与竖直方向的夹角为θ。已知重力加速度为g,正方体与水平地面的动摩擦因数为
且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,球和正方体始终处于静止状态,且球没有掉落地面。下列说法正确的是
A.正方体对球的支持力的大小为mgtanθ
B.若θ=45°,球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体滑动,球的质量最大为
C.若球的质量m=
M,则正方体的右侧面到墙壁的最大距离是
D.当正方体的右侧面到墙壁的距离小于
R时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动
非选择题共17题(含选考题),共174分
三、非选择题:
共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
共129分。
22.(5分)
某同学用图(a)所示的装置验证牛顿运动定律。
(1)下列说法正确的是(填写字母代号)。
A.打点计时器应使用工作电压在6V以下的交流电源
B.实验前,把木板的一侧垫高,以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力
C.实验时必须满足钩码和滑轮的总质量远小于小车的质量
(2)该同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图像如图(b)所示,图像不过原点的原因是;若图像与纵轴截距为a0,斜率为k,则小车的质量M=,该值与小车的实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
23.(10分)
如图(a)所示为某同学测量一节干电池电动势和内电阻的电路图,其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电压表的电路。
(1)毫安表
的内阻为50Ω,满偏电流为2mA。R1和R2为定值电阻,其中R1=950Ω,若单刀双掷开关置于位置2,电压表的量程为V;若单刀双掷开关置于位置1,电压表量程为6V,则R2=。
(2)实验主要步骤如下:
①将开关S2拨向位置2,将滑动变阻器R的滑片移到最端(选填“左”或“右”),然后闭合开关S1;
②多次调节滑动变阻器的滑片,记下相应的电流表的示数I1和毫安表的示数I2;
③根据所记录的数据,在图(b)坐标纸上作出
图象。
(3)结合图象可得,电源的电动势E=V,内阻r=Ω。(结果保留三位有效数字)。
24.(12分)
倾角θ=30°的斜面下端固定一垂直于斜面的挡板,质量为m、半径为r的圆柱体A放在质量为m、半径为r的半圆柱体B上,并紧靠档板。A、B质量分布均匀,B与斜面之间的动摩擦因数为μ,其余接触面均光滑。现用一平行于斜面的外力F拉B,使B缓慢沿斜面向上移动,直到A、B分离。若重力加速度大小为g,求该过程中
(1)A、B系统机械能的改变量;
(2)外力F所做的功。
25.(20分)
如图所示,两平行导轨间距L=2m,其所在平面与水平面之间的夹角θ=37°,导轨上端接有一个电阻和一平行板电容器,电阻R=2Ω(不考虑其他电阻),电容器的电容C=1F。在导轨上放置着质量m=1kg的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,ab、cd、ef间距均为x0=1m,重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)开关S1闭合、S2断开,空间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,将金属棒由静止释放,求金属棒最终的速度;
(2)开关S1闭合、S2断开,在ab、ef之间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场,其大小随时间的变化规律为:
B1=B0+kt,其中k=0.5T/s。将金属棒放置在cd,为使金属棒最初能静止在斜面上,B0至少为多大?
在此种情况下,金属棒经多长时间开始运动?
(3)开关S1断开、S2闭合,在ab、ef之间加第
(2)问中的磁场,在ef以下加垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.5T。在金属棒上涂上一薄层涂层(不计其与导轨之间的摩擦),用沿斜面向下的恒定外力F1=4N使金属棒从位置cf由静止开始运动,经过时间t1=2s,将外力改为沿斜面向上的F2,再经过时间t2=6s,金属棒刚好回到位置ef,求F2的大小。
26.(14分)
Na2S2O4·2H2O是染料工业中常用的还原剂,俗称保险粉。它可溶于氢氧化钠溶液并稳定存在,难溶于乙醇,受热易分解。制备保险粉的流程如下:
回答下列问题:
(1)保险粉的制备过程要在无氧条件下进行,原因是。
(2)若用Na2SO3固体和酸反应制备SO2气体,下列最适宜选用的酸是(填标号)。
A.浓盐酸B.稀硝酸C.70%硫酸D.98%硫酸
(3)步骤②需要控制温度在35℃的原因是。已知pH>11时,Zn(OH)2转化为
为了使Zn2+沉淀完全,则加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH范围是
(25℃时
35℃时
的变化可忽略)。
(4)步骤③中加入一定量NaCl固体的目的是。
(5)步骤④的操作是、经干燥得
样品。
(6)为了测定Na2S2O4·2H2O样品纯度,取mg样品溶解在足量的甲醛溶液中,配制成100.00mL溶液。取10.00mL溶液于锥形瓶中,用cmol/L碘标准液滴定至终点,消耗标准液的体积为VmL。测定过程中,发生的反应,则样品中Na2S2O4·2H2O的纯度为。
27.(15分)
铬(Cr)硬度大、抗腐蚀性和耐磨性好,具有广泛的应用前景。一种以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备金属铬的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“高温焙烧”中主要反应的化学方程式为。
(2)为提高“水浸”的浸取率,除了适当升高温度,还可采取的措施是。
(3)“滤渣1”是一种红棕色固体,为检验其中的金属元素,可选择的常用试剂是
。“滤渣2”的主要成分是。
(4)“调pH”的目的是。
(5)“热还原”主要是利用焦炭与重铬酸盐得到Cr2O3和另一种固体产物,该固体产物可返回工序循环使用。
(6)可用铝热法还原Cr2O3制备铬单质,铝热反应中镁带的作用是;还可用惰性电极电解硫酸铬钾[KCr(SO4)2]溶液制备,阴极的电极反应式为。
28.(14分)
甲酸被认为是理想的氢能载体,我国科技工作者运用DFT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生H2的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用标注。
回答下列问题:
(1)该历程中决速步骤的能垒(活化能)E正=eV,该步骤的反应方程式为。
(2)甲酸分解制氢气的热化学方程式为。
(3)在温度为383K、压强为p0时,将一定量的HCOOH气体充入一个盛有催化剂的刚性容器中,达到平衡时,H2的分压为0.55p0,则该反应α(HCOOH)=,该温度下的压强平衡常数Kp=(计算结果保留2位有效数字)。
(4)HCOOH的分解存在副反应HCOOH(g)
CO(g)+H2O(g)。
已知H2的选择性=
能够增大H2选择性的可能方法是。
(5)甲酸作为直接燃料电池的燃料具有能量密度高的优点。若电解质溶液显酸性,甲酸直接燃料电池的负极反应式为;该电池的理论输出电压为1.48V,能量密度E=kW·h/kg(能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×106J)。
29.(12分)
淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两个主要末端产物。蔗糖是光合产物从叶片向各器官移动的主要形式,淀粉是一种暂贮形式。蔗糖从叶片中输出会减少叶肉细胞中淀粉的积累。淀粉和蔗糖生物合成的两条途径会竞争共同底物磷酸丙糖。磷酸转运器能将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运到叶绿体外,同时将释放的Pi(无机磷酸)运回叶绿体基质,是调控磷酸丙糖运输的关键结构。
(1)若磷酸转运器的活性受到抑制光合作用速率会降低。据图分析,导致光合作用速率降低的原因是叶绿体内磷酸丙糖、积累,抑制暗反应和积累,抑制光反应。
(2)当Pi缺乏时,磷酸丙糖从叶绿体中输出(填“增多”或“减少”),在农业生产上可以采取措施增加蔗糖的合成,从而增加西瓜产量。
(3)某兴趣小组欲用适量的P2O5充当磷元素补充剂,在满足西瓜基本生长需要的两块沙质土壤上进行西瓜种植实验,探究磷元素是否会减少西瓜叶片中淀粉的积累,写出该探究实验的简要思路并预期结果(请设置两组实验,只考虑磷元素对磷酸转运器的影响)。
30.(9分)
甲亢是血液中甲状腺激素水平增高所致的一系列代谢综合征,临床上多数甲亢是由弥漫性毒性甲状腺肿(Graves病)引起,其致病机理如下图所示。医学上可用促甲状腺激素释放激素(TRH)兴奋试验检测促甲状腺激素(TSH)的浓度进行辅助诊断,即向甲亢病人静脉注射一定剂量的TRH,并于注射前和注射后连续取血测定血清中TSH的浓度,健康人作对照。请回答:
(1)人体中分泌TSH的内分泌器官是。从免疫学的角度分析,Graves病属于疾病。
(2)TRH兴奋试验中,Graves病甲亢患者无TSH升高反应,原因是。
(3)从甲状腺激素分泌增加机制和反馈调节机制两个方面结合上图分析,与健康人相比,Graves病患者体内甲状腺激素分泌量增多的原因是。
31.(8分)
某湖泊由于N、P含量过高而出现了“水华”,已知该湖泊中存在的主要食物链是浮游藻类→浮游动物→银鱼。某科研小组向该湖泊投放以浮游藻类、浮游动物为食的鲢鱼、鳙鱼,水华治理效果显著。请回答下列问题:
(1)该湖泊生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和。
(2)右图是适量投放鲢、鳙鱼苗一年前后,湖泊中三种鱼类的生物积累量,一年后水华治理效果明显。综合分析,鲢、鳙在该湖泊中主要处于第营养级(填“二”、“三”或“四”),一年后银鱼生物积累量减少主要原因是。
(3)有人提出适当地种植高等水生植物可以进行水华治理,其原理是。
32.(10分)
某二倍体植物的红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……)。用该种植物的三个基因型不同的红花纯系(甲、乙、丙)分别与白花纯系(丁)杂交,其子一代都开红花,子二代红花和白花的比例分别为15∶1、63∶1、4095∶1。分析回答下列问题:
(1)该植物的花色至少受对等位基因的控制,白花纯系丁的基因型是。
(2)甲、乙、丙两两杂交,子一代(填“会”、“不会”或“部分会”)出现性状分离,理由是。
(3)甲和乙杂交,子一代再跟丁杂交,子二代的花色及比例为。
(二)选考题:
共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作
答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
33.[物理———选修3-3](15分)
(1)(5分)关于热学概念,下列说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.100℃的水变成等质量的100℃的水蒸气,其分子势能不变
B.一定质量的理想气体发生等压膨胀,一定从外界吸收热量
C.同种物质只能以晶体或非晶体的形态出现,即物质是晶体还是非晶体是绝对的
D.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的
E.如果想要把地下的水分引上来,就要保持土壤里的毛细管,而且还要使它们变得更细,这时就要用磙子压紧土壤
(2)(10分)质量为840kg的薄铁箱,容积为1m3,上下有a、b两个小孔。铁箱沉入深20m的湖底,并灌满了水,如图所示。今用充气法打捞铁箱,即用管子与孔a连通,再把湖面上方空气打入箱内,部分水便会从孔b排出。已知湖面上方空气温度为27℃,湖底温度为7℃,重力加速度大小g=10m/s2,水的密度为1.0×103kg/m,大气压强为1.0×105Pa。试估算需将多少体积的湖3面上方空气打入箱内,水箱方能开始上浮?
34.[物理———选修3-4](15分)
(1)(5分)如图(a)所示,为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图(b)为质点P以此时刻为计时起点的振动图象,从该时刻起,下列说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.该波正在向x轴负方向传播,波速为20m/s
B.经过0.35s后,质点Q经历的路程为1.4m,且速度最大,加速度最小
C.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物,能发生明显衍射现象
D.若波源向x轴负方向运动,在x=10m处放一接收器,接收器接收到的波源频率可能为6Hz
E.若该波与另一列频率为5Hz、波源在x=10m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,能够产生稳定的干涉图样
(2)(10分)如图所示,折射率n=
的三棱镜的截面为等腰三角形,其中AB=AC=L,∠A=30°。在截面所在平面内,一束光线沿与AB边成θ角(θ<90°)的方向入射到AB边上的P点(BP=
),恰好在BC边上的Q点(图中未画出)发生全反射,求
(ⅰ)入射光线与AB边所成的角度θ;
(ⅱ)Q点与B点的距离。
35.[化学———选修3:
物质结构与性质](15分)
SDIC是一种性能稳定的高效广谱杀菌消毒剂,广泛用于环境水处理、食品加工、公共场所等清洁消毒,结构如图甲所示。其中W、X、Y、R、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,Z在同周期主族元素中原子半径最小,且Z与Y位于不同周期。
回答下列问题:
(1)SDIC中,电负性最小的元素是(填元素名称),其中W最外层的孤电子对数为。
(2)基态X3-的核外电子排布式为。某离子晶体中含有X3-和M+两种离子,其中M+核外电子正好充满K、L、M3个能层,则M的元素符号是,该晶体晶胞结构如图乙所示,则X3-的配位数为。
(3)X≡X的键能为942kJ/mol,X-X单键的键能为247kJ/mol,则X的最常见单质中(填“σ”或“π”)键更稳定。
(4)X的最简单氢化物是分子(填“极性”或“非极性”),该分子与1个H+结合形成离子时键角(填“变大”、“变小”或“不变”),原因是。