1、绝密 启用前 2019 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合(全国卷) 一、选择题:本题共 13小题,每小题 6分,共 78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.(2019全国,1,6 分,难度)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述,正确的是() A.三者都存在于蓝藻中 B.三者都含有 DNA C.三者都是 ATP 合成的场所 D.三者的膜结构中都含有蛋白质 解析此题的切入点是原核细胞和真核细胞的区别以及细胞器的结构与功能。蓝藻属于原核生物,只 有一种细胞器核糖体,无其他细胞器,A 项错误。高尔基体中无 DNA,B 项错误。高尔基体中不能 合成 ATP,C 项错
2、误。高尔基体是具有单层膜的细胞器,线粒体和叶绿体是具有双层膜的细胞器,膜上 都含有蛋白质,D项正确。 答案 D 2.(2019全国,2,6 分,难度)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是() A.细胞中的染色质存在于细胞核中 B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所 C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 D.细胞核内遗传物质的合成需要能量 解析此题的切入点是细胞核的结构与发生在细胞核内的生理过程。细胞中的染色质存在于细胞核 中,A 项正确。真核细胞中,遗传信息的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,B 项错误。细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,C 项正确。细胞核内
3、的遗传物质为 DNA,DNA 的合成需要消耗 ATP,D项正确。 答案 B 3.(2019全国,3,6 分,难度)下列不利于人体散热的是() A.骨骼肌不自主战栗B.皮肤血管舒张 C.汗腺分泌汗液增加D.用酒精擦拭皮肤 解析此题的切入点是体温调节。骨骼肌不自主战栗时产热增加,不利于散热,A项符合题意。皮肤血 管舒张,使血流量增加,有利于散热,B项不符合题意。汗腺分泌汗液增加,能够增加散热量,C 项不符合 题意。用酒精擦拭皮肤,酒精挥发会带走皮肤表面的热量,有利于人体散热,D 项不符合题意。 答案 A 4.(2019全国,4,6 分,难度)若将 n 粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到 n 株黄化
4、苗。那么,与萌 发前的这 n 粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为() A.有机物总量减少,呼吸强度增强 B.有机物总量增加,呼吸强度增强 C.有机物总量减少,呼吸强度减弱 D.有机物总量增加,呼吸强度减弱 解析此题的切入点是种子萌发过程中物质和能量的变化。在黑暗中萌发的种子,进行细胞呼吸,消耗 有机物,种子中的有机物总量减少;种子在萌发时吸收水分,细胞中的自由水增多,呼吸强度增强,A 项 正确。 答案 A 5.(2019全国,5,6 分,难度)下列关于人体组织液的叙述,错误的是() A.血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞 B.肝细胞呼吸代谢产生的 CO2可以进入组织液
5、中 C.组织液中的 O2可以通过自由扩散进入组织细胞中 D.运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中 解析此题的切入点是组织液的成分、物质的跨膜运输及细胞呼吸的场所。血浆中的葡萄糖可通过 毛细血管壁细胞进入组织液,进而穿过骨骼肌细胞膜进入骨骼肌细胞,A 项正确。肝细胞呼吸代谢产 生的 CO2可通过自由扩散进入组织液,B 项正确。组织液中的 O2可以通过自由扩散进入组织细胞中 参与有氧呼吸,C项正确。运动时,丙酮酸转化成乳酸的过程是无氧呼吸的第二阶段,发生的场所是细 胞质基质,D项错误。 答案 D 6.(2019全国,6,6 分,难度)假设在特定环境中,某种动物基因型为 BB 和 Bb 的受
6、精卵均可发育成 个体,基因型为 bb 的受精卵全部死亡。现有基因型均为 Bb 的该动物 1 000 对(每对含有 1 个父本和 1 个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则理论上该群体的子一代中 BB、Bb、bb 个 体的数目依次为() A.250、500、0B.250、500、250 C.500、250、0D.750、250、0 解析此题的切入点是具有某种基因型的胚胎致死。现有基因型均为 Bb 的该动物 1 000对(每对含有 1 个父本和 1 个母本),在这种环境中,若每对亲本只形成一个受精卵,则可产生 1 000个受精卵。由于 配子随机组合,产生的受精卵的基因型及其比例为
7、1/4BB、2/4Bb 和 1/4bb,所以数目分别为 250、500 和 250。基因型为 bb 的受精卵全部死亡,则理论上该群体的子一代中 BB、Bb、bb 个体的数目依次 为 250、500、0,A项正确。 答案 A 7.(2019全国 3,7,6分,难度)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是() A.高纯硅可用于制作光感电池 B.铝合金大量用于高铁建设 C.活性炭具有除异味和杀菌作用 D.碘酒可用于皮肤外用消毒 解析本题考查了化学与 STSE 的关系,特别注重了化学物质在生产、生活中的应用。晶体硅中的电 子吸收光能,电子发生跃迁,可将光能转换为电能,A项正确;铝合金具有密度小、硬度大等
8、优点,可大 量用于高铁的建设,B项正确;活性炭具有疏松多孔结构,有较强的吸附性,可用于除异味,但不具有杀 菌作用,C 项错误;碘酒中的碘单质具有强氧化性,可杀菌消毒,故可用于皮肤外用消毒,D项正确。 答案 C 8.(2019全国 3,8,6分,难度)下列化合物的分子中,所有原子可能共平面的是() A.甲苯B.乙烷 C.丙炔D.1,3-丁二烯 解析本题考查了常见有机物的空间构型。甲苯、乙烷和丙炔(CH3CCH)中都含有甲基,甲基碳原子 为饱和碳原子,其上连接的 4 个原子构成四面体结构,则甲苯、乙烷、丙炔分子中的所有原子不可能 共平面;1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子相当于两个乙烯基通
9、过碳碳单键相连接,由于单键可旋转, 若两个乙烯基所在的平面重合时,1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)分子中的所有原子就可共平面。故 D项正确。 答案 D 9.(2019全国 3,9,6分,难度)X、Y、Z 均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为 10。 X与 Z 同族,Y最外层电子数等于 X 次外层电子数,且 Y 原子半径大于 Z。下列叙述正确的是 () A.熔点:X 的氧化物比 Y 的氧化物高 B.热稳定性:X 的氢化物大于 Z 的氢化物 C.X 与 Z 可形成离子化合物 ZX D.Y的单质与 Z 的单质均能溶于浓硝酸 解析本题考查了元素推断与元素周期律,难度中等偏上。由于 X
10、、Y、Z 都为主族元素,首先根据“Y 最外层电子数等于 X次外层电子数”可推知,Y最外层电子数为 2,再依据“它们原子的最外层电子数 之和为 10”及“X与 Z 同族”可推知,X 为碳元素,Z 为硅元素,依据“Y 原子半径大于 Z”可推知,Y为镁元 素。碳的常见氧化物有 CO2、CO,常温下为气态,而 MgO 常温下为固态,A 项错误;碳、硅处于同主族, 非金属性:CSi,故简单氢化物的稳定性:CH4SiH4,B项正确;碳元素和硅元素可形成 SiC,但 SiC 属于 共价化合物,C 项错误;Mg 可溶于浓硝酸,但硅不与浓硝酸反应,D 项错误。 答案 B 10.(2019全国 3,10,6 分,
11、难度)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是() A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变 B.水中的 NO3 -、SO 4 2-、Cl-通过阴离子树脂后被除去 C.通过净化处理后,水的导电性降低 D.阴离子树脂填充段存在反应 H+OH-H2O 解析本题考查了离子交换法净化水的过程分析。根据图示可以看出,通过阳离子交换树脂后,原有的 Ca2+、Na+、Mg2+被换为了 H+,根据电荷守恒可知,阳离子数目增多,A 项错误;通过阴离子交换树脂后, 阴离子 NO3 -、Cl-、SO 4 2-被 OH-交换,B 项正确;在阴离子交换树脂上同时发生反应:H+OH- H2O,D 项正确;由
12、于多数阴、阳离子被除去,变为较为纯净的水,故水的导电性减弱,C 项正确。 答案 A 11.(2019全国 3,11,6 分,难度)设 NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下 pH=2 的 H3PO4溶液,下列 说法正确的是() A.每升溶液中的 H+数目为 0.02NA B.c(H+)=c(H2PO4 -)+2c(HPO 4 2-)+3c(PO 4 3-)+c(OH-) C.加水稀释使电离度增大,溶液 pH减小 D.加入 NaH2PO4固体,溶液酸性增强 解析本题考查了有关 pH、NA计算,电解质溶液中的电荷守恒,弱电解质电离平衡的影响因素等,难度 较小。常温下,pH=2 的 H3PO4溶液中 c
13、(H+)=110-2molL-1,则 1 L 溶液中 H+的数目为 0.01NA,A 项错 误;磷酸溶液中的阳离子有 H+,阴离子有 H2PO4 -、HPO 4 2-、PO 4 3-及 OH-,根据电荷守恒可得 c(H+)=c(H2PO4 -)+2c(HPO 4 2-)+3c(PO 4 3-)+c(OH-),B 项正确;磷酸为弱电解质,加水稀释促进电离,但 c(OH-) 减小,pH增大,C 项错误;磷酸的第一步电离方程式为 H3PO4H2PO4 -+H+,向磷酸溶液中加入 NaH2PO4固体,根据同离子效应可知,磷酸电离平衡向逆向移动,溶液酸性减弱,D 项错误。 答案 B 12.(2019全国
14、 3,12,6 分,难度)下列实验不能达到目的的是() 选 项 目的实验 A 制取较高浓度的次氯酸溶 液 将 Cl2通入碳酸钠溶液中 B加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量 MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量 乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分 液 D制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓 硫酸 解析本题考查了物质的制备、除杂、混合物的分离等化学基础知识。氯气溶于水生成盐酸和次氯 酸,两种酸均可与碳酸钠反应生成 NaCl 和 NaClO,故 Cl2通入碳酸钠溶液中得不到次氯酸溶液,A项错 误;MnO2可增大过氧化氢分解生成氧气的速率,B 项正确;由于乙酸可与碳酸钠反应,但乙酸乙酯
15、在饱 和碳酸钠溶液中溶解度较小,故除去乙酸乙酯中的少量乙酸,可用饱和碳酸钠溶液洗涤,静置分层后再 分液即可达到除杂的目的,C 项正确;饱和亚硫酸钠溶液可与浓硫酸发生反应 Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2,D项正确。 答案 A 13.(2019全国 3,13,6 分,难度)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状 Zn(3D-Zn)可以高效沉积 ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的 3D-Zn-NiOOH 二次电池,结构如下 图所示。电池反应为 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是() A
16、.三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积,所沉积的 ZnO 分散度高 B.充电时阳极反应为 Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l) C.放电时负极反应为 Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l) D.放电过程中 OH-通过隔膜从负极区移向正极区 解析本题考查了二次电池的工作原理及电极反应式的书写与判断。三维多孔海绵状 Zn 类似于活性 炭,故表面积较大,可高效沉积 ZnO,所沉积的 ZnO分散度也高,A项正确;根据总反应式 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2OZnO(s)+2Ni(OH)2(s)可知,充电时 Ni(OH)2(s)在阳极上
17、发生氧化反应 Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l),B 项正确;放电时 Zn 在负极上发生氧化反应 Zn(s)+2OH- -2e-ZnO(s)+H2O(l),C 项正确;在放电过程中,阴离子应向负极移动,D 项错误。 答案 D 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 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,有选错的得 0 分。 14.(2019全国 3,14,6 分,难度)楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现?() A.电阻定律
18、B.库仑定律 C.欧姆定律D.能量守恒定律 解析增反减同,来拒去留,都反映了电磁感应现象中安培力做负功,把其他形式的能转化为电能,楞次 定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,A、B、C 错误,D 正确。 答案 D 15.(2019全国 3,15,6 分,难度)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向 心加速度大小分别为 a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为 v金、v地、v火。已知它们的轨道半 径 R金R地a地a火B.a火a地a金 C.v地v火v金D.v火v地v金 解析由万有引力提供向心力得,? ?2 =ma=? 2 ? 。由 a=? ?2 可知,a 1 ?2,
19、可判断 A 正确、B 错误;由 v= ? ? 可知,半径增加,速度减小,可判断 C、D 错误。 答案 A 16.(2019全国 3,16,6 分,难度)用卡车运输质量为 m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置 于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面、固定在车上,倾角分别为 30和 60。重力加速度为 g。 当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面、压力的大小分别为 F1、F2,则() A.F1= 3 3 mg,F2= 3 2 mg B.F1= 3 2 mg,F2= 3 3 mg C.F1=1 2mg,F2= 3 2 mg D.F1= 3 2 mg,F2=1 2mg 解析 圆筒做匀速直线运动,
20、所受的合外力为零。对圆筒受力分析,圆筒受两个斜面的支持力与地球的重力, 有 FN1sin 30=FN2sin 60,FN1cos 30+FN2cos 60=mg,联立求得 FN1= 3 2 mg,FN2=1 2mg。根据牛顿 第三定律得,F1=FN1= 3 2 mg,F2=FN2=1 2mg,故 A、B、C 错误,D正确。 答案 D 17.(2019全国 3,17,6 分,难度)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受 到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度 h 在 3 m 以内时,物体上升、下 落过程中动能 Ek随 h 的变化如图所示。重力加速度取 1
21、0 m/s2。该物体的质量为() A.2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg 解析根据动能定理,物体在上升过程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中 Ek2=36 J,Ek1=72 J,h=3 m 在下落过程中有 mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中 Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m 联立求得 m=1 kg 故选 C。 答案 C 18.(2019全国 3,18,6 分,难度)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为1 2B 和 B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为 m、电荷量为 q(q0)的粒子垂直于 x 轴射入第 二象限,随后垂直于 y 轴
22、进入第一象限,最后经过 x 轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 () A.5 6 ?t B.7 6 ?t C.11 6 ?t D.13 6 ?t 解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动,其运动轨迹如右图所示。 根据半径公式 r=? ?t可求得 r2=2r1 由几何关系得 r2cos = r2-r1,求得= 60= 3 粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间 t=? ?t 在第二象限中运动的时间 t1= 2?t 在第一象限中运动的时间 t2= 3?t 2 ? 2 3?t 故粒子在磁场中运动的时间为 t=t1+t2=7 6?t 故选 B。 点拨:通过几何关系求圆心角是本题关键所在。 答案 B 19.(2
23、019全国 3,19,6 分,难度)如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够 长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒 ab、cd 静止在导轨上。t=0 时,棒 ab 以初速度 v0向右滑动。 运动过程中,ab、cd 始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用 v1、v2表示,回路中的电流用 I 表示。 下列图像中可能正确的是() 解析对两棒分别受力分析可知,ab棒做减速直线运动,cd 棒做加速直线运动,最后两棒速度相同。ab 棒和 cd 棒在运动过程中都产生感应电动势,两个电动势方向相反,逐渐抵消,两棒速度相同时,总电动 势减小至 0,电流减小至 0,C正确,D 错误。对两棒整体
24、受力分析可知,合力为零,动量守恒,mv0=2mv,解 得 v=?0 2 ,即两棒最后速度为?0 2 。由 C图和 F安=BIl 可知,F安不均匀变化,加速度不均匀变化,速度图像 的斜率为加速度,A 正确,B错误。 答案 AC 20.(2019全国 3,20,6 分,难度)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固 定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0 时,木板开始受到水平外力 F 的作用,在 t=4 s 时撤去 外力。细绳对物块的拉力 f 随时间 t 变化的关系如图(b)所示,木板的速度 v 与时间 t 的关系如图(c)所 示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力
25、加速度取 10 m/s2。由题给数据可以得出() A.木板的质量为 1 kg B.2 s4 s 内,力 F 的大小为 0.4 N C.02 s内,力 F 的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2 解析对物块受力分析可知,细绳对物块的拉力 f等于木板与物块间的摩擦力。由题图(b)可知,滑动摩 擦力 Ff=0.2 N,设木板质量为 m木,对木板:45 s 的加速度 a2=? ?=- 0.2 1 m/s2=-0.2 m/s2,-Ff=m木a2,可求得 m木=1 kg,A 正确。对木板:24 s 内,F-Ff=m木a1,a1=0.2 m/s2,求得 F=0.4 N,B 正确。对木板:0
26、2 s,拉力 F 与静摩擦力 Ff静平衡,F=Ff静=kt,C 错误。物块质量未知,无法求正压力,无法求动摩擦因数,D错误。 答案 AB 21.(2019全国 3,21,6 分,难度)如图,电荷量分别为 q 和-q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点 上,a、b 是正方体的另外两个顶点。则() A.a 点和 b 点的电势相等 B.a 点和 b 点的电场强度大小相等 C.a 点和 b 点的电场强度方向相同 D.将负电荷从 a 点移到 b 点,电势能增加 解析取无穷远处电势为 0,a 点距-q 近,距 q 远,电势为负数;b 点距 q 近,距-q 远,电势为正数,b 点电势大 于 a 点电势,A
27、 错误。电势能 EP=q,负电荷在电势小处电势能大,即负电荷在 a点的电势能大于在 b 点的电势能,将负电荷从 a 点移到 b 点,电势能减小,D 错误。正电荷的电场强度沿半径向外,负电荷的 电场强度沿半径向内,E=?电 ?2,点电荷 q 在 a 点的电场强度与点电荷-q 在 b 点的电场强度相同,大小和方 向都一样;点电荷 q 在 b 点的电场强度与点电荷-q 在 a 点的电场强度相同,大小和方向都一样,则 a 点 的合电场强度与 b 点的合电场强度相同,B、C 正确。 点拨:分电场强度相同,合电场强度必相同,不需要求出合电场强度。 答案 BC 三、非选择题:共 174分。第 2232题为必
28、考题,每个试题考生都必须作答。第 3338题 为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题:共 129分。 22.(2019全国 3,22,5 分,难度)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实 验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔 0.1 s拍 1 幅照片。 (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是。(填正确答案标 号) A.米尺B.秒表C.光电门D.天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。 答:。 (3)实验中两同学由连续 3 幅照片上小球的位置 a、b 和 c 得到 ab=24.5 cm
29、、ac=58.7 cm,则该地的重 力加速度大小为 g=m/s2。(保留 2 位有效数字) 解析(1)此实验原理是y=gt2,t=0.1s,y 需要用米尺测量然后计算得到,故选 A。 (2)将米尺竖直放置,小球自由下落轨迹与米尺平行。小球下落时尽量靠近米尺,读数误差小。 (3)y=bc-ab=ac-2ab=9.7 cm,y=gt2,t=0.1 s,求得 g=9.7 m/s2。 答案(1)A (2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺 (3)9.7 23.(2019全国 3,23,10 分,难度)某同学欲将内阻为 98.5 、量程为 100 A的电流表改装成欧姆 表并进行刻度和校准,要求改装
30、后欧姆表的 15 k刻度正好对应电流表表盘的 50 A 刻度。可选用 的器材还有:定值电阻 R0(阻值 14 k),滑动变阻器 R1(最大阻值 1 500 ),滑动变阻器 R2(最大阻值 500 ),电阻箱(099 999.9 ),干电池(E=1.5 V,r=1.5 ),红、黑表笔和导线若干。 图(a) (1)欧姆表设计 将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器 R 接入电路的电阻应为 ;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”)。 (2)刻度欧姆表表盘 通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上 a、b 处的电流刻度分别为 25 和 75,则 a、 b 处的电阻刻
31、度分别为、。 图(b) (3)校准 红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向k处;将红、黑表笔与电阻箱连接, 记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时, 电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为。 图(c) 解析(1)把图中各元件串联起来,注意电流从红表笔进,从黑表笔出。15 k为中值电阻,也是欧姆表内 阻,R-R0-r-Rg=15 000 -14 000 -1.5 -98.5 =900 ,R1最大值为 1 500 ,能提供 900 的电阻, 故选 R1。 (2)R+Rx1=? ?1,R=15 k,I1=25 A,联立求得 Rx1
32、=45 000 =45 k,a 处的刻度标为 45。 R+Rx2=? ?2,I2=75 A,联立求得 Rx2=5 000 =5 k,b 处的刻度标为 5。 (3)欧姆表欧姆调零时调到 0 ;读数就是箭头指的数乘以倍数,然后再加起来,求得和为 35 000.0 。 答案(1)连线如图所示900R1(2)455(3)035 000.0 24.(2019全国 3,24,12 分,难度)空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P 是电场中的两点。从 O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为 m 的小球 A、B。A不带电,B的电荷量为 q(q0)。 A从 O点发射时的速度大小为 v0,到达 P 点所用
33、时间为 t;B 从 O 点到达 P 点所用时间为? 2。重力加速 度为 g,求 (1)电场强度的大小; (2)B 运动到 P 点时的动能。 解析(1)设电场强度的大小为 E,小球 B运动的加速度为 a。根据牛顿运动定律、运动学公式和题给 条件,有 mg+qE=ma 1 2a ? 2 2 ? 1 2gt 2 解得 E=3= ? (2)设 B 从 O点发射时的速度为 v1,到达 P 点时的动能为 Ek,O、P 两点的高度差为 h,根据动能定 理有 Ek-1 2m?1 2=mgh+qEh 且有 v1? 2=v0t h=1 2gt 2 联立式得 Ek=2m(?02+g2t2) 答案(1)3= ? (2
34、)2m(?02+g2t2) 25.(2019全国 3,25,20 分,难度)静止在水平地面上的两小物块 A、B,质量分别为 mA=1.0 kg,mB=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A 与其右侧的竖直墙壁距离 l=1.0 m,如图所示。某时 刻,将压缩的微型弹簧释放,使 A、B 瞬间分离,两物块获得的动能之和为 Ek=10.0 J。释放后,A 沿着 与墙壁垂直的方向向右运动。A、B 与地面之间的动摩擦因数均为=0.20。重力加速度取 g=10 m/s2。 A、B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 (1)求弹簧释放后瞬间 A、B速度的大小; (2)物块 A、B中的哪
35、一个先停止?该物块刚停止时 A 与 B 之间的距离是多少? (3)A和 B 都停止后,A与 B 之间的距离是多少? 解析(1)设弹簧释放瞬间 A和 B的速度大小分别为 vA、vB,以向右为正方向,由动量守恒定律和题给条 件有 0=mAvA-mBvB Ek=1 2mA? 2? 1 2mB?t 2 联立式并代入题给数据得 vA=4.0 m/s,vB=1.0 m/s (2)A、B 两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为 a。假设 A 和 B 发生碰撞前,已经有一个物块停止,此物块应为弹簧释放后速度较小的 B。设从弹簧释放到 B 停 止所需时间为 t,B 向左运动的路程为
36、sB,则有 mBa=mBg sB=vBt-1 2at 2 vB-at=0 在时间 t 内,A可能与墙发生弹性碰撞,碰撞后 A 将向左运动,碰撞并不改变 A的速度大小,所以 无论此碰撞是否发生,A 在时间 t 内的路程 sA都可表示为 sA=vAt-1 2at 2 联立式并代入题给数据得 sA=1.75 m,sB=0.25 m 这表明在时间 t 内 A 已与墙壁发生碰撞,但没有与 B 发生碰撞,此时 A 位于出发点右边 0.25 m 处。 B 位于出发点左边 0.25 m 处,两物块之间的距离 s 为 s=0.25 m+0.25 m=0.50 m (3)t 时刻后 A 将继续向左运动,假设它能与
37、静止的 B 碰撞,碰撞时速度的大小为 vA,由动能定理 有 1 2mAvA 2-1 2mA?A 2=-mAg(2l+sB) 联立式并代入题给数据得 vA= 7 m/s 故 A 与 B 将发生碰撞。设碰撞后 A、B 的速度分别为 vA和 vB,由动量守恒定律与机械能守 恒定律有 mA(-vA)=mAvA+mBvB 1 2mAvA 2=1 2mAvA 2+1 2mBvB 2 联立式并代入题给数据得 vA=3 7 5 m/s,vB=-2 7 5 m/s 这表明碰撞后 A将向右运动,B继续向左运动。设碰撞后 A 向右运动距离为 sA时停止,B 向左运 动距离为 sB时停止,由运动学公式有 2asA=v
38、A2,2asB=vB2 由式及题给数据得 sA=0.63 m,sB=0.28 m sA小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离 s=sA+sB=0.91 m 答案(1)vA=4.0 m/s,vB=1.0 m/s(2)B 先停止0.50 m(3)0.91 m 26.(2019全国 3,26,14 分,难度)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然 二氧化锰粉与硫化锰矿(还含 Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si 等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问 题: 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下: 金属离子Mn2+Fe2+
39、Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+ 开始沉淀 的 pH 8.16.3 1.5 3.4 8.96.2 6.9 沉淀完全 的 pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 (1)“滤渣 1”含有 S 和;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程 式。 (2)“氧化”中添加适量的 MnO2的作用 是。 (3)“调 pH”除铁和铝,溶液的 pH 范围应调节为6.0 之间。 (4)“除杂 1”的目的是除去 Zn2+和 Ni2+,“滤渣 3”的主要成分是。 (5)“除杂 2”的目的是生成 MgF2沉淀除去 Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因 是。 (6)写出“
40、沉锰”的离子方程 式。 (7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为 LiNixCoyMnzO2,其中 Ni、Co、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4。当 x=y=1 3时,z= 。 解析本题为工艺流程图题,综合考查了陌生化学方程式和离子方程式的书写、pH 调节、除杂、沉淀 溶解平衡及化合价的简单计算等知识,综合性较强,难度中等。 (1)加硫酸“溶浸”过程中 MnO2将 MnS 中的 S2-氧化为单质 硫:MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。天然锰矿中含有的二氧化硅(或硅酸盐)不溶于稀硫酸, 所以滤渣 1 为 S 和二氧化硅(或不溶性硅酸盐)。 (2)“
41、溶浸”时杂质 Fe、Al、Mg、Zn、Ni 等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中铁元素部分以 Fe2+存 在,结合金属离子沉淀时的 pH范围,加 MnO2是将溶液中的 Fe2+氧化为 Fe3+,以方便后面将其转化为 沉淀除去。(3)(5)结合题给表格中金属离子沉淀时的 pH范围可知,加氨水“调 pH”主要是沉淀 Fe3? 和 Al3+滤渣 2 为 Fe(OH)3和 Al(OH)3,此时需控制的 pH 范围为 4.76.0 的主要成分。而后面加 Na2S 完成的“除杂 1”是沉淀 Zn2+和 Ni2+,滤渣 3 为 ZnS 和 NiS。加 MnF2完成的“除杂 2”是沉淀 Mg2+,滤渣 4 为
42、MgF2。若沉淀 Mg2+时溶液酸性较强,H+会与 F-生成弱电解质 HF,使平衡 MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致 Mg2+沉淀不完全。 (6)流程图中加 NH4HCO3是为了沉淀 Mn2+,产物为 MnCO3,同时生成 CO2和(NH4)2SO4、H2O。 (7)根据化合物中元素化合价的代数和为 0 可列式计算:(+1)+(+2)1 3+(+3) 1 3+(+4)z+(-2)2=0,解得 z=1 3。 答案(1)SiO2(或不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O (2)将 Fe2+氧化为 Fe3+ (3)4.7 (4)NiS 和 Z
43、nS (5)F-与 H+结合形成弱电解质 HF,MgF2Mg2+2F-平衡向右移动 (6)Mn2+2HCO3 - MnCO3+CO2+H2O (7)1 3 27.(2019全国 3,27,14 分,难度)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸 进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下: +(CH3CO)2O+CH3COOH 水杨酸醋酸酐乙酰水杨酸 水杨酸 醋酸 酐 乙酰水杨 酸 熔点/157159-72- 74 135138 相对密度 /(gcm-3) 1.441.101.35 相对分子质量 138102180 实验过程:在 100 mL 锥形瓶中加入水杨酸 6.9 g 及醋酸
44、酐 10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴 加 0.5 mL 浓硫酸后加热,维持瓶内温度在 70 左右,充分反应。稍冷后进行如下操作。 在不断搅拌下将反应后的混合物倒入 100 mL 冷水中,析出固体,过滤。 所得结晶粗品加入 50 mL 饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。 滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。 固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体 5.4 g。 回答下列问题: (1)该合成反应中应采用加热。(填标号) A.热水浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉 (2)下列玻璃仪器中,中需使用的有(填标号),不需使用的有(填名称)。 (3)中需使用冷水,目的是。 (4)中饱和碳酸氢钠的作用是,以便过滤
45、除去难溶杂质。 (5)采用的纯化方法为。 (6)本实验的产率是%。 解析本题为实验综合题,考查了考生基础实验能力,如仪器的实验、结晶提纯的方法、产率计算等,难 度较小。 (1)由于反应温度需维持在 70 左右,所以应采用热水浴加热法。 (2)根据步骤的实验描述可知,其中涉及到了溶液(催化剂浓硫酸)稀释、冷却结晶(倒入冷水中乙酰 水杨酸结晶析出)、过滤等操作,所以用到备选仪器中的漏斗、烧杯,不需用的是分液漏斗、容量瓶。 (3)由于乙酰水杨酸的熔点为 135138 ,故将反应后的混合液倒入冷水中,便于乙酰水杨酸的结晶析 出。 (4)步骤中饱和碳酸氢钠溶液可与乙酰水杨酸反应生成乙酰水杨酸钠溶液,以方
46、便除去不溶性杂质。 (5)提纯乙酰水杨酸的实验方法为重结晶。 (6)6.9 g 水杨酸的物质的量为 0.05 mol,10 mL 醋酸酐的物质的量为10 mL1.10 gcm -3 102 gmol-1 0.108 mol,醋酸酐 过量,根据反应的化学方程式可知,由水杨酸的物质的量可计算理论上可制得乙酰水杨酸 0.05 mol,质 量为 0.05 mol180 gmol-1=9 g。 由步骤得到纯化的乙酰水杨酸 5.4 g 可计算出实验产率为5.4 g 9 g 100%=60%。 答案(1)A (2)BD分液漏斗、容量瓶 (3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶) (4)生成可溶的乙酰水杨酸钠 (5
47、)重结晶 (6)60 28.(2019全国 3,28,15 分,难度)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出 量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题: (1)Deacon 发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比 c(HCl)c(O2)分别等于 11、41、71 时 HCl 平衡转化率随温度变化的关系: 可知反应平衡常数 K(300 )K(400 )(填“大于”或“小于”)。设 HCl 初始浓度为 c0,根据 进料浓度比 c(HCl)c(O2)=11 的数据计算 K(
48、400 )=(列出计算式)。按化学计 量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)c(O2)过低、过 高的不利影响分别是。 (2)Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行: CuCl2(s)CuCl(s)+1 2Cl2(g) H1=83 kJmol-1 CuCl(s)+1 2O2(g) CuO(s)+1 2Cl2(g) H2=-20 kJmol-1 CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1 则 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的 H=kJmol-1。 (3)在一定温度的条件下,进一
49、步提高 HCl 的转化率的方法是。(写出 2 种) (4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺 方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示: 负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移 1 mol 电子,需消耗 氧气L(标准状况)。 解析本题化学原理综合题,为热化学、电化学与化学平衡综合题,难度中等。 (1)分析任意一条平衡曲线可知,在进料浓度比固定的条件下,随着温度的升高,HCl 的平衡转化率降低, 说明正反应为放热反应,由于 K 只与温度有关,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数 K 减小,即 K(300 ) 大于 K(400 )。 根据
50、进料浓度比及 HCl 的平衡转化率间的关系可知,c(HCl)c(O2)=11 的曲线为最上面的的那条 曲线,由该曲线可知:温度为 400 时 HCl 的平衡转化率为 84%。 根据条件可列三段式如下: 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) 初始:c0c000 转化:c00.84c00.21c00.42c00.42 平衡:c0(1-0.84)c0(1-0.21)c00.42c00.42 K(400 )=? 2(Cl2)?2(H2O) ?4(HCl)?(O2) = (?00.42)2(?00.42)2 ?0(1-0.84)4?0(1-0.21) = 0.4220.422 (
