13.25℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
已知:
lgX=lg
或lg
,下列叙述错误的是()
A.曲线n表示pH与lg
的变化关系
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=
+2
C.Ka1(H2CO3)=1.0×10-6.4
D.25℃时,CO32-+H2O
+OH-的平衡常数为1.0×10-3.7
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.据悉我国第四代反应堆—钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破。
该反应堆以钍为核燃料,钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀;铀的一种典型裂变产物是钡和氪,同时释放巨大能量。
下列说法正确的是()
A.钍核
Th有90个中子,142个质子
B.铀核裂变的核反应方程为
U+
n→
Ba+
Kr+3
n
C.放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关,由原子所处的化学状态和外部条件决定
D.重核分裂成中等大小的核,核子的比结合能减小
15.研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示,用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时,测得相应的遏止电压分别为U1和U2,产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示。
已知电子的质量为m,电荷量为-e,黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2,且ν1<ν2。
普朗克常数为h。
则下列判断正确的是()
A.U1>U2B.图(b)中的乙线是对应黄光照射
C.根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率D.用蓝光照射时,光电子的最大初动能为eU2
16.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.39s~1.98s之间。
若高速公路上两辆汽车行驶的速度均为100km/h,刹车时的加速度大小相同,前车发现紧急情况立即刹车,后车发现前车开始刹车时,也立刻采取相应措施。
为避免两车追尾,两车行驶的间距至少应为()
A.55mB.59mC.100mD.139m
17.国际空间站(InternationalSpaceStation)是一艘围绕地球运转的载人宇宙飞船,其轨道近地点距离地球表面379.7km,远地点距离地球表面403.8km,运行轨道近似圆周,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径约为R=6.4×103km.假设空间站在赤道上空,则在国际空间站绕地球运行一周的过程中,宇航员看不到太阳的时间约为()
A.24hB.12hC.6h
D.45min
18.如图所示,将一小球从固定斜面顶端A以某一速度水平向右抛出,恰好落到斜面底端B。
若初速度不变,对小球施加不为零的水平方向的恒力F,使小球落到AB连线之间的某点C。
不计空气阻力。
则()
A.小球落到B点与落到C点所用时间相等
B.小球落到B点与落到C点的速度方向一定相同
C.小球落到C点时的速度方向不可能竖直向下
D.力F越大,小球落到斜面的时间越短
19.如图所示a、b、c、d为匀强电场中的等势面,一个质量为m电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动。
A、B为其运动轨迹上的两点。
已知该粒子在A点的速度大小为v1,在B点的速度大小为v2,方向与等势面平行。
A、B连线长为L,连线与等势面间的夹角为θ,不计粒子受到的重力,则()
A.v1可能等于v2
B.等势面b的电势比等势面c的电势高
C.粒子从A运动到B所用时间为
D.匀强电场的电场强度大小为
20.如图所示,在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
两个相同的带电粒子,先后从y轴上的P点(0,a)和Q点(纵坐标b未知),以相同的速度v0沿x轴正方向射入磁场,在x轴上的M点(c,0)相遇。
不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,由题中信息可以确定()
A.Q点的纵坐标b
B.带电粒子的电荷量
C.两个带电粒子在磁场中运动的半径
D.两个带电粒子在磁场中运动的时间
21.如图所示,在倾角θ=37°固定斜面体的底端附近固定一挡板,一质量不计的弹簧下端固定在挡板上,弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O点处质量分别为mA=4.0kg、mB=1.0kg的物块A和B用一质量不计的细绳连接,跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮,开始物块A位于斜面体上的M处,物块B悬空,现将物块A和B由静止释放,物块A沿斜面下滑,当物块A将弹簧压缩到N点时,物块A、B的速度减为零。
已知MO=1.0m,ON=0.5m,物块A与斜面体之间的动摩擦因数为μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,整个过程细绳始终没有松弛。
则下列说法正确的是()
A.物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.2m/s2
B.物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.5m/s2
C.物块A位于N点时,弹簧所储存的弹性势能为9J
D.物块A位于N点时,弹簧所储存的弹性势能为21J
第Ⅱ卷(非选择题共174分)
包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。
第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
共129分
22.(7分)如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”,两个相同的小车放在光滑水平桌面上,右端各系一条细绳,跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力,增减车上的砝码可
改变小车的质量。
两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上,使小车静止(如图乙)。
拾起黑板擦两车同时运动,在两车尚未碰到滑轮前,迅速按下黑板擦,两车立刻停止,测出两车位移的大小。
(1)该实验中,盘和盘中砝码的总质量应__________小车的总质量(填“
远大于”、“远小于”、“等于”)。
(2)图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录,已测得小车1的总质量M1=100g,小车2的总质量M2=200g。
由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=__________cm,可以算出
=__________(结果保留三位有效数字);在实验误差允许的范围内,
_________
(填“大于”、“小于”、“等于”)。
23.(8分)某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻,图中电压表V的最大量程为3V,虚线框内为用电流计G改装的电流表。
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200mA、内阻rG=0.30Ω,电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表,则R1=____Ω(结果取二位有效数字)。
(2)通过移动变阻器R的滑片,得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数,作出如图乙的图象。
某次测量时,电压表V的示数如图丙,则此时通过电源E的电流为____mA(结果取三位有效数字);电源E的电动势等于___V,内阻等于___Ω(结果取三位有效数字)。
(3)若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值,则对电源电动势测量的结果____________(填“有”或“没有”)影响。
24.(12分)如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为
的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止起向右运动,若杆出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻.求:
(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2)金属杆做匀速运动时的速率;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热.
25.(20分)水平面上固定有一个竖直光滑的立柱,刚性水平轻杆的一端通过小圆环套在立柱上,轻杆另一端固定连接着一个小车。
每当小车停止运动时,车上的弹簧枪就会沿垂直于轻杆的水平方向自动发射一粒弹丸,然后自动压缩弹簧并装好一粒弹丸等待下次发射,直至射出所有弹丸。
下图为该装置的俯视图。
已知未装弹丸的小车质量为M,每粒弹丸的质量为m,每次发射弹丸释放的弹性势能为E,发射过程时间极短:
小车运动时受到一个与运动方向相反、大小为小车对地面压力λ倍的作用力;忽略所有摩擦阻力,重力加速度为g。
(1)若小车上只装一粒弹丸,求弹丸被射出时小车的速度大小;
(2)若(l)问中发射弹丸后小车恰能运动一周,求射出弹丸时,杆对小车的拉力大小;
(3)若小车上共装25粒弹丸,轻杆能承受的最大拉力
(L为小车做圆周运动的半径),则
须满足什么条件轻杆才不会被拉断?
小车做圆周运动的总路程的最大值是多少?
26.(15分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色氧化剂,是新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
【资料】K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,在强碱性溶液中比较稳定,在酸性或中性溶液中快速产生O2。
(1)制备K2FeO4。
①A为制取氯气的装置,其中盛放高锰酸钾的仪器名称为_______________。
②C为制备K2FeO4装置,KOH溶液过量的原因是___________________________________。
③D为尾气处理装置,发生反应的离子方程式为。
(2)探究K2FeO4的性质。
取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黃绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明K2FeO4能否氧化Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案I
取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液溶解,得到紫色溶液b。
取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
①由方案I中溶液变红可知a中含有___________。
该离子的产生_________
__(填“能”或“不能”)判断一定是由K2FeO4被Cl-还原而形成的。
②K2FeO4在硫酸溶液中反应的离子方程式为。
③方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是。
(3)测定K2FeO4样品纯度还可用滴定法:
i.称取样品0.2200g,溶于适量KOH溶液中,加入过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)4]溶液,充分反应后过滤,向滤液中加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250mL溶液,取出25.00mL放入锥形瓶;
ii.向溶液中加入8~9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用0.01000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。
整个过程中发生的反应如下:
Cr(OH)4-+FeO42-+3H2O=Fe(OH)3(H2O)3↓+CrO42-+OH-;
2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O;
Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
则该K2FeO4样品的纯度为。
27.(13分)一种从废钴锰催化剂[含53.1%(CH3COO)2Co(177)、13.2%(CH3COO)2Mn(173)、23.8%CoCO3(119)、6.5%Mn(OH)2(89)、1.3%SiO2(60)及对二甲苯等有机物等]中回收钻和锰的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①焙烧的目的是。
(2)步骤②酸浸时,控制盐酸适当过量,溶液加热并充分搅拌,其目的是。
(3)步骤③MnCl2反应的离子方程式为。
(4)步骤④调节pH时采用CH3COOH和CH3COONa混合溶液,该混合溶液称为缓冲溶液,该溶液中加入少量的酸、碱或稀释时pH变化均不大,其中稀释时pH变化不大的原因是
。
(5)步骤⑤反应生成Co(NO3)2同时生成淡黄色固体和一种无色有毒气体,该反应的化学方程式为。
(6)步骤⑦若在实验室进行,所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外,还有_________(填仪器名称)。
(7)某工厂用1kg废催化剂最终制得CoO0.075kg,则CoO的产率为__________________。
28.(15分)甲醛在木材加、医药等方面有重要用途。
甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下
:
反应I:
CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)△H1=+85.2kJ·mol-1
反应II:
CH3OH(g)+1/2O2(g)
HCHO(g)+H2O(g)△H2
反应III:
H2(g)+1/2O2(g)
H2O(g)△H3=-241.8kJ·mol-1
副反应:
反应IV:
CH3OH(g)+O2(g)
CO(g)+2H2O(g)△H4=-393.0kJ·mol-1
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生
反应CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:
CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:
·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:
·CH2OH→3·H+CO
历程iv:
·H+·H→H2下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:
①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因;
②反应历程i的活化能(填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)活化能。
③650℃~750℃,反应历程ii的速率(填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程v=0.0423C(mg·L-1·h-1)表示(其中C为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度(mg/L)
10000
8000
4000
2000
1000
吹脱时间(h)
0
7
23
39
55
则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=mg·L-1·h-1,分析上表数据,起始浓度为1000mg/L,当甲醛浓度降为5000mg/L,吹脱时间为h。
29.(10分)某实验小组在适宜条件下利用水生植物伊乐藻进行了如下实验(如表中“+”表示进行相关操作,“-”表示未进行相关操作)。
试管编号
1
2
3
4
自来水(mL)
5
5
5
5
溴麝香草酚蓝水溶液(滴)
10
10
10
10
生长状况一致的伊乐藻(枝)
1
-
1
-
密闭试管
+
+
+
+
适宜光照
+
+
-
-
45分钟后颜色变化
不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1)3号试管的颜色变化是________________,原因是在伊乐藻细胞线粒体的________中产生了CO2。
(2)适宜光照下伊乐藻细胞内与O2结合的物质是。
(3)45分钟后,1号试管的CO2含量________(填“增加”“不变”“减少”),原因是
________________________________________________________________________。
30.(10分)研究发现,某些毒品分子可以导致神经递质多巴胺的分泌增加,从而使人上瘾,且极难戒治。
请分析下列问题:
(1)多巴胺与突触后膜上的__________结合后,可将信息传递给下一个神经元,最终在__________产生愉悦感。
(2)在突触前膜上有回收多巴胺的转运蛋白,某种毒品分子会__________(填