都哦哦哦来了看看“没有”)。
【答案】(1)(4分)1.49V 0.45? (2)(2分)小于 (3)(3分)kS 没有
24.(14分)如图所示,质量分别为1.0kg和2.0kg的物体A和B放置在水平地面上,两者与地面间的动摩擦因数均为0.4,物体B与一轻质滑轮相连。现将一根轻绳的一端固定在水平地面上离B足够远的位置,另一端跨过轻质滑轮连接在物体A上,轻绳保持水平方向。初始时刻,物体A在水平力F=20N作用下由静止向右运动。(重力加速度g?10ms)求:
(1)轻绳上拉力的大小;
(2)t?2s时滑轮对物体B做功的瞬时功率为多少?
【解析】(1)设A、B的加速度大小分别为aA、aB,轻绳上的拉力为T,对A、B分别受力分析并应用牛顿第二定律可得:
对于A:F?T??mAg?mAaA (1)2分 对于B:2T??mBg?mBaB (2)2分 据题意可知:aA?2aB (3)2分 代入数据得:T?8.0N (4)2分 (2)由(1)(2)(3)式可求得:aB?4ms (5)2分 由运动学公式可得B在t?2s时的速度vB?aBt?8ms (6)2分 所以滑轮对物体B做功的瞬时功率p?2T?vB?128W (7)2分 25.(18分)如图所示,水平桌面上方区域存在竖直向上的匀强电场,电场强度E?5NC。过桌左边缘的虚线PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B??322?3T,虚线PQ与水平桌面成45°角。现将一个
?3质量m1?2.0?10kg、带正电q?4.0?10C的物块A静置在桌面上,
都哦哦哦来了看看质量m2?1.0?10kg、不带电的绝缘物块B从与A相距L?2.0m处的桌面上以
?3v0?5.0ms的初速度向左运动。物块A、B与桌面间的动摩擦因数均为??0.4,二者在桌
面上发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后B反弹速度为vB?1.0ms,A向左运动进入磁场。(结果保留两位有效数字)求:
(1)碰撞后物块A的速度;
(2)A进入磁场到再次回到桌面所用时间;
(3)若一段时间后A、B在桌面上相遇,求碰撞前A与桌左边缘P的距离。
【解析】(1)设B与A碰撞前瞬间的速度为v,碰后A、B的速度分别为vA、vB,对于
B由动能定理可得:
??m2gL?112 (1)2分 m2v2?m2v022A、B碰撞过程中,规定向左为正方向,对于A、B组成的系统由动量守恒定律可得:
m2v?m1vA?m2vB (2)2分
由(1)(2)两式联立可得:vA?2ms,方向水平向左。 (3)2分 (2)对A受力分析可知qE?m1g,故碰撞后A向左匀速直线运动进入磁场,并在磁场中做匀速圆周运动,设在磁场中做圆周运动的周期为T,则:
T?2?m1 (4)1分 qB由几何知识可得:A球在磁场中运动了
3个圆周,轨迹如图所示。 43T (5)1分 4设A在磁场中运动的时间为t1,则:t1?A运动出磁场后竖直向下匀速运动再次回到桌面位置,设其运动时间为t2,由题意可得:
2vA磁场中洛伦兹力提供向心力:qvAB?m1 (6)1分
RR?vAt2 (7)1分
t?t1?t2 (8)1分
联立以上各式得:t?2.7s (9)1分 (3)碰撞后B反弹在桌面上做匀减速运动,设其加速度为a,停止运动所用时间为t3,可得:
?m2g?m2a (10)1分
0?vB?at3 (11)1分
都哦哦哦来了看看解得:t3?0.25s (12)1分 显然,碰撞后B运动时间小于A运动时间,由此可知A、B相遇时,B已经停止运动。所以A、B相遇的位置为B停止运动的位置,也是A竖直向下再次回到桌面的位置。
B匀减速的位移:S?1vBt3 (13)1分 2根据题意,A距桌边P的距离:x?R?S (14)1分 所以可得:x?0.83m (15)1分 6.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷,其在110 ℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。
(1)烧瓶M中盛有饱和NH4Cl与饱和NaNO2的混合液,常用于实验室制N2,则该反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(2)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:a接________、________接________、________接________、________接________。
(3)装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的是____________________。结束实验时先熄灭B、D两装置中的酒精灯再通入N2至常温,其目的是___________________。
(4)E装置中澄清石灰水的作用是__________________。 (5)探究分解后的固体产物
①取B中充分反应后所得固体于试管中,加入足量蒸馏水,过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末,取4.4 g黑色粉末溶于足量稀硝酸中,收集到标准状况下NO气体1.12 L。通过计算判断,黑色粉末的成分为________(写化学式)。请设计实验方案验证:__________________。
都哦哦哦来了看看②9.82 g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在以上装置中加热分解,所得固体的质量为5.42 g,同时得到密度为1.647 g·L(已折合成标准状况下)的含碳气体,写出该分解反应的化学方程式:
______________________________。 【答案】(1)NH4Cl+NaNO2(2)b c f g d e h
(3)排出装置中的空气,防止空气中的CO2干扰实验结果 防止E、F装置中的溶液倒吸 (4)检验CO2是否已除尽
(5)①FeO和Fe 取少量固体于试管中,加入足量的硫酸铜溶液,若出现红色固体,则说明有Fe;取经过滤、洗涤至洗涤液无色后的固体于另一支试管中,加过量盐酸,静置,取上层清液,滴加几滴KSCN溶液无红色出现,再滴加1~2滴H2O2溶液,若溶液呈红色,则说明有FeO(其他合理答案也可以)②2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O6H2O
3K2CO3+Fe+FeO+4CO↑+5CO2↑+
NaCl+N2↑+2H2O
-1
强减小,E、F装置中的溶液倒吸。(4)检验气体产物中是否含有CO,需先除净CO2,E装置中的澄清石灰水用来检验CO2是否除尽。(5)①NO的物质的量是0.05 mol,则转移电子是0.05 mol×3=0.15 mol。如果黑色粉末是Fe,则Fe是0.05 mol,其质量是0.05 mol×56 g·mol
-1
=2.8 g。如果黑色粉末是FeO,则其物质的量是0.15 mol,其质量是0.15 mol×72 g·mol=10.8 g。由于黑色粉末总质量是4.4 g,所以黑色粉末应该是FeO和Fe的混合物。根据
-1
金属活动性顺序知Fe比Cu活泼,单质Fe与过量CuSO4溶液能发生置换反应,因此可选择CuSO4溶液检验固体产物是否含有单质Fe。FeO是碱性氧化物,不溶于CuSO4溶液,根据碱性氧化物能溶于盐酸,生成的Fe在酸性条件下易被H2O2氧化为Fe,Fe遇KSCN溶液变红,由此可以检验固体产物中的FeO。②由题意可知,分解后所得含碳气体的摩尔质量为M=1.647 g·L
-1
2+
3+
3+
×22.4 L·mol≈36.9 g·mol,假设混合气体中CO2、CO的物质的量分别是x、y,则(44x-1-1
都哦哦哦来了看看+28y)÷(x+y)=36.9,解得x∶y=5∶4,n(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)=9.82 g÷491 g·mol
-1
=0.02 mol,根据K元素守恒可得n(K2CO3)=(0.02 mol×3)÷2=0.03 mol,在固体中Fe元素的物质的量是n(Fe)=0.02 mol,产生的CO、CO2的物质的量是0.02 mol×6-0.03 mol=0.09 mol,由于n(CO2)∶n(CO)=5∶4,所以n(CO2)=0.05 mol,n(CO)=0.04 mol,Fe元素结合的O元素的物质的量是0.02 mol×12-0.05 mol×2-0.04 mol×1-0.03 mol×3=0.01 mol,因此K3[Fe(C2O4)3]·3H2O发生分解反应的各种物质的量之比为n(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)∶
n(K2CO3)∶n(Fe)∶n(FeO)∶n(CO2)∶n(CO)∶n(H2O)=0.02 mol∶0.03 mol∶0.01 mol∶0.01
mol∶0.05 mol∶0.04 mol∶0.06 mol=2∶3∶1∶1∶5∶4∶6。故该分解反应的化学方程式
是2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
3K2CO3+Fe+FeO+4CO↑+5CO2↑+6H2O。
27.随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)关化学键的键能数据如下:
共价键 键能/kJ·mol1-CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相
C—O 351 H—O 463 N—H 393 C—N 293
则该反应的ΔH=________kJ·mol。
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
-1
ΔH<0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为________。
②X轴上a点的数值比b点________(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________________________________。