D．元素的非金属性：
Z>Y>X
11．2021年3月科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。
下列说法正确的是
A．充电时B电极反应式为：
I2+2e-=2I-
B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小
C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜
D．充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为2NA
12．2019年4月20日，药品管理法修正草案进行二次审议，牢筑药品安全防线。
运用现代科技从苦艾精油中分离出多种化合物，其中四种的结构如下：
下列说法不正确的是
A．②③分子中所有的碳原子不可能处于同一平面内
B．②④互为同分异构体
C．③④的一氯代物数目不同
D．①②③均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
13．最近科学家在植物中提取到一种特殊的二元酸叫类草酸H2M（Ka1=1.4×10-3；Ka2=1.7×10-5），能做安全的食品保鲜剂，研究表明H2M分子比离子更易透过细胞膜而杀灭细菌。
常温下，向20mL0.2mol/LH2M溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液。
根据图示判断，下列说法正确的是
A．b点比a点杀菌能力强
B．曲线Ⅲ代表HM-物质的量的变化
C．M2-水解常数Kh=7.14×10-12
D．当V=30mL时，溶液显酸性
二、选择题：
本题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．银西高铁预计在2021年年底通车，高铁建设在通过黄河时要架设多座桥梁。
假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造。
按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是
15．如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O'是三根细线的结点,bO'水平拉着重物B,cO'沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g=10m/s2。
若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是
N,则下列说法中正确的是
A．弹簧的弹力为
N
B．重物A的质量为2.5kg
C．桌面对重物B的摩擦力为
N
D．OP与竖直方向的夹角为60°
16．汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。
设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。
在某次试验中，质量m1=1600kg的试验车以速度v1=36km/h正面撞击固定试验台，经时间t1=0.10s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。
则在本次实验中汽车受到试验台的冲量I0大小和F0的大小分别为（）（忽略撞击过程中地面阻力的影响。
）
A．I0=5.76×104N·S，F0=1.6×105NB．I0=1.6×104N·S，F0=1.6×105N
C．I0=1.6×105N·S，F0=1.6×105ND．I0=5.76×104N·S，F0=3.2×105N
17．如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10
匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴
O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω．
从图甲所示位置开始计时，通过线圈
平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，则
A．线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
B．在
时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变
C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为
D．线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大
18．撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目．如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：
a～b、b～c、c～d、d～e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不正确的是
A．a～b阶段：
加速助跑，人和杆的总机械能增加
B．b～c阶段：
杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加
C．c～d阶段：
杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量
D．d～e阶段：
人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量
19．如图所示为磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。
一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。
把P、Q与电阻R相连接，下列说法正确的是
A．Q板的电势高于P板的电势
B．R中有由a向b方向的电流
C．若只改变磁场强弱，R中电流保持不变
D．若只增大粒子入射速度，R中电流增大
20．如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，定点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L，D在AB边上的竖直投影点为O，一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点，在D处将质量为m，电荷量为+q的小球套在轨道上（忽略它对电场的影响），将小球由静止开始释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且
忽略空气阻力，则
A．轨道上D点的场强大小为
B．小球刚到C点时，其加速度为零
C．小球刚到C点时，其动能为
D．小球沿直轨道CD下滑的过程中，其电势能先增大后减小。
21．如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A．物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mgR
B．物块从A到B过程与圆弧槽间正压力为
C．物块在B点时对槽底的压力大小为
D．物块滑到C点（C点位于A、B之间）且OC和OA的夹角为θ，此时时重力的瞬时功率为
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．（6分）
某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置,通过改变重物的质量,可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图（b）所示．重力加速度g=10m/s2．
（1）图（b）中对应倾斜轨道的试验结果是图线________（选填“①”或“②”）;
（2）由图（b）可知，滑块和位移传感器发射部分的总质量为_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数为_______．（结果均保留两位有效数字）
23．（9分）
一根均匀的细长空心金属圆管，长度为L，电阻R约为5Ω，其横截
面如图甲所示。
该金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，
某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；
（1）用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零
时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，
则所测金属管线外径D=mm。
（2）为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、
开关和若干导线及下列器材：
A．电流表0～0．6A，内阻约0．05Ω
B．电流表0～3A，内阻约0．01Ω
C．电压表0～3V，内阻约10kΩ
D．电压表0～15V，内阻约50kΩ
E．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）
F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）
为准确测出金属管线阻值，电流表应选__________电压表应选____________滑动变阻器应选__________（填各仪器序号字母）
（3）如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整。
（4）根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式d＝______________
24．（12分）
如图所示，为某娱乐活动项目的示意图；参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。
不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长。
设人的质量为m＝50kg，绳索长l＝25m，A点比D点低h＝3.2m。
人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示
（g＝10m/s2）。
若使人能刚好到达D点，求：
（1）人从A点水平跃出的速度；
（2）A、B两点间的水平距离；
（3）在最低点C，人对绳索的拉力。
25．（20分）
在光滑绝缘水平面上，存在着匀强磁场，边界为PQ、MN。
磁感应强度大小为B0，方向垂直水平面向下，磁场的宽度为
，俯视图如图所示。
在磁场的上方固定半径R=
的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场的边缘的A、B两点，现有带孔的小球a、b（视为质点），中间压缩着弹性绝缘装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m，电量为-q；球b质量为m，电量为q；某瞬时弹性绝缘装置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。
求：
（解锁前后小球的质量、电量、电性均不变，不计带电小球之间的相互作用力）
（1）解锁后两球速度的大小
、
分别为多少
（2）小球a在磁场中运动的时间
（3）若在MN另一侧有平行与水平面的匀强电场，求a进入电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇。
求电场强度E的大小和方向。
26．（14分）
金属在社会生活中的应用很广泛，常用金属表面往往生锈，用盐酸对其表面氧化物进行清洗，会产生酸洗废水。
pH在1.5左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约3%，还有如铜、镍、锌、铬浓度较低的金属也有，工业上综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。
制备过程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
（1）“中和”操作中发生的主要反应的化学方程式为__________________________，调节pH范围为________，有利于后续制备得纯度较高的产品。
（2）酸溶处理中和后的滤渣，使铁元素浸出。
滤渣和工业盐酸反应时，不同反应温度下铁浸出率随时间变化如图（a）所示，可知酸溶的最佳温度为_______________。
按照不同的固液比（滤渣和工业盐酸的投入体积比）进行反应时，铁浸出率随时间变化如图（b）所示，实际生产中固液比选择3:
2的原因是____________________。
（3）氧化时，可选氯酸钠或过氧化氢为氧化剂，若100L“酸溶”所得溶液中Fe2+含量为1.2mol∙L−1，则需投入的氧化剂过氧化氢的质量为_____________。
（4）氧化时，除可外加氧化剂外，也可采用惰性电极电解的方法，电解总反应的离子方程式是_________。
（5）将得到的FeCl3溶液_________________、过滤、洗涤、干燥得FeCl3∙6H2O晶体。
27．（14分）
二氧化钒形态可在绝缘体和金属导体之间转换，具有相变特性，研究表明其可能成为未来电子业的革命性材料。
实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒碱式碳酸铵晶体，过程如下：
已知：
+4价的钒化合物在弱酸性条件下易被氧化。
回答下列问题：
（1）氧钒碱式碳酸铵中V的化合价为________。
（2）步骤i中生成VOC12的同时生成一种无色无污染的气体，该化学方程式为_______________________。
也可只用浓盐酸与V2O5来制备VOC12溶液，该法的缺点是________________________________。
（3）步骤ii可在下图装置中进行。
①反应前应通入CO2数分钟的目的是______________________________________。
②装置B中的试剂是________________。
（4）测定氧钒碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量ag样品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL混酸溶解后，加0.02mol/LKMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续加1%NaNO2溶液除去过量的KMnO4，再用尿素除去过量的NaNO2，最后用cmol/L（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗体积为bmL。
滴定反应为：
VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O．
①KMnO4溶液的作用是____________________。
②粗产品中钒的质量分数的表达式为______________。
28．（15分）
丙烯（C3H6）用以生产合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等多种重要有机化工原料。
丙烷直接脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图1所示。
已知：
丙烷直接脱氢制丙烯必须在高温下进行，但温度越高副反应进行程度越大，同时还会降低催化剂的活性和选择性。
回答下列问题：
（1）为提供反应所需热量，若恒压时向
原料气中掺入高温水蒸气，则主反应的平衡
常数K （填“增大”、“减小”或“不变”）。
温度升高，副反应更容易发生的主要原因是
_______________________________。
（2）图2为丙烷直接脱氢法中丙烷和
丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系
（图中的压强分别为1×104Pa和1×105Pa）。
①1×104Pa时，图2中表示丙烯的曲线是_____________（填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”）。
②1×105Pa、500℃时，若只发生上述主反应和副反应，则达平衡时，丙烷转化为丙烯的转化率为 。
（3）为克服丙烷直接脱氢法的缺点，科学家探索出在相对适中的温度下，在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。
在膜反应器中，利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。
与丙烷直接脱氢法相比，该方法的优点是_______________。
（4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化
脱氢制丙烯的新工艺。
该工艺可采用铬的氧化
物为催化剂，其反应机理如图3。
已知：
CO和H2的燃烧热分别为△H＝﹣283.0kJ/mol、
△H＝﹣285.8kJ/mol。
①反应（i）的化学方程式为___________________。
②25℃时，该工艺总反应的热化学方程式为____________________。
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是______________。
29．（9分）
将某植物置于密闭玻璃罩内，在25℃恒温条件下，
测定该植物对某气体的吸收量或释放量随光照强度的
变化，实验结果如图所示。
据图回答下列问题：
（1）实验所测的气体应为________。
（2）若适当增加二氧化碳浓度，则短时间内叶肉细胞内C5的含量将________。
（3）植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，若将温度从25℃提高到30℃时，A点将________移。
（4）D点时，该植物产生氧气的量为，叶绿体释放的氧气的去向是____________________________________。
（5）光照条件下若玻璃罩内低氧高二氧化碳时，细胞内的Rubisco酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；在高氧低二氧化碳情况下，该酶却催化C5与O2反应，经一系列变化后生成CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。
由此推测，Rubisco酶的存在场所为________。
在北方夏季晴朗的中午，细胞内O2/CO2值较高，此时有利于________（填“光呼吸”或“光合作用”）过程。
30．（9分）
桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程（如下图）；表格数据表示有机物从桑树传到蚕的能量流动情况，试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径，回答下列问题。
（1）图中生态系统的食物网简单，与森林生态系统相比，它的________能力较弱，其________稳定性也相应较低。
（2）将蚕沙（粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第_______营养级所同化的能量，蚕沙中的碳元素以_______形式流向鱼，鱼体内的碳元素以________形式流向桑树。
（3）根据表格数据可知，蚕同化的总能量为________kJ，表中①部分的能量用于蚕的，储存在蚕的有机物中。
31．（11分）
对某昆虫进行研究时，科研人员在正常翅群体中发现了卷翅突变体（相关基因用B、b表示）。
为研究卷翅突变体的遗传规律，进行了相关实验，过程及结果如下：
用正常翅与卷翅正反交，F1雌雄个体中卷翅∶正常翅均为1∶1，F1卷翅雌雄个体杂交，所得F2卷翅∶正常翅＝2∶1。
回答下列问题：
（1）该种群中卷翅昆虫的基因型为；卷翅雌雄个体杂交，后代中出现正常翅个体的原因是__________________。
F2卷翅∶正常翅出现2∶1的可能原因是。
（2）进一步研究得知，该昆虫的另一对相对性状中红眼对紫眼为显性，由等位基因A、a控制。
现有四个品系：
①红眼正常翅、②紫眼正常翅、③红眼卷翅和④紫眼卷翅，已知品系①和②为纯合品种，品系③和④中均有一对等位基因杂合。
若只考虑两对基因均位于常染色体上，假定不发生突变和交叉互换，请从上述①～④中选择2种品系做材料，设计实验确定A、a和B、b是否位于同一对同源染色体上（要求：
写出实验思路、预期实验结果、得出结论）。
________________________。
32．（10分）
萘乙酸（NAA）是生长素类似物，在农业生产上的应用广泛，其生理作用与浓度密切相关。
下面是探究萘乙酸（NAA）对扦插枝条生根作用的最佳浓度范围的实验方案，请你进行适当的补充和完善。
（1）实验原理：
萘乙酸与生长素一样，对植物生长的调节作用具有________性。
（2）实验过程与方法：
①取材：
取山茶花植株生长良好的半木质枝条，剪成5～7cm，每段插条芽数相同。
②实验：
将插条分别用具有一定浓度梯度的萘乙酸溶液处理（如图1）8～12h后，再将处理过的插条下端浸在清水中，置于适宜温度条件下培养，观察并记录实验数据。
③建模：
根据实验数据，建立数学模型（如图2）。
（3）结果分析与评价：
①从图2中，可得出的结论是___________________________________________。
②除图2外，数学模型的另一种表现形式是_________________。
③为了提高所建数学模型的科学性和可靠性，请改正图1所示的实验方案中一处明显的不足：
___________________________________________________。
④若利用上述实验相同的方法，探究萘乙酸对葡萄插条生根作用的最佳浓度范围时，除第一组外其余各组均没有长出不定根，最可能的原因是____________
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