PQ、P?Q?之间宽度的两倍,且均处于竖直向上的匀强磁场中,在MN、M?N?导轨上放置
质量为2m的金属杆a、在PQ、P?Q?导轨上放置质量为m的金属杆b,两金属杆平行且始终与导轨垂直接触良好。某时刻金属杆以以初速度v0。水平向右滑行,同时金属杆b由静止释放,当金属杆a滑到NPP?N?位置时,金属杆b的速度大小为
v0,已知PQ、P?Q?足3够长,两金属杆最终都在PQ、P?Q?上运动,两金属杆由粗细相同的同种金属材料制成,导轨电阻不计,下列说法正确的是
A.以金属杆a、b为系统,整个运动过程中动量守恒 B.金属杆a滑到NPP?N?位置时,速度大小为C.最终金属杆a、b一起运动的速度大小为
2?0 32?0 3292m?0D.整个运动过程中,回路产生的焦耳热为 54 第Ⅱ卷
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题.考生根据要求作答。 (一)必考题(共129分) 22.(5分)
某学习小组用如图所示的实验装置探究“功与动能变化的关系”,带有凹槽的滑块置于长木板上,一端用细线跨过定滑轮与小桶相连,另一端固定纸带并穿过打点计时器,为了完成该项实验,一位同学完成了如下实验操作
(1)小桶内先不放细砂,向滑块凹槽内倒量细砂,经过反复调整细砂的量,直到滑块桶的牵引下,打出的纸带上点迹均匀分布,平测出滑块及凹槽内细砂总质量M、小桶质
(2)保持滑块凹槽内细砂量不变,向小桶(3)A、B、C、D、E为纸带上五个计数点,相邻两点间的时间间隔为T,B、C、D、E与计数点A间的距离如图所示,打点计时器打下B、D两点时纸带
的速度分别为__________、___________。
(4)为了研究在BD段过程中,滑块和小桶组成的系统外力做功与动能变化的关系,需要验证的关系式为____________________(当地重力加速度为g)。 23.(10分)
某同学想通过实验的方法测定小灯泡在额定电压下正常工作时的电阻,可供选用的器材如下:
小灯泡L:规格“4 V 2 W”;
步骤: 入少在小用天量m。 内倒
入细砂,释放滑块,滑块加速运动打出一条纸带,用天平测出小桶内细砂质量为m。
学生电源:电动势6 V,内阻不计; 电流表A:量程100 mA,内阻r1?10?; 电压表V1:量程3 V,内阻约为3k?; 电压表V2:量程6 V,内阻约为6k?; 电阻箱R1:最大阻值99.99?;
滑动变阻器R2,最大电阻5?,额定电流2 A; 滑动变阻器R1,最大电阻1k?,额定电流0.5 A; 开关,导线若干。
(1)为了尽可能提高实验精度,实验中需要将电流表的量程扩大为0.6 A,则应将电阻箱和电流表__________(填“串”或“并”)联,并将电阻箱的值调为__________?。
(2)实验中为了便于操作,滑动变阻器应选用__________,电压表应选用__________。 (3)请在虚线框内画出实验电路,并在图中标明器材代号。
(4)按照(3)中电路进行实验,当电压表示数为4 V时,电流表示数为76 mA,则灯丝电阻为___________? (保留两位有效数字)。 24.(12分)
如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,匝数为100匝的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO?匀速转动,线圈的两端经集流环给外电路供电。外电路中M是额定电压为80 V、额定功率为160 W的小型电动机,R是电阻为90?的电热丝,D为理想二极管,具有单向导电性,在t=0时刻线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量?随时间t按图乙所示正弦规律变化,重力加速度取10 m/s2,?取3.14。
(1)求交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)当S1闭合、S2断开时,小型电动机正常工作,恰好将质量为3.2 kg的重物以4m/s的速度匀速提起,则矩形线圈电阻及电动机内阻分别为多少?
(3)当S1断开、S2闭合时,求在1分钟内电热丝产生多少热量?
25.(20分)
长木板A静止在水平地面上,长木板的左端竖直固定着弹性挡板P,长木板A的上表面分为三个区域,其中PO段光滑,长度为1 m;OC段粗糙,长度为1.5 m;CD段粗糙,长度为1.19 m。可视为质点的滑块B静止在长木板上的O点。已知滑块、长木板的质量均为1 kg,滑块B与OC段动摩擦因数为0.4,长木板与地面间的动摩擦因数为0.15。现用水平向右、大小为11 N的恒力拉动长木板,当弹性挡板P将要与滑块B相碰时撤去外力,挡板P与滑块B发生弹性碰撞,碰后滑块B最后停在了CD段。已知质量相等的两个物体发生弹性碰撞时速度互换,g=10 m/s2,求:
(1)撤去外力时,长木板A的速度大小; (2)滑块B与木板CD段动摩擦因数的最小值; (3)在(2)的条件下,滑块B运动的总时间。
26.(14分)
苯甲酸为刺激性气味的鳞片状或针状结晶,熔点为122.13℃,沸点
为249℃,在100℃时迅速升华;苯甲酸钾为白色颗粒或粉末,易溶于水。实验室以甲苯(相对密度为0.866)为主要原料制备苯甲酸,实验原理、装置如下:
实验步骤:I.向三颈瓶中加入稍过量的KMnO4和H2O形成饱和溶液,再加入甲苯和相催化剂,充分混合,加热至微沸,持续搅拌,开始反应,待反应结束后,停止加热;
Ⅱ.向三颈瓶中加入少量饱和NaHSO3溶液;
III.拆卸装置,将三颈瓶中的反应混合物置于漏斗中,趁热过滤除去二氧化锰,洗涤滤渣; IV.将滤液和洗涤液合并倒入烧杯中,于冰水浴中冷却,然后在搅拌下,慢慢加入浓盐酸进行酸化,至苯甲酸完全析出;
V.将析出的苯甲酸减压过滤,洗涤,挤压去水分,干燥。
(1)仪器a的名称为___________________,使用时应从_________ (填“上”或“下”)口进冷水。
(2)I中加入相催化剂的目的是____________________,Ⅱ中加入少量饱和NaHSO3溶液后,发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(3)I中判断反应结束的现象为__________________________________________。 (4)III中洗涤的具体操作为_______________________________________________。 (5)从苯甲酸粗品中提纯苯甲酸的方法为__________________________________。
(6)实验室对比研究微型实验与常量实验对产率影响的相关数据如下表所示:
常量实验中苯甲酸的产率为_________(保留三位有效数字),其产率_________(填“高于”或“低于”)微型实验中苯甲酸的产率,造成此结果的原因可能是_________________(任答一条)。 27.(15分)
镍是一种重要的金属,在电池工业中应用广泛。某学习小组以含镍废料(含NiS、A12O3、FeO、SiO2)为原料,模拟制取镍的工艺流程如下:
相关离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
(1)NiS中S元素的化合价为________________价。
(2)滤渣1和滤渣2主要成分的化学式分别是____________、____________。 (3)“氧化”步骤中加入适量H2O2的作用为_______________________________。
(4)滤液2中除含有一定量Na2CO3和少量NaCO3外,还含有________________________(填化学式)。
(5)沉镍后分离:NiCO3沉淀所用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、_________________________。 从溶液中分离出NiCO3沉淀,需过滤、洗涤。证明沉淀已经洗涤干净的操作是___________________________________________。
2??1.0mol·L—1,(6)已知:20℃时,Ksp?NiCO3??9.6?10?6。沉镍过程中,若cNi??欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全?cNi??2???10?5?1mol·L??,则需要加入Na2CO3固体
的质量最少为___________g(保留一位小数)。
(7)精炼镍的装置如图所示,粗镍为_____________(填“a”或“b”)极。镍镉(Ni—Cd)碱性(KOH)可充电电池在现代生活中有广泛应用,反应原理为
Cd?OH?2?2Ni?OH?2充电放电Cd?2NiO?OH??2H2O。
该电池放电时正极的电极反应式为_______________________。 28.(14分)
经研究,雾霾中含有大量的NOx和SO2。
(1)已知:标准状况下,将1 mol气态分子全部解离为气态原子所需的能量为分子的键能。某些物质的键能如下表所示:
则2NO?g??2CO?g?N2?g??2CO2?g?的?H?______________________。
(2)T℃时,将0.4 mol NO和0.4 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,发生反应
2NO?g??2CO?g?保持温N2?g??2CO2?g?。
度和体积不变,反应过程中(0~15 min)CO2的物质的
量随时间的变化如图所示:
①图中a、b分别表示一定温度下,使用质量相
同且表面积也相同的催化剂X和催化剂Y时,达到平衡过程中n(CO2)的变化曲线,其中催化剂___________(填“X”或“Y”)更高效。
②T℃时,该反应中NO的平衡转化率为___________________;平衡时,保持温度不变,再向容器中充入0.4 mol CO和0.8 mol N2,则此时?正__________?逆(填“>”“<”或“=”)。
③0~10 min内,b曲线中以N2的浓度变化表示的平均反应速率为____________。 (3)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是__________(填选项字母)。 A.提高反应温度 B.移出部分CO2
C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
(4)如图电解装置以石墨为电极,可将雾
2?霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO4。
①气体a的化学式为_______________;A物质的化学式为___________________。
②阴极的电极反应式为_____________。 29.(10分)
根据不同农作物种子化学成分的差别,可将种子分为淀粉类种子、蛋白质类种子、油脂类种子,下表中的三种作物种子分别属于上面三类种子,表中数据为三种种子的化学成分及含量。