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某同學利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉化。內阻r＝40Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接。滑動變阻器最大阻值40Ω，初始時滑片位于正中間20Ω的位置。打開傳感器，將質量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發生轉動），釋放點到海綿墊高度差為h。計算機屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線。

（1）磁鐵穿過螺線管過程中，產生第一峰值時線圈中的感應電動勢約 V。
（2）圖像中UI出現前后兩個峰值，對比實驗過程發現，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內部和剛從內部出來時產生的，對這一現象相關說法正確的是（）

A．線圈中的磁通量變化率經歷先增大后減小再增大再減小的過程

B．如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小

C．磁鐵在穿過線圈過程中加速度始終小于重力加速度g

D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小

（3）在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉化為電能是 J。

（1）0.9V（3分），（2）ACD（4分，選不全得2分）, （3）6.3´10^－4J—6.9´10^－4J（3分）.解析:
（1）由圖像可以直接讀出功率的峰值為0.0045W，電壓傳感器測量的是滑動變阻器兩端電壓，電阻為20歐姆，由

，滑動變阻器兩端電壓峰值為0.3V，再由串聯分壓可知電感線圈產生的電動勢峰值為0.9V（2）由感應電動勢公式

可知A對；如果滑片從中間向左移動時，不會改變螺線管產生的感應電動勢，峰值不變，B錯；由楞次定律可知磁鐵在穿過線圈過程中始終受到豎直向上的磁場力的作用，加速度始終小于重力加速度，C對；減小高度h，穿過螺線管時的速度減小，坐標系中的兩個峰值一定都會減小，D對；（3）由能量守恒6.3´10^－4J—6.9´10^－4J

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相關習題

科目：初中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2013?北塘區二模）某校化學小組對熱水壺底部水垢的主要成分進行了如下探究，請完成以下活動并回答相關問題．
【查閱資料】天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質--水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．有關物質的溶解性見下表（20℃）：

陰離子陽離子	OH^-	CO₃^2-	HCO₃^-
Ca²⁺	微溶	不溶	可溶
Mg²⁺	不溶	微溶	可溶

根據上述物質的溶解性，小組同學確定水垢的主要成分中一定含有

CaCO₃

和

Mg（OH）₂

，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
【提出問題】水垢的主要成分中是否含有Ca（OH）₂和MgCO₃呢？
【實驗方案1】確定水垢中是否含Ca（OH）

實驗步驟	實驗現象	結論
在少量研碎的水垢中，加入適量的蒸餾水充分攪拌，過濾，在濾液里加入Na₂CO₃溶液．	沒有白色沉淀產生	水垢中不含Ca（OH）₂ 不含Ca（OH）₂ ．

【實驗方案2】確定水垢中是否含MgCO₃
利用如圖所示的實驗裝置，完成實驗2探究．其主要實驗步驟如下：

精確稱量D、E裝置總質量為600.0g，按上圖組裝后，將9.8g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液，待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開止水夾K，從導管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后稱量裝置D、E的總質量為604.4g（堿石灰主要成分為CaO和NaOH，不考慮稀鹽酸的揮發性以及裝置內空氣、外界空氣對實驗的影響）．
【實驗討論】
（1）加入藥品前應

檢查裝置的氣密性

，反應結束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是

將殘留在裝置中的二氧化碳全部排入D、E裝置中充分吸收

．
（2）任寫一個裝置B中生成氣體的化學反應方程式：

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

．
（3）裝置 B中生成CO₂的質量為

4.4

g．通過計算說明該水垢中

（填序號）含MgCO₃．
A．一定 B．一定不 C．可能 D．無法確定
【實驗方案3】定量探究水垢中氫氧化鎂的質量分數
另取質量為9.8g的水垢試樣，加入7.3%稀鹽酸與之恰好完全反應，測得消耗稀鹽酸110g．結合以上數據和實驗結論，計算水垢樣品中氫氧化鎂的質量分數（寫出完整的計算過程，計算結果保留一位小數）．

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科目：初中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2013?鎮江）某實驗小組利用廢硫酸液制備K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（一）K₂SO₄的制備

（1）將CaCO₃研成粉末的目的是

加快反應速率

．
（2）上述流程中可循環使用的物質有CO₂和

CaCO₃

（填寫化學式）．
（3）反應Ⅲ中相關物質的溶解度如下表．你認為反應Ⅲ在常溫下能實現的原因是

常溫下K₂SO₄的溶解度小

．

物質	KCl	K₂SO₄	NH₄Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是

減少K₂SO₄的溶解

；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入

（選填序號，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加

，觀察現象即可判斷．
a．AgNO₃溶液 b．過量的BaCl₂溶液 c．過量的Ba（NO₃）₂溶液
（二）研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（5）分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

．
（6）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要

檢查裝置的氣密性

，再裝入樣品．裝置A的作用是

除去空氣中的CO₂和H₂O

．
②已知CaSO₄?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：
a．反應前玻璃管與樣品的質量m₁g b．反應后玻璃管中固體的質量為m₂g
c．裝置C實驗后增重m₃g d．裝置D實驗后增重m₄g
某同學選用b、d或c、d數據組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將

偏小

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認為還可選用上述的

（選填序號）兩個數據組合也可求出x：y的值．
（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學式是

CaSO₄?H₂O

．

②將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，則H～I段發生反應的化學方程式為

2CaSO₄

高溫

2CaO+2SO₂↑+O₂↑

2CaSO₄

高溫

2CaO+2SO₂↑+O₂↑

．

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科目：初中化學 來源：2013年初中畢業升學考試（江蘇鎮江卷）化學（解析版） 題型：簡答題

某實驗小組利用廢硫酸液制備K₂SO₄并研究CaSO₄•2H₂O加熱分解的產物．

（一）K₂SO₄的制備

（1）將CaCO₃研成粉末的目的是．

（2）上述流程中可循環使用的物質有CO₂和（填寫化學式）．

（3）反應Ⅲ中相關物質的溶解度如下表．你認為反應Ⅲ在常溫下能實現的原因是．

物質	KCl	K₂SO₄	NH₄Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入（選填序號，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加，觀察現象即可判斷．

a．AgNO₃溶液 b．過量的BaCl₂溶液 c．過量的Ba（NO₃）₂溶液

（二）研究CaSO₄•2H₂O加熱分解的產物．

（5）分離所得的CaSO₄•2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式．

（6）為了測定CaSO₄•2H₂O和CaCO₃的質量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要，再裝入樣品．裝置A的作用是．

②已知CaSO₄•2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：

a．反應前玻璃管與樣品的質量m₁g b．反應后玻璃管中固體的質量為m₂g

c．裝置C實驗后增重m₃g d．裝置D實驗后增重m₄g

某同學選用b、d或c、d數據組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認為還可選用上述的（選填序號）兩個數據組合也可求出x：y的值．

（7）CaSO₄•2H₂O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO₄•2H₂O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學式是．

②將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，則H～I段發生反應的化學方程式為．

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科目：初中化學 來源： 題型：解答題

某校化學小組對熱水壺底部水垢的主要成分進行了如下探究，請完成以下活動并回答相關問題．
【查閱資料】天然水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-等離子，在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質--水垢（主要成分為碳酸鹽和堿）．有關物質的溶解性見下表（20℃）：
陰離子
陽離子 OH^- CO₃^2- HCO₃^-
Ca²⁺ 微溶不溶可溶
Mg²⁺ 不溶微溶可溶
根據上述物質的溶解性，小組同學確定水垢的主要成分中一定含有和，可能含有Ca（OH）₂和MgCO₃．
【提出問題】水垢的主要成分中是否含有Ca（OH）₂和MgCO₃呢？
【實驗方案1】確定水垢中是否含Ca（OH）
實驗步驟實驗現象結論
在少量研碎的水垢中，加入適量的蒸餾水充分攪拌，過濾，在濾液里加入Na₂CO₃溶液．沒有白色沉淀產生水垢中．
【實驗方案2】確定水垢中是否含MgCO₃
利用如圖所示的實驗裝置，完成實驗2探究．其主要實驗步驟如下：
精確稱量D、E裝置總質量為600.0g，按上圖組裝后，將9.8g水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液，待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開止水夾K，從導管a處緩緩鼓入空氣，一段時間后稱量裝置D、E的總質量為604.4g（堿石灰主要成分為CaO和NaOH，不考慮稀鹽酸的揮發性以及裝置內空氣、外界空氣對實驗的影響）．
【實驗討論】
（1）加入藥品前應，反應結束后打開止水夾K，緩緩鼓入空氣的目的是．
（2）任寫一個裝置B中生成氣體的化學反應方程式：．
（3）裝置 B中生成CO₂的質量為g．通過計算說明該水垢中（填序號）含MgCO₃．
A．一定　　　　 B．一定不　　　　　 C．可能　　　　 D．無法確定
【實驗方案3】定量探究水垢中氫氧化鎂的質量分數
另取質量為9.8g的水垢試樣，加入7.3%稀鹽酸與之恰好完全反應，測得消耗稀鹽酸110g．結合以上數據和實驗結論，計算水垢樣品中氫氧化鎂的質量分數（寫出完整的計算過程，計算結果保留一位小數）．

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科目：初中化學 來源：2013年江蘇省鎮江市中考化學試卷（解析版） 題型：填空題

某實驗小組利用廢硫酸液制備K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（一）K₂SO₄的制備

（1）將CaCO₃研成粉末的目的是    ．
（2）上述流程中可循環使用的物質有CO₂和    （填寫化學式）．
（3）反應Ⅲ中相關物質的溶解度如下表．你認為反應Ⅲ在常溫下能實現的原因是    ．

物質	KCl	K₂SO₄	NH₄Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是    ；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入    （選填序號，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加    ，觀察現象即可判斷．
a．AgNO₃溶液     b．過量的BaCl₂溶液    c．過量的Ba（NO₃）₂溶液
（二）研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（5）分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式    ．
（6）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要    ，再裝入樣品．裝置A的作用是    ．
②已知CaSO₄?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：
a．反應前玻璃管與樣品的質量m₁g       b．反應后玻璃管中固體的質量為m₂g
c．裝置C實驗后增重m₃g               d．裝置D實驗后增重m₄g
某同學選用b、d或c、d數據組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將    （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認為還可選用上述的    （選填序號）兩個數據組合也可求出x：y的值．
（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學式是    ．

②將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，則H～I段發生反應的化學方程式為．

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