二、选择题:
(本大题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18小题,只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)
14.2018年3月14日,英国剑桥大学著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金逝世,享年76岁,引发全球各界悼念。
在物理学发展的历程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,为物理学的建立,做出了巨大的贡献。
在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中,正确的是
A.卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定律,并测出了引力常量G的数值。
B.根据玻尔理论,原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
C.布拉凯特利用云室照片发现,
粒子击中氮原子形成复核,复核不稳定,会放出一个质子。
D.爱因斯坦的光子说认为,只要增加光照时间,使电子多吸收几个光子,所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子。
15.如图所示,有一理想变压器,原、副线圈的匝数比为
,原线圈接一电压为
交流电,副线圈接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R,当开关S接通后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的物块以速度V匀速上升,电动机内部摩擦均可忽略,下列判断正确的是
A.电动机两端电压为IR,其消耗的电功率为
。
B.原线圈电流为
,变压器的输入功率为
。
C.副线圈电压的有效值为
,电动机的输入功率为
。
D.电动机的效率为
16.如图甲,有一质量为m的木块静止在光滑水平面上,现对其施加一大小恒定、方向与水平面成θ角的外力F,同时用传感器测出θ不同时木块的加速度a,得到如乙图a-θ关系图象。
已知重力加速度为g,则
A.木块的加速度最大时,对水平面压力最小
B.当
时,木块的加速度为0.2g
C.外力F=0.6mg
D.木块对水平面的最大压力为1.4mg
17.如图所示,地球绕太阳做匀速圆周运动,地球处在运动轨道b位置时,地球和太阳连线上的a与e位置、c与d位置均关于太阳对称。
当一无动力的探测器处在a或c位置时,它仅在太阳和地球引力的共同作用下,与地球一起以相同的角速度绕太阳做圆周运动,下列说法正确的是
A.若地球和该探测器分别在b、d位置,它们也能以相同的角速度绕太阳运动
B.若地球和该探测器分别在b、e位置,它们也能以相同的角速度绕太阳运动
C.该探测器在a位置受到太阳、地球引力的合力等于在c位置受到太阳,地球引力的合力
D.该探测器在a位置受到太阳、地球引力的合力大于在c位置受到太阳、地球引力的合力
18.如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为
的物体处于电场强度随时间变化规律为
(
、k均为大于零的常数,电场方向以水平向左为正)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为
,已知
。
t=0时,物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑
后脱离墙面,此时速度大小为
,物体最终落在地面上。
则下列关于物体的运动说法正确的是
A.当物体沿墙壁下滑时,物体先加速运动再做匀速直线运动
B.摩擦力对物体产生的冲量大小为
C.摩擦力所做的功
D.物体与墙壁脱离的时刻为
19.用外力F通过如图所示的装置把一个质量为m的小球沿倾角为300的光滑斜面匀速向上拉动,已知在小球匀速运动的过程中,拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从450变为900,斜面与水平地面之间是粗糙的,并且斜面一直静止在水平地面上,不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦。
则在小球匀速运动的过程中,下列说法正确的是
A.地面对斜面的静摩擦力保持不变
B.外力F一直在增大
C.某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力
D.绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小
20.xy平面内,在y<0的区域存在垂直xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
abcd为半径为R的闭合圆形铝线圈,圆心的坐标为(0,0.5R),通有方向为abcda的恒定电流,线圈竖直放置,此时线圈恰好静止。
重力加速度为g。
下列能使线圈的加速度大小变为g的是
A.仅将磁感应强度大小改为2B
B.仅将线圈以y轴为轴转90°
C.仅将线圈以x轴为轴转180°
D.仅将线圈向下移动至圆心位于原点
21.如图所示,浅色传送带A、B两端距离L=22m,以速度
逆时针匀速转动,并且传送带与水平面的夹角为
,现将一质量
的煤块轻放在传送带的A端,煤块与传送带间的动摩擦因数
,g取
,则下列叙述正确的是。
A.煤块从A端运动到B端所经历时间为2.5s
B.煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹为8m
C.煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为120J
D.煤块从A端运动到B端时重力的功率为280W
第Ⅱ卷(必考题129分,选考题45分,共174分)
三、非选择题:
包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为必考题,每个小题考生都必须做答。
第33题~第38题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22.(6分)为了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动,某同学设计了如图甲所示的实验,由静止释放小车,小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动。
打点计时器打下的纸带如图乙所示,计数点0为打下的第一个点,该同学在测出计时点2、3、4到计时点0的距离x1、x2、x3后,将纸带由图示位置剪断,将毎段纸带的下端对齐,依次并排粘贴在直角坐标系中,连接各段纸带上端的中点画出平滑曲线如图丙所示。
对该实验结果的研究可知:
(1)在有橡皮条弹力作用时,小车做加速度______的直线运动.
A.不断减小B.不断增大
C.先减小后增大D.先增大后减小
(2)设打点周期为T,则由纸带测量数据可估算小车的最大速度vm=______,该估算值______(选填“等于”、“大于”或“小于”)小车最大速度的实际值。
23.(9分)在描绘标有“4V、2W”的小灯泡L的伏安特性曲线实验中,可供选用的器材如下:
电流表A1;量程0.6A,内阻约为0.2Ω
电流表A2;量程3.0A,内阻约为0.1Ω;
电压表V;量程1.0V,内阻Rv=3.0kΩ;
定值电阻R1;阻值12Ω
定值电阻R2:
阻值2.0kΩ;
定值电阻R3:
阻值12.0kΩ
滑动变阻器R:
阻值范围0~10Ω;
电源E:
电动势6.0V,内阻不计:
开关S及导线若干。
(1)在方框中画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号;
(2)小明同学按照
(1)中设计的电路进行实验,检查实验电路连接正确,然后闭合开关,左右调节滑动变阻器滑片,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转,在不断开电路的情况下,为检查电路故障,使用多用电表__________(选填“欧姆×10”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”)挡,将多用电表的红、黑表笔与实验电路中的电流表“+”、“-”接线柱接触,再次左右调节滑动变阻器滑片,发现多用电表指针发生明显偏转,说明电路故障是_____________;
(3)该同学排除故障后进行实验,调节滑动变阻器,得到电压表的读数U和电流表读数I,并在坐标纸上画出I-U图线如图所示。
现用电源E串联定值电阻R1对该小灯泡供电,则该小灯泡消耗的功率为_______W(结果保留两位有效数字)。
24.(12分)如图所示是某滑板运动员在一次表演时的一部分赛道。
轨道AB、CD为竖直平面内可认为光滑的四分之一圆弧赛道,半径为R=1.5m,且水平轨道BC与圆弧轨道AB、CD在B、C点相切,水平轨道BC是长
的水泥地面,与滑板间的动摩擦因数
。
质量为M的运动员(可视为质点)以初速度
冲上静止在BC中点E处的滑板(可视为质点),沿着轨道运动,且在运动过程中运动员不再给自己加速。
若运动员的质量M=48.0kg,滑板质量m=2.0kg,重力加速度为
。
求:
(1)运动员开始表演时在E的左侧,至少以多大的速度
冲上滑板才能达到D点。
(2)若运动员第一次恰好能到达D点,则他第二次经过B点时对圆弧轨道B点的压力大小。
25.(20分)如图所示,倾角为
的斜面上固定平行导轨MN,在斜面底端与水平面上的固定平行导轨PQ平滑连接,导轨间距L=0.3m且PQ足够长。
斜面部分存在竖直向上的匀匀强磁场,水平面部分存在与斜面平行的方向斜向上的匀强磁场,两部分磁感应强度B大小均为1T,在h=3m高处垂直导轨MN放置可自由滑动的质量m1=12g,电阻R1=1
的导体棒ab。
在水平面上垂直导轨PQ放置被插销固定的质量
,电阻
的导体棒cd,导体棒ab、cd分别与导轨MN、PQ接触良好。
现由静止释放ab,ab在到达斜面底端前已匀速,当ab滑离斜面进入水平导轨时,立即拔下导体棒cd棒的插销,不计导轨的摩擦及电阻(
,重力加速度g取10m/s2)求:
(1)ab导体棒在水平面上运动时的最终速度
(2)ab导体棒在斜面与水平面运动时产生的电能各是多少?
(3)ab导体棒在斜面和水平面上运动时通过ab的电荷量各是多少?
26.(13分)三氯化氧磷(POCl3)可用作有机合成的氯化剂和催化剂,实验室制取POCl3并测定产品含量的实验过程如下:
I.制备POCl3可用氧气氧化液态的PCl3法。
实验装置(加热及夹持装置省略)及相关信息如下。
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0
137.5
均为无色液体,遇水均剧烈水解为含氧酸和氯化氢,两者互溶
POCl3
2.0
106.0
153.5
(1)装MnO2的仪器名称是__________;干燥管的作用为_________________________。
(2)装置B中的液体药品是_____;装置B有三个作用,分别为干燥氧气、平衡气压、___________。
(3)三氯化氧磷还可由三氯化磷与水、氯气反应制备。
此方法生产三氯化氧磷的化学方程式为____________________________________。
II.测定POCl3产品含量的实验步骤:
①实验I结束后,待反应器中液体冷却到室温,准确称取质量为60.5g的POCl3产品(杂质不含氯元素),置于盛有100.00mL蒸馏水的烧杯中摇动至完全水解,将水解液配成200.00mL溶液
②取10.00mL溶液于锥形瓶中,加入10.00mL1.5mol/LAgNO3标准溶液
③加入少量硝基苯,用力摇动,静置
④加入指示剂,用0.2mol/LKSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,到达终点时共用去15.00mLKSCN溶液。
(4)选择的指示剂为___________。
(5)测得产品中POCl3的含量=___________________________(保留三位有效数字)。
(已知:
磷酸银可溶于酸)
(6)已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),步骤③的目的是________________________________。
27.(15分)某含铬污泥主要含Cr2O3、Al2O3、Fe2O3等物质,该污泥可以用湿法回收利用,流程如下图所示:
已知:
室温下部分氢氧化物的Ksp见下表
Al(OH)3
Fe(OH)3
Cr(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
3×10-34
4×10-38
6×10-31
4×10-14
(1)酸浸前,对含铬污泥进行预处理即加水湿磨成浆体,湿磨的作用是_____________。
(2)向滤液I加KMnO4氧化Cr3+的离子方程式是________________________________;
将Cr3+氧化的目的是____________________________________________________。
(3)室温下,调pH=10时,
=_____;调溶液pH不能大于10,理由是_________。
(4)NaHSO3在反应中的作用是___________;理论上n(NaHSO3):
n[CrOH(H2O)5SO4]之比
是_______________。
(5)NaHSO3固体在空气中易变质,写出检验NaHSO3是否变质的方法______________。
28.(15分)燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式__________。
(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:
NO(g)+O3(g)
NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJ•mol-1Ea1=3.2kJ•mol-1
反应Ⅱ:
SO2(g)+O3(g)
SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJ•mol-1Ea2=58kJ•mol-1
已知该体系中臭氧发生分解反应:
2O3(g)
3O2(g)。
请回答:
其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0molNO、1.0molSO2的模拟烟气和2.0molO3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_______。
②下列说法正确的是________。
A.P点前NO的平衡转化率随温度升高而增大
B.温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零
C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率
D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2,但后续步骤碱吸收可以有效脱硫
③假设100℃时P、Q均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是________mol;NO的平均反应速率为;反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________。
(3)用电化学法模拟工业处理SO2。
将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:
①M极发生的电极反应式为___________________。
②质子交换膜右侧的溶液在反应后pH________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
③当外电路通过0.2mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量增大_______克。
29.(9分)某研究小组以大豆幼苗为实验材料,探究不同波长光对植物光合速率(用CO2的吸收量表示)的影响,结果如下表。
已知表中数据为同一强度自然光条件下测得,各单色光通过滤光片得到。
请回答下列问题:
光照
紫光
蓝光
绿光
黄光
红光
自然光
光合速率(CO2umol·100mm-2·h-1)
0.6
1.0
-0