考点 19硫酸及其盐
1．复习重点
1．硫酸的性质及重要用途；浓硫酸的特性：强氧化性、吸水性、脱水性
1．重要硫酸盐的性质及SO
的检验；
2．难点聚焦
1.利用硫酸的强酸性制备多种物质：
（1）制气体：
制氢气Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;
制H2S：FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4
(2)制较弱的酸：
制H3PO4；Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓) 
2H3PO4+2CaSO4
制CH3COOH：2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4
(3)制化肥：
Ca3(PO4)2+2H2SO4(浓) Ca(H2PO4)2+2CaSO4
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
(4)制硫酸盐：制胆矾：CuO+H2SO4+4H2O CaSO4?5H2O(晶体)
制绿矾：Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
2.利用H2SO4高沸点性制取易挥发性酸。
（1）制HF：CaF2+H2SO4(浓) 2HF↑+CaSO4(铅皿中)
（2）制HCl：NaCl（固）+H2SO4（浓）
NaHSO4+HCl↑
NaHSO4+NaCl Na2SO4+HCl↑
（3）制HNO3：NaNO3+H2SO4（浓）
HNO3↑+NaHSO4
3.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
4.利用浓H2SO4的强氧化性制取SO2
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
5.利用浓H2SO4的脱水性：
（1）制C2H4：CH3CH2OH
CH2 CH2↑+H2O
（2）制CO：HCOOH
CO↑+H2O
6.利用浓H2SO4的吸水性做干燥剂。
干燥：O2、H2、Cl2、N2、CO、CO2、SO2
不干燥：碱性：NH3 还原性：H2S、HI、HBr
7.用H2SO4作催化剂：
（1）乙烯水化：CH2―CH2+H2O
CH3CH2OH
2. 浓硫酸
（1）物理性质：
无色油状液体，常见的浓硫酸质量分数为98.3%，沸点为338℃，高沸点难挥发性。
思考：浓硫酸的稀释方法。
（2）化学性质：
① 吸水性（干燥剂）
三种形式：
<1> 与水任意比例混溶，溶于水剧烈放热。
<2> 吸收气体中水蒸气（作为干燥剂，不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气）
<3> 与结晶水合物反应。
实验：浓硫酸与胆矾反应，由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。
② 脱水性（炭化）
实验6―3：潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。
现象：三种物质都发生了变化，生成了黑色的炭。
实验6―4：在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。
现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。
说明：
<1> 脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性。
<2> 脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时，浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为
夺取有机物中的氢原子和氧原子。
<3> 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭（炭化）。
③ 强氧化性
实验6―5：浓硫酸与铜反应，请同学注意反应现象，分析反应产物存在的依据。
（浓）
强调：硫酸所起的作用（氧化剂与酸的作用）。
叙述：浓硫酸也与木炭反应，
分析上述反应中元素化合价的变化情况，指出氧化剂和还原剂。
思考：请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物，画出实验装置图。
介绍：钝化现象及有关应用（分别举Al、Fe，说明原因）。
拓展：浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。
请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式：
= 
小结：
<1> 浓硫酸有强氧化性，包括还原性很弱的银在内的很多物质，都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性，一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在，另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。
<2> 浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素的物质，一般不会有+1价氢被还原，即一般不会生成氢气。
<3> 浓硫酸在作氧化剂时，硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题，中学化学中常见的还原产物为
。
请同学们根据硫酸的性质，归纳出硫酸的主要用途。
（3）硫酸的用途
思考：
和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出
，如何检验呢？
（二）检验
实验6―6：请同学们观察实验现象，并填表：
加入
溶液
加入盐酸
稀硫酸
现象
化学方程式
溶液
现象
化学方程式
溶液
现象
化学方程式
原理：和硫酸盐溶于水时都会产生，可以利用
的不溶性来检验的存在。使用试剂是：可溶性钡盐和酸（盐酸或稀硝酸）。
常用方法：
① 
现象（产生白色沉淀）
现象（沉淀不消失）
结论：可能含有、
、
。
② 
现象（产生白色沉淀）
现象（沉淀不消失）
结论：可能含、
。
③ 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含、。
④ 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含、、、。
讨论：根据上述实验现象，归纳的检验方法。
小结：在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化，以排除
、、等可能造成的干扰，再加入溶液，根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有存在。
上述实验中，待测试剂是客观的，并且是给定范围的，所以根据教材中的实验能得出正确的结论。如果待测液是未知的，就要考虑其它离子的干扰，就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择，否则会得出错误结论。
思考：对于“黑面包”实验做如下讨论。
实验
现象
原因
问题
结论
黑
面
包
实
验
蔗糖变黑。放出大量的热。
体积膨胀，生成黑色疏松多孔固体。
有刺激性气味气生成。
有碳生成。
浓硫酸吸水放热。
有二氧化硫等气体生成
① 为什么在实验开始前要加少量水？
② 不加水行不行？
③ 怎么知道生成的黑色物质是什么？
④ 此实验污染严重，如何对它进行改进？
⑤ 怎么知道生成的气体是什么？
⑥ 不加酸能不能得到碳？如果可以，用什么方法？
⑦ 还可以如何改进？为什么？
⑧ 除了蔗糖以外，别的物质能不能进行类似实验？
产物分别是：
碳、二氧化硫、二氧化碳。
体现的性质：
吸水性、脱水性、强氧化性。
自学：硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐。
（三）硫酸盐
1. 酸式盐
、
的水溶液显酸性，因为：
，所以，有强酸作用。
2. 正盐（见表6―2）
表6―2
硫酸盐
结晶水合物的俗名
主要用途
生石膏
熟石膏
制粉笔、模型、塑像等
芒硝
制玻璃、造纸工业
皓矾
收敛剂、防腐剂、颜料
――重晶石
医疗上用作“钡餐”
绿矾
补血剂、制蓝黑墨水
蓝矾、胆矾
制农药、镀铜液
明矾
净水剂
阅读材料：
（1）二氧化硫对人体有什么危害？
二氧化硫是大气中主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。在我国的一些城镇，大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。
二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。
二氧化硫可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，它能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。
二氧化硫浓度为10―15 ppm时，呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm 8小时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3―4倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化为硫酸雾，其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并（a）芘的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫和苯并（a）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率，在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。
（2）受酸雨危害的地区主要有哪些？
二十世纪的五、六十年代以前，酸雨只是在局部地区出现，如北欧地区受到欧洲中部工业区排出的酸性气体的影响，出现了酸雨。之后，到六十年代末至八十年代初，酸雨的危害全面显示，其范围由北欧扩大至中欧，同时北美也出现了大面积的酸雨区。八十年代以来，在世界各地相继出现了酸雨，如亚洲的日本、韩国、东南亚各国以及我国，南美的巴西、委内瑞拉，非洲的尼日利亚、象牙海岸等都受到了酸雨的危害。
酸雨最集中，面积最大的地区是欧洲、北美和我国。目前酸雨危害已扩大到中北欧、美国、加拿大，水体受酸雨的影响而酸化的问题也越来越严重，加拿大30多万个湖泊，到二十世纪末，有近5万个因湖水酸化湖中生物将完全灭绝。酸雨对森林的危害在许多国家已普遍存在，全欧洲1.1亿公顷的森林，有5000公顷受酸雨危害而变得脆弱和枯萎。
我国出现酸雨的地区已由八十年代初期的西南局部地区扩展到长江以南的大部分地区，成为我国危害最大的大气污染问题。目前，我国的酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最严重，其中心区域酸雨pH年均值低于4.0，酸雨频率在80%以上；西南地区南充、宜宾、重庆和遵义等城市的酸雨区，仅次于华中地区，其中心区域的酸雨pH年均值低于5.0，酸雨频率高于80%；华南沿海地区的酸雨主要分布在长江下游地区以及南至厦门的沿海地区，覆盖苏南、皖南、浙江大部及福建沿海地区；华南地区的酸雨主要分布于珠江三角洲及广西的东部地区，中心区域酸雨频率60―90%；北方地区也有一些城市降水年均pH值低于5.6，如青岛、图门、太原、石家庄等地。
小结酸雨的形成：
（1）
（主要途径）
（2）
是一种无色固体，熔点
，沸点
，与
反应生成，同时放出大量的热。工业上常用这两个反应制造硫酸。
3．例题精讲
[例1] 已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度越大，将质量分数为
%与
%的两种硫酸溶液等体积混合后，溶液的质量分数（ ）
A. 大于
% B. 小于% C. 等于% D. 无法确定
精析：解法一：估算法。假设两种硫酸溶液等质量混合，则混合后溶液里溶质的质量分数等于%。因为质量分数为%的溶液的密度大，所以等体积混合后其质量大于%的溶液质量，因而混合后溶液里溶质的质量分数大于%。
解法二：设质量分数为3x%的硫酸溶液密度为
，质量分数为x%的硫酸溶液的密度为
，两者体积均匀
。则混合后溶液的质量分数为：
∵ 
∴ 
∴ 
即
∴ 
答案：A
[例2] 现有
、、
、和
五瓶无色溶液，不能根据闻气味鉴别气体，如何把它们一一鉴别出来？
精析：使沉淀溶解不能加入稀HNO3，因为HNO3能把BaSO3氧化成BaSO4而不溶；也不可用Ba（NO3）2和HCl组合，因为此混合溶液中有H+和NO3-，同样有HNO3。
解法一：如图
解法二：如图
[例3]（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系
。
（2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）： → → →
。
（3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。
（4）装置②中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置②在整套装置中的位置的理由是 。
（5）装置③中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。
精析：
上述反应中的生成物有三个：SO2、CO2、H2O，在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析装置的连接顺序是4→2→1→3。
答案：
（1）
（2）④ ② ① ③
（3）验证的存在 充分吸收 验证是否已被吸收完全
（4）无水硫酸铜 水 由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①、③之前
（5）澄清的石灰水 
小结：品红是鉴别的试剂，不与品红作用。和在化学性质上有许多相似之处：都是酸性氧化物；都能溶于水得酸；都与
反应生成沉淀，通入过量的或时，生成的
、
沉淀溶解，变成
、
，溶液重新变澄清。中“C”为高价，中“S”为中间价，都可被还原为低价，因此，、有氧化性。
[例4] 60mL
的溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后被还原的硫酸的物质的量为（ ）
C. 在0.54～1.08mol之间 D. 小于0.54mol
精析：
硫酸中含纯1.08mol若完全与Cu反应，被还原的
为
，但浓硫酸与Cu反应到一定浓度时，变为稀硫酸，稀硫酸不与Cu反应，故实际上被还原的的物质的量小于0.54mol。
答案：D
错解分析：误选B项。原因是没有考虑到随反应的进行，的浓度会逐渐减小，稀不与Cu反应。
[例5] 设计一个只用溶液及试管鉴别和稀硫酸的实验，简要写出鉴别过程。
解析：虽然
和均为白色不溶于水的固体，但前者可溶于酸，而后者不溶于酸。各取试样少许，分别置于两支试管A、B中，然后分别向其中加入足量溶液，都生成白色沉淀：
静置两支试管，将A试管中的上层清液注入B试管中，若B中沉淀溶解，并有刺激性气味气体逸出，则说明试管B中原来盛溶液，A试管中是稀。若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来盛稀硫酸，试管A中是溶液。
答案：略
[例6] 有一定质量的
与
的浓充分反应，完全溶解，同时生成标准状况下的气体A
。则气体A中各组分的体积比为 。
精析：本题所考知识点为浓硫酸的氧化性，稀硫酸的酸性，氧化还原反应，气体摩尔体积。
反应后溶液为1L，
，则
，故反应后溶液中剩余硫酸0.05mol。由于浓硫酸与反应过程中浓度变稀，故有
、两种气体产生。设、的物质的量分别为、
。
解得：
所以A气体中
答案：
4．实战演练
长 春 市
2009年高中毕业班第三次调研测试
理科综合能力试题
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，试卷满分300分。做题时间为150分钟。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
注意事项：
1．答题前，考生必须将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形 码区域内。
2．选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题必须使用O．5毫米黑色字迹的签字笔书写， 字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草 稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破，不准使用涂改液、刮纸刀。
第Ⅱ卷（选择题）
（本题包括21小题，每小题6分，共126分）
以下数据可供解题时参考：
相对原子质量（原子量）：H：1 C：12 N：14 O：16 Al：27 C1：35.5 Cu：64
解无机推断题的“一、二、三、四”
思维容量大、题型多变、能力要求高、推理严密，在历年高考中频频出现，且体现出很好的区分度和选拔功能。
一.一个积累
无机推断题是集元素化合物知识、基本概念和基本理论于一体，且综合性强、考查知识面广，既能检查学生掌握元素化合物的知识量及熟练程度，又能考查学生的逻辑思维能力。如果突然地问这类题型有什么样的解题方法和技巧，我估计很难说出个所以然来，这就像猜谜语一样,在谜底出来之前怎么想都想不出来,一旦知道了谜底,才会想起来”哦”原来是这么回事。但是有一点非常重要，那就是：知识的掌握和素材的积累。知识的掌握是掌握什么? 素材的积累要积累什么?
掌握共性知识,积累特殊要点
及时归纳总结。 每个单元或章节结束后，通过反思融会同类知识，使普遍的知识规律化，零碎的知识系统化。例如：对无机化学，复习元素及其化合物这部分内容时，可以以“元素→单质→氧化物（氢化物）→存在”为线索；学习具体的单质、化合物时既可以以“结构→性质→用途→制法”为思路，又可以从该单质到各类化合物之间的横向联系进行复习，同时结合元素周期律，将元素化合物知识形成一个完整的知识网络。对每一章节的重点内容要能够在合上书本以后，像放电影一样在头脑中过一遍，才能将这一章的知识形成完整的印象。
化学的知识点十分繁杂,在高三要做的就是建立一个立体的知识树,做到心中有树，心中有书。
每次考试结束后要回头看一看，停下来想一想，自己知识和技能是否得到了巩固和深化，自己存在什么问题，以便在今后的复习中对症下药。
要从共性中找特殊 根据记忆规律，共性的东西很容易对大脑形成刺激以至于不容易遗忘，我们很容易忽略那些特殊的内容，而这些特殊的内容往往就是推断题中喜欢涉及到的。如果记住了这些东西，他就会成为题目中最“显眼”的地方，亦即解题的突破口――“题眼”，再根据题意逐步进行逻辑推理分析，进而找到答案。下面就化学里物质推断题中常作“题眼”的知识点归纳如下，仅供参考。
特征结构：电子式类似于Na2O2型的有：CaC2，FeS2等等，像07（第26题），08年好像命题组的人对C2２-很感兴趣。
特征颜色，状态，气味，硬度等
特征反应现象：根据现象就能够得出相应的结论，例如电解时阳极产生的气体一般是：Cl2、O2，阴极产生的气体是：H2。
特殊反应条件：高温条件，高温高压催化剂，催化剂、加热，催化剂、加热
特征转化关系：
。
共性需要记忆，特殊也同样需要记忆，我始终认为考试的过程就是一种在理解的同时默写的过程，就是将自己的思维过程在纸面上真实地反映出来的过程，所以记忆就显得非常重要。
湖南省岳阳市2009届高三教学质量检测（四）
理科综合能力测试
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共11页。时量150分钟，满分300分。
以下数据可供解题时参考：
相对原子质量（原子量）：H：1 O：
高三sts专题突破及相关答案
气体流体模型（气柱模型）
1．（09宣武一模）一艘帆船在湖面上顺风行驶，在风力的推动下做速度v1=
该帆船在匀速行驶的状态下突然失去风的动力，帆船在
湖面上做匀减速直线运动,经过8秒钟才能恰好静止；
该帆船的帆面正对风的有效面积为S=
量M约为
行驶的过程中受到的阻力始终恒定不变，那么由此估算：
（1）在匀速行驶的状态下，帆船受到的动力和阻力分别 为多大？
（2）空气的密度约为多少？
2．（2008年北京高考）风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）利用总电阻
的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率
，输电电压
，求导线上损失的功率与输送功率的比值;
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为p，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能功率Pm;
在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1＝
3.（08朝阳一模）某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝1300N／m，自然长度L0＝
（1）金属杆单位长度的电阻；（2）此时作用在迎风板上的风力；
（3）假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为
能量发光面模型
4．（09年西城一模）节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示，喷口距离地面的高度h =
（1）求这个喷灌系统所能喷灌的面积S；
（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率η；
（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的
电能存储起来供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积Sm。
太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，太阳辐射的总功率P0 = 4×1026W，
太阳到地球的距离R = 1.5×
蓄电池释放电能的效率约为90%。
5．（07年西城二模）一辆总质量为M =6.0×
P总 = 3.9×1026W。太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗。太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P0 = 1.0×103W/m2。半径为R的球面积公式为S = 4πR2。（取g =
）
（1）这辆太阳能汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少；
（2）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍。求这辆车可能行驶的最大速度；
（3）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离。
磁流体的应用
24．（07年海淀一模）磁流体动力发电机的原理如图17所示，一个水平放置的上下、前后封闭的横截面为矩形的塑料管，其宽度为l，高度为h，管内充满电阻率为ρ的某种导电流体（如水银）。矩形塑料管的两端接有涡轮机，由涡轮机提供动力使流体通过管道时具有恒定的水平向右的流速v0。管道的前、后两个侧面上各有长为d的相互平行且正对的铜板M和N。实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：①垂直流动方向横截面上各处流体的速度相同；②流体不可压缩；③流体流动过程中所受总的摩擦阻力与它的流速成正比，且比例系数为k。
（1）用电阻可忽略不计的导线将电阻为R的灯泡（不计灯泡电阻随温度的变化）接在铜板M、N的外侧之间，由于此时磁场对流体有力的作用，使流体的稳定流速变为v（v<v0），求磁场对流体的作用力；
（2）现提高涡轮机提供的动力，使液体的流速增加到原来的值v0，求此时这台磁流体发电机的发电效率及其供电的输出效率。
20．长方体导电材料，建立如图34所示的坐标系，和坐标轴的交点坐标分别为x0、y0、z0，导体的电阻率为ρ，导电材料中的自由电荷为电子，电量为e，单位体积中自由电荷的个数为n，若在垂直于x轴的前后表面加上恒定电压U，形成沿x轴正方向的电流。则
（1）导体中电流的大小；
（2）导体中自由电荷定向移动的平均速率；
（3）若加上沿y轴正方向、磁感强度为B的匀强磁场，则垂直于z轴方向的上下两个表面产生电势差，这种现象叫霍尔效应。分析上下表面谁的电势高，并求出电势差的大小。
20．（1）
；（2）
；（3）
21．在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵。某种电磁泵的结构如图17所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图中只画出其中一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直。让电流I按如图方向横穿过液态钠且电流方向与B垂直。设导管截面高为a，宽为b，导管有长为l的一部分置于磁场中。由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进。整个系统是完全密封的。只有金属钠本身在其中流动，其余的部件都是固定不动的。
（1）在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向。
（2）假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式。
（3）设液态钠中每个自由电荷所带电量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的电流方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速率v0。
21．（1）F的方向沿导管水平向里，且与B、I垂直
（2）
（3）
电动机原理应用
25.（20分）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A。已知两导轨内侧间距l=
（1）求发射过程中电源提供的电流强度。
（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s'。设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。
24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。
如图2所示，通道尺寸a=
（1） 船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
（2）
船以vs=
船行驶时，通道中海水两侧的电压按U '=U-U感计算，海水受到电磁力的80%可以转换为船的动力。当船以vs=
与生活相关的习题
24.(07年宣武二模)电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起加热作用的是安装在锅底平面的一系列粗细均匀半径不同的同心导体环（导体环的分布如图所示），导体环所用材料每米的电阻值为R0 Ω，从中心向外第n个同心圆环的半径为rn=nr0 (其中n=1,2,3,…，8,共有8个圆环，r0为已知量)，如图所示。当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，该磁场在环状导体上产生的感应电动势规律为：e=S?2
sinωt（式中：e为瞬时感应电动势，S为环状导体所包围的圆平面的面积，ω为已知常数）,那么，当电磁炉正常工作时，求：
（1）第n个导体环中感应电流的有效值表达式；
（2）前三条（靠近中心的三条）导体环释放的总功率有多大？
（3）假设导体环产生的热量全部以波长为λ的红外线光子辐射出来，
那么第三条导体环上t秒钟内射出的光子数是多少？
（光速c和普朗克常数h为已知量，t>> 2π/ω）
22．（09年石景山一模）课间休息时，同学们常用摸高比赛来消除疲惫，振奋精神。一质量为
（1）该男同学的起跳速率？
（2）在起跳过程中，该同学做功的平均功率？
（3）在起跳过程中，该同学蹬地的平均作用力？
【例8】在电视节目中，我们常能看到一种精彩的水上运动──滑水板运动，如图所示，运动员在快艇的水平牵引力下，脚踏倾斜滑板在水上滑行，设滑板是光滑的，滑板的滑水面积为S，滑板与水平方向的夹角为θ（滑板前端抬起的角度），水的密度为ρ。
理论研究表明：水对滑板的作用力大小N=ρSv2sin2θ，式中的v为快艇的牵引速度。
（1） 若人的质量为m，求快艇的水平牵引速度v。
（2） 在上述条件下，快艇对运动员的牵引功率为多大？
[答案] (1)
(2)
重庆23.（16分）滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力Fx垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）.某次运动中，在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时（如下图所示），滑板做匀速直线运动，相应的k=
，忽略空气阻力）：
（1）水平牵引力的大小；
（2）滑板的速率；
（3）水平牵引力的功率.
【解析】（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示
由共点力平衡条件可得
①
②
由①、②联立，得
F =810N
(2)
得
m/s
(3)水平牵引力的功率
P=Fv=4050 W
25．（04年海淀二模）如图16甲所示为电视机中显像管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图像，不计逸出电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U。偏转线圈产生的磁场场分布在边长为l的正方形abcd区域内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的变化规律如图16乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从－B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合，ab边与OO′平行，右边 界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小，且电子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场，不计电子之间的相互作用。
|
⑴1.3×10
24. （05年宣武二模）
半个世纪以来，热核聚变的研究一直围绕着一个主题，那就是要实现可控的核聚变反应，造出一个人造太阳，一劳永逸地解决人类的能源危机。在受控核聚变装置中，需要把核反应物质――氘（
）和氚（
）“加热”到上亿度而成为等离子体，而这些等离子体无法用通常意义上的“容器”盛装，只能用强磁场来束缚它们。前不久，中国科学家率先建成了世界上第一个可控全超导核聚变实验装置，模拟太阳实现可控的核聚变。
）核、中子（
）的静质量分别为m1、m2、m3、m4，那么在每一个核反应中释放的能量为多少？（已知光速为C）
假设总质量为M的卫星，正在以速度V沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角，如图2所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。 
已知推进器B、C间的电压大小为U，带电离子进入B时的速度忽略不计，经加速后形成电流强度为I的离子束从C端口喷出，
图1
mv2
v=
……………………………………(1分）
?t=nmv……………………………………………………(1分）
（为nm受到的平均冲力）………………………………(1分）
飞船方向调整前后，其速度合成矢量如图所示(2分）：
………………………………(3分）
⑶试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。
、Ⅱ中，A
（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流，问缆索P、Q哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP，求P、Q两端的电势差；
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
的奇数倍，即
①
⑤
⑥
⑧
已知两板间距d=
23.（03年全国高考）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=
【例26】有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的
根间距相等的平行金属条组成，形成“鼠笼”状，如图所示。每根金属条的长度为
,电阻为
，金属环的直径为
，电阻不计。图中虚线所示的空间范围内存在着磁感强度为
的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距，当金属环以角速度
绕过两圆环的圆心的轴
旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线。“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为
，求电动机输出的机械功率。
εm
②
⑤
。
⑤
NaHCO3+CaCl2=\=
29、NaHCO3 +H2O 
32、NaHCO3
== 
83、Na2SO3+
O2=
84、Na2SO3 (s) + H2SO4
(浓) =
是裂变方程
粒子散射实验结果的分析发现了电子
B．在标准状态下每个氧气分子的体积为
D．在标准状态下单位体积的氧气所含分子个数为
17．如图所示，A、B物体一起沿固定斜面向下匀速运动。A、B接触面水平，下列说法正确的是
18．如图所示，实线为水和空气的分界面，一束红光从水中的A点沿
方向（
点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的B点，图中O点为A、B连线与界面的交点。下列说法正确的是
19．如图所示，O、B、A为一粗糙绝缘水平面上的三点，一电荷量为-Q的点电荷同定在O点，现有一质量为m，电荷量为+q的小金属块（可视为质点），从A点以初速度为v0沿它们的连线向固定点电荷运动，到B点时速度最小，其大小为v。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为
、AB间距离为L、静电力常量为k，则
20．如图为一列简谐横波某时刻的波形图，其中a、b两质点的位移大小相等，则以下判断错误的是
21． 如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则
请完成下列问题：
,
，最后停在轨道上的C点。已知物块与轨道间的滑动摩擦因数为
24．（18分）如图所示，平行导轨MN和PQ相距
，a、b相距足够远，b放在水平导轨上．a从斜轨上高
－0.10，当导线b的速率达到最大值时，导线a的加速度是多少？
、方向未知的匀强电场。现有一质量为m、带电量为-q的微粒（重力不计），自坐标原点O以初速度vo沿与x轴负方向成45°角垂直射入磁场，经过y轴上的P（0，-L）点射入电场区域，微粒进入电场后，在电场力的作用下又经P（0，-L）点返回磁场区域，在微粒第二次过P（0，-L）点的瞬间，x<0区域空间内的匀强磁场大小不变、方向突然变为垂直纸面向里，经一段时间后微粒再次离开磁场进入电场。求：
14．如图所示，一物块静止在斜面上，现用一水平力F作用在物块上，当力F的大小从零开始逐渐增大到某值的过程中，物块始终保持静止状态，那么以下说法正确的是
A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
时刻的波形图，箭头方向表示波的传播方向，该列波的波速大小为
，波长
。
、
、
、
是介质中4个质量相等的振动质元。由此可知
A．在
时刻，
的裂变，现有4种说法：①
；③
，则释放的能量约为201MeV。以上说法中正确的是
18．等离子体气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、 P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是
19．如图是地球三个宇宙速度示意图，当卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时，到地心距离为r，速度为v，加速度为a，设地球质量为M，万有引力恒量为G，则下列说法正确的是
B．
D．
20．如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB=L（L可长达几
21．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为n，原线圈接交变电压U，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表示数为I，电动机带动质量为m的物体以速度
匀速上升，下列关于电动机两端电压UM的结论正确的是
A．
B．
D．
电阻箱一只R'（阻值范围0～999Ω）；
（2）小物体在小车上相对小车滑行的时间。
，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场消失，不计空气阻力，g=
（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离。
的物块A（可看作质点），开始放在长木板B的左端，B的质量为m=
，长木板B可在水平面上无摩擦滑动。两端各有一固定竖直挡板M、N，现A、B以相同速度v0=