本卷为无锡市数理化最后一题,共3题。
1、(2023年江苏无锡)如图1,已知点a(2,0)、b(0,4),∠aob的平分线交ab于c.一动点p从o点出发,以每秒2个单位长度的速度,沿y轴向点b作匀速运动,过点p且平行于ab的直线交x轴于q,作p、q关于直线oc的对称点m、n,设p运动的时间为t(0<t<2)秒.
1)求c点的坐标,并直接写出点m、n的坐标(用含t的代数式表示);
2)设△mnc与△oab重叠部分的面积为s,试求s关于t的函数关系式;
在图2的直角坐标系中,画出s关于t的函数图像,并回答:s是否有最大值?若有,写出s的最大值;若没有,请说明理由.
2、(2014无锡)有一混合动力汽车,由汽车发动机(汽油机)和电动机为驱动系统提供动力,汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈,该汽油发动机的最大功率是69w,以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min.活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容积为气缸排气量,气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比,如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图,该车排气量是1.8l,压缩比为10:1,动力蓄电池额定电压为200v,容量(蓄电池放电电流和放电时间乘积)为150ah,已知该车的动能e与其速度v的关系如下表所示.
1)该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能?
2)a.当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时,动力完全由汽油发动机提供,若汽车汽油发动机的输出功率为54kw,则此时汽车所受的阻力是多大?
b.当驾驶员看到前方限速标志时,立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电,汽车速度由108km/h减小到72km/h,若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%,则动力蓄电池获得的电能为多少焦?
3)若该汽车汽油发动机以最大功率工作时,吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10﹣4kg,此时这台汽油发动机的效率是多少?(q汽油=4.6×107j/kg)
3、(2014无锡)纳米级cu2o因具有优良的催化性能备受关注.某兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究.
i 纳米级cu2o的用途研究。
查阅资料】氨气是一种有刺激性气味的气体,在高浓度氧气中才能燃烧,生成氮气和水.
在纳米级cu2o的催化作用下,氨气与氧气在一定温度下发生以下化学反应:
4nh3+5o2═4no+6h2o 4nh3+3o2═2n2+6h2o
工业上用no制备硝酸、氮肥等化工产品.
实验1】设计图1的实验装置验证氨气在氧气中燃烧:将过量的氧气与氨气分别从a、b两管进气口通入,并在b管上端点燃氨气.实验组需先通入氧气,后通入氨气,理由是。
实验2】设计如图2实验装置,并对生成物进行成分分析。
根据气体成分分析数据,同学们绘制了曲线图(见图3),发现在纳米级。
cu2o的催化作用下,300℃时以生产为主.若利用后续处理装置。
模拟硝酸的工业制法,最好将电热丝的温度控制在 ℃左右.
ii 纳米级cu2o的制备研究。
利用某些特殊的细菌,在一定条件下将某岩石中的不溶性硫化铜(cus)转化为可溶性硫化铜,进而制得纳米级cu2o,其流程如图4:
1)在细菌作用下,岩石中的硫化铜(cus)与空气中的氧气反应生成硫酸铜,反应的化学方程式为。
2)③中观察到的现象是。
3)在加热条件下,用液态肼(n2h4)还原新制cu(oh)2生成cu2o、n2和h2o,反应的化学方程式为cu2o中铜元素的化合价是 .
4)经测定该岩石由硫化铜(cus)和其他不含铜元素的物质组成.现用1000g该岩石制得21.6g纯氧化亚铜(cu2o),该纯氧化亚铜(cu2o)中铜元素的质量是 g.若制得氧化亚铜(cu2o)的过程中,铜元素的总损耗为25%,通过计算确定该岩石中硫化铜(cus)的质量分数(请写出计算过程).
答案:1、(1)如答图1,过点c作cf⊥x轴于点f,ce⊥y轴于点e,由题意,易知四边形oecf为正方形,设正方形边长为x.
ce∥x轴, ∴即,解得x=. c点坐标为(,)
pq∥ab, ∴即, ∴op=2oq. ∵p(0,2t), q(t,0).
对称轴oc为第一象限的角平分线, ∴对称点坐标为:m(2t,0),n(0,t).
2)①当0<t≤1时,如答图2﹣1所示,点m**段oa上,重叠部分面积为s△cmn.
s△cmn=s四边形cmon﹣s△omn=(s△com+s△con)﹣s△omn=(2t×+t×)﹣2tt
﹣t2+2t;
当1<t<2时,如答图2﹣2所示,点m在oa的延长线上,设mn与ab交于点d,则重叠部分面积为s△cdn. 设直线mn的解析式为y=kx+b,将m(2t,0)、n(0,t)代入得, 解得, ∴y=﹣x+t;同理求得直线ab的解析式为:y=﹣2x+4.
联立y=﹣x+t与y=﹣2x+4,求得点d的横坐标为.
s△cdn=s△bdn﹣s△bcn=(4﹣t)﹣(4﹣t)×=t2﹣2t+.
综上所述,s=.
画出函数图象,如答图2﹣3所示:
观察图象,可知当t=1时,s有最大值,最大值为1.
2、(1)蓄电池储存的电能:
w=uq=200v×150a×3600s=1.08×108j;
2)a:汽车以ν1=108km/h=30m/s匀速行驶时,汽车受到的阻力等于牵引力,有。
p===fv=ffv
ff===1.8×103n;
b:根据表中数据,当速度为1m/s时,e=6.0×102,由e=mv2,可得m===1.
2×103kg,v0=108km/h=30m/s,v末=72km/h=20m/s,设这一过程中汽油发动机做的总功为w,由动能定理有:w=ffs=m﹣m=×1.2×103kg×[(30m/s)2﹣(20m/s)2]=3×105j,蓄电池获得的电能 e电=w×50%=1.
5×105j;
在1min内转动5000r,吸入汽油和空气的混合气2500次,这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功:
w有=2500×69×10﹣3w×60s=10350j,压缩比是10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),原吸入气体是排出气体的,发动机消耗汽油的质量:7.2×10﹣4kg×=8×10﹣4kg
1min内汽油完全燃烧放出的热量:
w总=8×10﹣4kg×4.6×107j/kg=3.68×104j,这台发动机在最大功率时的热机效率。
答:(1)该汽车的动力蓄电池最多可储存1.08×108j的电能;
2)a:此时汽车所受的阻力是1.8×103n;b:动力蓄电池获得的电能为1.5×105j;
3)此时这台汽油发动机的效率是28%.
3、【实验1】由于装置上端开口,若先通入nh3,nh3在空气中不能点燃,并且nh3逸出会造成污染.
实验2】由图曲线可以看出,在300℃时氮气比no产量高,以氮气为主.若利用后续处理装置。
模拟硝酸的工业制法,生成物中应以no为主,因此最好将电热丝的温度控制在900℃左右.
1)反应物是硫化铜(cus)与空气中的氧气,生成物是硫酸铜,反应条件是细菌,化学方程式为cus+2o2cuso4
2)③中反应是硫酸铜溶液中加入氢氧化钠,生成物中有氢氧化铜,因此可观察到产生蓝色沉淀;
3)反应物是液态肼(n2h4)和cu(oh)2;生成物是cu2o、n2和h2o,反应的化学方程式为n2h4+4cu(oh)22cu2o+n2↑+6h2o,cu2o中氧元素为﹣2价,根据化合物中正负化合价代数和为0可知铜元素化合价为+1价;
4)cu2o中铜元素质量为21.6g×=19.2g;制得氧化亚铜(cu2o)的过程中,铜元素的总损耗为25%,所以cus中铜元素质量为=25.
6g,因此cus的质量为=38.4g,故该岩石中cus的质量分数为=3.84%
故答案为:【实验1】nh3在空气中不能点燃,并且nh3逸出会造成污染.
实验2】氮气 900
1)cus+2o2cuso4.
2)产生蓝色沉淀.
3)n2h4+4cu(oh)22cu2o+n2↑+6h2o,+1.
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