下列说法正确的是
A.线圈位于磁场正中间时的磁通量为NBa2
B.线圈位于磁场正中间时的速度为
C.线圈在进入和离开磁场的过程中线圈中产生的焦耳热相等
D.线圈在进入和离开磁场的过程中通过导线横截面的电荷量相等
18.“天问一号”于2021年2月10日环绕火星成功。
假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动,若其线速度的平方与轨道半径倒数的图象如图中实线,该直线斜率为k,已知万有引力常量为G,则
A.火星的密度ρ=
B.火星的自转周期为T=2π
C.火星表面的重力加速度大小g=
D.火星的第一宇宙速度为心=
19.一辆汽车在平直公路上由静止开始启动,汽车的输出功率与汽车速度大小的关系如图所示,当汽车速度达到v0后,汽车的功率保持不变,汽车能达到的最大速度为2v0,已知运动过程中汽车所受阻力恒为f,汽车速度从v0达到2v0所用时间为t,汽车的质量为m,下列说法正确的是
A.汽车的加速度先增加后不变
B.汽车的最大功率为P=2fv0
C.汽车速度为1.5v0时,加速度为
D.汽车速度从0到2v0的过程中,位移为2v0t-
20.质量为m、电荷量为+Q的带电小球A固定在绝缘天花板上,带电小球B,质量也为m,在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动,如图所示。
已知小球A、B间的距离为2R,重力加速度为g,静电力常量为k。
则
A.天花板对A球的作用力大小为2mgB.小球B转动的角速度为
C.小球B所带的电荷量为
D.A、B两球间的库仑力对B球做正功
21.足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨左端连接电容为C的电容器,导轨间距为l,磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场穿过导轨所在平面。
根质量为m的导体棒垂直静置在导轨上,俯视图如图。
t=0时刻导体棒在水平拉力作用下从静止开始向右运动,电容器两极板间电势差U随时间t变化的图象如图所示,则
A.导体棒的加速度a=
B.水平拉力的大小为F=
C.通过导体棒的电流大小为I=
D.0~t0时间内安培力所做的功为W=
22.(5分)某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端分别悬挂质量为M的重物A和质量为m的重物B(M>m),重物B放在地面上,用手托着重物A,使滑轮两边的细绳刚好伸直。
现由静止释放重物A,调节纸板的高度,使重物B刚好能到达纸板,重力加速度为g。
(1)实验室仅提供了刻度尺,则需要测量的物理量有(写出物理量的名称和符号)。
(2)当重物A刚要落地时,重物A的速度大小为(用测量的物理量符号表示)。
(3)若表达式
=成立,则重物A下落过程中,重物A和重物B组成的系统机械能守恒(用已知和测量的物理量符号表示)。
23.(10分)某同学为测量电压表的内阻,实验室仅提供了:
A.待测电压表(量程为3V,内阻约为30kΩ)B.电源E1(电动势为6.0V,内阻不能忽略)
C.电源E2(电动势为3.0V,内阻不能忽略)D.滑动变阻器R1(最大阻值为10kΩ)
E.滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)F.电阻箱R'(满足实验要求)
G.开关,导线若干
该同学利用上述器材连接了如图电路后,进行了下述操作:
(1)先将滑动变阻器R的滑片调到最左端,电阻箱R'的阻值调为零;
(2)团合开关,调节滑动变阻器R的滑片,使电压表指针满偏;
(3)保持滑动变阻器R的滑片不动,调节电阻箱R',使电压表指针偏转到满刻度的一半,读出电阻箱R'的读数为29kΩ。
①电源应选用,滑动变阻器选用。
(填写对应序号)
②在虚线框中画出电路图;
③待测电压表内阻为,测量值真实值(填“大于”“等于”“小于”)。
24.(14分)如图所示,倾角为θ的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m的物块(均可视为质点),A固定,C与斜面底端处的挡板接触,B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态,A、B间的距离为d。
现释放A,一段时间后A与B发生碰撞。
已知弹簧的劲度系数为k,弹性势能Ep=
kx2(x为弹簧的形变量),弹簧始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。
(1)若A、B碰撞为弹性碰撞,碰撞后立即撤去A,求B沿斜面向下运动的最大距离L;
(2)若A下滑后与B碰撞并粘在一起,当C刚好要离开挡板时,求A、B的总动能。
25.(18分)如图所示,直角坐标系xOy中,第一象限内有抛物线y=x2(x>0),其左侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,右侧存在方向沿x轴正方向的匀强电场。
原点O处有一粒子源,它能沿x轴负方向发射出速率不同、质量均为m、电荷量为-q的带电粒子,其中某粒子经to时间恰好通过抛物线上的点P(
,3),此后垂直经过x轴。
不计粒子重力和粒子间相互影响。
求:
(1)该粒子的运动速率;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)粒子能击中抛物线的速率范围。
26.(14分)某学习小组在实验室研究SO2与Ba(NO3)2溶液的反应。
I.[二氧化硫制备]
实验室一般采用亚硫酸钠固体与硫酸(浓硫酸与水1:
1混合)反应制取二氧化硫:
(1)欲收集一瓶干燥的二氧化硫,选择上图中的装置,其最佳连接顺序为:
(按气流方向,用小写字母表示)。
II.[实验探究]
实验:
向盛有2mL0.1mol/LBa(NO3)2溶液的试管中,缓慢通入SO2气体,试管内有白色沉淀产生。
(2)配制0.1mol/LBa(NO3)2溶液出现如下情况应如何处理?
①加蒸馏水到离刻度线1cm~2cm处时:
。
②加蒸馏水时不慎超过了刻度线,应:
。
(3)配制0.1mol/LBa(NO3)2溶液时所用蒸馏水必须先除去溶液中溶解的氧气,具体方法是。
(4)将SO2分别通入无氧、有氧且浓度均为0.1mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究NO3-和O2哪种微粒起到了主要氧化作用,实验记录如下:
曲线a所示溶液pH降低的原因(用化学用语作答),曲线c所示溶液中所发生的离子反应方程式为,曲线d(填“能”或“不能”)说明NO3-是氧化SO2的主要微粒,其理由是。
27.(14分)工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3)制备镍并回收副产物黄铵铁矾[化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w,摩尔质量为480g·mol-1]的工艺流程如下。
(1)“初步沉铁”中,鼓入“空气”的作用是。
(2)“深度沉铁时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低的原因是。
检验深度沉铁完全的方法是。
(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。
“深度沉铁”中通入NH3调节溶液pH的范围是。
(4)灼烧时得到Ni2O3,请写出灼烧的化学反应方程式为。
(5)粗镍提纯后,可用于高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池,该电池已用于混合动力汽车。
总反应方程式如下:
Ni(OH)2+M
NiOOH+MH。
充电时阳极的电极反应方程式为。
(6)MimRistic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验,其结果可用下图热重曲线表示(已知:
黄铵铁矾在300℃前分解释放的物质为H2O,300~575℃之间只有NH3和H2O放出,此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素,670℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。
根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为。
28.(15分)CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
回答下列问题:
(1)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)△H
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
则该反应的△H=。
(2)一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2和水蒸汽,CH4与CO2催化重整过程中还会发生如下反应:
反应①CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H1=+41.2kJ·mol-1
反应②CH4(g)+
O2(g)
CO(g)+2H2(g)△H2=-35.6kJ·mol-1
测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
图中a和b分别代表产物和,当某超高温度,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是。
1100K时,CH4与CO2的转化率分别为95%和90%,则CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2的平衡常数K=(写出计算式)。
(3)催化重整时会伴随积碳和消碳反应,积炭反应会使催化剂活性降低,相关数据如下表:
研究发现,如果反应I不发生积炭过程,则反应II也不会发生积炭过程。
因此,若保持催化剂的活性,应采取的条件是。
如果I、II均发生了积炭反应,通入过量水蒸气能有效清除积炭,反应的化学方程式是。
29.(9分)在密闭容器中,用水培法栽培番茄,在CO2充足的条件下测得番茄的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图。
(1)4~8h间番茄植株有机物的量(增加,减少或不变),原因是。
(2)10h时产生ATP的场所是。
植物呼吸作用是指。
(3)水培过程中,若操作不当易出现烂根现象,原因是。
30.(10分)为助力“创文创卫”建设,科研人员对甘棠湖富营养化水体实施生态恢复,先后引入以藻类为食的某些贝类,引种芦苇香蒲等水生植物,以及放养植食性鱼类等。
经过一段时间,水体基本实现了“水清”、“景美”、“鱼肥”的治理目标。
图甲表示该生态系统中各成分之间的联系,图乙表示能量流经F营养级的示意图(a、b、c表示能量)。
请据图回答:
(1)图甲中缺少的箭头是(用图中字母表示),湖边土壤中的蚯蚓对应图甲的成分(填字母)。
(2)图乙中能量c1是。
若被F摄入的能量为ekJ,其粪便量中能量为fkJ,c1中的能量为mkJ,b的能量为nkJ,则最终流入最高营养级的能量最少是kJ。
(3)引种芦苇香蒲的作用是(要答到两点)。
(4)如果有种小昆虫从不远处的公园迁入到湖心岛上,在公园内运动能力强的生物更易生存,而在湖心岛上飞行的昆虫易被吹入湖中淹死,我们能从这一事实得到的结论是。
31.(10分)炎症发生时,疼痛是一种防御性的保护反应。
研究发现,炎症因子ILs能够促进痛觉的形成。
请回答下列相关问题:
(1)炎症反应时可能导致体温升高,机体能够增加散热的主要途径是。
(2)某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生兴奋,传到大脑皮层产生痛觉,这(填“是”或“不是”)非条件反射。
当病毒导致入肺部细胞大量受损后,人体血液中的CO2含量上升,引起血管壁CO2感受器兴奋并通过传入神经,导致位于的呼吸中枢兴奋。
(3)在研究中发现,炎症因子ILs能通过系列信号通路促使Ca2+内流增加,若使用Ca2+阻滞剂抑制神经细胞膜上Ca2+通道的开放,神经递质释放减少,则能减缓炎症因子引起的疼痛。
为了探究Ca2+与神经递质的关系,进行了如下实验:
对照组:
对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。
实验组:
;
若结果是。
则得出的结论是Ca2+能促进神经递质的释放。
32.(10分)水稻(2n=24)是我国主要的粮食作物之一,请回答下列问题:
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势,但杂交种只能种植一代,其原因是,进而影响产量。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制,研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位,人工构建水稻的单体系(抗病)应有种单体,若感病是由一对隐性基因控制,将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独种植,当子代出现表现型以及比例为时,可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病,感病基因(R/x)定位于2号染色体上,已知n-1型配子对外界环境敏感,雄配子不育,现有两个2号单体品种,甲品种抗病但其他性状较差,乙品种不抗病但其他性状优良,育种时通常以杂交,在其后代中选出单体,再连续多代与乙品种杂交,每次均选择单体植株,最后让该单体自交,获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
(二)选考题(共45分。
请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2电场B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。
注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。
如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
)
33.[物理——选修3-3](15分)
(1)(5分)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,在容量瓶中注入纯油酸1mL,配成1000mL的油酸酒精溶液,用注射器测得1mL上述溶液有50滴,每滴溶液所含纯油酸的体积为mL。
将一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,稳定后测得油膜的面积S=4.0×10-2m2,据此可估测出油酸分子的直径为m,如果是同样大小的一滴纯油酸,则形成单分子油膜后的面积为m2(结果保留两位有效数字)
(2)(10分)两个底面积均为S的圆柱形导热容器直立放置,下端由细管连通,细管体积忽略不计。
左容器上端敞开,右容器上端封闭。
容器内气缸中各有一个质量不同,厚度可忽略的活塞,活塞A、B下方和B上方均封有同种理想气体。
已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0,活塞A的质量为m,系统平衡时,各气体柱的高度如图所示(h已知),现发现活塞B发生缓慢漏气,致使B上下气体连通,最终B与容器底面接触,此时活塞A下降了0.4h。
求:
(i)未漏气时活塞B下方气体的压强;
(ii)活塞B的质量。
34.[物理——选修3-4](15分)
(1)(5分)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图甲所示。
光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为。
若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(选填“变大”“不变”或“变小”),图乙中的△t将(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)(10分)唐人张志和在《玄真子.涛之灵》中写道:
雨色映日而为虹。
从物理学的角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,我们通过下列简化示意图来研究彩虹的形成。
图中细光束在过球心的平面内,包含红光和紫光两种单色光,入射角θ=45°,透明球对红光折射率为n红=
,球的半径为R,真空中的光速为c。
(i)分析判断,a和b哪种是红光?
(ii)光线从入射方向到出射方向转过的角度称为偏向角,求红光的偏向角和红光在球内的传播时间。
35.[化学选修——3:
物质结构与性质](15分)
据《自然》杂志于2018年3月15日发布,中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。
这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。
曹原被评为2018年度影响世界的十大科学人物的第一名。
(1)下列说法中正确的是。
a.碳的电子式是
,可知碳原子最外层有4个单电子b.12g石墨烯含共价键数为NA
c.从石墨剥离得石墨烯需克服共价键d.石墨烯中含有多中心的大π键
(2)COCl2分子的空间构型是。
其中,电负性最大的元素的基态原子中,有种不同能量的电子。
(3)独立的NH3分子中,H-N-H键键角106.7°。
如图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及其中H-N-H键键角。
请解释[Zn(NH3)6]2+离子中H-N-H键角变为109.5°的原因是。
(4)化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的应用价值,其熔点只有7℃,其中EMIM+结构如图所示。
该物质晶体的类型是。
大π键可用符号πmn表示,其中m、n分别代表参与形成大π键的原子数和电子数。
则EMIM+离子中的大π键应表示为。
(5)碳化钙的电子式:
,其晶胞如图所示,晶胞边长为anm、CaC2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为g·cm-3