非选择题部分
21(10分)如图1所示,某学生实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究做功与物体速度变化的关系”的实验:
图1
(1)实验时使小车在砝码和托盘的牵引
下运动,以此定量探究细绳拉力做
功与小车速度变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的
电源、导线、复写纸及如图所示
的器材。
若要完成该实验,必需的实验器材还有___________________。
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板
倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做___________运动。
③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。
这样
做的目的是_________(填字母代号)。
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带。
纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。
实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N。
各计数点到O的距离为x,对
应时刻小车的瞬时速度为V,小车所受拉力做的功为W。
请补填表中空格(结果保留小数点后四位)。
计数点
x/m
V/(m·s-1)
V2/(m2·s-2)
W/J
A
0.1550
0.5560
0.3091
0.0310
B
0.2160
0.6555
0.4297
0.0432
C
0.2861
0.7550
0.5700
0.0572
D
0.3670
0.8570
0.7344
0.0734
E
0.4575
F
0.5575
1.051
1.105
0.1115
G
0.6677
1.150
1.323
0.1335
(3)为了验证猜想,请根据
(2)中收集的数据在图3的坐标系中作出最能直观反映W与V之间关系的图象。
图3
22(10分)太空探测器在探索宇宙过程中,由太阳能电池板给它提供能源。
光明中学物理实验室有一块太阳能电池板,当有光照射它时(作为电源),其路端电压与总电流的关系图象如图甲中的曲线①所示;若没有光照射它时,相当于一个只有电阻的电学器件,无电动势。
物理实验探究小组用“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验方法,探究该太阳能电池板在没有光照射时的伏安特性曲线,利用电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约100Ω)测得的多组数据在图甲中描出了各点,并用平滑曲线连接得到曲线②。
则:
(1)分析曲线②可知,该电池板作为电阻器件时的
阻值随通过电流的增大而______(填“增大”或“减小”),
若所设计的电路如图乙所示,实验时应将图乙中电压表
另一端a接在______点(填“b”或“C”);
(2)图乙电路中a端接好后还少接了一条导线,请在图乙中
(用笔代替导线)画出;
(3)分析曲线①可知,该电池板作为电源时的电动势约为
_____V,若把它与阻值为1kΩ的定值电阻连接构成一个
闭合电路,在有光照射的情况下,该太阳能电池板的效
率约为______%(计算结果保留两位有效数字)。
23(16分)2015年新春佳节,我市的许多餐厅生意火爆,常常人满为患,为能服务更多的顾客,服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处。
某次服务员用单手托托盘方式(如图)给10m远处的顾客上菜,要求全程托盘水平。
托盘和手、碗之间的摩擦因数分别为0.2、0.125,服务员上菜最大速度为2.5m/s。
假设服务员加速、减速运动过程中是匀变速直线运动,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则:
(1)求服务员运动的最大加速度;
(2)服务员上菜所用的最短时间;
(3)若服务员不小心手上沾了油,手和托盘间的摩擦因数变成了0.1,碗和托盘之间摩擦因数不变,求服务员的最大加速度。
24(20分)扫描电子显微镜在研究微观世界里有广泛的应用,通过磁聚焦之后的高能电子轰击物质表面,被撞击的样品会产生各种电磁辐射,通过分析这些电磁波就能获取被测样品的各种信息。
早期这种仪器其核心部件如图甲所示。
其原理如下:
电子枪发出的电子束,进入磁场聚焦室(如图甲),聚焦磁场由通电直导线产生,磁场通过“释放磁场的细缝”释放而出,通过控制“释放磁场细缝”的宽度、磁场的强弱和方向使电子进行偏转,让聚焦之后的电子集中打在样品上。
甲
丙
乙
(1)要使射入聚焦室的电子发生图乙的偏转,请说明图甲中左侧和右侧通电直导线的电流方向(只要回答“向上”或者“向下”);
(2)图乙为聚焦磁场的剖面图,要产生图示的聚焦效果,请说明该平面中磁场的分布情况;
(3)研究人员往往要估测聚焦磁场区域中各处磁感应强度大小,为了研究方便假设电子
运动经过的磁场为匀强磁场,若其中一个电子从A点射入(如图丙所示),从A点正下方的
点射出,入射方向与OA的夹角等于出射方向与
的夹角,电子最终射向放置样品的M点,求该磁感应强度的大小?
已知
,
,电子速度大小为v,质量为m,电量为e。
25(22分)磁悬浮列车是一种高速运载工具,它具有两个重要系统。
一是悬浮系统,利用磁力(可由超导电磁铁提供)使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力。
另一是驱动系统,即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用,使车体获得牵引力,如图是实验列车驱动系统的原理示意图。
在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。
在列车的底部固定着绕有N匝相同的闭合矩形金属线圈,并且与之绝缘,整个线圈的总电阻为R,每个矩形金属线圈abcd垂直轨道的边长L
ab=L,且两磁场的宽度均与金属线圈ad的边长相同(列车的车厢在图中未画出)。
当两磁场Bl和B2同时沿导轨方向向右运动时,金属框也会受到向右的磁场力,带动列车沿导轨运动。
已知列车车厢及线圈的总质量为M,假设列车所受阻力大小恒为f。
则:
(1)假设用两磁场同时水平向右以速度V0作匀速运动来起动列车,求列车向右运行的最大速度Vm;
(2)请你分析在
(1)的情况下提高列车最大运行速度的可行性措施(至少说出3条)以及使列车减速停车的可行性措施(至少说出2条);
(3)假如列车达到最大速度Vm后向右做匀速直线运动,求经过时间t外界提供的总能量;
(4)假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速直线运动来起动列车,当两磁场运动的时间为t1时,列车也正在以速度V1向右做匀加速直线运动,求两磁场开始运动后到列车开始起动所需要的时间t0。
26(10分)如图所示:
淀粉水解可产生某有机化合物A,A在不同的氧化剂作用下,可以生成B(C6H12O7)或C(C6H10O8),B和C都不能发生银镜反应。
A、B、C都可以被强还原剂还原成为D(C6H14O6)。
B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F。
已知,相关物质被氧化的难易次序是:
RCHO最易,R—CH2OH次之,
最难。
请在下列空格中填写A、B、C、D、E、F的结构简式。
A:
B:
C:
D:
E:
F:
27(17分)
Ⅰ、A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成,甲、乙是两种单质,这些化合物和单质之间存在如下的关系:
据此判断:
(1)在A、B、C这三种化合物中,必定含有乙元素的是.(用A、B、C字母填写)
(2)单质乙必定是(填“金属”或“非金属”),其理由是.
(3)单质乙的分子式可能是,则化合物B的分子式是.
Ⅱ、化合物甲由四种元素组成,撞击甲容易发生爆炸生成三种物质,产物之一是纯净固体单质乙,另两种产物丙和丁是相对分子质量相同的常见气体,其中丁是空气的主要成分之一,3.0g甲发生爆炸反应,生成2.16g乙和标准状况下0.224L丁,其余为丙。
回答下列问题:
(1)甲的化学式为:
,丁的电子式为:
。
(2)甲发生爆炸反应的化学方程式为。
(3)已知化合物甲中,有两种元素的化合价为最高正价,另两种元素的化合价为最低
负价,爆炸反应中被氧化的元素与还原产物的物质的量之比为。
28(15分)有可逆反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),已知在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K=2.2。
(1)能判断该反应达到平衡状态的依据是(填序号)。
A.容器内压强不变了B.c(CO)不变了
C.v正(CO2)=v逆(CO)D.c(CO2)=c(CO)
(2)该反应的正反应是_______(选填“吸热”、“放热”)反应。
(3)写出该反应的平衡常数表达式_______。
若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中,CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0mol/L,则该温度下上述反应的平衡常数K=______(保留二位有效数字)。
(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件,反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
①升高温度________;②再通入CO_________。
(5)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如下图:
①从图中看到,反应在t2时达平衡,
在t1时改变了某种条件,改变的
条件可能是________。
A.升温
B.增大CO2浓度
C.使用催化剂
②如果在t3时瞬间从混合物中分离出部
分CO,t4~t5时间段反应处于新平衡状态,请在图上画出t3~t5的V(逆)变化曲
线。
29(14分)某铁矿石样品除含SiO2外,主要成分是铁的氧化物。
某化学兴趣小组对铁矿石进行探究。
(1)探究铁矿石中铁的价态。
①某同学将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现血红色。
由此得出该铁矿石中铁元素价态为+3的结论。
你认为此结论(填“合理”或“不合理”),其理由是
。
②请完成下表对铁元素价态的探究实验:
限选试剂:
3mol·L-1H2SO4溶液、3%H2O2溶液、6mol·L-1HNO3溶液、0.01mol·L-1KMnO4溶液、稀NaOH溶液、0.1mol·L-1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。
实验操作步骤
预期现象与结论
步骤1:
用药匙取少许样品于试管中,用滴管滴加适量的3mol·L-1H2SO4溶液,加热,充分反应后得到A溶液
—
步骤2:
若,样品中含+3价的铁元素
步骤3:
若,样品中含+2价的铁元素
(2)探究铁矿石中铁的含量。
将2.25g铁矿石样品经一系列化学处理,制得铁元素全部为Fe2+的待测液250mL,利用反应5Fe2++MnO4-+8H+
5Fe3++Mn2++4H2O对铁矿石中铁元素的含量进行测定。
①取25.00mL待测液进行滴定,平均消耗0.02mol·L-1KMnO4溶液的体积为25.00mL,求铁矿石中铁元素的质量分数(写出计算过程,并保留3位有效数字)
②下列滴定方式中,最合理的是(夹持部分略去)
。
③在滴定过程中,(填“需要”或“不需要”)指示剂来确定滴定终点。
30(14分)随着水体富营养化程度日趋严重,淡水湖泊藻类水华频繁发生。
人工打捞和
投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。
近年来,研究者采用投放食浮游植
物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法,收到较好的效果。
根据上述
材料回答问题:
(1)杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比,主要缺点是和。
(2)在该修复生态系统中,主要生产者是_____________,鱼类属于该生态系统的。
(3)挺水植物在该系统中的作用是________和_______。
该修复系统经过一段时间运行后,群落结构趋于稳定,群落的这个变化过程属于__________。
31(12分)γ-氨基丁酸(GA-BA)是中枢神经系统内一种氨基酸类递质,有研究表明GA-BA能促进动物生长。
研究人员选择96头体重为43kg左右的幼仔猪(雌雄各半),分别将10mg/Kg体重(试剂A)、20mg/Kg体重(试剂B)、30mg/Kg体重(试剂C)的GA-BA添加在幼仔猪的饲料中进行实验研究,结果如下表:
GA-BA对幼仔猪生长影响记录表
项目
始重(kg)
末重(kg)
日增重(g/d)
日采食量(kg/d)
甲组
42.98±6.23
80.02±8.62
771.78±21.19
2.40±0.08
乙组
42.79±5.53
82.60±7.83
829.43±10.96
2.41±0.05
丙组
43.27±4.81
80.23±6.85
769.97±17.96
2.42±0.08
丁组
43.23±6.48
78.44±6.89
733.51±9.94
2.40±0.11
(1)结合你所学知识,推测GA-BA最可能通过促进幼仔猪生长激素的分泌来促进其生
长。
你认为本实验要控制的无关变量有。
(写出2点)。
(2)请完善实验步骤