20.如下图9所示,三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m,且与水平方向的夹角均为30°.现有两质量相同的小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数均为0.6,下列说法正确的是( AC )
图9
A.下滑相同距离内物块A、B机械能的变化一定不相同
B.下滑相同时间内物块A、B机械能的变化一定相同
C.物块A、B一定不能同时到达传送带底端
D.物块A、B在传送带上的划痕长度相同
21.如下图10所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于O点.一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ<90°.现缓慢改变绳OA的方向至θ>90°,且保持结点O位置不变,整个装置始终处于静止状态.下列说法正确的是( ABD )
A.绳OA的拉力先减小后增大
B.斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大
C.地面对斜面体有向右的摩擦力
图10
D.地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和
第Ⅱ卷(非选择题共174分)
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做答。
第33~40题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22.(5分)某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x,数据记录如表所示.
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
弹力F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
弹簧伸长的长度x/cm
0
2.00
3.98
6.02
7.97
9.95
11.80
14.00
(1)根据表中数据在图甲中作出F-x图线;
图11
(2)根据F-x图线可以求得弹簧的劲度系数为________N/m;
(3)估测弹簧弹力为5N时弹簧的弹性势能为________J.
(4)一位同学做此实验时得到如图乙所示的F-x图线,说明此同学可能出现了哪种错误?
________.
【答案】:
(1)见解析图(2分)
(2)50(1分)
(3)0.25(1分) (4)已超出了弹簧的弹性限度(1分)
【解析】:
(1)根据描点法可得出对应的F-x图象,如图所示;
(2)根据胡克定律可知,图象的斜率表示劲度系数,则可知k=
N/m=50N/m
(3)根据图象的性质以及W=Fx可知,图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功,根据功能关系可知,等于弹簧的弹性势能,故Ep=
×5×0.0995J≈0.25J;
(4)由图可知,当力达到某一值时,图象发生了弯曲,说明此时已超出了弹簧的弹性限度.
23.(10分)某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻Z的电阻率
.
(1)用游标卡尺测量其长度,用于分尺测量其直径,如图所示,则其长度L=__________mm;直径D=_________mm.
图12
(2)为精确测量Z的阻值,该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻.他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×1”档位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度如图甲所示.试问:
①为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“”档位置.
②再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0
”处,如图乙所示,那么他该调节________直至指针指在“0
”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置.
图13
(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表A1(量程30mA,内阻约3
)
B.电流表A2(量程3A,内阻约0.3
)
C.电压表V1(量程3V,内阻约3k
)
D.电压表V2(量程15V,内阻约5k
)
E.滑动变阻器R(最大阻值为10
)以及电源E(电动势4V,内阻可忽略)、电键、导线若干
图14
①为了提高测量精确度并且使电阻Z两端电压调节范围尽可能大,除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有______________.
②请在答题纸的方框中画出你设计的电路图.
③请将图中所提供的实验器材用铅笔连接成所需要的实验电路
【答案】:
(10分)
(1)70.153.990每空1分
(2)①欧姆调零旋钮②×10每空1分
(3)每小题2分①ACE(选不全的1分错选零分)
24.(14分)如图15所示,两块相同的金属板MN、PQ平行倾斜放置,与水平面的夹角为45°,两金属板间的电势差为U,PQ板电势高于MN板,且MN、PQ之间分布有方向与纸面垂直的匀强磁场。
一质量为m、带电量为q的小球从PQ板的P端以速度v0竖直向上射入,恰好沿直线从MN板的N端射出,重力加速度为g。
求:
(1)磁感应强度的大小和方向;(6分)
(2)小球在金属板之间的运动时间为多少?
(8分)
图15
【解析】:
(1)小球在金属板之间只能做匀速直线运动,受重力G、电场力F电和洛伦兹力f,F电的方向与金属板垂直,由左手定则可知f的方向沿水平方向,三力合外力为零,故小球带正电,金属板MN、PQ之间的磁场方向垂直纸面向外,且有
qv0B=mgtanθ①
得B=
②
(2)设两金属板之间的距离为d,则板间电场强度E=
③
又qE=
mg④
又h=υ0t⑤
小球在金属板之间的运动时间t=
⑥
解得t=
⑦
另解:
由于f=qv0B不做功,WG=-mgh,W电=qU,则由动能定理得
qU-mgh=0
h=υ0t
得t=
25.(18分)某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如下图甲所示.他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示.g取10m/s2.求:
图16
(1)上滑过程中的加速度的大小a1;
(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)木块回到出发点时的速度大小v.
【答案】:
(1)8m/s2
(2)0.35 (3)2m/s
【解析】:
(1)由题图乙可知,木块经0.5s滑至最高点,由加速度定义式a=
有:
上滑过程中加速度的大小:
a1=
=
m/s2=8m/s2
(2)上滑过程中木块沿斜面向下受重力的分力、摩擦力作用,由牛顿第二定律F=ma
得上滑过程中有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
代入数据得:
μ≈0.35.
图17
26.(14分)醋酸亚铬水合物{[(CH3COO)2Cr2·2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。
实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示,且仪器2中预先加入锌粒。
已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。
制备过程中发生的相关反应如下:
Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g);
2CrCl3(aq)+Zn(s)=2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO—(aq)+2H2O(l)=[(CH3COO)2Cr]2·2H2O(s)
请回答下列问题:
(1)仪器1的名称是______________________________________。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是____________(填序号);目的是
_________________________。
A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B.先加三氯化铬溶液,一段时间后再加盐酸
C.先加盐酸,一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与醋酸钠溶液顺利混合,应关闭阀门_____(填“A”或“B",下同),打开阀门____。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与醋酸钠溶液反应外,另一个作用是_____________________________________________。
(5)已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[(CH3COO)2Cr]2·2H2O9.4g,则该实验所得产品的产率为____________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。
(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的_______,再加入碱液,调节pH至少为_______才能是铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L)。
【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31,
≈4,lg2≈0.3】
【答案】(15分)
(1)使碘充分反应以提高其利用率(2分)
(2)三颈烧瓶(1分)防止生成的I被氧化(2分)
(3)FeI2+2NaHCO3=FeCO3+2NaI+CO2+H2O(2分)
(4)向
(2)的滤液中加入稍过量的HI溶液,再微热。
(2分)
(5)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
(2分)
(6)洗涤(1分)99.45%(2分)
27.(除标注外,每空2分,共15分)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:
破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应)。
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-两种形式存在。
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计。
③[Fe(CN)6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化。
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如下对比实验:
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验序号
实验
目的
初始pH
废水样品
体积/mL
CuSO4溶液的体积/mL
双氧水溶液的体积/mL
蒸馏水的体积/mL
①
为以下实验
操作参考
7
60
10
10
20
②
废水的初始
pH对破氰
反应速率的影响
12
60
10
10
20
③
________
7
60
______
______
10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图18所示。
图18
(2)实验①中20~60min时间段反应速率:
v(CN-)=______mol·L-1·min-1。
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是____________________(填一点即可)。
在偏碱性条件下,含氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO
,同时放出NH3,试写出该反应的离子方程式:
_______________________________________________。
(4)该兴趣小组同学要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用,请你帮助他们设计实验并验证上述结论,完成下表中内容(已知:
废水中的CN-浓度可用离子色谱仪测定)。
实验步骤(不要写出具体操作过程)
预期实验现象
和结论
【答案】:
(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响(1分) 10(1分) 20 (1分)
(2)0.0175
(3)初始pH增大,催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)
CN-+H2O2+H2O===NH3↑+HCO
(4)
实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶液,只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末,用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的CN-浓度(3分)
相同时间内,若甲试管中的CN-浓度小于乙试管中的CN-浓度,则Cu2+对双氧水破氰反应起催化作用;若两试管中