3．磷的同素异形体：白磷和红磷

名称	白磷	红磷
分子结构	分子式P4、正四面体型、键角60°	分子晶体、结构复杂
颜色状态	白色或黄色固体	暗红色粉末或固体
溶解性	不溶于水，易溶于CS2	不溶于水，不溶于CS2
毒性	剧毒	无毒
着火点	40℃	240℃
保存方法	保存在水中	密封
相互转化

2．氮气的性质

(1)氮气的物理性质：无色无味，不溶于水比空气略轻的气体。

(2)氮气的化学性质：

分子中N≡N非常牢固，通常情况下不易与其他物质反应。

N₂　 与氢气反应生成NH₃(高温高压铁触媒)

与氧气在放电条件下生成NO

与活泼金属反应 3Mg+N₂ Mg₃N₂

(3)氮气的用途：

　　 工业上合成氨制硝酸；用作保护气，用于：焊接金属、填充灯泡、保鲜食品；医学上用于冷冻麻醉；高科技中用液氮制造低温环境等。

1．氮族元素的原子结构与性质

(1)周期表中的位置：

第VA族(N、P、As、Sb、Bi)

(2)原子结构：

相同点：最外层电子数相同(5e^－)

不同点：电子层数不同，原子半半径依次增大

(3)主要性质：

①相似性：a、最高价态为+5，负价为－3，能形成氢化物RH₃，Sb、Bi无负价；最高价氧化对应水化物HRO₃或H₃RO₄ 呈酸性。

②递变性：(按原子序数增大顺序)：a、原子半径由小到大；b、氢化物的稳定性由强到弱；c、最高价含氧酸的酸性由强到弱；d、非金属性由强到弱，且比同周期卤族元素、氧族元素弱，金属性渐强。

12．(2009·泰安市4月模拟)如图8所示，将倾角θ＝30°、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根轻质细绳跨过两个光滑的半径很小的滑轮连接甲、乙两物体(均可视为质点)，把甲物体放在斜面上且细绳与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使细绳拉直且偏离竖直方向α＝60°开始时甲、乙均静止．现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内往返运动，

测得绳长OA为l＝0.5 m，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动，已知乙物体的质量为m＝1 kg，忽略空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s².求：

图8

(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小以及所受的拉力大小(结果可用根式表示)．

(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小．

(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留两位有效数字)

解析　(1)当乙物体运动到最低点时，绳子上的拉力最大，设为F₁，对乙物体，由动能定理得

mgl(1－cos α)＝mv²

又由牛顿第二定律得F₁－mg＝m

乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度

v＝ m/s＝2.24 m/s

乙物体运动到最低点时所受的拉力F₁＝20 N

(2)当乙物体运动到最高点时，绳子上的拉力最小，设为F₂，此时乙物体向心力为0，即F₂＝mgcos α

此时甲物体恰好不下滑，有

Mgsin θ＝F_f+F₂

乙物体到最低点时，甲物体恰好不上滑，则有

Mgsin θ+F_f＝F₁

联立解得M＝2.5 kg，F_f＝7.5 N

(3)对甲物体，有F_f＝μF_N，F_N＝Mgcos θ

联立解得μ＝＝0.35

答案　(1)2.24 m/s　20 N　(2)2.5 kg　7.5 N　(3)0.35

11．(2009·广东·17)(1)为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破，飞机在河道上空高H处以速度v₀水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标，求炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小．(不计空气阻力)

(2)如图7所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心

轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和

H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为

m的小物块，求：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图7

①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小．

②当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．

解析　(1)炸弹做平抛运动，设炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为x.

x＝v₀t

H＝gt²

联立以上各式解得x＝v₀

设击中目标时的竖直速度大小为v_y，击中目标时的速度大小为v

v_y＝gt＝

v＝

联立以上各式解得v＝

(2)①当筒不转动时，物块静止在筒壁A点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得

摩擦力的大小F_f＝mgsin θ＝mg

支持力的大小F_N＝mgcos θ＝mg

②当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，物块在筒壁A点时受到重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为ω，有

mgtan θ＝mω²

由几何关系得tan θ＝

联立以上各式解得ω＝

答案　(1)v₀　(2)①mg　mg　②

10．(2009·福建·20)如图6所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离x＝100 m，子弹射出的水平速度v＝200 m/s，子弹从枪口射出的瞬间，目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s²，求：

图6

(1)从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？

(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？

解析　(1)子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间击中目标靶，则

t＝

代入数据得t＝0.5 s

(2)目标靶做自由落体运动，则h＝gt²

代入数据得h＝1.25 m

答案　(1)0.5 s　(2)1.25 m

9．(2009·广东六校联考三)质量为2 kg的质点在x-y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图5所示．下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

图5

A．质点的初速度为5 m/s

B．质点所受的合外力为3 N

C．质点初速度的方向与合外力方向垂直

D．2 s末质点速度大小为6 m/s

解析　由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5 m/s²，受力F_x＝3 N；由在y方向的位移图象可知，在y方向做匀速直线运动，速度为v_y＝4 m/s，受力F_y＝0.因此质点的初速度为5 m/s，A选项正确；受到的合外力为3 N，B选项正确；显然，质点初速度方向与合外力方向不垂直，C选项错误；2 s末质点速度应该为v＝ m/s＝2 m/s，D选项错误．

答案　AB

8．(2009·江苏南通调研)如图4所示，一轻绳通过无摩擦的小

定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连

接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆

向上运动．设某时刻物块A运动的速度大小为v_A，小球B运动的速度

大小为v_B，轻绳与杆的夹角为θ.则　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．v_A＝v_Bcos θ

B．v_B＝v_Acos θ

C．小球B减小的势能等于物块A增加的动能　　　　　　　　　　　　 图4

D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大

解析　v_A可分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度，如右图所示．

而小球B的速度等于绳方向的分速度，即v_B=v_Acos，故B正确；

根据能量守恒可知，小球B减小的势能等于物块A增加的机械能

和小球B增加的动能之和，C错；当物块A上升到与滑轮等高时，

v_A沿绳方向分速度为0，即v_B=0，小球B运动到最低点，减少的

重力势能全部转化为A的机械能，故此时A的机械能最大，D正确．

答案　BD

7．(2010·广东广州质检)飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体．如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系．如图所示是第5个物体e离开飞机时．抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图，其中可能的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 (　)

解析　物体在未落地前，水平方向上作与飞机相同的匀速运动，因而在空中物体一定排在同一直线上，B是错误的；在竖直方向上物体作相同的落体运动，在空中运动的时间相等，因而落地的时间间隔也就是投放的时间间隔，是相等的，那么落地的间距相等，e离开飞机时a刚好落地为A，c刚好落地为C，d刚好落地为D.

答案　ACD

6．(2009·江苏镇江调研)农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图3所示．对这一现象，下列说法正确的是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

图3

A．M处是谷种，N为为瘪谷

B．谷种质量大，惯性大，飞得远些

C．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些

D．谷种和瘪谷在竖直方向做匀速运动

解析　谷种和瘪谷从洞口水平飞出后做平抛运动，故D错；下落高度相同，水平位移大的初速度大，则M处的飞出洞口时的速度小些．在洞中谷种和瘪谷受力相同，走的位移相同，则质量大的获得的速度小，故落在M处的是谷种，故A、C正确，B错．

答案　AC