(1)实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是
A.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
(2)图乙是实验中得到的一条纸带,已知相邻计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源频率为50Hz,由此可求出小车的加速度a=________m/s2(计算结果保留三位有效数字)。
(3)一组同学在保持木板水平时,研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系,得到如图丙中①所示的a-F图线。则小车运动时受到的摩擦力f=_______N;小车质量M=_______kg。若该小组正确完成了步骤(1),得到的a—F图线应该是图丙中的 (填“②”、“③”或“④”)。 23.为测定标有“4.5V 、2W”字样小灯泡的伏安特性曲线,有下列器材可供选用: A.电压表V1(0~3V,内阻为3kΩ) B.电压表V2(0~15V,内阻为15kΩ) C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω) D.定值电阻R0(阻值为3 kΩ)
a/(m?s?2)E.滑动变阻器R(10 Ω,2A)
④③ F.学生电源(直流6V,内阻不计);开关导线若干。 ② ① (1)为使实验误差尽可能小,并要求从零开始多取几组数据,下面
所示的四幅电路图中满足实验要求的是 。该实验电路图中x0.50是电压表 (填V1或V2);该电路图中小灯泡两端电压U与对
UU应电压表读数UV的比值Vo0.10丙F/N? 。
?0.50(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端(填a或b);实验操作中,为使灯泡不被烧坏,当观察到电表x的示数接近 V时,要特别注意滑动变阻器的调节。
24. (12分)质量M=3kg的滑板A置于粗糙的水平地面上,A与地面的动摩擦因数μ1=0.3,其上表面右侧光滑段长度L1=2m,左侧粗糙段长度为L2,质量m=2kg、可视为质点的滑块B静止在滑板上的右端,滑块与粗糙段的动摩擦因数μ2=0.15,取g=10m/s2,现用F=18N的水平恒力拉动A向右运
动,当A、B分离时,B对地的速度vB=1m/s,求L2的值。
25. (20分)如图,矩形abcd区域有磁感应强度为B的匀强磁场,ab边长为3L,bc边足够长。厚度不计的挡板MN长为5L,平行bc边放置在磁场中,与bc边相距L,左端与ab边也相距L。质量为m、电荷量为e的电子,由静止开始经电场加速后沿ab边进入磁场区域。电子与挡板碰撞后完全被吸收并导走。
(1)如果加速电压控制在一定范围内,能保证在这个电压范围内加速的电子进入磁场后在磁场中运动时间都相同。求这个加速电压U的范围。
(2)调节加速电压,使电子能落在挡板上表面,求电子落在挡板上表面的最大宽度?L。
26.(14分)
氯气与碱溶液反应,在低温和稀碱溶液中主要产物是C lO—和Cl—,在75℃以上和浓碱溶液中主要产物是ClO3—和Cl—。研究小组用如下实验装置制取氯酸钾(KClO3),并测定其纯度。
回答下列问题:
(1)检查装置气密性后,添加药品,待装置Ⅲ水温升至75℃开始反应。 ①装置Ⅰ的作用是制备________,反应的化学方程式为________。 ②若取消装置Ⅱ,对本实验的影响是________。
③实验结束,拆解装置Ⅰ前为了防止大量氯气逸出,可采取的措施是________。
④从装置Ⅲ的试管中分离得到KClO3粗产品,其中混有的杂质是KClO和________。
(2)已知碱性条件下,ClO—有强氧化性,而ClO3—氧化性很弱。设计实验证明:碱性条件下,H2O2能被ClO—氧化,而不能被ClO3—氧化________。 (3)为测定产品KClO3的纯度,进行如下实验: 步骤1:取2.45g样品溶于水配成250mL溶液。
步骤2:取25.00mL溶液于锥形瓶中,调至pH=10,滴加足量H2O2溶液充分振荡,然后煮沸溶液1~2分钟,冷却。
步骤3:加入过量KI溶液,再逐滴加入足量稀硫酸。(ClO3—+6I—+6H+=Cl—+3I2+3H2O) 步骤4:加入指示剂,用0.5000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。(2S2O32—+I2=S4O62—+2I—)
①步骤2的目的是________。写出煮沸时反应的化学方程式________。 ②样品中KClO3的质量分数为________。(KClO3式量:122.5) 27.(14分)
一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应有N2生成。写出金属镍溶解的离子方程式________。 (2)“除铁”时H2O2的作用是________,为了证明添加的H2O2已足量,应选择的试剂是________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)溶液。黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则x∶y∶m∶n=1∶3∶2∶________。 (3)“除铜”时,反应的离子方程式为________,若用Na2S或Na2S2O3代替H2S除铜,优点是________。
(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是________。
(5)100kg废料经上述工艺制得Ni(OH)2固体的质量为31kg,则镍回收率的计算式为________。 (6)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下: (式中M为储氢合金)
写出电池放电过程中正极的电极反应式________。
28.(15分)
以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。
(1)甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2,氢元素利用率达100%,反应的化学方程式为________,该方法的缺点是________。
(2)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJ·mol-1 副反应:H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ·mol-1
①既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是________。
②分析适当增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处________。
③某温度下,将nH2O∶nCH3OH=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为________。(忽略副反应) ④工业生产中,单位时间内,单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为m3/(m3催化剂·h),简化为h—1]。一定条件下,甲醇的转化率与温度、空速的关系如图。空速越大,甲醇的转化率受温度影响越________。其他条件相同,比较230℃时1200h—1和300h—1两种空速下相同时间内H2的产量,前者约为后者的________倍。(忽略副反应,保留2位有效数字)
(3)甲醇水蒸气重整制氢消耗大量热能,科学家提出在原料气中掺入一定量氧气,理论上可实现甲醇水蒸气自热重整制氢。
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