p )= -A/T+b 公式计算p=100kPa 下的T 值(在已知A 和 b 的情况下) . 8.压力和温度测量都有随机误差, 试用最小二乘法求算ln(p/p0)=-vHm/RT+b=-A/T+b 直线的斜率及其误差,并由此求算vHm 值及其误差. 答:见实验教材第24 页上的例题.以同样的方法对你的实验结果作误差分析. 9.四氯化碳是易燃物,在加热时应该注意什么问题答:所有接口都必须密封,加热温度不要太高,一般高出正常沸点2-3 度即可.双液体系沸点-成分图的绘制1.本实验中,气,液两相是怎样达成平衡的若冷凝管D 处体积太大或太小,对测量有何影响答:在本实验采用的恒沸点仪中,利用冷凝回流的方法保持气,液两相的相对量一定,则体系温度一定,两相达平衡.若冷凝管D 处的体积太大,则气相冷凝液不易更新,客观上会造成气相蒸汽分馏,影响气相的平衡成分测定;而过小,则会因积存液量少给取样测定带来困难.2.平衡时气,液两相温度应该不应该一样实际是否一样怎样防止温度的差异答:平衡时气,液两相温度应该一样,但实际上存在差异.气相温度存在梯度,且略低于液相.为防止差异可采用以下方法:给气相保温,如本实验那样,在恒沸点仪上部和支管处缠绕石棉绳;使温度计置气,液两相中量取两相的折中温度;在恒沸点仪设计上,在保证沸腾的液体不会溅到D 处的条件下尽量缩短支管的长度和降低支管的位置.3.查乙醇或环己烷在不同温度的折射率数据,估计其温度系数,如不恒温,对折射率的数据影响如何答:查书后乙醇,环己烷不同温度下折射率数据表,计算折射率温度系数dn/dT.大多数液态有机物的dn/dT 为负值,对乙醇其值约为-0.0004/℃,随温度的升高折射率降低.4.温度计的水银球为什么一半浸在液体中,一半留在气相中答:为兼顾测量气,液两相的折中温度.5.本实验中所用温度计的精确度是多少答:本实验中所用温度计为1/10 温度计,最小分度0.1℃,可估计读到0.01℃.6.讨论本实验的主要误差来源. 答:本实验的主要误差来源有: (1)温度的测量.实际上测得的温度只是气相和液相的折中温度,并不是两相的平衡温度,且气相本身就存在温度梯度.另外,并不能完全保持蒸汽全回流,因而温度也就不能完全恒定. (2)在取样分析过程中,成分可能有变化,从而使测得的折射率并非平衡相组成. (3)折射率测定的恒温效果不好.7.如何判断气,液相已达到平衡状态答:当体系温度恒定(t≤±0.05℃)时可判断气,液相已达到平衡状态. 8.实验时,若所吸取的蒸汽冷凝液挥发掉了,是否需要重新配制溶液答:一般不需要.再重新加热蒸馏,待积存足够的气相冷凝液时再取样分析即可,因体系可在新的条件下达新的平衡.但若需要原来的物系组成,则可在实验完成后,专门配制漏掉点的溶液进行测定.9.该体系用普通蒸馏办法能否同时得到两种纯组分为什么答:不能.因该体系具有最低恒沸点,实际上将体系分为两个部分:乙醇-恒沸混合物和环己烷-恒沸混合物. 在每个部分内的溶液通过蒸馏只能得到相应的一种纯组分和恒沸混合物, 故不能同时得到两种纯组分.10.实验测得的溶液的沸点与标准大气压下的沸点是否一致若不一致,对沸点~成分图有何影响答:通常不一致,因为一般实验时的大气压并不等于标准大气压.不一致时,测得的同一成分溶液的沸点会稍偏高或偏低,可借用褚鲁统规则和克劳修斯-克拉贝龙方程导出的溶液沸点随大气压变化的关系式进行分析: t 标= t/℃+(273.15 + t/℃)/10 × (101325-P/Pa)/101325 式中t 标为校正到101325 Pa 下的正常沸点(C°),t/℃为实验大气压P(Pa)下测得的沸点. 可见,若实验时的大气压不等于标准大气压,则沸点~成分图在温度轴上稍有平移. 11.为什么工业上常生产95%的酒精只用精馏含水酒精的方法能否获得无水酒精答:因为乙醇与水的体系具有最低恒沸点(78.15℃) ,恒沸混合物的组成含乙醇95.57%, 所以只能生产95%的乙醇.只用精馏含水酒精的方法不能获得无水酒精.要想得到无水酒精, 可在95.57%的乙醇中加入CaO, 使之与其中的水反应生产Ca(OH)2,然后进行蒸馏方可.蔗糖的转化1.蔗糖的转化速率和哪些条件有关答:蔗糖的转化速率与反应温度,蔗糖浓度,水的浓度,催化剂H 离子浓度有关.2.如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋答:可有4 种回答:(1)能使偏振光的振动面顺时针方向旋转的为右旋物质,旋光度为正值;能使偏振光的振动面逆时针方向旋转的为左旋物质,旋光度为负值.(2)先用蒸馏水调零,然后测试溶液.如果在测试中只有当检偏镜顺时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同, 则被测物质的旋光性为右旋; 若只有当检偏镜逆时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同,则被测物质的旋光性为左旋.(3)看实验教材第229页上的叙述. (4)将溶液稀释后测旋光度,若旋光度增大则为左旋,否则为右旋.3.为什么配蔗糖溶液可用粗天平称量答: 因为反应过程中反应液的浓度是用旋光仪测定旋光度来跟踪的, 所以不必知道蔗糖溶液的准确浓度.4.一级反应的特点是什么答:一级反应的特点是:反应的半衰期只与速率常数有关,而与反应物的起始浓度无关. (t1/2=0.693/k,速率常数的量纲是时间的倒数. )5.已知蔗糖的*α+D =65.55°,设光源为钠光D 线,旋光管长为20cm.试估计你所配的蔗糖和盐酸混合液的最初旋光角度是多少20 20 答: 旋光物质的比旋光角可用下式计算: D =10α/LC 表示钠光黄线, *α+ (D 893nm) 式中*α+D . 为比旋光角;α为测量值;L 为旋光管长度(cm) ,即光在液柱中所经过的距离;C 为溶质浓3 度(g/cm ) .比旋光角定义为:当光经过一个10cm 长,每立方厘米溶液中含有1 克旋光物质的液柱时所产生的旋光角.∵C=10g/50ml×1/2=0.1g/ml,蔗糖的*α+D =65.55°,L=20cm∴α=*α+D LC/10=65.55×20×0.1/10=13.11°6.在数据处理中,由αt-t 曲线上读取等时间间隔t 时的αt 值,这称为数据的"匀整",此法有何意义什么情况下采取此法答: 此法可使数据采集均匀, 既避免某些测量数据带来的偶然误差又可以避免对大量数据作处理.此法适用于测量数据较多,作图点的密度较大的情况.时间间隔的取值应适宜,在允许的范围内均匀选取.7.实验中我们用去离子水来校正旋光仪的零点, 蔗糖转化过程中所测的旋光度αt 是否需要零点校正为什么答:不需要.因为在数据处理中用到的都是旋光角之差,校正值会消掉,所以没必要对测量数据作零点校正.8.旋光管的凸出部位有何用途答:一是加液用,二是可从此处赶走气泡.9.α∞不准(偏高或偏低)对k 有何影响答:α∞不准对k 的影响可做如下误差分析: 由式ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞),可得k=1/t*α∞/(α0-α∞) + α∞/(αt-α∞)+ .可以看出,因α∞是负值,所以若α∞测得值偏低则k (这里不考虑t,αt 和α0 的测量误差) 偏小;若α∞测得偏高则k 偏大.10.估计本实验的误差,怎样减小实验误差答: (1)根据蔗糖水解速度常数κ=1/t,ln*(α0-α∞)-( αt-α∞ )+-的相对误差分析,可得: t 2α 2α k/k = ——+ —————————————— + ——————————————t (α0-α∞)ln*(α0-α∞)-( αt-α∞ )+ (αt-α∞)ln*(α0-α∞)-( αt-α∞ )+ 可见在反应初期,由于t 值较小,时间测定的相对误差较大;随着反应的进行,αt 值不断减小,使αt-α∞值也不断减小,故由旋光度测定的相对误差增大. (2)温度对k 的影响可由阿累尼乌斯公式进行误差分析:k/k=[Aexp(-Ea/RT2)-Aexp(-Ea/RT1)]/[Aexp(-Ea/RT1)]=[-Ea/R(1/T2-1/T1)]-1 -1 -1 -1 若实验温度由298K 偏高1K,活化能Ea=46024Jmol ,常数R=8.314JK mol ,则将引起k 值6%的系统误差.可见,在动力学实验中,反应温度恒定十分重要,否则会引入较大的系统误差.11.蔗糖溶液的初始浓度是否影响最后的旋光角α∞ 答:若不存在副反应,则最后的旋光角只与生成物的浓度有关,而生成物的浓度与蔗糖溶液的初始浓度有关.所以,蔗糖溶液的初始浓度会影响最后的旋光角α∞.乙酸乙酯皂化反应1.配制乙酸乙酯溶液时,为什么在容量瓶中要事先加入适量的去离子水答:在容量瓶中事先加适量去离子水,可使乙酸乙酯滴入水中形成溶液,减少挥发.2.将NaOH 溶液稀释一倍的目的是什么答:测定κ0 时将NaOH 溶液稀释一倍是为了使之与反应液中NaOH 溶液初始浓度一致.3.为什么乙酸乙酯与NaOH 溶液的浓度必须足够的稀答:因为只有溶液足够稀,每种强电解质的电导率才与其浓度成正比,溶液的总电导率才等于组成溶液的各种电解质的电导率之和, 才可通过测定反应液的电导率来跟踪反应物浓度的变化.4. 如果NaOH 与CH3COOC2H5 起始浓度不相同,试问其动力学方程式如何表示测得的k 值与本实验结果是否相同答:若乙酸乙酯与NaOH 溶液的起始浓度不等,则应具体推导k 的表达式.设t 时生成物浓度为x,则反应的动力学方程式为dx/dt=k(a-x)(b-x) (1)令NaOH 溶液起始浓度等于a,乙酸乙酯溶液起始浓度等于 b.当a≠b 时,将上式积分得:k=[1/t(a-b)]ln[b(a-x)/a(b-x)+ (2)当a>b 时,有:NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OHt=0 a b 0 0t=t a-x b-x x xt=∞a-b 0 b b则:k0 = aA1k∞ = bA2+A1(a-b)kt = A1(a-x)+A2x ,得联立解之,得x=b(k0-kt)/(k0-k∞),代入式(2)k=[1/t(a-b)]ln{[a(k0-k∞)-b(k0-kt)]/a(kt-k∞)}k∞的测定:配制(a-b)浓度的NaOH 和b 浓度的NaAc 混合溶液,在与反应相同条件下测其电导率.当b>a 时,有:NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OHt=0 a b 0 0t=t a-x b-x x xt=∞ 0 b-a a a则: k0=aA1k∞=aA2kt=A1(a-x)+ A2x ,得联立解之,得x=a(k0-kt)/(k0-k∞),代入式(2)k=[1/t(b-a)]ln{[b(k0-k∞)-a(k0-kt)]/b(kt-k∞)-k∞的测定:配制(b-a)浓度的乙酸乙酯,a 浓度的NaAc 和b 浓度的CH3CH2OH 混合溶液,在相同条件下测其电导率.以ln{[b(k0-k∞)-a(k0-kt)]/b(kt-k∞)-对t 作图得一直线,由直线斜率求k. 从得到的动力学方程可以看出,二级反应的速率常数与初始浓度有关.当a,b 相等时, 速率常数与初始浓度成反比.5.若实验中用二次水代替电导水可能会产生的影响是什么–1 答:通常二次水中含有杂质(电导率一般在10-5 Scm ),如从空气中溶入的CO2 和一般玻璃器皿上溶下来的离子,将会影响电导率的测量.但在实际的计算过程中,水的电导率kw 的-1 影响可被消掉.本实验中用去离子水代替电导水,二者的电导率相近,约为10-6 Scm ,即-1 10-3 mScm (在本实验的测量精度以下),故不会对结果产生影响.6.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念, 反应级数只能通过实验来确定. 试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应应为二级反应答:设乙酸乙酯皂化反应为二级反应,可得到速率方程的积分式.若反应物浓度相等,并设为a,则有:k=(1/t)[x/a(a-x)] .可用两种方法来验证: (1)在反应的不同时刻取样,并立即终止反应,然后用化学分析方法测定某反应物或生成物的浓度,并将测得数据代入方程计算k 值.若k 值为常数,则可判定反应为二级; (2)用物理化学分析法测定反应进程中某物理量(如电导率)的变化,根据推导出的含有所测物理量的速率方程作图.若得直线,则可判定反应为二级.7.如果乙酸乙酯和NaOH 溶液均为浓溶液,试问能否用此法求得k 值答:不能.因为浓溶液中强电解质的电导率不与其浓度成正比,失去得到此动力学方程的前提,所以不能求得k 值.8.本实验为什么可以用测得的反应液的电导率来代替浓度变化答:因为本实验的反应液中只有NaOH 和NaAc 两种强电解质,并且OH-离子的电导率比Ac-离子的电导率大许多.在反应溶液的浓度相当低的条件下,可近似地认为溶液的电导率与OH-离子的浓度成正比,所以可用测得的反应液的电导率来代替浓度变化.9.为什么本实验要求反应液一混合就开始记时此时反应液中的a 应为多少答: 因为本实验的速率方程积分式为: k=(k0-kt )/kat + k∞ , kt~(k0-kt)/t 直线的斜率m=1/ka 由知,k=1/ma,即速率常数k 与起始浓度成反比.所以必须一混合就开始记时,此时反应液中各反应物溶液的浓度为原溶液浓度的1/2.10.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应,试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果答:将反应物溶液预先在恒温槽中恒温10分钟,然后取出迅速混合均匀,淋洗电极并将溶液倒入已恒温的大试管中进行测量;在处理数据时,舍去前8 分钟的数据,用8-40 分钟内的数据作直线拟合.11.本实验为何要在恒温条件下进行而且乙酸乙酯和NaOH 溶液混合前都要恒温答:因为乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;反应速率常数是温度的函数,所以必须恒温.乙酸乙酯和NaOH 溶液混合前都恒温为的是使反应液尽快达到反应温度.12.各溶液在恒温及操作中为什么要塞好塞子答:一是防止乙酸乙酯挥发,二是防止NaOH 溶液吸收空气中的CO2,改变其浓度.13.在保证电导率与离子浓度成正比的前提下,乙酸乙酯和NaOH 溶液的浓度高些好还是低些好答:高些好.因为这样电导率变化值大,测量的相对误差小.14.二级反应的特点是什么答: 对反应物浓度相同的二级反应, 其特点是: 1) ( 半衰期与反应物初始浓度成反比,1/2=1/ka; t (2)速率常数的量纲是[浓度]-1[时间]-1.电动势的测定及其应用1.电池的电动势为什么不能直接用伏特计测量答:因为伏特计与电池连接后便构成了回路,电池中有电流通过.电流会引起化学变化,因而使电极极化,溶液浓度发生变化,电池的电势不能保持稳定.另外,电池本身有内阻,因而有电位降,所以伏特计量得的电位降不等于电池的电动势.2.为何测电动势要用对消法,对消法的原理是什么答:利用对消法可在电池无电流(或极小电流)通过时测其两极间的静态电势.此时电池反应在接近可逆的条件下进行,测得的的电势降为电池的平衡电势,即电动势. 对消法原理可由线路示意图说明:见教材第111 页3.怎样计算标准电极势"标准"是指什么条件答: 将待测电极与标准电极或参比电极组成电池并测定电池电动势, 然后利用电池和电极的能斯特方程便可计算待测电极的标准电极势,即E=φ 右-φ 左=φ 右°- RT/nFln(ane/aoe)-φ 参比φ 右°=E + RT/nFln(ane/aoe)+φ 参比。
(二)注意事项1.当混合碱为NaOH 和Na 2 CO3 组成时,酚酞指示剂用量可适当多加几d,否则常因滴定不完全而使NaOH 的测定结果偏低。
2.第一计量点的颜色变化为红一微红色,不应有CO2 的损失,造成CO2 损失的操作是滴定速度过快,溶液中HCl 局部过量,引起HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H 2 O 的反应。
因此滴定速度宜适中,摇动要均匀。
3.第二计量点时颜色变化为黄色——橙色。
滴定过程中摇动要剧烈,使CO2 逸出防止形成碳酸饱和溶液,使终点提前。
七EDTA 标准溶液的配制与标定〔一〕基本操作1 容量瓶的使用〔见P34-35〕:〔1〕容量瓶的准备:试漏、洗涤〔2〕容量瓶的使用:14 ①用固体物质配制溶液:溶解一定量转移——洗涤——定容——摇匀。
②用容量瓶稀释溶液,则用移液管吸取一定体积的溶液于容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。
2 滴定操作(二)思考题:1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液?答:各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH 值,否则就不能被准确滴。
而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色,导致终点误差变大,甚至不能准确滴定。
因此酸度对络合滴定的影响是多方面的,需要加入缓冲溶液予以控制。
2. 用Na2CO3 为基准物。
以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?如何控制?答:用Na2CO3 为基准物质,以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时,因为钙指示剂与Ca2+在pH=12~13 之间能形成酒红色络合物,而自身呈纯蓝色,当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色,所以用NaOH 控制溶液的pH 为12~13。
3.以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA 浓度的实验中,溶液的pH 为多少?解:以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA 浓度的实验中,溶液的pH 为5-6。
4.络合滴定法与酸碱滴定法相比,有那些不同点?操作中应注意那些问题?答:络合滴定法与酸碱滴定法相比有如下不同点:〔1〕络合滴定反应速度较慢,故滴定速度不宜太快;〔2〕络合滴定法干扰大〔在络合滴定中M 有络合效应和水解效应,EDTA 有酸效应和共存离子效应〕,滴定时应注意消除各种干扰;〔3〕络合滴定通常在一定的酸度下进行,故滴定时应严格控制溶液的酸度。
基础化学实验Ⅳ(物理化学实验)思考题及参考答案2011 年 11 制作目录第一部分:思考题 (4)实验七十恒温水浴组装及性能测试 (4)实验七十一燃烧热的测定 (4)实验七十二差热分析 (5)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (5)实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 (6)实验七十五双液系的气-液平衡相图 (7)实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 (8)实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定 (9)实验七十八溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数 (9)实验七十九原电池电动势的测定及其应用 (10)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 (11)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 (11)实验八十二电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 (12)实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力 (13)实验八十四固体在溶液中的吸附 (14)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (15)实验八十六Fe(OH) 3溶胶的制备及其ξ电势的测定 (16)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 (16)第二部分:参考答案 (18)实验七十恒温水浴组装及性能测试 (18)实验七十一燃烧热的测定 (19)实验七十二差热分析 (26)实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量 (29)实验七十四纯液体饱和蒸气压的测量 (33)实验七十五双液系的气-液平衡相图 (36)实验七十六三组分液-液体系的平衡相图 (39)实验七十七化学平衡常数及分配系数的测定 (43)实验七十八溶液电导的测定——测HAc的电离平衡常数 (47)实验七十九原电池电动势的测定及其应用 (50)实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 (54)实验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 (56)实验八十三最大泡压法测定溶液的表面张力 (63)实验八十四固体在溶液中的吸附 (70)实验八十五粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (73)实验八十六Fe(OH) 3溶胶的制备及其ξ电势的测定 (79)实验八十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 (84)第一部分:思考题实验七十恒温水浴组装及性能测试1.简要回答恒温水浴恒温原理是什么?主要由哪些部件组成?它们的作用各是什么?2.简述恒温槽的构造及工作原理。
实验一:流体流动形态的观察与测定1、影响流体流动型态的因素有哪些主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度,管子的直径、形状和粗糙度等。
2、如果管子不是透明的,不能直接观察来判断管中的流体流动型态,你认为可以用什么办法来判断可通过测试流体的流量求出其平均流速,然后求出Re ,根据Re 的大小范围来判断。
3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态,流速低于某一具体数值时是层流,否则是湍流,你认为这种看法对否在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态这种看法不确切,因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下,此时Re 的大小只与流速有关,可以直接采用流速来判断。
实验二 柏努利方程实验1、 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度有无变化这一现象说明什么 这一高度的物理意义又是什么 关闭阀A ,各测压管旋转时,液位高度无变化;液位高度代表各测压点的总能量,即位压头、静压头之和,这一现象说明,流速为0,各点总能量不变,守恒.2、 点4的静压头为什么比点3大点3的位置较点4高一些,即H 3位>H 4位, 两点的总压头相等, H 3静<H 4静3、在测压孔正对水流方向时,各测压管的液位高度的物理意义是什么流体流动时的总压头=静压头+动压头+位压头4、为什么对同一点H >H '为什么距离水槽越远,(H -H ')的差值越大这一差值的物理意义是什么 H 代表阀门关闭时(u=0)时的液位高度,即为该测压点的总压头,为高位槽的高度H 0(基准面的总压头),H’为阀门打开时(u>0)时测压孔正对水流方向的液位高度,H‘=静压头+动压头+位压头,由于流体的流动产生一定的阻力损失H f ,造成总压头的降低,因此H >H’。
H-H ’=H f ,即为损失压头,阻力损失与管子的长度成正比,因此距离水槽越远,(H -H ')的差值越大。
5、测压孔正对水流方向,开大阀A 流速增大,动压头增大,为什么测压管的液位反而下降测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头=H 0-H f ,开大阀A 流速增大,动压头增加,由于H f 与流速的平方成正比,流速增加,H f 增加,即部分静压头转化为阻力损失,H 0(基准面的总压头)不变时,测压点总压头减少,测压管的液位反而下降.6、将测压孔由正对水流方向转至与水流方向垂直,为什么各测压管液位下降 下降的液位代表什么压头1、3两点及2、3两点下降的液位是否相等这一现象说明什么测压孔正对水流方向,H”=静压头+动压头+位压头;将测压孔与水流方向垂直,H”’=静压头+位压头, 测压管液位下降。
raptor实验参考答案Raptor实验参考答案在计算机科学领域,Raptor是一种流程图工具,用于可视化算法和程序的设计过程。
它提供了一种直观和简洁的方式来描述和分析问题,并通过图形化表示来帮助程序员更好地理解和编写代码。
在学习和教学中,Raptor经常被用于教授算法和程序设计的基本概念。
本文将提供一些Raptor实验的参考答案,希望能对初学者有所帮助。
实验一:计算两个数的和算法描述:1. 输入两个整数num1和num2;2. 计算它们的和sum = num1 + num2;3. 输出sum。
Raptor流程图:```输入 num1输入 num2sum = num1 + num2输出 sum```实验二:计算斐波那契数列算法描述:1. 输入一个正整数n;2. 初始化变量a和b为0和1;3. 循环n次,每次计算a和b的和,并将结果赋给a,将b的值赋给a;4. 输出a作为斐波那契数列的第n项。
Raptor流程图:```输入 na = 0b = 1循环 n 次temp = aa = a + bb = temp输出 a```实验三:查找数组中的最大值算法描述:1. 输入一个整数数组arr;2. 初始化变量max为数组的第一个元素arr[0];3. 遍历数组,如果当前元素大于max,则将其赋给max;4. 输出max作为数组的最大值。
Raptor流程图:```输入 arrmax = arr[0]遍历数组如果 arr[i] > maxmax = arr[i]输出 max```实验四:判断一个数是否为素数算法描述:1. 输入一个正整数num;2. 初始化变量isPrime为true;3. 循环遍历从2到num的所有数字,如果存在能整除num的数字,则将isPrime置为false;4. 输出isPrime作为num是否为素数的判断结果。
Raptor流程图:```输入 numisPrime = true循环遍历 2 到 num如果 num 能被当前数字整除isPrime = false输出 isPrime```通过以上实验参考答案,我们可以看到Raptor作为一种流程图工具,能够帮助我们更好地理解和设计算法和程序。
实验思考题参考答案实验Fe(OH)3胶体的制备、破坏、分离1.常压过滤时滤纸为什么要撕去一角答:使滤纸紧贴玻璃漏斗,有利于排出滤纸与玻璃漏斗之间气泡,形成液柱。
2.抽滤时剪好的滤纸润湿后略大于布氏漏斗的内径、或剪的不圆周边凸出部分贴在布氏漏斗内壁上,对抽滤有何影响为什么答:会造成漏虑。
滤纸大于布氏漏斗内径会造成滤纸折叠,不能紧贴布氏漏斗。
3.抽滤时,转移溶液之前为什么要先稍微抽气,而不能在转移溶液以后才开始抽气答:使滤纸紧贴布氏漏斗,以免造成漏虑。
4. 沉淀物未能铺满布氏漏斗底部、滤饼出现裂缝、沉淀层疏松不实,对抽干效果有什么影响为什么如何使沉淀抽得更干爽答:固液分离效果不好;漏气使压差变小;用药勺铺平、压实沉淀物再抽滤。
由胆矾精制五水硫酸铜1.结晶与重结晶分离提纯物质的根据是什么如果被提纯物质是 NaCl 而不是CuSO4·5H2O,实验操作上有何区别答:根据物质溶解度随温度变化不同。
NaCl 的溶解度随温度变化很小不能用重结晶的办法提纯,要用化学方法除杂提纯。
2.结晶与重结晶有何联系和区别实验操作上有何不同为什么答:均是利用溶解度随温度变化提纯物质;结晶浓缩度较高(过饱和溶液),重结晶浓缩度较低(饱和溶液),且可以进行多次重结晶。
结晶一般浓缩到过饱和溶液,有晶膜或晶体析出,冷却结晶;重结晶是在近沸状态下形成饱和溶液,冷却结晶,不允许浓缩。
3.水浴浓缩速度较慢,开始时可以搅拌加速蒸发,但临近结晶时能否这样做答:搅拌为了加快水分蒸发;对于利用晶膜形成控制浓缩程度,在邻近结晶时不能搅拌。
否则无法形成晶膜。
4.如果室温较低,你准备采用什么措施使热过滤能顺利进行答:预热漏斗、分批过滤、保温未过滤溶液。
5.浓缩和重结晶过程为何要加入少量 H2SO4答:防止防止Fe3+水解。
粗盐提纯1.为什么说重结晶法不能提纯得到符合药用要求的氯化钠为什么蒸发浓缩时氯化钠溶液不能蒸干答:NaCl 的溶解度随温度变化很小不能用重结晶的办法提纯,药用氯化钠不仅要达到纯度要求,还要符合药用要求。
实验设计试题及参考答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 实验设计中,以下哪项不是实验设计的原则?A. 随机化B. 重复性C. 系统性D. 可重复性2. 在实验设计中,控制变量的目的是什么?A. 增加实验的复杂性B. 减少实验的可重复性C. 减少误差和偏差D. 增加实验的不确定性3. 实验设计中,以下哪种方法可以用于控制实验条件?A. 随机分配B. 系统抽样C. 非随机分配D. 非系统抽样4. 在实验设计中,盲法实验的目的是什么?A. 增加实验的难度B. 提高实验的可读性C. 减少实验者的主观偏见D. 增加实验的趣味性5. 实验设计中,以下哪种方法可以用于评估实验结果的可靠性?A. 重复实验B. 增加实验的复杂性C. 减少实验的重复性D. 减少实验的系统性二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 实验设计中,以下哪些因素是实验设计的关键要素?A. 受试者B. 实验条件C. 实验设备D. 实验结果2. 在实验设计中,以下哪些方法可以用于减少实验误差?A. 增加样本量B. 使用更精确的测量工具C. 减少实验次数D. 采用盲法实验3. 实验设计中,以下哪些因素会影响实验结果的解释?A. 实验设计B. 实验条件C. 实验者的主观偏见D. 实验结果的统计分析三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述实验设计中随机化的重要性。
2. 描述实验设计中如何进行重复性检验。
3. 举例说明盲法实验在实验设计中的应用。
4. 阐述实验设计中控制变量的必要性。
四、计算题(每题10分,共20分)1. 假设你正在进行一项实验,以研究不同光照强度对植物生长的影响。
你设计了四个不同的光照强度水平:低、中、高、非常高。
请计算你需要多少个重复实验来确保实验结果的可靠性,如果每个光照强度水平需要至少3个重复实验。
2. 假设你在进行一项实验,以研究不同温度对化学反应速率的影响。
你设计了三个不同的温度水平:低温、中温、高温。
每个温度水平下,你进行了5次重复实验,并得到了以下数据(单位:反应速率):- 低温:1.2, 1.3, 1.1, 1.4, 1.5- 中温:1.6, 1.7, 1.5, 1.6, 1.8- 高温:2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4请计算每个温度水平下的平均反应速率,并讨论温度对化学反应速率的可能影响。
《无机化学实验》习题及参考答案1、烘干试管时,为什么开始管口要略向下倾斜?答:开始试管口低于管底是以免水珠倒流炸裂试管。
2、容量仪器应用什么方法干燥?为什么?答:晾干法或吹干法,否则会影响容量仪器的精度。
3、酒精灯和酒精喷灯的在使用过程中,应注意哪些安全问题?答:在酒精灯使用中,对于旧的特别是长时间未用的酒精灯,取下灯帽后,应提起灯芯瓷套管,用洗耳球轻轻地向灯壶内吹几下以赶走其中聚集的酒精蒸气。
燃着的酒精灯,若需添加酒精,首先熄灭火熄,决不能在酒精灯燃着时添加酒精。
点燃酒精灯一定要用火柴点燃,决不能用燃着的另一酒精灯对点。
使用酒精喷灯时,应在预热盘酒精快燃完,能使液态酒精转化为酒精蒸气时再打开挂式喷灯的酒精贮罐。
另外,要准备一块湿抹布放在喷灯旁,当酒精液滴洒落到实验台上引起小火时给予及时扑灭。
座式酒精喷灯连续使用超过半小时,须熄灭喷灯,待冷却后,再添加酒精继续使用。
若座式喷灯的酒精壶底部凸起时,不能再使用,以免发生事故。
4、在加工玻璃管时,应注意哪些安全问题?答:切割玻璃管时,要防止划破手指。
熔烧玻璃管时,要按先后顺序放在石棉网上冷却,未冷之前不要用手拿,防止烫伤。
在橡皮塞上装玻璃管时,防止手持玻璃管的位置离塞子太远或用力过猛而将玻璃管折断,刺伤手掌。
5、切割玻璃管(棒)时,应怎样正确操作?答:切割玻璃管(棒)时,应将坡璃管(棒)平放在实验台面上,依所需的长度用左手大拇指按住要切割的部位,右手用锉刀的棱边在要切割的部位向一个方向(不要来回锯)用力锉出一道凹痕。
锉出的凹痕应与玻璃管(棒)垂直,这样才能保证截断后的玻璃管(棒)截面是平整的。
然后双手持玻璃管(棒),两拇指齐放在凹痕背面,并轻轻地由凹痕背面向外推折,同时两食指和两拇指将玻璃管(棒)向两边拉,如此将玻璃管(棒)截断。
6、塞子钻孔时,应如何选择钻孔器的大小?答:塞子钻孔时,应选择一个比要插入橡皮塞的玻璃管口径略粗一点钻孔器,因为橡皮塞有弹性,孔道钻成后由于收缩而使孔径变小。
生物化学实验习题及解答一、名词解释1、pI pI;;2、层析;、层析;33、透析;、透析;44、SDS-SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳;聚丙烯酰氨凝胶电泳;聚丙烯酰氨凝胶电泳;55、蛋白质变性;、蛋白质变性;66、复性;、复性;77、Tm 值;8、同工酶;、同工酶;99、Km 值;值; 10、DNA 变性;11、退火;12、增色效应、增色效应二、基础理论单项选择题1、用下列方法测定蛋白质含量,哪一种方法需要完整的肽键?(、用下列方法测定蛋白质含量,哪一种方法需要完整的肽键?( ))A 、双缩脲反应、双缩脲反应B B B、凯氏定氮、凯氏定氮、凯氏定氮C C C、紫外吸收、紫外吸收、紫外吸收D D D、羧肽酶法、羧肽酶法、羧肽酶法2、下列哪组反应是错误的?、下列哪组反应是错误的? ( ))A A、葡萄糖——、葡萄糖——、葡萄糖——Molish Molish 反应反应B B B、胆固醇——、胆固醇——、胆固醇——Libermann-Burchard Libermann-Burchard 反应反应C 、色氨酸——坂口(、色氨酸——坂口(Sakaguchi Sakaguchi Sakaguchi)反应)反应)反应D D D、氨基酸——茚三酮反应、氨基酸——茚三酮反应、氨基酸——茚三酮反应3、Sanger 试剂是(试剂是( ))A A、苯异硫氰酸、苯异硫氰酸、苯异硫氰酸B B B、、2,4-4-二硝基氟苯二硝基氟苯二硝基氟苯C C C、丹磺酰氯、丹磺酰氯、丹磺酰氯D D D、、b -巯基乙醇巯基乙醇4、肽键在下列哪个波长具有最大光吸收?(、肽键在下列哪个波长具有最大光吸收?( ))A A、、215nmB 215nm B、、260nmC 260nm C、、280nmD 280nm D、、340nm5、下列蛋白质组分中,哪一种在280nm 具有最大的光吸收?(具有最大的光吸收?( ))A A、色氨酸的吲哚基、色氨酸的吲哚基、色氨酸的吲哚基B B B、酪氨酸的酚环、酪氨酸的酚环、酪氨酸的酚环C C C、苯丙氨酸的苯环、苯丙氨酸的苯环、苯丙氨酸的苯环D D D、半胱氨酸的硫原子、半胱氨酸的硫原子、半胱氨酸的硫原子6、SDS 凝胶电泳测定蛋白质的相对分子量是根据各种蛋白质(凝胶电泳测定蛋白质的相对分子量是根据各种蛋白质( ))A A、在一定、在一定pH 值条件下所带的净电荷的不同值条件下所带的净电荷的不同B B B、分子大小不同、分子大小不同、分子大小不同C 、分子极性不同、分子极性不同D D D、溶解度不同、溶解度不同、溶解度不同7、蛋白质用硫酸铵沉淀后,可选用透析法除去硫酸铵。
实验七十 恒温水浴组装及性能测试1. 简要回答恒温水浴恒温原理是什么?主要由哪些部件组成?它们的作用各是什么?答:恒温水浴的恒温原理是通过电子继电器对加热器自动调节来实现恒温的目的。
当恒温水浴因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时,继电器迫使加热器工作,到体系再次达到设定温度时,又自动停止加热。
这样周而复始,就可以使体系的温度在一定范围内保持恒定。
恒温水浴主要组成部件有:浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器。
浴槽用来盛装恒温介质;在要求恒定的温度高于室温时,加热器可不断向水浴供给热量以补偿其向环境散失的热量;搅拌器一般安装在加热器附近,使热量迅速传递,槽内各部位温度均匀;温度计是用来测量恒温水浴的温度;感温元件的作用是感知恒温水浴温度,并把温度信号变为电信号发给温度控制器;温度控制器包括温度调节装置、继电器和控制电路,当恒温水浴的温度被加热或冷却到指定值时,感温元件发出信号,经控制电路放大后,推动继电器去开关加热器。
2. 恒温水浴控制的温度是否是某一固定不变的温度?答:不是,恒温水浴的温度是在一定范围内保持恒定。
因为水浴的恒温状态是通过一系列部件的作用,相互配合而获得的,因此不可避免的存在着不少滞后现象,如温度传递、感温元件、温度控制器、加热器等的滞后。
所以恒温水浴控制的温度有一个波动范围,并不是控制在某一固定不变的温度,并且恒温水浴内各处的温度也会因搅拌效果的优劣而不同。
4. 什么是恒温槽的灵敏度?如何测定?答:T S 为设定温度,T 1为波动最低温度,T 2为波动最高温度,则该恒温水浴灵敏度为:测定恒温水浴灵敏度的方法是在设定温度下,用精密温差测量仪测定温度随时间的变化,绘制温度-时间曲线(即灵敏度曲线)分析其性能。
5. 恒温槽内各处温度是否相等?为什么? 答:不相等,因为恒温水浴各处散热速率和加热速率不可能完全一致。
6. 如何考核恒温槽的工作质量?答:恒温水浴的工作质量由两方面考核:(1)平均温度和指定温度的差值越小越好。
二、名词解释1.速度一准准确性权衡:在具体采用反应时指标时常常会遇到一些问题,因为反应时实验有两个基本的因变量,即速度和准确性。
反应时实验中的一个突出问题就是反应速度和反应准确性间的反向关系,这使得我们必须在它们之间作出权衡。
心理学家将这种关系称为速度一准确性权衡。
2.双盲实验:是一个很好的控制额外变量的方法,是排除法的一种。
双盲控制时让实验的操作者和实验被试都不知道实验的内容和目的,山于实验者和研究参加者都不知道哪些被试接受哪种实验条件,从而避免了主、被试双方因为主观期望所引发的额外变量。
3.被试内设计:指每一个被试都接受自变量的所有水平处理的设计。
被试内设计不但节省了被试人数,而且不同组的被试个体差异也得到了最好的控制。
被试内设计比被试间设计更有力,能更好的考察实验组和控制组之间的差异,这个优点使得许多研究者更倾向于使用被试内设计。
和被试间设计相反,被试内设计不会受到来自被试个体差异的困扰,但却必须面对实验处理之间相互污染的问题。
可以采用平衡技术来控制这些差异。
4.实验者效应:指主试在实验中可能以某种方式(如表情、手势、语气等)有意无意地影响被试,使他们的附和实验者的期望。
这种效应往往以颇为微妙的方式起作用。
5.ROC曲线:即是接受者操作特性曲线,在心理学上又称为感受性曲线。
曲线上各点反映着相同的感受性,它们都是对同一信号刺激的反应,不过是在几种不同的判定标准下所得的结果。
该曲线以虚惊概率为横轴,击中概率为纵轴所组成的坐标图和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。
6.开窗实验:是一种比较直接地测量每个加工阶段的时间的方法,它能比较明显地看出各个加工阶段,那就好像打开窗户一览无遗了,它是反应时实验的一种新形式。
7.ABA设计:是一种小样本设计。
它可以较好地区分实验自变量(比如一种疗法)的效果和时间顺序等其他因素的效果,从而进一步解决了 AB设计中常常会发生的混淆问题。
物理化学实验思考题及参考答案篇一:物理化学实验思考题及答案实验一燃烧热的测定1.搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温?答案:用台秤粗称蔗糖克,压模后用分析天平准确称量其重量。
操作略。
内筒水当然要更换和重新调温。
3.燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?答案:应清洗干净并檫干。
4.氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。
5.测定量热计热容量与测定蔗糖的条件可以不一致吗?为什么?答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取水的量都必须是升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。
6.实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。
7.药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行? 答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
不行。
8.如何确保样品燃烧完全?答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。
9.充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?答案:,充氧时间不少于30S。
用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10?);检漏。
10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。
11.本实验中,那些为体系?那些为环境?答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。
12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。
片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。
3.实验:研究平抛运动一、实验原理1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹.2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线.3.测出轨迹上某点的坐标x、y,据x=v0t、y=12gt2得初速度v0=x·g2y.二、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.三、实验步骤方法一:描迹法1.安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,使其末端伸出桌面,轨道末端切线水平.(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近.如图所示:2.建坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴,画出水平向右的x轴.3.确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值.(2)让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4.描点得轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.方法二:喷水法如图所示,倒置的饮料瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,且加上一个很细的喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹.将它描在背后的纸上,进行分析处理.方法三:频闪照相法数码照相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片.将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹.四、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线:在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y).(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线.(2)图象法:建立yx2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线.2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x ,y ),并记录在下面的表格中,已知g 值,利用公式y =12gt 2和x =v 0t ,求出小球做平抛运动的初速度v 0,最后算出v 0的平均值.A B C D E F x /mm y /mmv 0=x g 2y /(m·s -1)v 0的平均值五、误差分析1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动.2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确.3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差.4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差.5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差.六、注意事项1.斜槽安装:实验中必须调整斜槽末端的切线水平,将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,若没有明显的运动倾向,斜槽末端的切线就水平了.2.方木板固定:方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3.小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.(2)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5.初速度的计算:在轨迹上选取离坐标原点O 点较远的一些点来计算初速度.【例1】(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的有________.A .游标卡尺B .秒表C .坐标纸D .天平E .弹簧测力计F .重垂线(2)(多选)实验中,下列说法正确的是________.A .应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B .斜槽轨道必须光滑C .要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D .斜槽轨道末端可以不水平(3)(多选)引起实验结果偏差较大的原因可能是________.A .安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平B .确定Oy 轴时,没有用重垂线C .斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦D .空气阻力对小球运动有较大影响[解析](1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y 轴.故C 、F 是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滚下,才能保证每次的轨迹相同,A 正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球飞出的初速度相同即可,B 错误.实验中记录的点越多,轨迹越精确,C 正确.斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D 错误.(3)小球从斜槽末端飞出时,斜槽切线不水平,y 轴方向不沿竖直方向,空气阻力对小球运动有较大影响,都会影响小球的运动轨迹或计数点的坐标值,从而引起较大的实验误差,而斜槽不绝对光滑只会影响小球平抛的初速度大小,不会影响实验结果偏差大小,故A 、B 、D 正确.[答案](1)C 、F (2)AC (3)ABD【例2】在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是___________________________________________________________________________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴,竖直线是用________来确定的.(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,即是________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)该同学在轨迹上任取一点M ,测得坐标为(x ,y ),则初速度的测量值为________,测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).[解析](1)斜槽水平时小球处处平衡,放在槽口能静止不动.(2)用重锤线来确定竖直线最准确.(3)描绘小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置,因此坐标原点应在平抛起点的球心位置,即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点.(4)根据x =v 0t ,y =12gt 2,两式联立得:v 0=x g 2y ,因为坐标原点靠下,造成y 值偏小,从而v 0偏大.[答案](1)将小球放置在槽口处轨道上,小球能保持静止(2)重垂线(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点(4)v 0=x g 2y偏大 1.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A .让小球多次从________位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.B .按图安装好器材,注意__________________,记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线.C .取下白纸,以O 为原点,以竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.完成上述步骤,正确的实验顺序是__________________.[解析]安装器材时,应使斜槽末端水平,以保证小球做平抛运动.实验中,每次小球应从同一位置下落,以保证每次的运动轨迹都相同.[答案]同一斜槽末端水平BAC 2.两个同学根据不同的实验条件,进行了“研究平抛运动”的实验:甲乙(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,使A 球沿水平方向弹出,同时B 球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A 球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M 、N ,分别用于发射小铁球P 、Q ,其中N 的末端可看作与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C 、D ;调节电磁铁C 、D 的高度使AC =BD ,从而保证小铁球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度v 0相等,现将小铁球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上,然后切断电源,使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是________________.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______________ ________________________________________________________________.[解析](1)通过对照实验,说明两球具有等时性,由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)两球在水平轨道上相遇,水平方向运动情况相同,说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.[答案](1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动3.如图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图.甲乙(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的.答:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹,实验中应注意________.(4)计算小球平抛初速度的公式v0=________,根据图乙给出的数据,可计算出v0=________m/s.[解析](1)从O点开始作平行重垂线向下的直线为Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴.如图所示.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使底端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下.(4)由于x=v0t,y=12gt2,故初速度v0=x g2y,根据图乙给出的数据,可计算出v0=1.6m/s.[答案](1)图见解析利用重垂线作Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴(2)底端切线沿水平方向(3)每次都从同一高度处无初速度滚下(4)x g2y 1.64.某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时,将小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到了如图所示的照片,已知每个小方格边长为9.8cm,当地的重力加速度为g=9.8m/s2.(1)若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为平面直角坐标系的正方向,则没有被拍摄到的小球(在图中没有方格的区域内)位置坐标为__________[用图中格数表示坐标,比如图中标记为2的小球坐标为:(2,1)].(2)小球平抛的初速度大小为________m/s.[解析](1)根据平抛运动的特点,在水平方向上位移相等,所以相邻计数点间的水平距离相等,故水平方向的坐标为x=3×2×9.8cm=58.8cm;在竖直方向上做自由落体运动,故在相等时间内走过的位移差为一定值,所以竖直方向的坐标为y=(1+2+3)×9.8cm=58.8cm;故没有被拍摄到的小球位置坐标为(58.8,58.8).(2)根据逐差法可得Δh =gt 2得t =9.8×10-29.8s =0.1s ,在水平方向上做匀速直线运动,故v 0=x t =2×9.8×10-20.1m/s =1.96m/s.[答案](58.8,58.8) 1.965.试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案,提供的实验器材为弹射器(含弹丸,如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是________________________________________________________________________________________________________;(5)计算公式为___________________________.[解析]根据研究平抛运动的实验原理及平抛运动的规律,可以使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度求出时间,再测出水平位移求出其平抛的初速度.y =12gt 2,t =2y g ,而x =v 0t ,所以v 0=x t =x g 2y .[答案](1)如图(2)保持弹射器水平(3)弹丸从弹出到落地水平位移为x ,下落高度y (4)多次实验,求平均值(5)v 0=xg 2y 6.如图所示为喷出细水流的数码相片,照片中刻度尺的最小刻度为毫米,细水流是水平喷出的,试根据该照片研究:(1)已知水流做平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,找出研究其竖直分运动的方法,并证明竖直分运动是自由落体运动;(2)若g =10m/s 2,试求水流喷出的速度.[解析](1)根据水平方向是匀速运动,可以按水平方向距离都等于2cm 选取几个点,发现这几个点恰好落在坐标纸的交点上,如(2,1)、(4,4)、(6,9)等,可见在相等的时间间隔内,竖直方向的位移之比恰好等于1∶3∶5,从而证明了平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动.(2)观察发现,水流在水平方向的位移是0.04m 时,竖直方向的位移也是0.04m ,根据h =12gt 2,得t =2h g =2×0.0410s =0.0894s ,则水流喷出的速度v 0=x t =0.040.0894m/s =0.447m/s .[答案](1)见解析(2)0.447m/s7.在研究“平抛运动”实验中.(1)图1是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______.图1A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是________(多选).A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是________.图2A.释放小球时初速度不为零B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是()7.(1)B BD(2)C(3)B解析(1)小球平抛运动轨迹出发点应该在斜槽末端球的上端处,所以选B.实验过程中,斜槽不一定光滑,只要能够保证小球从同一位置静止释放,即使轨道粗糙,摩擦力做功是相同的,小球离开斜槽末端的速度就是一样的,所以A错,记录点适当多一些,能够保证所描曲线更接近小球的真实轨迹,选项B正确,选项C错.y轴必须是竖直方向,即用重垂线确定,即选项D正确。
一、选择题1.如图所示,小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。
用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。
若不计绳重和摩擦,则()A.W1=W2,η1=η2B.W1=W2,η1<η2C.W1<W2,η1>η2D.W1>W2,η1<η22.用如图所示的滑轮组(甲)和(乙)将重物匀速提升相同高度.滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙,重物的重力大小分别为G甲、G乙;不计绳重和摩擦,下列说法正确的是A.若滑轮重力和绳端拉力相同,则η甲=η乙B.若钩码重力和滑轮重力相同,则η甲=η乙C.若钩码重力和绳端拉力相同,则η甲<η乙D.若G甲>G乙,η甲<η乙,甲乙的动滑轮重力无法比较3.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是()A.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变D.将左右两边的钩码均向外移动一格4.如图,小华用滑轮组匀速提升一个重为900N的物体,人拉绳的力F为350N,不计绳重和摩擦,若用这个滑轮组匀速提升2100N的物体,绳未断裂,人的拉力为()A.650N B.700N C.750N D.800N5.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则()A.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<W乙6.如下图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是A.B.C.D.7.下列情境描述中正确的是()A.甲图中钓鱼竿受到的阻力就是鱼的重力B.乙图中手握哑怜向上运动时,前臂骨骼可以看成省力杠杆C.丙图中手将衣服夹子捏开时,夹子可以看成省力杠杆D.丁图中用动滑轮提升物体时,动滑轮的支点在滑轮的轴心8.如图,是生活中经常使用的工具,其中属于省力杠杆的是()A.钓鱼竿钓鱼B.食品夹夹面包C.起子开瓶盖D.筷子夹菜9.如图所示,斜面长3m,高0.6m,小明用绳子在6s内将重50N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力F是15N。