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1、上海铁岭中学功和机械能单元综合练习一、选择题1.如图所示,AB为一轻质杠杆,0为支点,OB=60cm,OA=20cm两端分别悬挂实心铝球)B.和实心铜球,杠杆在水平位置平衡,若将两球同时浸没在水中,(铝的密度为2.7X103kg/m3,铜的密度为8.9x103kg/m3)则(A.杠杆仍能保持平衡C.铜球一端下降D.铝球一端下降条件不足,无法判断2.如图,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则()A.拉力做的总功为4.8JB.斜面的机械效率为90%C.斜面上物体受到的摩擦力为5ND.物体由斜面底端运动到顶端用时2

2、s3.在建筑工地,用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳,使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为90%,g取10N/kg。则下列说法中正确的是()A建筑材料的质量为2160kg电动机对钢丝绳做的功为1600J钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s电动机对钢丝绳做功的功率为240W如图所示,斜面高为1m,长为4m,用沿斜面向上大小为75N的拉力F,将重为200N的木箱由斜面底端以0.2m/s的速度匀速拉到顶端,下列判断正确的是()A.重力做功的大小为800JB.斜面对木箱的摩擦力大小为25NC.拉力做功的功率为125WD.斜面的机械效率为75%

3、如图所示,在水平地面上,用力F拉动重500N的木箱,使它在3s内匀速直线运动了3m,受到的摩擦力为200N。不计滑轮重及绳与滑轮间摩擦,下列说法正确的是()A.拉力F的大小为250NB.拉力F做的功为600JC.拉力F做功的功率为100WD.绳端移动的速度为1m/s如图所示,轻质均匀杠杆分别挂有重物GA和GB(GaGb),杠杆水平位置平衡,当两端各再加重力相同的物体后,杠杆A仍能保持平衡不能平衡,左端下沉不能平衡,右端下沉不能确定哪端下沉7.下列有关甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是9丁撞击锤柄,锤柄停止运动后,锤头由于惯性作用继续向下运动便紧套在柄上近视眼原来成像在视网膜之后,佩戴凹透镜以后

4、得到了矫正竖直挂在小车顶部的小球与车厢壁刚好接触,小球随小车一起向右做匀速直线运动,此时小球只受到绳子的拉力和重力2个力的作用每个滑轮重3牛,物体重6牛,不计绳力和摩擦,物体静止时拉力F为3牛8.如图所示,F=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦).下列说法错误的是()F2的功率为0.6W弹簧测力计读数为9N物体A和地面之间有摩擦力如果增大F2,物体A可能向左运动通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是()A.增加动滑轮,减小拉力B.改用质量小的定滑

5、轮C.减少提升高度,减少做功D.增加提升重物重力,增大有用功如图中某同学体重为500N,他的手能承受的最大拉力为600N,动滑轮重100N,该同学利用如图所示的滑轮组把物体人吊起来,物体A的重量不能超过A.1000NB.1200NC.900ND.1100N11.如图所示,一直杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中直杆A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆C先是省力的,后是费力的D先是费力的,后是省力的12.用同种材料制成的物体A和B,分别挂在杠杆的两端,且GAGB,此时杠杆平衡,如图(a)所示,若将两物体全部浸入水中

6、,如图(b)所示,杠杆将会()A.A物体下移,B物体上移B.A物体上移,B物体下移C.仍将保持平衡D.无法判断二、填空题13.如图为吊装工具示意图,M是重5000N,边长为0.5m正方体的配重物体,杠杆AB的支点为0,OA:OB=1:2,当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为N,物体M对地面的压力为N,压强为。(滑机械效率为%.(不考虑绳重和摩擦)100400甲乙一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有4的长度露出桌面外,如图所示.(1)直棒对桌面的压强为帕.(2)在棒的右端至少应施加牛的竖直向下的力,才能让它的左

7、端离开桌面图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置,从图中可知脚踏板与组成了一个轮轴,飞轮与组成了一个轮轴.如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体,物体在4s内上升2m的过程中,人所用的拉力为125N.此过程中,小明做的额外功是J,拉力的功率是W,滑轮组的机械效率是如图所示,用F为40N的拉力,通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。物体受到的摩擦力是物重的0.3倍,滑轮组的机械效率是,拉力的功率是_W厶F一777777777777777777777Y20.如图所示是列车上常用的手推车,车内货物均匀摆放.车前行时,需经过障碍物.当车的前轮遇

8、到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆(选填省力或费力),若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为2:3,则服务员作用在扶把上的动力为N.当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,这种情况下,手推车可以视为杠杆(选填“省力”或“费力”).三、实验题21.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。试验次数123钩码重G/N446钩码上升的高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.61.8绳端移动距离s/m0.30.4机械效率74.1%62.5%(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;(2

9、)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率。(选填“越高”、“不变”或“越低”)(3)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中绳端移动距离S漏记,但仍然计算出第3次的机械效率二。(保留3位有效数字)(4)用同一个滑轮组装置提升重物,所提物体越重,机械效率。(选填“越高”、“不变”或“越低”)22在探究”杠杆平衡条件”的实验中:(1)先把杠杆的中点支在支架上,停在图甲的位置,此时杠杆处于(填“平衡”或“不平衡”)状态。为了消除杠杆对实验的影响,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”

10、)调节,使杠杆在水平位置平衡。然后在支点两侧挂钩码,移动钩码位置,让杠杆再一次在水平位置平衡,其目的是;(2)探究过程中,在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的力和力臂,画出F1和的图象如图乙(注意看清两个坐标的含义),由图可求出物体对杠杆拉力的力臂Lm。23在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了杠杆右端仍下沉,此时应将杠杆左侧的平衡螺母向调,直到杠杆在水平位置平衡为止

11、。(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1二6N,”=20cm,F2=4N和l2二30cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论?。理由是:。(3)如图,杠杆在水平位置平衡。如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码,则杠杆(选填“能”或“不能”)平衡,杠杆的端(选填“左”或“右”)将下沉24如图,为探究“杠杆的平衡条件”的实验.(1)实验前,正确安装好杠杆后,调节使杠杆在水平位置平衡,目的是.(2)杠杆平衡后,在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆,记录数据.(3)将弹簧测力计作用在C点,需(选填竖直向上、竖直向下”)拉弹簧测力计使杠杆平衡,记录数据;若不

12、是竖直拉弹簧测力计,其示数将(选填“变大”“不变”或变小”).通过数据分析可得出杠杆的平衡条件(4)利用图乙所示装置迸行拓展实验,当用于探究杠杆平衡条件时,实验结论与杠杆平衡条件不相符,原因是;当用于研究机械效率时,缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高力,测得杠杆机械效率为,将钩码移到B点,仍使钩码升高h测得的机械效率为2,则n1n2(选填“等于或“不等于”).25某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示甲T(1)实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法(选填“正确”或“不正确”)

13、,因为她没有考虑到对滑轮组机械效率的影响(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)(5)通过比较两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号)(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:26小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。每个钩码都完全相同。实验前,小明通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,消除了杠杆自重对实验的影响。中乙(1)当杠杆在水平位置平衡后,在实验中就可以方便测量。(2)要使图甲中杠杆水平平衡,应在A处挂个钩码。(3)若在图甲A处挂完钩码平衡后,将

14、左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格则杠杆将(选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”)。(4)小明改变实验方法,如图乙所示,重心C点不再是支点,并在A点仍挂两个钩码,对杠杆的拉力为心,用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力FB,则FBLOBFALOA(选填“”“=”或“GB所以lAlB,当两端各再加重力相同的物体后,设增加的物重为G,此时左边力和力臂的乘积:(Ga+G)-切+%右边力和力臂的乘积:(Gb+G)1b=Gb1b+G1b由于lAlB,所以GlAGlB;所以:GAlA+GlAGBlB+GlB即右边力和力臂的乘积较大,所以杠杆不能平衡,向右端下沉。故选CoC解

15、析:C【分析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;近视眼是由于晶状体的会聚能力太强造成,成像在视网膜之前;小车水平向右匀速运动,小球与竖直车厢壁刚好接触,只是接触不挤压,没有力的作用,因此小球受到两个力的作用:竖直向下的重力,竖直向上的拉力;1确定承担物重的绳子段数,根据F二-(G+G丿计算出拉力F的值.n动【详解】A、开始锤柄和锤头同时向下运动,撞击锤柄,锤柄停止运动,锤头具有惯性,继续向下运动便紧套在柄上,但不能描述为:受到惯性作用,故A错误;B、近视眼原来成像在视网膜之前,佩带对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正,B错误;C、小车水平向右匀速运动,小球在竖直方向上受到重力和绳子的拉力两个

16、力的作用,重力的方向竖直向下,拉力的方向竖直向上,C正确;11D、由图知,滑轮组由2段绳子承重,则F二-(G+G动)二2x(6N+3N)二4.5N,d错误故选C.8D解析:D【解析】A、由图知,水平使用滑轮组,对于物体B来说,n=2,拉力端移动速度v=2v物=2xO.lm/s=0.2m/s,拉力做功功率P=Fv=3Nx0.2m/s=0.6W,故a正物22确;B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,如图弹簧测力计端由三段绳子拉着,所以示数为:F=3F2=3x3N=9N,故B正确;C、物体A受到B向左的摩擦力为2x3N=6N,受到向右的拉力F1为4N,物体A静止受力平衡,所以受

17、到地面向右2N的摩擦力,即物体A与地面之间有摩擦力,故C正确;D、因为A、B间的压力和接触面粗糙都不变,所以增大F2,物体B会做加速运动,但A、B间摩擦力不变仍为6N,即A仍然保持静止,故D错误.故选D点睛:重点是平衡状态的判断,要牢记匀速运动时物体一定平衡,本题中物体A受到B的摩擦力,地面的摩擦力和拉力F”此三个力平衡.9D解析:D【解析】A选项,动滑轮越重,需要做的额外功越多,机械效率越低,故A错误。B选项,改用质量小的定滑轮,不会提高滑轮组的机械效率,故B错误。WGhGhGC选项,由公式n=有=可知,机械效率的咼低与物体被提升的咼度无WFSFnhnF总关,故C错误。D选项,提高物体的质量

18、,可以提高有用功,在额外功不变的情况下,可以提高滑轮组的机械效率,故D正确。故本题答案为Do10C解析:C【解析】由图可知,n=2,因G=500NVF=600N,人手所以,绳端的最大拉力F=G=500N,人1F(G+(?砂)不计绳重和摩擦时,提升物体的重力最大,由可得,最大物重:G=nF-G=2X500N-100N=900N.动故选C.11.C解析:C【详解】由图可知动力F1的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在l2l1之后,杠杆变为费力杠杆.12C解析:C【详解】杠杆两端分别挂上体积不同的两个金属块A.B时,杠杆在水平位置

19、平衡因为杠杆平衡,m二pV,所以GAxOA=GBxOB,mAgxOA=mBgxOB,pVAgxOA=pVBgxOB,即:VAxOA=VBxOB;若将两球同时浸没在水中,贝9:左端二(pVAg-P水VAg)xOA二pVAgxOA-p水VAgxOA,右端-(pVBg-p水VBg)xOB二pVBgxOB-p水VBgxOB,又因为VAxOA=VBxOB,所以P水VAgxOA二p水VBgxOB,即卩PVAgxOA-p水VAgxOA=pVBgxOB-p水VBgxOB,因此杠杆仍然平衡.二、填空题13.45501.82X104Pa【分析】工人竖直向下匀速拉动绳子时,先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖

20、直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力,又知道解析:45501.82X104Pa【分析】工人竖直向下匀速拉动绳子时,先对工人进行受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力,又知道人的重力,从而可以计算出地面对人的支持力,根据力作用的相互性可知工人对地面的压力;分析杠杆人端受到的拉力,利用杠杆的平衡条件求出B端受到的拉力,对M进行受力分析得出地面对F物体的支持力即物体M对地面的压力,根据p二算出物体M对地面的压强。S【详解】工人竖直向下匀速拉动绳子时,工人受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直人向上的支持力F支,

21、由力的平衡条件F+F*=G人,可得支支人F=G-F=700N-300N=400N支人因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以工人对地面的压力F压才支=400N滑轮、绳的自重、滑轮组摩擦均不计,则定滑轮受3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得杠杆对定滑轮的拉力F=3F=3X300N=900N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,则FA=F=900N根据OA:OB=1:2和杠杆的平衡条件FAXOA=FBXOB,可得FxOA900NxOAAOB2OA二450N因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对

22、杠杆的拉力,即Fa=P=450NBB物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M受到的支持力为Fm支持=Gm-FbZ=5000N-450N=4550N因为物体间力的作用是相互的,所以物体M对地面的压力FmJFm支持=4550N3物体M对地面的压强4550N0.5mx0.5m=1.82x104Pa14省距离【分析】解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮,如图所示,当直接用手拉动滑轮时,根据动滑轮的省力特点求出拉力大小;这样使用动滑轮的方法,其特点是费力但可以省距离【详解】向上的解析:省距离【分析】解答此题要知道轮轴运动的滑轮是动滑轮,如图所示,当直接用手拉动滑轮时,根据动滑轮

23、的省力特点求出拉力大小;这样使用动滑轮的方法,其特点是费力但可以省距离【详解】向上的拉力等于向下的力之和,包括动滑轮的重,物体的重和地面向下的拉力,所以:F=2G+G=2X50N+10N=110N;动由图可知,该滑轮是动滑轮,由于绳子的一端固定,所以当滑轮上升lm,物体就会上升2m,由此可知,物体上升的距离大于滑轮上升的距离,因此使用该动滑轮可以省距离l580【分析】不计绳子重和摩擦:(1),额外功即克服动滑轮重力做的功,所以;根据图像知,当物重为100N时,滑轮组的机械效率为50%,将数据代入公式即可求出动滑轮的重力;(2)判断出承解析:80【分析】不计绳子重和摩擦(丄)W有用=Gh,额外功

24、即克服动滑轮重力做的功,所以W额二GJ;根据图像知,当物重为100N时,滑轮组的机械效率为50%,将数据代入公式WW耳二一有用二有用WW+W总有用额GhGh+Gh轮即可求出动滑轮的重力;1(2)判断出承担物重的绳子段数,将数据代入公式F二上(G+G)可得出绳子拉力,n物动WGhGhG将重力及拉力代入公式耳=有用xioo%=fsxioo%=Fnh=nFxi%计算出滑轮组总的机械效率【详解】由乙图知,当G=100N时,n=50%,因不考虑绳子重和摩擦,则滑轮组的机械效率TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark86 WWGhGi00N二有用二有用二二冃口.50%=解得:g

25、WW+WGh+GhG+G,即:100N+G,解得-G动 HYPERLINK l bookmark128 总有用额轮轮动=100N;由甲图知,滑轮组由2段绳子承担物重,当货物的重力为400N时,因不考虑绳子重和摩擦,则此时的拉力:250N,此时滑轮组的机械F二-(Gr+G?二1x(400N+100N)=2动2W有用W总GhFSGh_GFx2h_2FENx100%_80%-故答案为250;80【点睛】1此题考查了学生对机械效率公式的应用,用好不计摩擦和动滑轮重时F二-(G+G),n物动能从图像中得出相关信息是本题的关键161.5【详解】(1)直棒对桌面的压力:;有的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强

26、为(2)在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,如图所示:支点左侧重,即阻力解析:1.5【详解】(1)直棒对桌面的压力:F=G=1.5N;压1有4的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:TOC o 1-5 h zF1.5Np=亠=:_了=lOOOPa; HYPERLINK l bookmark138 S20 x10-4m2x1-丄4丿(2)在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,如图所示-L3支点左侧重,即阻力为:3G,左侧的重心位置距离支点,即阻力臂为:4_3L28支点右侧重:4G,此部分重的力臂为:在棒的右端施加力,力臂为4L,使左端抬起,根据杠杆

27、平衡条件得:Gx3L_-Gx-L+Fx1L HYPERLINK l bookmark146 8484解得:F_G_1.5N【点睛】重点是压强的计算和杠杆平衡条件的应用及计算,关键是确定支点后,正确判断出动力臂及阻力臂17齿轮盘省力后车轮费力【解析】由图知:脚踏板的半径要大于齿轮盘的半径,因此脚踏板与齿轮盘组成轮轴,脚踏板是轮,齿轮盘是轴,组成了一个省力轮轴;飞轮和后车轮组成轮轴,飞轮是轴,后车轮解析:齿轮盘省力后车轮费力【解析】由图知:脚踏板的半径要大于齿轮盘的半径,因此脚踏板与齿轮盘组成轮轴,脚踏板是轮,齿轮盘是轴,组成了一个省力轮轴;飞轮和后车轮组成轮轴,飞轮是轴,后车轮是轮,组成了一个费

28、力轮轴。故答案为:齿轮盘;省力;后车轮;费力。【点睛】首先分清两部分哪个是轮、哪个是轴,再判断力是作用在轮上、还是作用在轴上来进行解答。此题考查了常见的机械:轮轴.如果需要判断轮轴是省力还是费力,只需判断出力是作用在哪一部分:若力作用在轮上,则是省力轮轴;若作用在轴上,则是费力轮轴。1812580%【解析】拉力做的有用功为W有用=Gh=200NX2m=400J;绳子拉下的长度为s=2h=2X2m=4m,拉力做的总功为W总=Fs=125NX4m=500J,解析:12580%【解析】拉力做的有用功为W=Gh=200NX2m=400J;有用绳子拉下的长度为s=2h=2X2m=4m,拉力做的总功为W=

29、Fs=125NX4m=500J,总W500J拉力的功率为P=亠=125W;t4sW400J滑轮组的机械效率为耳二p有用二50oJx100%二80%总故答案为400;125;80%1975%48【解析】试题分析:由题意知:拉力F=40N,拉力F移动的速度v=3x0.4m/s=1.2m/s,物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3x300N=90N,则所做的有用功W有=fs解析:75%48【解析】试题分析:由题意知:拉力F=40N,拉力F移动的速度v=3X0.4m/s=1.2m/s,物体受到的摩擦力f=0.3mg=0.3X300N=90N,则所做的有用功W=fs,总功W=F3s,滑轮组的机械效有总W

30、fs90N拉力的功率率耳二有x100%二厶x100%二一x100%二75%WF3s40Nx3总P=Fv=40NX1.2m/s=48W。考点:功、功率及机械效率的相关计算20费力300省力【分析】结合图片和生活经验,确定手推车在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;知道手推车和货物总重(阻力)、动力臂和解析:费力300省力【分析】结合图片和生活经验,确定手推车在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;知道手推车和货物总重(阻力)、动力臂和阻力臂的关系,利用杠杆平衡条件求作用在扶把上的动力【详解】将手推车看作杠杆,手推车和货物的总重力为阻力

31、,当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,人对车的力作用在车把上,方向是竖直向下,动力臂和阻力臂之比为2:3则动力臂小于阻力臂,此时手推车是费力杠杆,已知G=200N,L动:L阻=2:3由杠动阻厂GL3x200Nwe杆平衡条件可得:FL动=GL阻,所以F=-l阻=2=300N;动当小推车后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,车体是绕着B点转动的,故B点就是支点,因为货物在车内摆放均匀,重心就在车箱的中心,重力为阻力,人对车的力作用在车把上,方向是竖直向上,则手推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,所以该情况下手推车是省力杠杆三、实验题21乙越低83.3%越高【详解】(1)1实验2中,二0.4m,h二0.1m,所以s0.4mn=2=42h0.1m2所以实验2是用乙图做的实验。2实验1中,s1=0.3m,h=01m,所以s0.3mn=f=31h0.1m1所以实验1是用甲图做的实验,由表中第1次实验和第2次

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