21.电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡,测量时,在左
边托盘中放入质量为m的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量为mo、匝数为n、下边长为l的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。如图甲所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势为E,内阻为r。开关S闭合后,调节可变电阻至R1时,天平正好平衡。已知mo>m,取重力加速度为g,则 A.矩形线圈中电流的方向为逆时针方向
B.矩形线圈的电阻R?E?Ur?R1 U(m0?m)gr
m(E?U)lC.匀强磁场的磁感应强度的大小B?D.若仅将磁场反向,在左盘添加质量为2m0 -m的砝码可使天平重新平衡
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,每个试题考生都必须傲
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)用如图甲所示的实验装置完成“探究动能定理”实验。请补充完整下列实验步骤的相关内容:
(1)用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0;用游标卡尺测量遮光片的宽度d,游标卡尺(游标尺10格的总长度为19 mm)的示数如图乙所示,其读数为____ mm;按图甲所示安装好实验装置,用米尺测出两光电门之间的距离s;
(2)在砝码盘中放入适量砝码,适当调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门
A和光电门B的时间相等;
(3)取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所
用的时间△tA和△tB;
(5)步骤(4)中,小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W合=____。小车动能变化
量△Ek= (用上述步骤中的物理量表示,重力加速度为g),比较W合和△Ek的值,找出两者之间的关系;
(6)重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复(2)~(5)步骤。
23.(9分)(1)某同学使用多用电表粗略测量一个定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1 k”挡
位,测量时指针偏转如图(a)所示。测量过程如下;
①断开待测电阻,将选择开关旋到 挡; ②将两表笔短接,调整 ,使指针指向“0 Ω”; ③再接入待测电阻,测出待测电阻阻值; ④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示。其中电压表内阻
约为5 kΩ,电流表内阻约为1 Ω。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接,该方法 中由于 造成测量的系统误差,电阻的测量值 真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。(3)图(c)是一个多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。已知选择开关
S旋到位置2时,多用电表相当于一个量程为10 mA,内阻为2 Ω的电流表。A、B两支表笔中,其中 为红表笔;当选择开关S旋到位置3时,可用来测量 ;当S旋到位置5、6时,可做10 V和50 V量程的电压表使用,则R4 =____Ω。
24.(13分)如图甲所示,圆盒为电子发射器.M处是电子出射口。其正视截面如图乙所示,D为绝
缘外壳,整个装置处于真空中,半径为R的金属圆柱A可沿半径向外均匀发射速率为v的低能电子;与A同轴放置的金属网C的半径为3R。不需要电子射出时,可用磁场将电子封闭在金属网以内;若需要低能电子射出时,可撤去磁场,让电子直接射出;若需要高能电子,撤去磁场,井在A、C间加一径向电场,使其加速后射出。不考虑A、C的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用,忽略电子的重力和相对论效应,已知电子质量为m,电荷最为e。
(1)若需要速度为2v的电子通过金属网C发射出来,在A、C间所加电压U是多大?
(2)若A、C间不加电压,要使由 A发射的电子不从金属网C射出,可在金属网内环形区域加垂
直于圆盒平面向里的匀强磁场,求所加磁场磁感应强度B的最小值;
25. (19分)如图所示,长木板B质量为m2=1.0 kg,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧逸域光
滑。质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端。质量m1=0.5 kg的物块A,以速度vo=9m/s与长木板发生正碰(时问极短),之后B、C发生相对运动。已知物块C与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块C始终在长木板上,g取10 m/s2。
(1)若A、B相撞后粘在一起,求碰撞过程损失的机械能。
(2)若A、B发生弹性碰撞,求整个过程物块C和长木板的相对位移。
26.(14分)CoCO3可用作选矿剂、催化剂及伪装涂料的颜料。以含钴废渣(主要成CoO、Co2O3,还
含有Al2O3、ZnO 等杂质) 为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:
下表是相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol·L算):
-1
计
金属离子 Co2+ Al3+ Zn2+ 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 7.6 3.0 5.4 9.4 5.0 8.0 (1)写出“酸溶”时发生氧化还原反应的化学方程式 。
(2)“除铝”过程中需要调节溶液pH 的范围为 ,形成沉渣时发生反应的离子方程式为 。
(3)在实验室里,萃取操作用到的玻璃仪器主要有 ;上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)
ZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作
是 。
(4)“沉钴”时,Na2CO3溶液滴加过快会导致产品不纯,请解释原因 。 (5)在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2 的体积为0.672 L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为 。
27.(14 分)为了更深刻地认识卤素的性质,某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探
究实验,根据实验回答问题。 [实验一]氯气的制取
(1)该小组拟用下图实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去,下同)。每个虚线框表示一个单元装置,请用文字描述将下列装置的错误之处改正 。
[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物
已知氯化亚铁的熔点为674℃,沸点为1023℃;三氯化铁在100℃左右时升华,极易水解。在
△ 500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应,12FeCl2+3O2
△ 2Fe2O3+8FeCl3、
4FeCl2+3O2
2Fe2O3+4Cl2,该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁
与氧气反应产物的探究。
(2)实验装置的合理连接顺序为:A→ →E。
(3)假设加热装置中的完全反应,则反应后剩余固体的化学式是 。请设计实验方案验证你的假设 。
(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法 。 [实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究
(5)在不同实验条件下KClO3可将KI 氧化为I2 或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行):
试管标号 0.20 mol· L-1KI 溶液/mL KClO3(s)/g 6.0 mol· L-1 H2SO4溶液/mL 蒸馏水/mL 实验现象 ①该组实验的目的是 。
②2号试管反应完全后,取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色,假设还原产物只有KCl,写出反应的离子方程式 。
28.(15分)石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫,石油化工催生出多种脱硫技术。请
回答下列问题:
(1)COS的电子式是 。
(2)已知热化学方程式:①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362 kJ·mol1 ②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为 。 (3)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,该反应的平衡常数 为 。(已知H2CO3 的Ka1=4.2×107,Ka2=5.6×10
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-11
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-15
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-
1 1.0 0. 10 0 9.0 2 1.0 0. 10 3.0 6.0 3 1.0 0.10 6.0 3.0 4 1.0 0.10 9.0 0 ;H2S的Ka1=5.6×108,Ka2=1.2×10)
(4)在强酸溶液中用H2O2 可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS 的脱硫。该反应反应的化学方程式为 。 (5)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时,用活性α-Al2O3
作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示: