1、2013 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试理科综合能力测试(北京卷北京卷) 本试卷共 16 页,共 300 分。考试时长 150 分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无 效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 以下数据可供解题时参考: 可能用到的相对原子质量:H 1C 12O 16Cl 35.5Ca 40 第一部分(选择题共 120分) 本部分共 20 小题,每小题 6 分,共 120 分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。 1.(2013 北京理综,1)下列真核细胞结构与成分,对应有误 的是() A.细胞膜:脂质、
2、蛋白质、糖类 B.染色体:核糖核酸、蛋白质 C.核糖体:蛋白质、核糖核酸 D.细胞骨架:蛋白质 答案:B 解析:细胞膜的组成成分包括脂质、蛋白质和糖类,A 项正确;染色体的组成成分是 DNA 和蛋白质,核 糖核酸是 RNA,B 项不正确;核糖体是由蛋白质和 RNA 组成的,C项正确;细胞骨架是由蛋白质纤维组 成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 2.(2013 北京理综,2)在细胞生命活动中,不可能 发生的过程是() A.神经递质由突触小泡分泌到胞外 B.mRNA 从细胞核进入细胞质 C.老化受损的细胞器融入溶酶体中 D.O2通过主动运输进入
3、线粒体 答案:D 解析:神经递质是由突触小泡以胞吐的形式分泌到细胞外面的突触间隙;mRNA 在细胞核中以 DNA 为模板转录合成后,由核孔进入细胞质中;老化受损的细胞器融入溶酶体中,被溶酶体中的酶水解;O2 是通过自由扩散的方式进入线粒体被利用的。 3.(2013 北京理综,3)有关生物体对刺激做出反应的表述,错误 的是() A.病毒感染人体 T 细胞分泌特异性抗体清除病毒 B.外界温度降低哺乳动物体温调节中枢兴奋体温稳定 C.摄入高糖食品人体胰岛素分泌增加血糖水平回落 D.单侧光照植物体生长素重新分布向光弯曲 答案:A 解析:病毒侵入机体细胞,是寄生在宿主细胞内的,通过细胞免疫使靶细胞裂解死
4、亡。病原体失去了寄 生的基础,因而能被吞噬、消灭。抗体是由浆细胞(效应 B 细胞)分泌的。外界温度降低,人体通过冷 觉感受器接受刺激,产生兴奋,将兴奋传导至下丘脑中的体温调节中枢,然后使有关神经兴奋,进而引 起皮肤血管收缩,减少皮肤血流量,从而使皮肤的散热量减少。与此同时,皮肤立毛肌收缩;骨骼肌也 产生不自主战栗,使产热量增加。有关神经的兴奋还可使肾上腺素分泌增加,导致产热量增加,体温维 持稳定。摄入高糖食品使人体血糖含量升高,此时胰岛素分泌增加,使血糖水平回落。单侧光照引起 生长素分布不均匀,背光侧生长素含量高于向光侧生长素含量,背光侧细胞生长得快,表现为向光弯曲 生长。 4.(2013 北
5、京理综,4)安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。其中,长舌蝠的舌长为体长的 1.5 倍。只 有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜,且为该植物的唯一传粉者。由此无法 推断出 () 长舌蝠从长筒花中取食花蜜 A.长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争 B.长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代 C.长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果 D.长舌蝠和长筒花相互适应,共同(协同)进化 答案:B 解析:长舌蝠是长筒花的唯一传粉者,长筒花不可能在没有长舌蝠的地方繁衍后代,B 项错。由于长舌 蝠具有长舌而得到花蜜可有效避开与其他蝙蝠的竞争;长筒花的各种性状都是自然选择的结果,与长 舌蝠相互适应共同(协同)进
6、化。 5.(2013 北京理综,5)关于高中生物学实验的基本原理,叙述不正确 的是() A.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统 B.提取组织 DNA 是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异 C.成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性 D.PCR 呈指数扩增 DNA 片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板 答案:C 解析:噬菌体是不具有细胞结构的细菌病毒,因为其缺乏独立的代谢系统,必须寄生在细菌细胞中才能 生存;提取组织中的 DNA 是利用组织中的各种化合物在溶剂中的溶解度不同进行提取;成熟植物细 胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为成熟植物细胞的原
7、生质层具有选择透(过)性;PCR 呈指数扩增 DNA 片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板。 6.(2013 北京理综,6)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是() 答案:D 解析:A、C 分别将太阳能转化为电能、热能;B 是锂离子电池将化学能转化为电能;D燃烧,将化学能 转化为热能。 7.(2013 北京理综,7)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是() A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护栏表面涂漆 C.汽车底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接镁块 答案:A 解析:形成电解池,被保护的金属作阴极,与电源的负极相连,A选项正确。 8.(2013 北京理综,8)
8、下列解释事实的方程式不准确 的是() A.用浓盐酸检验氨:NH3+HClNH4Cl B.碳酸钠溶液显碱性:CO3 2-+H2O HCO3 -+OH- C.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-3e-Fe3+ D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体:Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O 答案:C 解析:C 选项负极电极反应为:Fe-2e-Fe2+。 9.(2013 北京理综,9)用石墨电极电解 CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是() A.a 端是直流电源的负极 B.通电使 CuCl2发生电离 C.阳极上发生的反应:Cu2+2e-Cu D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色
9、气体 答案:A 解析:阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,可知 a 为负极、b 为正极,A 选项正确;阳极发生失电子 的反应生成 Cl2、阴极发生得电子的反应生成 Cu,C、D选项错误;电解质的电离与是否通电无关,B 选项错误。 10.(2013 北京理综,10)实验: 0.1 molL-1AgNO3溶液和 0.1 molL-1NaCl 溶液等体积混合得到浊液 a,过滤得到滤液 b 和白色沉淀 c; 向滤液 b 中滴加 0.1 molL-1KI 溶液,出现浑浊; 向沉淀 c中滴加 0.1 molL-1KI 溶液,沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是() A.浊液 a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(
10、s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液 b 中不含有 Ag+ C.中颜色变化说明 AgCl 转化为 AgI D.实验可以证明 AgI 比 AgCl 更难溶 答案:B 解析:由及沉淀溶解平衡 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)可知 A选项正确、B 选项错误;由及难溶沉 淀可以转化为更难溶沉淀可知 C、D 正确。 11.(2013 北京理综,11)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是() A. 将 NO2球浸泡在冷水和热水中 B. t/2550100 KW/10-141.015.4755.0 C. D. c(氨水)/(molL-1)0.10.01 pH11.110.6 答案:C
11、解析:催化剂不能使化学平衡发生移动,C 选项与化学平衡移动无关。 12.(2013 北京理综,12)用下图所示装置检验乙烯时不需要 除杂的是() 乙烯的制备试剂 X试剂 Y ACH3CH2Br 与 NaOH 乙醇溶液共热H2OKMnO4酸性溶液 BCH3CH2Br 与 NaOH 乙醇溶液共热H2OBr2的 CCl4溶液 CC2H5OH 与浓 H2SO4加热至 170 NaOH 溶液 KMnO4酸性溶液 DC2H5OH 与浓 H2SO4加热至 170 NaOH 溶液 Br2的 CCl4溶液 答案:B 解析:A、B 制取的乙烯中含有乙醇,乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,所
12、以 B 选项不需要除杂;C、D选项中制取的乙烯中含有乙醇、SO2等,SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴的 四氯化碳溶液均褪色,所以均需要除杂。 13.(2013 北京理综,13)下列说法正确的是() A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动 C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.物体对外界做功,其内能一定减少 答案:A 解析:布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动,而非液体分子的运动,选项 A正 确,B 错误;根据热力学第一定律,物体的内能的改变取决于做功和热传递两个方面,故选项 C、D 错误。 14.(2013 北京理综,14)如图所示
13、,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心 O,经折射后分为两束单色光 a 和 b。下列判断正确的是() A.玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B.a 光的频率大于 b 光的频率 C.在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长 D.a 光光子能量小于 b 光光子能量 答案:B 解析:由折射定律 n=sin?1 sin?2可知,玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率,选项 A 错误;a 光的频率也大 于 b 光的频率,选项 B 正确;由 c=可知,真空中 a 光的波长小于 b 光的波长,选项 C 错误;由 E=h可 知,a 光光子能量大于 b 光光子的能量,选项 D 错误。 15.(20
14、13 北京理综,15)一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波,波速为 4 m/s。某时刻波形如图所示, 下列说法正确的是() A.这列波的振幅为 4 cm B.这列波的周期为 1 s C.此时 x=4 m 处质点沿 y 轴负方向运动 D.此时 x=4 m 处质点的加速度为 0 答案:D 解析:由图象可得该波的波长为 8 m,振幅为 2 cm,选项 A错误;由 v=? ?得周期 T=2 s,选项 B 错误;由波 的传播方向与质点振动方向间的关系可知此时 x=4 m 处的质点沿 y 轴正方向运动,选项 C 错误;此时 x=4 m 处的质点处于平衡位置,受到的回复力为 0,因此加速度也为 0,选项
15、D 正确。 16.(2013 北京理综,16)倾角为、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上,质量为 m 的木块静止在斜面 体上。下列结论正确的是() A.木块受到的摩擦力大小是 mgcos B.木块对斜面体的压力大小是 mgsin C.桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsincos D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g 答案:D 解析:取木块 m 为研究对象,受力如图甲所示,根据平衡条件,有摩擦力大小 Ff1=mgsin,支持力大小 FN1=mgcos,对斜面体的压力大小 FN1=mgcos,选项 A、B 错误;取斜面体 M 及木块 m 组成的整体为 研究对象,整体静止在水平桌面上,受力如
16、图乙所示,桌面对斜面体的摩擦力大小 Ff2=0,支持力大小 FN2=(M+m)g,选项 C 错误,D 正确。 17.(2013 北京理综,17)如图,在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆 MN 在平行 金属导轨上以速度 v向右匀速滑动,MN 中产生的感应电动势为 E1;若磁感应强度增为 2B,其他条件不 变,MN 中产生的感应电动势变为 E2。则通过电阻 R 的电流方向及 E1与 E2之比 E1E2分别为() A.ca,21 B.ac,21 C.ac,12 D.ca,12 答案:C 解析:由右手定则,可判断出金属杆中的电流方向为 NM,则电阻 R 中的电流方向为 ac。根据
17、 E=BLv,可得 E1E2=12,选项 C正确。 18.(2013 北京理综,18)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速 圆周运动,那么电子运动() A.半径越大,加速度越大 B.半径越小,周期越大 C.半径越大,角速度越小 D.半径越小,线速度越小 答案:C 解析:根据题意,静电力提供电子做圆周运动的向心力,有? ?2 =ma=m4 2 ?2 r=m2r=m? 2 ? ,可 得 a=? ?r2,T= 42?r3 ? ,= ? ?3,v= ? ? ,可见,半径越大,加速度越小,角速度越小;半径越小,周期越小,线速度 越大。则选项 A、B、D 错误,C 正确。
18、19.(2013 北京理综,19) 在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜 槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的 位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图 1、2、 3 的位置,且 1 与 2 的间距等于 2 与 3 的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次 为 x1、x2、x3,机械能的变化量依次为E1、E2、E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是() A.x2-x1=x3-x2,E1=E2=E3 B.x2-x1x3-x2,E1=E2
19、=E3 C.x2-x1x3-x2,E1E2E3 D.x2-x1x3-x2,E1E2x3-x2,小球平抛运动的过程中机械能守恒,则有E1=E2=E3=0,选项 B 正确。 20.(2013 北京理综,20)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸 收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金 属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应, 这已被实验证实。 光电效应实验装置示意如图。用频率为的普通光源照射阴极 K,没有发生光电效应。换用同样频率 的强激光照射阴极 K,则发生了光电效应
20、;此时,若加上反向电压 U,即将阴极 K 接电源正极,阳极 A 接 电源负极,在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大 U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好 减小到零时,所加反向电压 U 可能是下列的(其中 W 为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电量)() A.U=? ? ? ? ? B.U=2? ? ? ? ? C.U=2h-WD.U=5? 2? ? ? ? 答案:B 解析:由题意可知,一个电子一次吸收了 n 个光子,则有 eU=nh-W,整理得 U=? ? ? ? ?,因 n 只能取整数 且 n2,故选项 B 正确。 第二部分(非选择题共 180分) 本部分共 11 小题,共
21、180 分。 21.(2013 北京理综,21)(18 分) 某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx的阻值。 (1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(050 ,额定电流 2 A)、开关和导线若干,以及下列电表: A.电流表(03 A,内阻约 0.025 ) B.电流表(00.6 A,内阻约 0.125 ) C.电压表(03 V,内阻约 3 k) D.电压表(015 V,内阻约 15 k) 为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路 应采用图 1 中的(选填“甲”或“乙”)。 图 1 (2)图 2 是测量 Rx的实验器材实物图,图中已连
22、接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充 完成图 2 中实物间的连线。 图 2 (3)接通开关,改变滑动变阻器滑片 P 的位置,并记录对应的电流表示数 I、电压表示数 U。某次电表 示数如图 3 所示,可得该电阻的测量值 Rx=? ?= (保留两位有效数字)。 图 3 (4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要 原因是。(选填选项前的字母) A.电流表测量值小于流经 Rx的电流值 B.电流表测量值大于流经 Rx的电流值 C.电压表测量值小于 Rx两端的电压值 D.电压表测量值大于 Rx两端的电压值 (5)在不损坏电表的前提下,将滑动
23、变阻器滑片 P 从一端滑向另一端,随滑片 P 移动距离 x 的增加,被测 电阻 Rx两端的电压 U 也随之增加,下列反映 U x 关系的示意图中正确的是。 图 4 答案:(1)BC甲 (2)见解析图 (3)5.2 (4)BD (5)C 解析:(1)电源电压为 4 V,为减小测量误差,电压表应选 C,通过电阻的最大电流 I=3 5A=0.6 A,因此电流 表选 B。因待测电阻远小于电压表内阻,故电流表采用外接法,实验电路选甲。 (2)连线如图所示。 (3)由图 3 读得电流表示数 I=0.50 A,电压表示数 U=2.60 V,则 Rx=? ? ? 2.60 0.50 =5.2 。 (4)若选甲
24、电路,由于电压表有分流作用,电流表测量值大于流经 Rx的电流值,因此选 B;若选乙电 路,由于电流表的分压作用,使得电压表的测量值大于 Rx两端的电压值,因此选 D。 (5)电阻 Rx两端的电压 U= ? ?+R,当 x 逐渐增大时,滑动变阻器阻值 R 逐渐减小,电压 U逐渐增大, 当 R=0 时,U=E,选项 C正确。 22.(2013 北京理综,22)(18 分)如图所示,两平行金属板间距为 d,电势差为 U,板间电场可视为匀强电场; 金属板下方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场。带电量为+q、质量为 m 的粒子,由静止开始从正极板 出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力
25、的影响,求: (1)匀强电场场强 E 的大小; (2)粒子从电场射出时速度 v 的大小; (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 R。 答案:(1)? ? (2) 2? ? (3)1 ? 2? ? 解析:(1)电场强度 E=? ?。 (2)根据动能定理,有 qU=1 2mv 2得 v= 2? ? 。 (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,有 qvB=m? 2 ?得 R= 1 ? 2? ? 。 23.(2013 北京理综,23)(18 分)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段。最初,运动员静止站在蹦 床上;在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动
26、作所需的高度;此 后,进入比赛动作阶段。 把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小 F=kx(x 为床面下沉的距离,k 为常量)。质量 m=50 kg 的运动员静止站在蹦床上,床面下沉 x0=0.10 m;在预备运动中,假定运动员所做的总功 W 全部用于增 加其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为 t=2.0 s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为 x1。取重力加速度 g=10 m/s2,忽略空气阻力 的影响。 (1)求常量 k,并在图中画出弹力 F 随 x 变化的示意图; (2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度 hm; (
27、3)借助 Fx 图象可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求 x1和 W 的值。 答案:(1)5.0103N/m见解析图 (2)5.0 m (3)1.1 m2.5103J 解析:(1)床面下沉 x0=0.10 m 时,运动员受力平衡 mg=kx0 得 k=? ?0 =5.0103N/m F x 图线示意图如图所示 (2)运动员从 x=0 处离开床面,开始腾空,其上升、下落时间相等 hm=1 2g( ? 2) 2=5.0 m (3)参考由速度时间图象求位移的方法,F x 图线与坐标轴所围的面积等于弹力做的功,从 x1处 到 x=0,弹力做功 WT WT=1 2x1kx1= 1 2?1 2 运动员从
28、 x1处上升到最大高度 hm的过程,根据动能定理,有 1 2?1 2-mg(x1+hm)=0 解得 x11.1 m 对整个预备运动,由题设条件以及功和能的关系,有 W+1 2?0 2=mg(hm+x0) 得 W=2 525 J2.5103J 24.(2013 北京理综,24)(20 分)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出 其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。 (1)一段横截面积为 S、长为 l 的直导线,单位体积内有 n 个自由电子,电子电量为 e。该导线通有电流 时,假设自由电子定向移动的速率均为 v。 (a)求导线中的电流 I; (b)将该导线放在匀强磁
29、场中,电流方向垂直于磁感应强度 B,导线所受安培力大小为 F安,导线内自由 电子所受洛伦兹力大小的总和为 F,推导 F安=F。 (2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为 m,单位体积内粒子数量 n 为恒量。为简化问 题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为 v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间, 粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力 f 与 m、n 和 v 的关系。 (注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明。) 答案:(1)(a)neSv(b)见解析(2)f=1 3nmv 2 解析:(
30、1)(a)设t 时间内通过导体横截面的电量为q,由电流定义,有 I=? ? ? ? ? =neSv (b)每个自由电子所受的洛伦兹力F洛=evB 设导体中共有 N个自由电子N=nSl 导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和 F=NF洛=nSlevB 由安培力公式,有 F安=IlB=neSvlB 得 F安=F (2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为I=2mv 如图所示,以器壁上的面积 S 为底、以 vt 为高构成柱体,由题设可知,其内的粒子在t 时间内有 1/6 与器壁 S 发生碰撞,碰壁粒子总数为 N=1 6nSvt t 时间内粒子给器壁的冲量为 I=NI=1 3nSmv 2t 面积为
31、 S 的器壁受到粒子压力为 F= ? ? 器壁单位面积所受粒子压力为 f=? ? ? 1 3nmv 2 25.(2013 北京理综,25)(17 分)可降解聚合物 P 的合成路线如下: 已知: . .+2ROH+2HCl(R 为烃基) (1)A的含氧官能团名称是。 (2)羧酸 a 的电离方程式是。 (3)BC 的化学方程式是。 (4)化合物 D 苯环上的一氯代物有 2 种,D的结构简式是。 (5)EF 中反应和的反应类型分别是。 (6)F 的结构简式是。 (7)聚合物 P 的结构简式是。 答案:(1)羟基 (2)CH3COOHCH3COO-+H+ (3) (4) (5)加成反应、取代反应 (6
32、) (7) 解析:由结合反应条件,逆推可知 C 为、B为、A 为 、羧酸 a 为乙酸;结合 D 的分子式可知 D 为,结合反应条件可知 D 到 E 发生的 是醇的催化氧化,生成醛 E 为;结合已知过程可知 F 为,由 G的分子式可 知 G 是由两分子 F 脱水缩合而成,除两个苯环外,另一个环为 F 中的羧基与氨基脱水形成的,其结构简 式为 ,由已知过程可知聚合物 P 的结构简式。 26.(2013 北京理综,26)(14 分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨,写出 NO2转化为 HNO3的化学方程式:。 (2)汽车发动机工作时会引发 N2和 O2反应,其能量变化示意
33、图如下: 写出该反应的热化学方程式:。 随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低 NOx的排放。 当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成 N2排出。写出 NO 被 CO 还原的化学方程 式:。 当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收 NOx生成盐。其吸收能力顺序如 下:12MgO20CaO38SrO56BaO。原因是 , 元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对 NOx的吸收能力逐渐增强。 (4)通过 NOx传感器可监测 NOx的含量,其工作原理示意图如下: Pt 电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。 写出 NiO 电
34、极的电极反应式:。 答案:(1)3NO2+H2O2HNO3+NO (2)N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+183 kJmol-1 增大 (3)2CO+2NON2+2CO2 根据 Mg、Ca、Sr 和 Ba 的质子数,得知它们均为A族元素。同一主族的元素,从上到下,原 子半径逐渐增大 (4)还原 NO+O2-2e-NO2 解析:(2)首先写出所求方程式 N2(g)+O2(g)2NO(g),断开化学键吸收的能量为 945 kJmol-1+498 kJmol-1=1 443 kJmol-1,形成化学键释放的能量为 1 260 kJmol-1,所以H=+183 kJmol-1,反应为吸热反 应,
35、升高温度平衡右移,化学平衡常数增大;(3)性质与结构有关,所以应该从原子结构的角度分析;(4)此 装置为原电池,通入氧化剂(O2)的为正极(或依据阴离子 O2-向负极移动判断),正极发生得电子的还原 反应;负极 NO 失电子生成 NO2,电极反应为 NO+O2-2e-NO2。 27.(2013 北京理综,27)(12 分)用含有 Al2O3、SiO2和少量 FeOxFe2O3的铝灰制备 Al2(SO4)318H2O,工 艺流程如下(部分操作和条件略): .向铝灰中加入过量稀 H2SO4,过滤; .向滤液中加入过量 KMnO4溶液,调节溶液的 pH 约为 3; .加热,产生大量棕色沉淀,静置,上
36、层溶液呈紫红色; .加入 MnSO4至紫红色消失,过滤; .浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1)H2SO4溶解 Al2O3的离子方程式是 。 (2)将 MnO4 -氧化 Fe2+的离子方程式补充完整: 1MnO4 -+Fe2+ 1Mn2+Fe3+ (3)已知: 生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3 开始沉淀时3.46.31.5 完全沉淀时4.78.32.8 注:金属离子的起始浓度为 0.1 molL-1 根据表中数据解释步骤的目的: 。 (4)已知:一定条件下,MnO4 -可与 Mn2+反应生成 MnO2。 向的沉淀中加入浓 HCl 并加热,能说明沉淀中存在 M
37、nO2的现象是。 中加入 MnSO4的目的是。 答案:(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2O (2)58H+54H2O (3)pH约为 3 时,Fe2+和 Al3+不能形成沉淀,将 Fe2+氧化为 Fe3+,可使铁完全沉淀 (4)生成黄绿色气体除去过量的 MnO4 - 解析:铝灰中 SiO2不与硫酸反应,操作过滤后滤液中主要含有 Al3+、Fe3+、Fe2+、SO4 2-等,滤渣为 SiO2;由表格可知 Fe3+在 pH=2.8 时沉淀完全,而 Fe2+完全沉淀时 pH=8.3,操作的目的是除去滤液中 的 Fe3+、Fe2+,沉淀前应把 Fe2+变成易沉淀的 Fe3+;(4)MnO2与浓盐
38、酸反应生成黄绿色氯气;由信 息 MnO4 -与 Mn2+在一定条件下反应生成 MnO2沉淀,结合操作的现象可知操作目的是除去溶液 中的 MnO4 -。 28.(2013 北京理综,28)(15 分)某学生对 SO2与漂粉精的反应进行实验探究: 操作现象 取 4 g 漂粉精固体,加入 100 mL 水部分固体溶解,溶液略有颜色 过滤,测漂粉精溶液的 pHpH试纸先变蓝(约为 12),后褪色 A .液面上方出现白雾; .稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色; .稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去 (1)Cl2和 Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是 。 (2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质
39、是。 (3)向水中持续通入 SO2,未观察到白雾。推测现象的白雾由 HCl 小液滴形成,进行如下实验: a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化; b.用酸化的 AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。 实验 a 的目的是。 由实验 a、b 不能判断白雾中含有 HCl,理由是 。 (4)现象中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和 Cl-发生反应。通 过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是。 (5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀 X。 向沉淀 X中加入稀 HCl,无明显变化。取上层清液,加入 BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀 X中含 有的物质是。 用离子
40、方程式解释现象中黄绿色褪去的原因:。 答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)碱性、漂白性 (3)检验白雾中是否含有 Cl2,排除 Cl2干扰 白雾中混有 SO2,SO2可与酸化的 AgNO3反应产生白色沉淀 (4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色 (5)CaSO4 SO2+Cl2+2H2OSO4 2-+2Cl-+4H+ 解析:(2)pH试纸先变蓝说明溶液显碱性,后褪色说明漂粉精具有漂白性;(3)湿润淀粉碘化钾试纸是检 验氧化性气体的,所以 a 是检验白雾中是否含有氯气,排除氯气的干扰;白雾中可能含有 SO2气体,SO2 被硝酸氧化
41、生成 SO4 2-,硫酸银微溶于水,所以不能判断白雾中含有 HCl;(4)依据信息可知只要使溶液 中只含有 H+、Cl-、ClO-,便可排除 SO2与 ClO-生成氯气的可能性,即向漂粉精中滴加盐酸(或硫酸)看 是否变为黄绿色;(5)由信息可知,SO2与 H2O 反应生成 H2SO3,使溶液呈酸性,在酸性条件下,Cl-与 ClO- 生成 Cl2,Cl2把 SO2氧化为 SO4 2-,生成微溶于水的 CaSO 4白色沉淀,溶液黄绿色褪去。 29.(2013 北京理综,29)(16 分)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具 有 10 个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3
42、天后测定叶片的 CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果 如图。 图 1 图 2 (1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的 ATP 和,在中将 CO2转化为三碳糖,进而形成 淀粉和蔗糖。 (2)由图 1 可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率。本实验中对照组(空白对照组)植 株的 CO2固定速率相对值是。 (3)由图 2 可知,去除棉铃后,植株叶片中增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利 用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,降低,进而在叶片中积累。 (4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会光合作用。 (5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光
43、处理,使遮光叶片成为需要光合 产物输入的器官,检测叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检 测结果是,则支持上述推测。 答案:(1)H叶绿体基质 (2)逐渐下降28 (3)淀粉和蔗糖含量输出量 (4)抑制 (5)未遮光的光合产物含量下降,光合速率上升 解析:(1)光合作用暗反应利用光反应产生的 ATP 和H在叶绿体基质中将 CO2还原,最终合成有机物。 (2)题图中显示随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率逐渐下降,实验中的对照组为不摘除棉 铃的棉花,所以 CO2固定速率的相对值为 28。 (3)由题图 2 知,去除棉铃后,植株叶片中的淀粉和蔗糖含量增加,因此去除棉铃后,
44、叶片光合产物 利用量减少,输出量降低,进而在叶片中积累。 (4)叶片中光合作用产物的积累使 CO2固定速率下降,所以会抑制光合作用。 (5)照光处理后的叶片光合产物淀粉、蔗糖的量降低或 CO2固定速率相对上升,则支持上述推测。 30.(2013 北京理综,30)(18 分)斑马鱼的酶 D 由 17 号染色体上的 D 基因编码。具有纯合突变基因(dd) 的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼 17 号染色体 上。带有 G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合 G基因的染色体的对应位点表示为 g。用个体 M 和 N进行如下杂交实验。 个体 N 的 17 号染色体
45、上相关基因组成 (1)在上述转基因实验中,将 G 基因与质粒重组,需要的两类酶是和。将重组质粒显微注 射到斑马鱼中,整合到染色体上的 G 基因后,使胚胎发出绿色荧光。 (2)根据上述杂交实验推测: 亲代 M 的基因型是(选填选项前的符号)。 a.DDggb.Ddgg 子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括(选填选项前的符号)。 a.DDGGb.DDGg c.DdGGd.DdGg (3)杂交后,出现红绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代(填“M”或“N”)的初级精 (卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的发生了交换,导致染色体上的基因重组。通过记 录子代中红绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可
46、计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算 式为。 答案:(1)限制性核酸内切酶DNA 连接酶受精卵表达 (2)bb、d (3)N非姐妹染色单体4红绿荧光胚胎数 胚胎总数 解析:(1)在转基因工程中用到的工具酶是限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶,将目的基因导入动物细 胞,受体细胞是受精卵。目的基因表达后才能表现出相应的性状。 (2)亲代 N 的基因型是 DdGg,在减数分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换, 减数分裂完成后产生了一种 dG的生殖细胞,该生殖细胞与亲代 M 经减数分裂产生的生殖细胞 dg 结 合,产生基因型为 ddGg 的受精卵。该受精卵发育成红绿荧光个体
47、,交叉互换后的配子类型有 DG、 dg、Dg、dg 四种,所以子代只发出绿色荧光胚胎基因型有 DDGg 和 DdGg 两种。 (3)亲代 N 的初级精(卵)母细胞在减数分裂中同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换导致染 色体上的基因重组。当初级精(卵)母细胞发生交叉互换时,产生的后代中红绿荧光胚胎数量占胚胎 总数的1 4,所以红绿荧光胚胎数乘以 4 再除以胚胎总数即为该算式。 31.(2013 北京理综,31)(16 分)研究者发现,小鼠舌头上的某些味觉细胞和小肠上皮细胞表面均存在蛋 白 C,该蛋白能和脂肪结合。为研究蛋白 C 的功能,进行了系列实验。 (1)蛋白 C 是一种膜蛋白,它在细胞内的
48、上合成,然后在和中加工。 (2)实验一:让小鼠舌头接触脂肪,结果发现正常小鼠小肠出现脂肪消化液,而去除蛋白 C基因的小鼠 分泌的脂肪消化液明显减少。由此推测,脂肪通过与味觉细胞表面的蛋白 C 结合,刺激了脂肪味 觉,产生兴奋,传到相关中枢,再通过刺激消化腺分泌。 (3)实验二:分别培养实验一中两种小鼠的小肠上皮细胞,向培养液中加入脂肪分解物。与正常小鼠细 胞相比,进入去除蛋白 C 基因的小鼠细胞的脂肪分解物减少,表明小肠上皮细胞表面蛋白 C 的功能 是。 (4)为了证实其他哺乳动物的蛋白 C 也有相似作用,可行的做法是从该种动物的基因文库中蛋 白 C 基因序列,然后以的小鼠为受体,导入该基因序列,检测发育出的小鼠相关指标的恢复程 度。 答案:(1)核糖体内质网高尔基体 (2)感受器传出神经 (3)促进脂肪分解物的吸收 (4)获取(或获得)去除蛋白 C 基因 解析:(1)蛋白质的合成部位是核糖体;膜蛋白在核糖体合成后经内质网和高尔基体加工经胞吐分泌到 细胞外。 (2)完成反射的结构是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。 (3)由题干信息表明蛋白 C 基因的功能是促进脂肪分解物的吸收。 (4)从基因文库中获取目的基因,构建基因表达载体后导入没有蛋白 C 基因的受体细胞,通过观察 其发育可得出相应的结论。
