(2)如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利
用此装置可验证机械能守恒定律。
①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需要的器材是 (填字母代号)。
A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺 C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺
②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。 某同学
对实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案,这些方案中合理的是: 。 A.用刻度尺测出物体下落高度h,由打点间隔数算出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v?2gh 计算出瞬时速度v
C.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均
夹子 夹子 纸带 打点计时器 重物 v2速度,测算出瞬时速度v,并通过h? 计算得出高度h
2gD.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如下图所示。
图中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从O点到F点的过程中,重锤重力势能的减少量ΔEp= ,动能的增加量ΔEk= ( 用题中所给字母表示 )。 O
A B C h2 D E F G h1 h3 ④实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是
________。
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
⑤某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能,于是深入研究阻力对本
实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出v2--h图线,如图所示。图象是一条直线,此直线斜率的物理含义是 。
已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分
比为
0
22. (16分)
如图所示,在倾角为30°的斜面上,固定一宽度为L=0.25m的足够长平行金属光滑导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器。电源电动势为E=3.0V,内阻为r=1.0Ω。一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.80T。导轨与金属棒的电阻不计,取g=10 m/s2。
(1)如要保持金属棒在导轨上静止,滑动变阻器接入到电路中的阻值是多少; (2)如果拿走电源,直接用导线接在两导轨上端,滑动变阻器阻值不变化,求金属棒所能达到的最大速度值;
(3)在第(2)问中金属棒达到最大速度前,某时刻的速度为10m/s,求此时金属棒的加速度大小。
B θ θ a b r R E f? %(保留两位有效数字)。 mgv2/(m/s)2 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 h/cm
23. (18分)
低空跳伞是一种极限运动,一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大,而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限,导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短,所以其危险性比高空跳伞还要高。
一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s,10s末拉开绳索开启降落伞,16.2s时安全落地,并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2,请根据此图象估算:
(1)起跳后2s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小; (2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中,若不计伞的质量及此过程中的空气阻力,则运动员所需承受地面的平均冲击力多大;
(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字)。
24. (20分)
变化的磁场可以激发感生电场,电子感应加速器就
是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示,上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,在两极间产生一个由中心向外逐渐减弱、而且变化的磁场,这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场,其电场线是在同一平面内的一系列同心圆,产生的感生电场使电子加速。图1中上部分为侧视图、下部分为俯视图。已知电子质量为m、电荷量为e,初速度为零,电子圆形轨道的半径为R。穿过电子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图2所示,在t0 时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B0,电子加速过程中忽略相对论效应。
真空室 v/m·s-1 40 30 20 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 t/s
0 N Φ0 电子轨道
S Φ
(1)求在t0 时刻后,电子运动的速度大小; (2)求电子在整个加速过程中运动的圈数;
(3)电子在半径不变的圆形轨道上加速是电子感应加速器关键技术要求。试求电子加速过程中电子轨道处的磁感应强度随时间变化规律。
当磁场分布不均匀时,可认为穿过一定面积的磁通量与面积的比值为平均磁感应强度
B 。请进一步说明在电子加速过程中,某一确定时刻电子轨道处的磁感应强度与电子轨道
内的平均磁感应强度的关系。
25.(16分)A物质异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)用途广泛,除用于合成IR橡胶外,还可用于生产芳樟醇N等多
种精细化工产品,合成路线如下:
聚合反应反式聚异戊二烯部分硫化IR(具有形状记忆功能)A1,2-加成+HCl1:1加成1,4-加成D试剂XBA NaOH/H2O C(C10H17Cl)△ E(C8H14O)OR'CH2CR + HClN(C10H18O)H2 催化剂试剂YKOH一定条件一定条件 F
O 已知:i.
CH3CR + R'Cl
O ii. RCCH + R'CR''KOHOHRCCCR'
R''(1)A的结构简式是 ,C生成N的反应类型为 (2)实验室常用电石和水制备试剂Y,试剂Y的名称是 (3)反式聚异戊二烯的结构简式是 (选填字母)。 CH2CH2CC a.
H3CHCH2HCCH3CCH2CH3CH2nH
CCHHC b. n
nCH2 c.
nH d. CCH3CHCH(4)D中有一个碳原子上连接2个甲基;试剂X的相对分子质量为58,核磁共振氢谱显示
只有一组峰。则D→E的反应方程式为 (5)E→F的反应方程式为 (6)B的结构简式为 (7)芳樟醇的结构简式为
26.(13分)碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。 (1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
I.
II.N2(g)+ O2(g) 2CO(g) + O2(g)
2NO(g) ΔH1
2CO2 (g) ΔH2= -565 kJ·mol-1
①ΔH1= 。
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式 ③一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。
温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是