24.(14分)如图所示,MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场,现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度
v0=12m/s水平向右与cd绝缘
杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd绝缘杆则恰好通过半圆导轨最高点,不计其他电阻和摩擦,
2g?10m/sab金属杆始终与导轨垂直且接触良好,取,(不考虑cd杆通过半圆导轨最高点以后的运动),
求:
(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v; (2)正碰后ab杆的速度大小; (3)电阻R产生的焦耳热Q。
25.(18分)如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接,两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域(图中的虚线范同),磁场方向竖直向上,磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为s,相邻磁场区域的间距也为s,大于L,磁场左、右两边界均与导轨垂直,现有一质量为m,电阻为r,边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放,金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过n段磁场区域,地球表面处的重力加速度为g,感应电流的磁场可以忽略不计,求:
(1)金属框进入第1段磁场区域的过程中,通过线框某一横截面的感应电量及金属框完全通过n段磁场区城的过程中安培力对线框的总冲量的大小?
(2)金属框完全进入第k(k 26.(15分)钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。 目前工业上使用一种新工艺,以便从冶炼铝的固体废料一赤泥中提取金属钒,赤泥主要含有Fe2O3、 Al2O3、 V2O5和CuO,具体工艺流程图如下: 已知:钒有多种价态,其中+5 价最稳定。钒在溶液中主要以VO2和VO3的形式存在,且存在平衡VO2+H2OVO3+2H。回答下列问题: (1)磁性产品的化学式为_________________________。 (2)赤泥加入NaOH溶液,发生的离子反应方程式为___________________。能否用氨水代替NaOH溶液,___________(填“能”或“不能”),理由是___________________________________________。 (3)滤液1生成沉淀的离子反应方程式为_________________________________________。 (4)调至pH=8 的目的有两个,一是___________________,二是使VO2转化为VO3,此时溶液中VO2和VO3的物质的量之比为a:b,VO2+H2OVO3+2H的平衡常数K=____________________。 (5)滤液2 加氯化铵生成NH4VO3 的离子方程式为__________________________,该反应能发生是因为__________________________________________。 -+ -+ + -+ + -+ + - 27.(14分)铜及其化合物在工农业生产有着重要的用途,氯化铜、氯化业铜经常用作催化剂。其中 CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。 【查阅资料】 (i)氯化铜:从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在15 -25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100得到无水物。 (ii) (1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氧气并与铜反应(铁架台,铁夹略) 制备氯化铜。 ①按气流方向连接各仪器接口顺序是: a→_____、_____→_____、_____→_____、_____→_____。 ②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先_____后_______ (2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,要用FeCl3 溶液作为“腐蚀液”,写出该反应的化学方程式:_____________________。 (3) 现欲从( 2) 所得溶液获得纯净的CuCl2?2H2O,进行如下操作: ①首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加试剂X 用于调节pH,过滤,除去杂质,X 可选用下列试剂中的(填序号) a.NaOH b.NH3?H2O C.CuO d.CuSO4 ②要获得纯净CuCl2?2H2O晶体的系列操作步骤为:向①所得滤液中加少量盐酸,蒸发浓缩、_____、_____、洗涤、干燥。 (4) 用CuCl2?2H2O为原料制备CuCl 时,发现其中含有少量的CuCl 2或CuO 杂质,若杂质是CuCl2,则产生的原因是______________。 (5)设计简单的实验验证0.1mol/L 的CuCl2溶液中的Cu 2+ 对H2O2的分解具有催化作用:_____。 28、(14分)CO2是引起“温室效应”的主要物质,CO2的甲烷化可以实现其循环利用。 甲烷化过程中,可能发生如下反应: I. CO2 (g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H1 II. CO2 (g)+4H2(g) CO(g)+2H2O(g) △H2 已知反应II中相关的化学键键能数据如下: 化学键 -H—H C=O C O H—O 463 E/(kJ·mol436 1750 1076 ) 由此计算△H2=_________________。 (2)在常压、催化剂条件下,将CO2 和H2 (体积比为1:4,总物质的量为m mol)置于密闭容器中,发生反应I和II。测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比) ①由图1和图2可知,△H1___0(填“>”或“<”),____________可影响催化剂的选择性。 ②由图1可知CO2的转化率呈现先升高后降低的变化趋势,其原因是________________________________。 ③下列措施能提高CO2平衡转化率的是__________(填标号) A.提高原料气中H2所占比例 B.适当增大压强 C.升高温度 D.增大催化剂的比表面积 E.前段加热,后段冷却 ④350℃时,反应在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为VL,该温度下反应I的平衡常数为_____(用m、V表示)。 ⑤550℃时,反应在t2时刻达到平衡,此时容器中H2O(g)的物质的量为__mol(用m表示) (3)CO2与NaOH溶液反应得到Na2CO3溶液。电解Na2CO3溶液的原理如图所示,阳极的电极反应式为______________________________________。 29.(9分)下图表示某植物叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内叶肉细胞CO2释放量和叶绿体02产生总量的变化。据图回答下列问题:
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