问题 计算题

(8分)在我国南方农村地区有一种简易水轮机,如图所示,从悬崖上流出的水可看做连续做平抛运动的物体,水流轨道与下边 放置的轮子边缘相切,水冲击轮子边缘上安装的挡水板,可使轮子连续转动,输出动力.当该系统工作稳定时,可近似认为水的末速度与 轮子边缘的线速度相同.设水的流出点比轮轴高h=5.6 m,轮子半径  R=1 m.调整轮轴O的位置,使水流与轮边缘切点对应的半径与水平线成θ=37°角.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)问:

(1)水流的初速度v0大小为多少?

(2)若不计挡水板的大小,则轮子转动的角速度为多少?

答案

(1)7.5m/s (2)12.5rad/s

题目分析:(1)流出的水做平抛运动,设在空中运动的时间为t,则:2   2分

由合速度与分速度的关系有:       2分

解得:m/s   1分 

(2) 设水与轮接触时的速度为v,则有:m/s         1分

设轮子转动的角速度为ω,则有:rad/s         2分

实验题

类比是一种重要的科学研究方法。某化学实验小组类比AgOH能溶于氨水的性质,猜测Cu(OH)2也具有同样的性质,并对此进行实验探究:

(1)写出AgOH与氨水反应的离子方程式_____________________________________。

(2)甲组同学进行如下操作:向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液,再向其中逐滴加入氨水,观察到蓝色沉淀生成;继续滴加,观察现象,由此得出Cu(OH)2可溶于氨水的结论。

①写出生成蓝色沉淀的离子方程式:_______________________________________________

②写出向沉淀中滴加氨水的实验现象:______________________________________________

(3)乙组同学向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,制得Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入足量氨水,始终未观察到(2)中的现象。甲乙两组同学在对他们的实验及现象进行比对后,决定对Cu(OH)2与氨水反应的机理进行探究:

①该实验小组的同学取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入足量饱和NH4Cl溶液,结果观察到(2)中现象。据此,有同学认为由于饱和NH4Cl溶液的加入引入了Cl,致使Cu(OH)2与氨水的反应得以发生,而指导老师表示这一观点是不成立的。为了排除Cl的干扰,该组同学又做了如下实验:取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入饱和___________溶液(填化学式),结果同样观察到(2)中的现象,据此可知该反应的发生与Cl无关。

②因此,同学们又提出:Cu(OH)2与氨水的反应的发生需要NH4+的参与,于是同学们进一步探究:向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液,再向其中逐滴加入氨水,观察到蓝色沉淀生成。通过离心的方法得到Cu(OH)2沉淀。将沉淀洗涤后,置于干燥洁净的试管中,向试管中滴加足量饱和氨水,为观察到(2)中现象,再向试管中滴加足量饱和NH4Cl溶液,观察到(2)中现象。

(i)检验是否沉淀洗涤干净的操作是___________________________________________

(ii)据此,可以得出结论:在Cu(OH)2与氨水的反应中,NH4+起着至关重要的作用,且________________对反应的发生有影响。

(4)试从溶解平衡角度解释上述反应发生过程中NH4+的作用:___________________________。

单项选择题