20.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子子啊短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为v的普通光源照射阴极k,没有发生光电效应,换同样频率为v的强激光照射阴极k,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极k接电源正极,阳极A接电源负极,在kA之间就形成了使光电子减速的电场,逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电量)
**=-BU=-
**=2hv-WD.U=-
第二部分(非选择题共180分)
本部分共11小题,共180分。
21.(18分)
某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A),开关和导线若干,以及下列电表
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用_(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的(选填“甲”或“乙”)
(2)图2是测最Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请请根据在
(1)问中所选
的电路图,补充完成图2中实物间的连线.
(3)接通开关,改变滑动变阻器画片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。
某次电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值RX=
=Ω(保留两位有效数字)。
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;若在
(1)问中选用乙电路残生误差的主要原因是。
(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经RX的电流值
B.电流表测量值大于流经RX的电流值
C.电压表测量值小于RX两端的电压值
D.电压表测量值大于RX两端的电压值
(5)再不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻RX两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是
。
22.(16分)
如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板
下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。
带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正
极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。
忽略重力的影响,求:
(1)
匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
23.(18分)
蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。
最初,运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小F=kx(x为床面下沉的距离,k为常量)。
质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在预备运动中,家丁运动员所做的总共W全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。
取重力加速度g=I0m/s2,忽略空气阻力的影响。
(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度hm;
(3)借助F-x图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求x1和W的值
24.(20分)
对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。
(1)一段横截面积为S、长为l的直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电量为e。
该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为V。
(a)求导线中的电流I
(b)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推导F安=F。
(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。
为简化问题,我们假定:
粒子大小可以忽略;其速率均为V,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。
利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
(注意:
解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
25.(17分)
可降解聚合物P的恒诚路线如下
(1)A的含氧官能团名称是____________。
(2)羧酸a的电离方程是________________。
(3)B→C的化学方程式是_____________。
(4)化合物D苯环上的一氯代物有2中,D的结构简式是___________。
(5)E→F中反应①和②的反应类型分别是___________。
(6)F的结构简式是_____________。
(7)聚合物P的结构简式是________________。
26.(14分)
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:
_.
(2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应,其能量变化示意图如下:
1写出该反应的热化学方程式:
_.
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_.。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式:
_.
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。
其吸收能力顺序如下:
12MgO<2oCaO<38SrO<56BaO.原因是.,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式:
.
27.(12分)
用含有A1203、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。
,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ。
向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:
Ⅱ。
向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ。
加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
Ⅳ。
加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ。
浓缩、结晶、分离,得到产品。
(1)H2S04溶解A1203的离子方程式是
(2)KMnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
(3)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
**
**
**
完全沉淀时
**
**
**
注:
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:
(4)己知:
一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是.
②Ⅳ中加入MnS04的目的是
28.(15分)
某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
现象
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
i.液面上方出现白雾;
ii.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
iii.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程是。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象i的白雾由HC1小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a目的是。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1,理由是。
(4)现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因:
随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和C1-发生反应。
通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1,无明显变化。
取上层清液,加入BaC12溶液,产生白色沉淀。
则沉淀X中含有的物质是。
②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因:
。
29.(16分)
为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。
结果如图
(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和___,在____中将CO2转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率_____。
本实验中对照组(空白对照组)植株CO2固定速率相对值是___.
(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中______增加。
已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,______降低,进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测,叶片光合产物的积累会_____光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为:
去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测______叶片的光合产物含量和光和速率。
与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是_____,则支持上述推测。
30.(18分)
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。
具体纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会
发出红色荧光。
利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,
带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。
未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。
用个体
M和N进行如下杂交实验
(1)在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是和。
将
重组质粒显微注射到斑马鱼中,整合到染色体上的G基因后,
使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测
a.代M的基因型是(选填选项前的符号)
a.DDGGb.DFGgc.DdGGd.DdGg
(3)杂交后,出现·绿荧光(基友红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代(填
“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的发生
了交换,导致染色体上的基因重组。
通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可计
算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算式为
31.(16分)
研究者发现,小鼠舌头上的某些味觉细胞和小肠上皮细胞表面均存在蛋白C,该蛋白
能和脂肪结合。
为研究蛋白C的功能,进行了系列实验。
(1)蛋白C是一种膜蛋白,它在细胞内的上合成,然后在和中加工。
(2)试验一:
让小鼠舌头接触脂肪,结果发现正常小鼠小肠出现脂肪消化液,而去除蛋白C基因的小鼠分泌的脂肪消化液明显减少。
由此推测,脂肪通过与味觉细胞表面的蛋白C结合,刺激了脂肪味觉,产生兴奋,传到相关中枢,再通过刺激消化腺分泌。
(3)实验二:
分别培养实脸一中两种小鼠的小肠上皮细胞,向培养液中加入脂肪分解物。
与正常小鼠细胞相比,进入去除蛋白C基因的小鼠细胞的脂肪分解物减少,表明小肠上皮细胞表面蛋白C的功能是。
(4)为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用,可行的做法是从该种动物的基因文库
中蛋白C基因序列,然后以的小鼠为受体,导入该基因序列,检测发育
出的小鼠相关指标的恢复程度。