1、课标全国理综课标全国理综能力测试能力测试 可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Mg 24S 32K 39Mn 55 第卷 一、选择题:本题共 13小题,每小题 6分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合 题目要求的。 1.(2013 课标全国,1)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是() A.一种 tRNA 可以携带多种氨基酸 B.DNA 聚合酶是在细胞核内合成的 C.反密码子是位于 mRNA 上相邻的 3 个碱基 D.线粒体中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成 答案:D 解析:本题考查蛋白质合成过程中有关转录、翻译的知识。一种 tRNA 只能携带一种氨基酸,A项错 误;D
2、NA 聚合酶是在细胞质中的核糖体上合成的,B 项错误;反密码子位于 tRNA 上,C 项错误;线粒体 中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成。 2.(2013 课标全国,2)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述,正确的是() A.两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同 B.两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同 C.两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA 分子数目相同 D.两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同 答案:C 解析:本题考查有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为、数目变化和 DNA 分子数目变化的知识。 有丝分裂
3、前期、中期和减数第一次分裂前期、中期染色体数目和 DNA 分子数相同,而染色体行为不 同,有丝分裂前期染色体散乱分布,中期着丝点排列在赤道板中央,减前期同源染色体联会配对形成 四分体,有交叉互换现象,减中期同源染色体排列在赤道板上,A、B 项错误;后期两者 DNA 分子数 相同,有丝分裂后期染色体着丝点分裂形成子染色体,并移向细胞两极,因此染色体数目加倍,而减 后期同源染色体分离,移向细胞两极,染色体数目不变,C 项正确;有丝分裂末期形成的子细胞染色体数 和 DNA 分子数与体细胞相同,而减末期形成的子细胞为次级性母细胞,与体细胞相比,染色体数减 半,DNA 分子数不变,D项错误。 3.(20
4、13 课标全国,3)关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述,正确的是 () A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D.叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子 答案:C 解析:本题考查主动运输的有关知识。细胞膜上不同矿质元素的载体蛋白种类、数量不同,吸收不同 矿质元素离子的速率不一定相同,A项错误;温度影响与细胞呼吸有关酶的活性,主动运输需要细胞呼 吸提供能量,因此低温影响矿质元素离子的吸收速率,B 项错误;只有活细胞才能以主动运输方式吸收 矿质元素离子,C项正确;叶肉细胞能以主动运输的方式
5、吸收矿质元素离子,D 项错误。 4.(2013 课标全国,4)示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染 HIV 后的情况。 下列叙述错误 的是() A.从图甲可以看出,HIV 感染过程中存在逆转录现象 B.从图乙可以看出,HIV 侵入后机体能产生体液免疫 C.从图丙可以推测,HIV 可能对实验药物 a敏感 D.从图丁可以看出,HIV 对实验药物 b 敏感 答案:D 解析:本题考查中心法则、免疫相关知识及识图能力。图甲中以 RNA 为模板,形成 RNA DNA 杂合 双链,该过程为逆转录,A 项正确;图乙中感染 HIV 后,抗 HIV 抗体水平增加,抗体是在体液免疫中由浆 细胞合成并发挥作用,B 项
6、正确;图丙中,加入实验药物 a,T 细胞数量增加,由于 HIV 侵染的是人体的 T 细胞,故可说明 HIV 对实验药物 a 敏感,C 项正确;图丁中,加入药物 b,HIV 浓度增长趋势不变,说明药 物 b 不起作用,HIV 对实验药物 b 不敏感,D 项错误。 5.(2013 课标全国,5)某农场面积约 140 hm2,农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条 件,鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度,第一 次捕获了 100只,标记后全部放掉,第二次捕获了 280 只,发现其中有 2 只带有标记。下列叙述错误 的 是() A.鹰的迁入率增加会影响
7、黑线姬鼠的种群密度 B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为 100 只/hm2 C.黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降 D.植物鼠鹰这条食物链中,第三营养级含能量最少 答案:C 解析:本题考查种群数量特征及生态系统的知识。迁入率、迁出率直接影响种群密度,A 项正确;该农 场黑线姬鼠的种群数量 N=100280 2 =14 000(只),种群密度=14 000 140 =100(只/hm2),B 项正确;物种丰富度是 指群落中的物种数量的多少,黑线姬鼠数量下降,物种丰富度不一定下降,C 项错误;能量流动是逐级递 减的,最高营养级所含能量最少,D 项正确。 6.(2013 课标全国,6)若用
8、玉米为实验材料验证孟德尔分离定律,下列因素对得出正确实验结论影响 最小的是() A.所选实验材料是否为纯合子 B.所选相对性状的显隐性是否易于区分 C.所选相对性状是否受一对等位基因控制 D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 答案:A 解析:验证孟德尔分离定律用测交法,即用杂合子和隐性纯合子杂交,因此 A项影响最小。所选相对性 状只有易于区分,才便于统计后代表现型,且所选相对性状应受一对等位基因控制,只有严格遵守实验 流程并用统计学对实验结果分析,实验结果才接近理论值,因此 B、C、D 三项都对实验结果有影响。 7.(2013 课标全国,7)化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确 的是
9、() A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C.碘是人体必需微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物 D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 答案:C 解析:C 选项,应多吃富含碘元素的食物,如 KIO3。高碘酸为强酸,对人体有很强的腐蚀性。 8.(2013 课标全国,8)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如右: 下列有关香叶醇的叙述正确的是() A.香叶醇的分子式为 C10H18O B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.能发生加成反应不能发生取代反应 答案:A 解析:根据碳原子的四
10、价原则补齐氢原子,直接查出 C、H 的原子个数,A 选项正确;该有机物分子中含 有碳碳双键,B、C 选项错误;含有甲基、醇羟基,所以可以发生取代反应,D 选项错误。 9.(2013 课标全国,9)短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电 离平衡的是() A.W2-、X+B.X+、Y3+ C.Y3+、Z2-D.X+、Z2- 答案:C 解析:A 选项 W 在 X 的上一周期,所以 X 为第 3 周期,分别为 O、Na;B 选项 X 可能为 Li 或 Na、Y 可 均为 Al;D 选项 X 可能为 Li 或 Na、Z 可能为 O 或 S;上述选项中的 Na+均不影响水
11、的电离平衡;C 选 项 Y 只能为 Al、Z 只能为 S,Al3+、S2-均影响水的电离平衡。 10.(2013 课标全国,10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了 Ag2S 的缘故。根据电化学原理 可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会 褪去。下列说法正确的是() A.处理过程中银器一直保持恒重 B.银器为正极,Ag2S 被还原生成单质银 C.该过程中总反应为 2Al+3Ag2S6Ag+Al2S3 D.黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl 答案:B 解析:由“电化学原理”可知正极反应式为 Ag2S+2e-2Ag+S2-,
12、负极反应式为 Al-3e-Al3+;电解质溶 液中发生反应 Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,S2-与 H+结合生成 H2S,使 Al3+3H2OAl(OH)3+3H+的平 衡右移,最终生成 Al(OH)3沉淀,只有 B选项正确。 11.(2013 课标全国,11)已知 Ksp(AgCl)=1.5610-10,Ksp(AgBr)=7.710-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。某 溶液中含有 Cl-、Br-和 CrO4 2-,浓度均为 0.010 molL-1,向该溶液中逐滴加入 0.010 molL-1 的 AgNO3溶 液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为() A.Cl
13、-、Br-、CrO4 2- B.CrO4 2-、Br-、Cl- C.Br-、Cl-、CrO4 2- D.Br-、CrO4 2-、Cl- 答案:C 解析:因为溶液中 Cl-、Br-、CrO4 2-浓度相同,假设滴加 AgNO 3溶液的过程中混合液中 Cl-、Br-、CrO4 2- 浓度不变,均为 0.010 molL-1,则开始生成 AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀时溶液中 c(Ag+)浓度分别为 1.5610-8molL-1、7.710-11molL-1、3.010-5molL-1,所以首先沉淀的是 AgBr,最后沉淀的是 Ag2CrO4。 12.(2013 课标全国,12)分子式为 C
14、5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异 构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有() A.15 种B.28 种 C.32 种D.40 种 答案:D 解析:属于 C5H10O2的酯水解可生成的酸有甲酸、乙酸、丙酸、两种丁酸CH3CH2CH2COOH、 (CH3)2CHCOOH,共 5 种;生成的醇有甲醇、乙醇、两种丙醇、4 种丁醇,共 8 种,酸与醇酯化,共得 58=40 种组合,即 40 种酯。 13.(2013 课标全国,13)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是() 选项目的分离方法原理 A.分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大 B.分离乙酸乙酯和
15、乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C.除去 KNO3固体中混杂的 NaCl重结晶NaCl 在水中的溶解度很大 D.除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大 答案:D 解析:乙醇与水、乙酸乙酯与乙醇互溶,A、B选项中的分离方法均错误;C选项选用重结晶法是利用 KNO3的溶解度受温度变化的影响大,而 NaCl 的溶解度受温度变化的影响小,错误;蒸馏是利用各组分 的沸点不同而采取的分离混合物的方法,D 正确。 二、选择题:本题共 8小题,每小题 6分,在每小题给出的四个选项中,第 1418 题只有一 项符合题目要求,第 1921 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
16、,有选错的得 0分。 14.(2013 课标全国,14)如图是伽利略 1604 年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数 据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时 添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是() 1132 42130 93298 164526 255824 3661 192 4971 600 6482 104 A.物体具有惯性 B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关 C.物体运动的距离与时间的平方成正比 D.物体运动的加速度与重力加速度成正比 答案:C 解析:从表中的数据只可能看出,物体沿斜面运动的距离与时间的平方成正比
17、,仅根据表中的数据无法 判断其他选项的正误。 15.(2013 课标全国,15)如图,一半径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q的电荷,在垂直于圆盘且 过圆心 c 的轴线上有 a、b、d 三个点,a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为 R,在 a 点处有一电荷量为 q(q0)的固定点电荷。已知 b 点处的场强为零,则 d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)() A.k3? ?2 B.k10? 9?2 C.k?+? ?2 D.k9?+? 9?2 答案:B 解析:b 点电场强度为 0,说明 a 处的电荷在 b 点产生的电场强度与圆盘上的电荷在 b 点产生的电场强 度等大反向,即二者产
18、生电场强度的大小均为 E=? ?2,又因为在 a 点的电荷为正电荷,它在 b 点产生的 电场,方向向右,圆盘上的电荷在 b 点产生的电场,方向向左,根据对称性,圆盘上的电荷在 d 点产生的 电场强度大小为 E1=? ?2,方向向右,a 处的电荷在 d 点产生的电场强度大小为 E2= ? (3?)2 ? ? 9?2,故 d 点产 生的电场强度大小 E=E1+E2=10? 9?2 。 16.(2013 课标全国,16)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d,极板分别与电池两极相连,上 极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方? 2处的 P 点有一带电粒子,该粒子从 静止开始下
19、落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移? 3,则从 P 点开始下落的相同粒子将() A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板? 2处返回 D.在距上极板2 5d 处返回 答案:D 解析:由题意知,带电粒子落到下极板处的速度为 0,设此时电场强度为 E,根据动能定理有,mg(d+? 2)- qEd=0,板间电压不变的情况下,下极板向上平移? 3后,电场强度变为原来的 3 2倍,所以后来的电场强度为 E=3? 2 ,假设带电粒子在距上极板 h 处时,速度变为 0,根据动能定理得 mg(h+? 2)-qEh=0,得 h= 2? 5 。 17.(201
20、3 课标全国,17)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab、ac 和 MN,其中 ab、ac 在 a 点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使 MN 向右匀速运动,从图 示位置开始计时,运动中 MN 始终与bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电 流 i 与时间 t 的关系图线,可能正确的是() 答案:A 解析:设金属棒单位长度的电阻为 R0,ab、ac 与bac 的平分线间的夹角都为,金属棒匀速运动的速度 为 v,则 t 时刻金属棒产生的感应电动势为 E=Bv2vttan,电路中的总电阻 R=(2vttan+ 2? cos?)R0,电流
21、 I=? ? ? ?tan? (tan?+ 1 cos?)R0 ,可以看出电流的大小不变。 18.(2013 课标全国,18)如图,半径为 R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大 小为 B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为 q(q0)、质量为 m的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入磁 场区域,射入点与 ab 的距离为? 2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60,则粒子 的速率为(不计重力)() A.? 2? B.? ? C.3? 2? D.2? ? 答案:B 解析:做出粒子在圆柱形匀强磁场区域的运动轨迹如图,连接 MN,根据粒子射出磁场时的速度方向与 初速度方
22、向间的夹角为 60,及 MP=? 2,得出各角的大小如图所示,粒子的出射点必与磁场圆的圆心等 高,四边形 OMON为菱形,粒子做圆周运动的半径 r=R,根据 qvB=? 2 ? ,得 v=? ? 。 19.(2013 课标全国,19)如图,直线 a 和曲线 b 分别是在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的位置时间 (x t)图线。由图可知() A.在时刻 t1,a 车追上 b 车 B.在时刻 t2,a、b 两车运动方向相反 C.在 t1到 t2这段时间内,b 车的速率先减少后增加 D.在 t1到 t2这段时间内,b 车的速率一直比 a 车的大 答案:BC 解析:t1时刻,两车都在沿 x 正方向
23、运动,该时刻前,b 车的位置坐标小,b 车在 a 车的后面,所以 t1时刻是 b 追上 a,A项错;t2时刻,a 车继续沿 x 正方向运动,而 b 车向 x 负方向运动,二者运动方向相反,B 项正确; 在位移时间图象中,图线斜率的大小表示速度的大小,t1到 t2时间内,b 的斜率先减小后增大,故 b 车 的速率先减小后增大,C 项正确;t1到 t2时间内,曲线 b 的斜率大小存在比 a 的斜率大的时间段,也存在 比 a 小的时间段,D项错。 20.(2013 课标全国,20)2012 年 6 月 18 日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面 343 km 的 近圆形轨道上成功进行了我国首
24、次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。 下列说法正确的是() A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加 C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用 答案:BC 解析:两者对接时,线速度大小相等,根据 v= ? ? ,航天器做圆周运动的线速度均要小于第一宇宙速 度,A 项错;如不加干预,由于大气阻力的作用,“天宫”一号的轨道将会降低,天宫一号将做向心运动,在 此过程中,重力大于阻力,合力做正功,动能增加,B、C 项正确;
25、航天员在天宫一号中虽然处于失重状态, 但是仍然受重力作用,D 项错。 21.(2013 课标全国,21)2012 年 11 月,“歼 15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用 阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动 力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某 次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在 t=0.4 s 时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度时 间图线如图(b)所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为 1 000 m。已知航母始终 静止,重力加速度的大小为
26、 g。则() 图(a) 图(b) A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的 1/10 B.在 0.4 s2.5 s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过 2.5g D.在 0.4 s2.5 s 时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 答案:AC 解析:速度时间图象中,图线与坐标轴所围图形的面积为物体的位移,所以可以计算飞机受阻拦时运 动的位移约为 x=700.4 m+1 2(3.0-0.4)70 m=119 m,A 正确;0.4 s到 2.5 s时间内,速度时间图象的 斜率不变,说明两条绳索张力的合力不变,但是两力的夹角不断变
27、小,所以绳索的张力不断变小,B 错;0.4 s 到 2.5 s时间内平均加速度约为 a=66-10 2.1 m/s2=26.7 m/s2,C 正确;0.4 s 到 2.5 s时间内,阻拦系统 对飞机的作用力不变,飞机的速度逐渐减小,由 P=Fv 可知,阻拦系统对飞机做功的功率逐渐减小,D 错。 第卷 三、非选择题: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 40题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(共 129分) 22.(2013 课标全国,22)(7 分)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验 步骤如下
28、: 图(a) 用天平测量物块和遮光片的总质量 M、重物的质量 m;用游标卡尺测量遮光片的宽度 d;用米尺测 量两光电门之间的距离 s; 调整轻滑轮,使细线水平; 让物块从光电门 A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所 用的时间tA和tB,求出加速度 a; 多次重复步骤,求 a 的平均值?; 根据上述实验数据求出动摩擦因数。 回答下列问题: (1)测量 d 时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1 mm)的示数如图(b)所示,其读数为cm。 图(b) (2)物块的加速度 a 可用 d、s、tA和tB表示为 a=。 (3)动摩擦因数可用 M、m、?和重力加速度
29、 g 表示为=。 (4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统误差”)。 答案:(1)0.960 (2) 1 2?( ? ?) 2-( ? ?) 2 (3)?-(?+?)? ? (4)系统误差 解析:(1)游标卡尺的游标尺为 20 分度,主尺读数为 0.9 cm,游标尺读数为 120.05 mm=0.060 cm,游标 卡尺读数 0.9 cm+0.060 cm=0.960 cm。 (2)物块在两光电门间做匀加速直线运动,有? 2 ? ? 2=2as,即( ? ?) 2-( ? ?)=2as,得 a= 1 2?( ? ?) 2-( ? ?) 2 (3)设线上拉力为 F
30、,根据牛顿第二定律,对物块有:F-Mg=M?,对重物有:mg-F=m?,两式联立得 =?-(?+?)? ? 或对物块与重物组成系统,由 mg-Mg=(M+m)?得,=?-(?+?)? ? 。 (4)如果细线没有调到水平,细线的拉力存在一竖直分力,物块受的摩擦力不再是Mg,此误差是由 实验原理造成的,为系统误差。 图(a) 23.(2013 课标全国,23)(8 分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和 电阻“1 k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有: 多用电表; 电压表:量程 5 V,内阻十几千欧; 滑动变阻器:最大阻值 5 k; 导线若干。 回答下列问题: (1)
31、将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡,再将红表笔和黑表笔,调零点。 (2)将图(a)中多用电表的红表笔和(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。 多用电表和电压表的读数分别为k和V。 图(b) 图(c) (4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0 k 和 4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为k。 图(d) (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成 的电路,如图(d)所示。根据前面的
32、实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为V,电阻 “1 k”挡内部电路的总电阻为k。 答案:(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0 解析:(1)欧姆表调 0 前,需要将两表笔短接。 (2)应用多用电表的欧姆挡时,电流从黑表笔流出,所以黑表笔接电压表正极,即黑表笔接 2,红表笔 接 1。 (3)欧姆表选用的倍率是1 k,欧姆表的读数 15.01 k=15.0 k;电压表量程 5 V,最小分度 0.1 V, 读数时需要估读一位,为 3.60 V。 (4)当滑动变阻器的阻值为 0 时,欧姆表所测的电阻即为电压表的内阻,所以为 12.0 k。 (5)由(4)知
33、,电压表内阻 12.0 k,在(3)中,欧姆表的读数 15.0 k,所以此时接入电路的滑动变阻器 的阻值为 3 k,设电动势 E,多用表内阻 R,根据(3)和(4)中给的两组数据可知: ? 12k+? ? 4V 12 , ? 15k+? ? 3.6V 12 ,两式联立得:E=9.00 V,R=15.0 k。 24.(2013 课标全国,24)(13 分)水平桌面上有两个玩具车 A 和 B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮 筋上有一红色标记 R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B 和 R 分别位于直角坐标系中的(0,2l)、 (0,-l)和(0,0)点。已知 A 从静止开始沿 y轴正向做加速度大
34、小为 a 的匀加速运动;B 平行于 x 轴朝 x 轴 正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记 R 在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的, 求 B 运动速度的大小。 答案:1 4 6? 解析:设 B 车的速度大小为 v。如图,标记 R 在时刻 t 通过点 K(l,l),此时 A、B 的位置分别为 H、G。 由运动学公式,H的纵坐标 yA、G 的横坐标 xB分别为 yA=2l+1 2at 2 xB=vt 在开始运动时,R到 A 和 B 的距离之比为 21,即 OEOF=21 由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻 R 到 A 和 B 的距离之比都为 21。因此,在时刻 t 有
35、HKKG=21 由于FGHIGK,有 HGKG=xB(xB-l) HGKG=(yA+l)(2l) 由式得 xB=3 2l yA=5l 联立式得 v=1 4 6? 25.(2013 课标全国,25)(19 分)如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为,间距为 L。导轨 上端接有一平行板电容器,电容为 C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,方向垂直于导轨平 面。在导轨上放置一质量为 m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为,重力加速度大小为 g。忽略所有电阻。让金属棒从导 轨上端由静止开始下滑,求: (1)电容器极板上积累
36、的电荷量与金属棒速度大小的关系; (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。 答案:(1)Q=CBLv(2)v=?(sin?-?cos?) ?+B2L2C gt 解析:(1)设金属棒某一时刻下滑的速度大小为 v,则感应电动势为 E=BLv 平行板电容器两极板之间的电势差为 U=E 设此时电容器极板上积累的电荷量为 Q,按定义有 C=? ? 联立式得 Q=CBLv (2)设金属棒的速度大小为 v 时经历的时间为 t,通过金属棒的电流为 i。金属棒受到的磁场的作 用力方向沿导轨向上,大小为 f1=BLi 设在时间间隔(t,t+t)内流经金属棒的电荷量为Q,按电流的定义有 i=? ? Q 也是平行板电
37、容器极板在时间间隔(t,t+t)内增加的电荷量。由式得 Q=CBLv 式中,v 为金属棒的速度变化量。按定义有 a=? ? 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为 f2=N 式中,N是金属棒对于导轨的正压力的大小,有 N=mgcos 金属棒在时刻 t 的加速度方向沿斜面向下,设其大小为 a,根据牛顿第二定律有 mgsin-f1-f2=ma 联立至 式得 a=?(sin?-?cos?) ?+B2L2C g 由 式及题设可知,金属棒做初速度为零的匀加速运动。t 时刻金属棒的速度大小为 v=?(sin?-?cos?) ?+B2L2C gt 26.(2013 课标全国,26)(13 分)醇脱水是合成烯
38、烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置 如下: +H2O 可能用到的有关数据如下: 相对分子质量密度/(gcm-3)沸点/溶解性 环己醇1000.961 8161微溶于水 环己烯820.810 283难溶于水 合成反应: 在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷却水后,开始 缓慢加热 a,控制馏出物的温度不超过 90 。 分离提纯: 反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置 一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯 10 g。 回答下列问题: (1)装置 b 的名称是
39、。 (2)加入碎瓷片的作用是;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是 (填正确答案标号)。 A.立即补加B.冷却后补加 C.不需补加D.重新配料 (3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为。 (4)分液漏斗在使用前须清洗干净并;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的(填 “上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是。 (6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能 用到的仪器有(填正确答案标号)。 A.圆底烧瓶B.温度计C.吸滤瓶D.球形冷凝管E.接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是(填正确答案标号)。 A.41%B.50%C.61%D.70% 答
40、案:(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸B (3) (4)检漏上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C 解析:(2)如果立即补加碎瓷片,可能使反应液暴沸,发生危险,A 选项错误;C 选项不能防止暴沸,错误;D 选项浪费药品,错误;(3)醇在浓硫酸作催化剂时,加热条件下可能发生分子内脱水生成烯烃,也可能发 生分子间脱水生成醚;(4)环己烯的密度比水小,位于分液漏斗中液体的上层,分液时要先把下层液体从 下口放出,再将上层液体从上口倒出,防止从下口放出时混有部分下层液体;(5)无水氯化钙能与水结合, 也能与乙醇结合;(7)n(环己醇)= 20 g 100 gmol-1=0.2 mol、n
41、(环己烯)= 10 g 82 gmol-1=0.122 mol,产率 =0.122mol 0.2mol 100%=61%。 27.(2013 课标全国,27)(15 分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极 材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为 6C+xLi+xe-LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。 回答下列问题: (1)LiCoO2中,Co 元素的化合价为。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。 (3)“酸浸”一般在 80 下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原
42、反应的化学方程 式;可用盐酸代替 H2SO4和 H2O2的混合液,但缺点 是。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式。 (5)充放电过程中,发生 LiCoO2与 Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程 式。 (6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是。在整 个回收工艺中,可回收到的金属化合物有(填化学式)。 答案:(1)+3 (2)2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2 (3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O,2H2O22H2O+O2有氯气生成,污 染较大 (4)CoSO4+2NH4HCO3C
43、oCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 (5)Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C (6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 解析:(2)正极材料中含有与强碱溶液反应的 Al;(3)LiCoO2经酸浸生成 CoSO4,Co 化合价由+3 降低为 +2,化合价升高的只能为 H2O2,H2O2中的 O 化合价由-1 升高为 0,生成 O2,据此配平即可;注意题干中 有对温度的要求,可知 H2O2会发生分解;抓住信息“用盐酸代替 H2SO4和 H2O2的混合液”,把还原剂 H2O2去掉了,所以作为还原剂的只能为盐酸,盐酸
44、被氧化生成 Cl2,Cl2有毒,污染环境;(5)正极发生得电 子的反应,Co 的化合价降低,由 Li1-xCoO2生成 LiCoO2化合价由+(3+x)降低到+3,降低了 x,故正极反应 式为 Li1-xCoO2+xe-+xLi+LiCoO2,由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应式为 LixC6-xe- 6C+xLi+,两电极反应式相加可得电池反应式;(6)注意信息“有利于锂在正极的回收”结合原电池的 工作原理,阳离子向正极移动即可分析;沉淀有 Al(OH)3、CoCO3,水相为 Li2SO4溶液,可知回收的金属 化合物。 28.(2013 课标全国,28)(15 分)二甲醚(CH3OCH
45、3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成 为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: ()CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.1 kJmol-1 ()CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0 kJmol-1 水煤气变换反应: ()CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反应: ()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=-24.5 kJmol-1 回答下列问题: (1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂
46、的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度 Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。 (2)分析二甲醚合成反应()对于 CO 转化率的影响。 (3)由 H2和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式 为。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的 影响。 (4)有研究者在催化剂(含 Cu Zn Al O 和 Al2O3)、压强为 5.0 MPa 的条件下,由 H2和 CO 直接制备二 甲醚,结果如图所示。其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是。 (5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg-1)。
47、若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,一个二 甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量;该电池的理论输出电压为 1.20 V,能量密度 E=(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kWh=3.6106J)。 答案:(1)Al2O3(铝土 矿)+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4,NaAl(OH)4+CO2Al(OH)3+NaHCO3,2Al(OH)3Al2O3+3H2O (2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应()平衡右移,CO 转化率增大;生成的 H2O,通过水煤气变换反应 ()消耗部分 CO (3)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-20
48、4.7 kJmol-1该反应分子数减少,压强升高 使平衡右移,CO 和 H2转化率增大,CH3OCH3产率增加。压强升高使 CO 和 H2浓度增加,反应速率增 大 (4)反应放热,温度升高,平衡左移 (5)CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12 1.20 V 1 000 g 46 gmol-11296 500 Cmol -1 1 kg (3.6106JkW- 1h-1)=8.39 kWhkg-1 解析:(1)从铝土矿(主要成分 Al2O3)中提取 Al2O3,主要应用 Al2O3能与强碱溶液反应,生成可溶性 NaAlO2或 NaAl(OH)4溶液,过滤除去其他不溶性杂质,向滤
49、液中通入酸性气体 CO2,生成 Al(OH)3沉淀, 过滤洗涤加热分解 Al(OH)3得到 Al2O3; (3)由反应式+2 可得所求热化学方程式,所以H=H4+2H1=(-24.5-90.12) kJmol-1=-204.7 kJmol-1;化工生产中既要考虑产率(化学平衡移动原理),也要考虑化学反应速率;(4)正反应放热,温度 升高,平衡左移,CO的转化率降低;(5)燃料电池中,燃料在负极发生失电子的反应,二甲醚的分子式为 C2H6O,在酸性条件下生成 CO2,碳的化合价从-2 价升至+4 价,一个二甲醚失去 12 个 e-,书写过程:第一 步 CH3OCH3-12e-CO2,第二步配平除
50、“H、O”之外的其他原子 CH3OCH3-12e-2CO2,第三步用 “H+”配平电荷 CH3OCH3-12e-CO2+12H+,第四步补水配氢 CH3OCH3-12e-+3H2O2CO2+12H+,第 五步用“O”检查是否配平;1 kg 二甲醚可以产生 1 000 g 46 gmol-112 电子,1 mol 电子可以提供 96 500 C 的电 量,电压电量=功,故可求出能量密度。 29.(2013 课标全国,29)(11 分)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的 70%。为探究该植物种 子萌发过程中干重及脂肪含量的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜 的黑暗环
