湖南省雅礼中学2013高三第八次月考理综试题答案(3)

24.(14分)静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1=2kg,B的质量m2=8kg,A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=10m/s2）
（1）求绳刚被拉断时F的大小
（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？
解析：(1) 设绳刚要被拉断时产生的拉力为T，根据牛顿第二定律，对A物体有
　　　  T－μm1g ＝ m1a  ……………          2分
　　　代入数值得a ＝2 m/s2   …………        1分
　　　对A、B整体
　　　F-μ（m1+m2）g=（m1+m2）a…………   2分
　　　代入数据得：F=40N …………        1分
　　　（2）设绳断后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，则
　　　a1=μm1g/m1=2m/s2  …………        1分
　　　a2=（F-μm2g）/m2=3m/s2  …………        1分
　　　A停下来的时间为t，则t=v/a1=1s…………        1分
　　　A的位移为x1，则x1=v2/（2a1）=1m…………      2分
　　　B 的位移为x2，则x2=vt+a2t2/2=3.5m…………        2分
　　　A刚静止时，A、B间距离为△x=x2+L-x1=3.5m…………        1分
25.(17分)如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计. 在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.
（1）若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其速度一位移的关系图象如图乙所示（图中所示量为已知量）. 求此过程中电阻R上产生的焦耳QR及ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小a.

（2）若ab杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变，绕OO′轴匀速转动. 若从磁场方向由图示位置开始转过的过程中，电路中产生的焦耳热为Q2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少？
解析：（1）ab杆离起起始位置的位移从L到3L的过程中，由动能定理可得]
   （2分）
　　ab杆在磁场中由起始位置发生位移L的过程，根据功能关系，恒力F做的功等于ab杆杆增加的动能与回路产生的焦耳热之和，则
   （2分）
联立解得，（1分）  R上产生热量（1分）
ab杆刚要离开磁场时，水平向上受安培力F总和恒力F作用，
安培力为：（2分）
由牛顿第二定律可得：（1分）解得（1分）
   （2）磁场旋转时，可等效为矩形闭合电路在匀强磁场中反方向匀速转动，所以闭合电路中产生正弦式电流，感应电动势的峰值（2分）
  有效值（1分） （1分）而（1分）得ω= (2分)

26．（14分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。
　　（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是        、        （填化学式）。
　　（2）Ⅱ中反应的离子方程式是                          。
　　（3）A的化学式是        ，装置Ⅲ中A在        极区产生。
（4）ClO2是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：
5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑ + 2H2O。
　① 该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是        。
　② 研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是                                       。
（5）NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是                                                 。
（1）Na2SO3  H2O（2分）（2）2ClO2 + H2O2 + 2OH－ = 2ClO+ O2↑+ 2H2O（2分）
　（3）H2SO4 （2分）  阳 （2分）  （4）1∶4 （2分）  ClO的氧化性或Cl－的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强，因此Cl－被氧化得到Cl2   （2分）             
（5）NaClO2变质前后分别与Fe2+反应时，最终均得到等量NaCl，Cl元素均由+3价变为－1价，根据电子守恒，两个过程中得到的电子的物质的量相同（2分）
27．(15分)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。

　I．工业上生产重铬酸钠晶体（Na2Cr2O7·2H2O）常以铬铁矿[主要成分:FeCr2O4（亚铬酸亚铁）] 为原料，其主要步骤如下：
　① 4 FeCr2O4＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2
　② 用H2SO4调节溶液pH，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7
(1) 工业上步骤①在反应过程中需不断搅拌，其目的是                          。
(2) 已知:Cr2O72－+ H2O2CrO42－+ 2H+，写出步骤②Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的化学方程式______________________________________________________________________。
　II．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
　　　
　已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：