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2021届陕西省西安市第一中学高三下学期5月练习理综试题
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这是一份2021届陕西省西安市第一中学高三下学期5月练习理综试题，共47页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分等内容，欢迎下载使用。
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2021届陕西省西安市第一中学高三下学期5月练习
理科综合能力测试
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cl 35.5 K 39 Fe 56 Y 89 Ag 108
第Ⅰ卷（选择题，共126分）
一、选择题：本大题共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．细胞的结构与功能存在密切的联系。下列相关叙述正确的是
A．内质网和核膜的外膜上附着核糖体，有利于对多肽链进行加工
B．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
C．绿藻细胞膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质
D．核仁与核糖体的形成密切相关，没有核仁的细胞无法合成核糖体
2．细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是
A．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率
C．水稻根细胞可以不吸收外界环境中的氧气，但一定会释放二氧化碳
D．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同
3．新冠肺炎是由新冠病毒感染导致的。新冠病毒（SARS－CoV－2）是一种单链RNA病毒，下列有关叙述正确的是
A．新冠病毒与大肠杆菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
B．阻断新冠病毒的传播可降低新冠肺炎的发病率
C．新冠病毒一旦发生变异将导致原有疫苗失去作用
D．每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性
4．下丘脑又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列有关叙述错误的是
A．人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素减少
B．当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋
C．受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺的分泌活动
D．刺激下丘脑前部，动物有出汗现象；刺激下丘脑后部，动物有寒颤现象，说明产热中枢在下丘脑后部
5．某保护区由多个湖泊及周围湖滩湿地组成，该保护区内分布有水草、水鸟、藻类、芦苇等动植物。下列有关叙述正确的是
A．习性相近种群的生活区域重叠程度越高，对资源的利用率越高
B．鸟类的数量可通过标志重捕法进行统计，统计值往往比实际数值低
C．不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，体现了群落的垂直结构
D．水草收割后可用于造纸和饲养家畜，体现了生物多样性的直接价值
6．玉米是一年生雌雄同株异花二倍体植物，其籽粒的颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制。A基因与b基因分别控制酶Ⅰ和酶Ⅱ的合成。籽粒颜色的转化关系为：
研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其他类型玉米的花粉正常。将等量杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F1中的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。下列有关分析错误的是
A．用玉米作遗传实验材料的理由之一是相对性状明显
B．F1中黄粒玉米的基因型为AaBb，占F1的比例是1/8
C．上述实例表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
D．单倍体玉米一般不育，原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．医疗废弃物经处理可加工成儿童玩具，实现资源综合利用
B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
C．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”描述了中药的溶解与过滤
D．商代制作的工艺精湛的司母戊鼎主要成分是铜、锡、铅
8．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图）。下列叙述正确的是
A． 制取NH3的过程中可用硝酸铵和硫酸铵两种铵盐
B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因
C．雾霾分散质粒子直径在1nm~100nm之间，属于气溶胶
D．该反应中NH3作为催化剂
9．下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合物中
产生红棕色气体
硝酸的还原产物为NO2
B
将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后，滴加稀硫酸酸化，再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
Fe(NO3)2试样无法确定是否变质
C
2滴0.1mol·L−1 MgCl2溶液中滴加2ml 1mol·L−1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液
先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>
Ksp[Fe(OH)3]
D
将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液褪色
产生了乙烯
10．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X是形成化合物种类最多的元素，W元素的单质是自然界最轻的气体，W、X、Y三种元素可形成一种高效的杀菌消毒剂，Z元素在短周期中原子半径最大。下列说法正确的是
A．W与X、Y、Z均可形成10电子微粒
B．简单离子半径：Z>Y>W
C．X的氢化物中不可能存在非极性共价键
D．Y、Z形成的化合物之一可用作供氧剂
11．去年，科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物对于抗击新冠肺炎有显著疗效，其主要成分的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．1mol Y可与3mol Na反应产生1.5mol H2 B．Z的水解产物之一可发生缩聚反应
C．X可与3mol H2发生加成反应 D．氯硝柳胺的分子式为C13H8N2O4Cl2
12．利用双功能催化剂可实现常温电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是
A．该装置可使用阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式N2+6e−+6H+＝2NH3
C．该装置电子由b极流出，经过工作站流入a极
D．两电极转移等量的电子时，其阴极产物与阳极产物之比为5∶3
13．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。常温下，调节其水溶液pH时，含铁粒子的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知]。
下列说法正确的是
A．25℃，B点水的电离出的c(H+)=1×10−4
B．NaHFeO4溶液显碱性
C．常温下，H2FeO4(aq)+H+(aq)H3FeO(aq)的平衡常数K＜100
D．K2FeO4起杀菌消毒作用是因为其遇水生成了Fe(OH)3胶体
二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多选项题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的的0分。
14．下列各组物理量，全属于矢量的是
A．电场强度 电势 B．电流 磁通量
C．磁感应强度 洛伦兹力 D．磁通量 安培力
15．某实验小组在做光电效应的实验时，用频率为v的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则光电子逸出功为
A．hv B．eUc C．hv－eUc D．hv＋eUc
16．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
17．如图，足够长的固定斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v0从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物体滑回原处的速度大小为
A． B．
C． D．
18．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空，它将与天通一号01星、02星组网运行。若03星绕地球做圆周运动的轨道半径为02星的a倍，02星做圆周运动的向心加速度为01星的b倍，已知01星的运行周期为T，则03星的运行周期为
A．T B．T C．T D．T
19．如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度－时间图象如图乙所示，则下列分析正确的是
A．该电场线可能是负点电荷的电场线
B．该电场线可能是正点电荷的电场线
C．A点的电势比B点的低
D．A点的电场强度比B的点大
20．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨间的距离L＝0.6 m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场。两导轨上端接有一额定电压U＝3.6 V的小灯泡。现把一质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直放置在导轨上由静止释放，当金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。金属棒和导轨电阻不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是
A．通过金属棒ab的电流方向从a到b
B．金属棒运动过程中的最大速度为12 m/s
C．小灯泡正常发光时的电阻值为2.0 Ω
D．小灯泡的额定功率为7.2 W
21．如图所示，从小山坡上的O点将质量不同的两个小石块a、b以相同的动能分别沿同一方向水平抛出，两石块分别落在山坡的P、Q两点。已知O、P、Q三点的连线恰在一条直线上，且xOP∶xPQ＝2∶3，不计石块飞行时受到的空气阻力，下列说法中正确的是
A．a、b的初速度之比为∶
B．a、b的质量之比为3∶2
C．落到山坡上时，a、b的动能大小之比为1∶1
D．从抛出到落在山坡上的过程中，重力对a、b冲量的大小之比为∶
第Ⅱ卷（非选择题，共174分）
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作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共129分)
22．(6分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车及动滑轮的质量，m为砂和砂桶的质量。
(1)实验时，有必要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．调节长木板左端定滑轮的高度，使细线与木板平行
D．为减小误差，实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)a同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出，打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)b同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是如图丙所示，则小车的质量为_________kg。
23．(9分)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线，并测量其正向电压为3.2 V时的电阻值。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是____端。(选填“A”或“B”)
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线：
A．待测二极管D（）
B．电源电动势E（4.5 V，内阻较小）
C．电流表A（量程0～40 mA，内阻约为0.5 Ω）
D．电压表V（量程0～3 V，内阻为6000 Ω）
E．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值100 Ω）
G．定值电阻R3（1500 Ω）
H．开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选 (填写器材前字母序号)
②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材补充完整电路图；
③某同学以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，测量出多组数据，描绘的图线如图丙所示，则通过二极管的电流为26 mA时，二极管的电阻值为_____Ω。(保留三位有效数字)
24．(14分)如图所示，质量M＝3 kg的滑块A静止放在光滑的水平面上，A的左部分带有四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1.6 m，右部分为粗糙水平轨道，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧s处有与A等高的平台。一质量m＝1 kg的小滑块B从四分之一圆周轨道的正上方h＝1.6 m处由静止释放，恰好从圆弧轨道最高点沿切线滑入粗糙水平轨道，并恰好能滑上平台。已知滑块B与A粗糙水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
(2)滑块A水平轨道的长度l及s的值。
25．(18分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的半圆形匀强磁场，磁场半径为R，边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上y＝R处的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝R处的Q点进入磁场，并恰好能从磁场的圆弧边界射出。不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B和粒子在磁场中运动的时间。
26．（14分）孔雀石主要成分含Cu2(OH)2CO3，另含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备胆矾(CuSO4·5H2O)及纳米材料G，流程图如下：
请回答下列问题：
(1)流程中试剂①为______，反应的离子方程式为 。
(2)制备纳米材料过程中，先通入气体 (填E或F)，实验室制取F的化学反应方程式为 。
(3)已知：Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O＝2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑；HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸。向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。适度加热但温度不能过高的原因是 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的含量，可用KMnO4标准溶液滴定，课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是 （填字母序号）。判断滴定终点的依据是 。
27．（15分）工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H2C2O4)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示：
已知：(1)Ka1(H2C2O4)=6.0×10−2；Ka2(H2C2O4)=6.25×10−5。
(2)25℃时，各物质的溶度积常数如下表：
Ksp[Fe(OH)3]
Ksp(PbSO4)
Ksp(PbC2O4)
2.5×10−39
2.0×10−8
5.0×10−10
回答下列问题：
(1)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有 ，上述过滤后可重复利用的物质为 (填物质名称)。
(2)“①氧化法”中Fe3+是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为 。
(3)“氧化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是_______。为了使加入的17.5mg·L−1的Fe3+催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于_______(已知lg2=0.3，1g5=0.7)。
(4)“②沉淀法”：将1.5mol PbSO4沉淀剂加到1L含有0.1mol·L−1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)。请计算此反应的平衡常数K=
__________。
(5)干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是 。
(6)已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数为：K1=1.54×10−2、K2=1.02×10−7，向Na2C2O4溶液中通入少量的SO2气体，反应的离子方程式为 。
28．（14分）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物，如反应类型①：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列不能说明反应已达平衡的是 (填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：
Ⅰ．2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ．CH2=CH2(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)
Ⅲ．2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
29．（10分）森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物等。研究发现，森林中草本植物的叶片通常大而薄，单位面积气孔较少，叶绿素含量高；相反，森林中乔木的叶片通常小而厚，单位面积气孔较多，叶绿素含量少。下图表示森林中植物甲（草本植物）和植物乙（乔木）的净光合速率随光照强度的变化。请分析回答下列问题：
（1）叶绿体中色素的功能是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当光照强度在a~b之间时，植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物 （填“更多”或“更少”），原因是___________________________________。
（3）光照强度超过c后，植物甲的光反应速率不再增大，而单位叶面积叶绿素含量较少的植物乙，其光反应速率却在继续增大，原因可能是_________________________________。
（4）相对于植物乙，植物甲的叶绿素含量更高，其适应性意义是____________________。
30．（9分）睡眠是一种在哺乳动物、鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量等。研究发现，腺苷是一种重要的促眠物质。回答下列问题：
（1）图1为腺苷合成及转运示意图。腺苷由 结合而成。由图1可知，储存在囊泡中的ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去 个磷酸产生腺苷。
（2）为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠－觉醒周期中基底前脑（BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器（图2），并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是 。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括 。
（3）用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是 。
（4）研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可 （选填“促进”或“抑制”）K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
31．（8分）2020年6月5日世界环境日聚焦“生物多样性”，主题为“关爱自然，刻不容缓” (Time for Nature)。近年来，随着城镇化的不断发展，大量未经处理的生活污水、工业废水等直接进入湖泊，导致环境负载能力与自净能力下降，进入湖泊的污染物无法降解，导致湖泊富营养化。湖泊保护与污染治理已成为我国当前环境保护的重点工作。回答下列问题：
（1）对某湖泊中动植物和微生物的数量和种类进行调查，属于______________水平的研究。对湖泊中某种中等体型的鱼类种群密度进行调查时，常采用________________法，在湖泊的不同水层分布着不同生物类群，这属于群落的_____________。
（2）生态浮岛是生态修复的一种手段，针对富营养化的水质，通过微生物降解、水生植物的利用以及物种间共生关系，建立高效的人工生态系统。该人工生态系统中的能量来源于___________。
（3）研究人员在发生水华的湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼，借此控制湖泊中藻类的繁殖，以提高该湖泊生态系统的稳定性。该操作能提高湖泊生态系统的稳定性是因为________________；从能量流动的角度分析，投放鲢鱼和鳙鱼的意义是________________。
（4）为保护在湖区生活的丹顶鹤，当地政府建立了自然保护区，该措施属于保护生物多样性措施中的_________________。
32．（12分）我国约在7000年前就开始种植水稻，现在水稻(2n=24)已经成为我国主要的粮食作物之一。请回答下列问题：
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势，但杂交种只能种植一代，其原因是________________________________，进而影响产品。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制，研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位，人工构建水稻的单体系(抗病)应有________种单体，若感病是由一对隐性基因控制，将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独种植，当于代出现表现型以及比例为_____________时，可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病，感病基因(R/r)定位于2号染色体上，已知n-1型配子对外界环境敏感，雄配子不育，现有两个2号单体品种，甲品种抗病但其他性状较差，乙品种不抗病但其他性状优良，育种时通常以____________________________杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种杂交，每次均选择____________________单体植株最后让该单体自交，获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
（二）选考题（共45分，请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，如果多做，则每科按所做的第一题计分。）
33．【物理——选修3－3】15分）
(1)(5分)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为t＝27 ℃，则气体在状态B时的温度为________K，气体从A到C过程对外做了_______J的功，气体在C状态时的温度为________℃。
(2)(10分)竖直放置的粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平管部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为厘米。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使右侧的水银全部进入竖直右管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度不变，左管足够长。求：
(i)此时右管封闭气体的压强；
(ii)左侧管中需要倒入水银柱的长度。（结果保留一位小数）
34．【物理——选修3－4】（15分）
(1)(5分)如图所示为波源O振动2.0 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t＝0时开始沿y轴负方向振动，t＝2.0 s时它正好第3次到达波谷。则___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．波源O的振动频率为Hz
B．该波的传播速度大小为0.675 m/s
C．0～2 s内质点a通过的路程为0.4 m
D．质点a和质点c的加速度始终大小相等，方向相反
E．任意时刻质点a和质点b的振动速度不可能相同
(2)(10分)如图，一边长a＝2 m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上，恰好露出水面一半体积，AB边左侧水面上有不透明物体覆盖，但E处有一小孔，在E处左侧F处有一潜水员竖直向下潜水，当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小也看到浮箱的A角。现测得E、F间距离s＝3 m。P、F间距离h＝4 m，已知水的折射率n＝。
(i)求E点到AB的距离；
(ii)若浮箱向左移动s1＝ m，则潜水员要多深才能从E处小孔看到浮箱的A角。
35．【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
氮、磷、砷、铁、钛等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。
I．如LiFePO4是新型锂离子电池的电极材料，可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________，NH4H2PO4中，除氢元素外，其余三种元素电负性的大小关系是___________。
(2)基态Cl原子有_________种空间运动状态的电子，属于_____区（填“s”“p”“d”“ds”）
(3)苯胺()和NH4H2PO4中的N原子杂化方式分别为___________。
(4)苯胺和甲苯相对分子质量接近，但苯胺熔点比甲苯的高，原因是___________。
II．(5)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，取0.01该晶体加入到足量的硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，则该晶体中两种配体的物质的量之比为___________。
III．(6)从磷钇矿中可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的晶胞如图所示，该磷钇矿的化学式为___________。
(7)已知晶胞参数为a nm和c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磷钇矿的ρ为_______g·cm−3(列出计算式，用a、c表示)。
36．【化学——选修5：有机化学基础】(15分)
分子式为C8H13O2Cl的有机物A，在不同的条件下发生如下图所示的一些列变化：
回答下列问题：
(1)A的结构简式 ，试剂X为 。
(2)结构F中的官能团名称为 ，D生成C的反应类型是 。
(3)写出下列方程：A与硫酸共热的反应： ；F→H： 。
(4)B的同分异构体中，能发生银镜反应的共有 种。(注：－OH不能接在C＝C上)，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为 。
(5)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步，无机物任选)__________________。
37．【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识，戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播。为加快废弃口罩的处理，避免污染环境，某科研团队准备从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），请回答下列问题。
（1）培养基的配置和灭菌：根据目标微生物的特性，配置相应的培养基，熔喷布主要成分为聚丙烯纤维（PP，组成仅含有C、H两种元素），用于筛选的固体培养基除需加入经过处理的聚丙烯粉末作为______________外，还应加入水、氮源、无机盐和琼脂等。配置好后，进行高压蒸汽灭菌，影响高压蒸汽灭菌效果的因素有____________________________等（答出2点即可）。
（2）目的菌的获取、选择、扩大培养：目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层， 因此土壤取样时，一般______________。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌的作用可使目的菌落周围出现透明圈，应当选择______________的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。
（3）若要测定土壤中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌细胞数，请写出主要实验步骤_________________________________________________。
（4）工业化使用：已知目的菌分解PP需要多种酶的共同参与，目的菌比酶分子大得多，工厂化降解PP时，通常采用______________法来固定目的菌。影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH以及______________等（答出两点即可）。
38．【生物——选修3：现代科技专题】（15分）
利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题：
（1）动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理，其目的是 。
（2）在体外培养过程中，培养液的pH需要用 来维持，此外，应定期更换培养液，以便 。
（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使___________杂交成为可能。诱导动物细胞融合时，常用的诱导因素有______________（答出2点）和灭活的病毒等。
（4）把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合，体外诱导细胞融合，第一次筛选时，未融合的亲本细胞和____________都会死亡，而保留的细胞是_____________。制备的单克隆抗体具有的优点有 。
绝密 ★ 启用前
2021年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cl 35.5 K 39 Fe 56 Y 89 Ag 108
第Ⅰ卷（选择题，共126分）
一、选择题：本大题共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．细胞的结构与功能存在密切的联系。下列相关叙述正确的是
A．内质网和核膜的外膜上附着核糖体，有利于对多肽链进行加工
B．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
C．绿藻细胞膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质
D．核仁与核糖体的形成密切相关，没有核仁的细胞无法合成核糖体
【答案】C
【解析】核糖体是蛋白质合成的场所，对多肽链进行加工的场所在内质网和高尔基体，A错误；线粒体DNA位于线粒体基质中，B错误；细胞膜上附着有ATP水解酶有利于催化ATP的水解，为细胞主动吸收营养物质提供能量，C正确；原核细胞中没有核仁，但是能够合成核糖体，D错误。
2．细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是
A．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率
C．水稻根细胞可以不吸收外界环境中的氧气，但一定会释放二氧化碳
D．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同
【答案】B
【解析】神经细胞膜外的Na+浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na+内流是由通道蛋白协助的被动运输，A正确；被动运输与细胞内能量供应的多少无关，B错误；水稻根细胞无叶绿体，不能通过光合作用制造氧气，但水稻的叶进行光合作用产生氧气可供给根进行细胞呼吸，或者根进行无氧呼吸，故可以不吸收外界环境中的氧气，水稻无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，故一定会释放二氧化碳，C正确；人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，多数组织细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，故生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同，D正确。
3．新冠肺炎是由新冠病毒感染导致的。新冠病毒（SARS－CoV－2）是一种单链RNA病毒，下列有关叙述正确的是
A．新冠病毒与大肠杆菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
B．阻断新冠病毒的传播可降低新冠肺炎的发病率
C．新冠病毒一旦发生变异将导致原有疫苗失去作用
D．每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性
【答案】B
【解析】本题以新冠肺炎为背景命题，考查病毒、免疫调节等有关知识。新冠病毒的遗传物质为RNA，大肠杆菌的遗传物质为DNA，二者的核苷酸不同，A项错误；新冠病毒发生的变异不一定导致其抗原发生改变，因此不一定导致原有疫苗失去作用，C项错误；75%左右的酒精具有杀菌作用，饮酒的度数一般不能达到75%，且长期饮酒对人体会产生损害，免疫力下降，因此每天适量饮酒不能预防新冠肺炎。
4．下丘脑又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列有关叙述错误的是
A．人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素减少
B．当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋
C．受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺的分泌活动
D．刺激下丘脑前部，动物有出汗现象；刺激下丘脑后部，动物有寒颤现象，说明产热中枢在下丘脑后部
【答案】A
【解析】本题考查下丘脑及其功能。人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素增加，A项错误。
5．某保护区由多个湖泊及周围湖滩湿地组成，该保护区内分布有水草、水鸟、藻类、芦苇等动植物。下列有关叙述正确的是
A．习性相近种群的生活区域重叠程度越高，对资源的利用率越高
B．鸟类的数量可通过标志重捕法进行统计，统计值往往比实际数值低
C．不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，体现了群落的垂直结构
D．水草收割后可用于造纸和饲养家畜，体现了生物多样性的直接价值
【答案】D
【解析】习性相似物种的生活区域重叠得越多，对资源的利用不充分，竞争越大，A错误；由于一次捕捉后比较难捕捉，标志重捕法统计的种群密度往往比实际的高，B错误；不同地段分布不同的种群体现出的是群落的水平结构，因此保护区内不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，这不能体现群落的垂直结构，C错误；保护区内丰茂的水草适当收割后可用于造纸和饲养家畜，给当地带来了巨大的经济效益，体现生物多样性的直接价值，D正确。
6．玉米是一年生雌雄同株异花二倍体植物，其籽粒的颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制。A基因与b基因分别控制酶Ⅰ和酶Ⅱ的合成。籽粒颜色的转化关系为：
研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其他类型玉米的花粉正常。将等量杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F1中的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。下列有关分析错误的是
A．用玉米作遗传实验材料的理由之一是相对性状明显
B．F1中黄粒玉米的基因型为AaBb，占F1的比例是1/8
C．上述实例表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
D．单倍体玉米一般不育，原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子
【答案】B
【解析】玉米是遗传实验常用的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上，也可以落到其他植株的柱头上，选择玉米作为遗传实验材料的优点包括：相对性状明显，易于区分；后代数目多，统计结果更准确；雌雄同株，便于操作，既能自花传粉也能异花传粉；生长周期短，繁殖速度快，A正确；分析题干信息可知，白粒玉米的基因型为aa_ _，黄粒玉米的基因型为A_B_，紫粒玉米的基因型为A_bb，将等量杂合白粒玉米（aaBb）和纯合紫粒玉米（AAbb）间行种植，因为纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，故父本只有aaBb，可以产生2种雄配子，即aB∶ab=1∶1，母本中aaBb∶AAbb=1∶1，则雌配子有三种，aB∶ab∶Ab=1∶1∶2，子代中黄粒玉米的基因型为AaBb，比例为1/2×1/2=1/4，B错误；A、a与B、b通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制玉米的籽粒颜色，C正确；单倍体是由配子直接发育形成的个体，单倍体玉米一般不育的原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子，D正确。
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．医疗废弃物经处理可加工成儿童玩具，实现资源综合利用
B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
C．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”描述了中药的溶解与过滤
D．商代制作的工艺精湛的司母戊鼎主要成分是铜、锡、铅
【答案】A
【解析】医疗废弃物可回收利用，但不可以制成儿童玩具，A错误；海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程，蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法；离子交换法是用阳离子交换树脂(HR)和水中的金属离子进行交换的一种方法，通常通过阳离子交换树脂可以除去钙离子和镁离子得到软水；电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，原理为通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，分离盐和水，B正确；“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”中“以水二升渍”描述了溶解，“绞取汁”描述的是过滤，C正确；母戊鼎属于青铜合金，主要由铜和锡、铅组成的合金，D正确。
8．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图）。下列叙述正确的是
B． 制取NH3的过程中可用硝酸铵和硫酸铵两种铵盐
B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因
C．雾霾分散质粒子直径在1nm~100nm之间，属于气溶胶
D．该反应中NH3作为催化剂
【答案】B
【解析】A．制取氨气过程中使用的是氯化铵，不能用硝酸铵和硫酸铵。硝酸铵加热时，温度较低时生成NH3和HNO3，随着温度升高，硝酸的强氧化性使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物，且NH4NO3加热时易爆炸；硫酸铵受热分解，在不同温度下，产物不同。当温度小于150℃时，产物为氨气与硫酸，而当温度大于150℃时，能发生自身的氧化还原反应，生成二氧化硫等多种产物，错误；B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因，正确；C．胶体是指分散质粒子直径在1nm~100nm之间的分散系，雾霾属于气溶胶，但它的微粒直径不在胶体的范围，错误；D．NH3参加反应后并没有生成，所以不是催化剂，只作为反应物，错误。
9．下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合物中
产生红棕色气体
硝酸的还原产物为NO2
B
将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后，滴加稀硫酸酸化，再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
Fe(NO3)2试样无法确定是否变质
C
2滴0.1mol·L−1 MgCl2溶液中滴加2ml 1mol·L−1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液
先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>
Ksp[Fe(OH)3]
D
将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液褪色
产生了乙烯
【答案】B
【解析】A．浓硝酸被稀释变为稀硝酸，稀硝酸的还原产物是无色的一氧化氮，一氧化氮易与氧气反应生成红棕色二氧化氮，选项A错误；B．将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后加稀硫酸酸化，在酸性条件下亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应可生成Fe3+，此时滴加KSCN溶液，溶液变为血红色不能断定Fe(NO3)2试样已变质，B项正确；C．NaOH过量，FeCl3会与剩余的NaOH反应生成Fe(OH)3，无法确定两种沉淀的Ksp大小，故C错误；D．乙烯中含有乙醇，乙醇也可使酸性KMnO4溶液褪色，故D项错误。
10．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X是形成化合物种类最多的元素，W元素的单质是自然界最轻的气体，W、X、Y三种元素可形成一种高效的杀菌消毒剂，Z元素在短周期中原子半径最大。下列说法正确的是
A．W与X、Y、Z均可形成10电子微粒
B．简单离子半径：Z>Y>W
C．X的氢化物中不可能存在非极性共价键
D．Y、Z形成的化合物之一可用作供氧剂
【答案】D
【解析】X元素形成化合物种类最多，为C，W元素的单质是自然界最轻的气体，为H，W、X、Y形成高效杀毒剂为过氧乙酸（CH3COOOH），短周期中半径最大元素为Na，A选项中，H与Na不可形成10电子微粒，错误；简单离子半径O2−>Na+>H+，B错误；C的氢化物中存在非极性键的化合物，如C2H4，C错误；Na与O可形成Na2O2，作供氧剂，D正确，故选D。
11．去年，科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物对于抗击新冠肺炎有显著疗效，其主要成分的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．1mol Y可与3mol Na反应产生1.5mol H2 B．Z的水解产物之一可发生缩聚反应
C．X可与3mol H2发生加成反应 D．氯硝柳胺的分子式为C13H8N2O4Cl2
【答案】C
【解析】A．Y有3mol －OH，与3mol Na反应产生1.5mol H2，故正确；B．Z的水解产物之一为，在一定条件下可发生缩聚反应，故正确；C．未注明X的含量，无法确定，故错误；D．从结构确定分子式，氯硝柳胺分子式为C13H8N2O4Cl2，故正确。
12．利用双功能催化剂可实现常温电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是
A．该装置可使用阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式N2+6e−+6H+＝2NH3
C．该装置电子由b极流出，经过工作站流入a极
D．两电极转移等量的电子时，其阴极产物与阳极产物之比为5∶3
【答案】A
【解析】b极为阳极，发生的反应为N2+6H2O-10e−＝2NO+12H+，a极为阴极，发生的反应为N2+6e−+6H+＝2NH3，消耗H+，该离子交换膜应使用质子交换膜，则A错误、B正确；电子由阳极流出，流入阴极，故C正确；由电极反应式得，a极N2→2NH3，得到6e−，b极N2→2NO，失去10e−，当转移等量电子时，阴极产物与阳极产物之比为5∶3，故D正确；所以答案选A。
13．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。常温下，调节其水溶液pH时，含铁粒子的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知]。
下列说法正确的是
A．25℃，B点水的电离出的c(H+)=1×10−4
B．NaHFeO4溶液显碱性
C．常温下，H2FeO4(aq)+H+(aq)H3FeO(aq)的平衡常数K＜100
D．K2FeO4起杀菌消毒作用是因为其遇水生成了Fe(OH)3胶体
【答案】C
【解析】B点溶液呈酸性，说明H2FeO4电离大于HFeO水解，抑制水的电离，此时pH=4，所以水的电离出的c(H+)=1×10−10，故A错误；由图可知，H2FeO4的第二步电离平衡常数大小约为10−7.5，第一步电离大小约为10−3.5，由K水=Kw/K电可知，HFeO的水解平衡常数大小约为10−10.5，故HFeO的电离大于水解，呈酸性，故B错误；结合图象可知，c(H2FeO4)=c(H3FeO)时，溶液的pH<2，c(H+)>0.01mol/L，则H2FeO4+H+H3FeO的平衡常数K==<=100
，即K<100，故C正确；K2FeO4起杀菌消毒作用是因为它的强氧化性，生成Fe(OH)3胶体有吸附性而有净水作用。
二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多选项题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的的0分。
14．下列各组物理量，全属于矢量的是
A．电场强度 电势 B．电流 磁通量
C．磁感应强度 洛伦兹力 D．磁通量 安培力
【答案】C
【解析】电势、电流、磁通量都是标量，C项正确。
15．某实验小组在做光电效应的实验时，用频率为v的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则光电子逸出功为
A．hv B．eUc C．hv－eUc D．hv＋eUc
【答案】C
【解析】由公式Ekm＝hv－W0＝eUc，解得W0＝hv－eUc，故C正确。
16．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
【答案】A
【解析】根据理想变压器的变压比可知＝，其中，解得U2＝10 V。
17．如图，足够长的固定斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v0从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物体滑回原处的速度大小为
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】物体上滑过程有v02＝2a1x，其中a1＝gsin θ＋μgcos θ，物体下滑过程有v2＝2a2x，其中a2＝gsin θ－μgcos θ，解得，故B正确。
18．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空，它将与天通一号01星、02星组网运行。若03星绕地球做圆周运动的轨道半径为02星的a倍，02星做圆周运动的向心加速度为01星的b倍，已知01星的运行周期为T，则03星的运行周期为
A．T B．T C．T D．T
【答案】C
【解析】由公式G＝ma，得，由公式，，得T，故C项正确。
19．如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度－时间图象如图乙所示，则下列分析正确的是
A．该电场线可能是负点电荷的电场线
B．该电场线可能是正点电荷的电场线
C．A点的电势比B点的低
D．A点的电场强度比B的点大
【答案】BD
【解析】由图乙可知，电子从A到B速度减小，加速度也减小，而电子受力方向与电场强度方向相反，所以电场强度方向由A指向B，即A点的电势高，电场强度也大，当正点电荷位于A的左侧时满足要求，所以该电场线可能是正点电荷的电场线，AC错误，B正确；电子在A点时速度变化得快，即在A点时的加速度较大，所以A点的电场强度大些，D正确。
20．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨间的距离L＝0.6 m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场。两导轨上端接有一额定电压U＝3.6 V的小灯泡。现把一质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直放置在导轨上由静止释放，当金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。金属棒和导轨电阻不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是
A．通过金属棒ab的电流方向从a到b
B．金属棒运动过程中的最大速度为12 m/s
C．小灯泡正常发光时的电阻值为2.0 Ω
D．小灯泡的额定功率为7.2 W
【答案】BD
【解析】由右手定则可判断通过金属棒的电流方向从b到a，故A错误；因金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，则金属棒达到最大速度时其感应电动势E＝U＝3.6 V，由公式E＝BLv解得v＝12 m/s，故B正确；金属棒达到最大速度后做匀速运动，则有BIL＝mgsin 37°，解得I＝2 A，则灯泡正常发光时的电阻r＝＝1.8 Ω，功率P＝UI＝7.2 W，故C错误，D正确。
21．如图所示，从小山坡上的O点将质量不同的两个小石块a、b以相同的动能分别沿同一方向水平抛出，两石块分别落在山坡的P、Q两点。已知O、P、Q三点的连线恰在一条直线上，且xOP∶xPQ＝2∶3，不计石块飞行时受到的空气阻力，下列说法中正确的是
A．a、b的初速度之比为∶
B．a、b的质量之比为3∶2
C．落到山坡上时，a、b的动能大小之比为1∶1
D．从抛出到落在山坡上的过程中，重力对a、b冲量的大小之比为∶
【答案】CD
【解析】由xOP∶xPQ＝2∶3可知，两个小石块a、b下落的高度之比ha∶hb＝2∶5，下落的水平位移之比xa∶xb＝2∶5，由h＝gt2可得下落时间之比ta∶tb＝∶，由v＝可得两石块的初速度之比va∶vb＝∶，故A错误；二者初动能相等，即mava2＝mbvb2，可得两石块的质量之比ma∶mb＝5∶2，故B错误；重力对两石块做功大小之比magha∶mbghb＝1∶1，由动能定理可知，落到山坡上时，两石块的动能大小之比Eka∶Ekb＝1∶1，故C正确；两石块落在山坡上时，重力对两石块冲量的大小之比pa∶pb＝magta∶mbgtb＝∶，故D正确。
第Ⅱ卷（非选择题，共174分）
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作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共129分)
22．(6分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车及动滑轮的质量，m为砂和砂桶的质量。
(1)实验时，有必要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．调节长木板左端定滑轮的高度，使细线与木板平行
D．为减小误差，实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)a同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出，打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)b同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是如图丙所示，则小车的质量为_________kg。
【答案】(1)BC（2分） (2)0.40（2分） (3)0.30（2分）
【解析】(1)力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，在一次实验中要求拉力不变，所以细线要求与木板平行。BC正确。(2)数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据Δx＝aT2，运用逐差法得，则有。(3)由牛顿第二定律得2F＝Ma，则有，a－F图象的斜率，解得M＝0.30 kg。
23．(9分)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线，并测量其正向电压为3.2 V时的电阻值。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是____端。(选填“A”或“B”)
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线：
A．待测二极管D（）
B．电源电动势E（4.5 V，内阻较小）
C．电流表A（量程0～40 mA，内阻约为0.5 Ω）
D．电压表V（量程0～3 V，内阻为6000 Ω）
E．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值100 Ω）
G．定值电阻R3（1500 Ω）
H．开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选 (填写器材前字母序号)
②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材补充完整电路图；
③某同学以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，测量出多组数据，描绘的图线如图丙所示，则通过二极管的电流为26 mA时，二极管的电阻值为_____Ω。(保留三位有效数字)
【答案】(1)A（2分）
(2)①E（2分） ②如图所示（电流表内外接都可）（2分）
③135（3分）
【解析】(1)当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，则说明测量的是反向电压，而电流是从黑表笔流出的，所以黑表笔接的是二极管的负极，即正极在A端。(2)①因要测量多组数据，所以用限流电路，则滑动变阻器选小电阻，则选E。②由于电压表的最大量程为3 V，所以要与定值电阻串联来扩大量程，且电流表内阻很小，则电流表内接；③当二极管的电流为26 mA时，由图丙可知，电压表的示数为2.8 V，则二极管的两端电压为，则此时二极管的电阻值为。
24．(14分)如图所示，质量M＝3 kg的滑块A静止放在光滑的水平面上，A的左部分带有四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1.6 m，右部分为粗糙水平轨道，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧s处有与A等高的平台。一质量m＝1 kg的小滑块B从四分之一圆周轨道的正上方h＝1.6 m处由静止释放，恰好从圆弧轨道最高点沿切线滑入粗糙水平轨道，并恰好能滑上平台。已知滑块B与A粗糙水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
(2)滑块A水平轨道的长度l及s的值。
【解析】(1)滑块B从释放到运动到圆弧轨道底端的过程中机械能守恒，则有：
mg(h＋R)＝mv12 （2分）
（1分）
解得：v1＝8 m/s，FN＝50 N （2分）
由作用力与反作用力的关系可知：滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小为50N（1分）
(2)滑块B在A水平轨道上运动过程中，A、B系统动量守恒，则有：
mv1＝(M＋m)v2 （2分）
因为B恰好能滑上平台，则滑块A的位移：v2t＝s （1分）
滑块B的位移：(v1＋v2)t＝(l＋s) （1分）
mv12－(M＋m)v22＝μmgl （2分）
解得：l＝4.0 m，s＝1.0 m （2分）
25．(18分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的半圆形匀强磁场，磁场半径为R，边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上y＝R处的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝R处的Q点进入磁场，并恰好能从磁场的圆弧边界射出。不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B和粒子在磁场中运动的时间。
【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有：
v0t1＝R （1分）
at12＝yP＝R （2分）
其中a＝ （2分）
解得： （2分）
(2)粒子在Q点时沿y轴负方向的分速度vy＝at1＝v0 （1分）
所以粒子在磁场中做圆周运动的速度大小 （2分）
因粒子恰好能从圆弧边界射出磁场，所以粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r＝R （2分）
粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，则有：qvB＝m （2分）
解得： （1分）
粒子在磁场中运动半周，则运动时间 （2分）
解得：（1分）
26．（14分）孔雀石主要成分含Cu2(OH)2CO3，另含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备胆矾(CuSO4·5H2O)及纳米材料G，流程图如下：
请回答下列问题：
(1)流程中试剂①为______，反应的离子方程式为 。
(2)制备纳米材料过程中，先通入气体 (填E或F)，实验室制取F的化学反应方程式为 。
(3)已知：Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O＝2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑；HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸。向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。适度加热但温度不能过高的原因是 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的含量，可用KMnO4标准溶液滴定，课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是 （填字母序号）。判断滴定终点的依据是 。
【答案】（1）H2O2（2分） 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）
（2）F（2分） 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（2分）
（3）防止HClO4挥发，避免反应过于剧烈（答案合理即可）（2分）
（4）b（2分） 滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变浅紫红色，且半分钟内不褪色（2分）
【解析】(1)试剂①目的是将Fe2+氧化成Fe3+，选用绿色氧化剂H2O2，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(2)因CO2微溶于CaCl2溶液中，NH3极易溶于水，所以先通入NH3使溶液变成碱性环境后易吸收更多的CO2，故先通入气体F（NH3），实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下制得氨气，反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(3)根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]在高温下易分解，HClO4易挥发，且温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高，故答案为：防止HClO4挥发，避免反应过于剧烈；(4)KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶，故只能用酸式滴定管装KMnO4溶液，并将KMnO4溶液滴入试剂瓶中，滴定终点为：滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变浅紫红色，且半分钟内不褪色。
27．（15分）工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H2C2O4)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示：
已知：(1)Ka1(H2C2O4)=6.0×10−2；Ka2(H2C2O4)=6.25×10−5。
(2)25℃时，各物质的溶度积常数如下表：
Ksp[Fe(OH)3]
Ksp(PbSO4)
Ksp(PbC2O4)
2.5×10−39
2.0×10−8
5.0×10−10
回答下列问题：
(1)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有 ，上述过滤后可重复利用的物质为 (填物质名称)。
(2)“①氧化法”中Fe3+是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为 。
(3)“氧化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是_______。为了使加入的17.5mg·L−1的Fe3+催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于_______(已知lg2=0.3，1g5=0.7)。
(4)“②沉淀法”：将1.5mol PbSO4沉淀剂加到1L含有0.1mol·L−1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)。请计算此反应的平衡常数K=
__________。
(5)干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是 。
(6)已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数为：K1=1.54×10−2、K2=1.02×10−7，向Na2C2O4溶液中通入少量的SO2气体，反应的离子方程式为 。
【答案】(1)漏斗、烧杯、玻璃杯（1分） 硫酸铅（1分）
(2)H2C2O4+O32CO2+O2+H2O（3分）
(3)pH升高后，Fe3+生成Fe(OH)3，降低催化效果（2分） 2.3（2分）
(4)1.5×10−4（2分）
(5)草酸加热会分解，变成二氧化碳、一氧化碳和水（2分）
(6)SO2+H2O+C2O＝HSO+HC2O（2分）
【解析】(1)过滤操作中用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃杯；过滤后得到的硫酸铅可重复利用；(2)过程①为将草酸氧化为二氧化碳，根据题意，其反应为H2C2O4+O32CO2+O2+H2O；(3)pH升高后，溶液中Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，使催化活性降低；加入的的浓度为
3.125×10−4mol/L，要使得Fe3+的催化效果最好，则Fe3+不能沉淀，根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH−)，则==2×10−12mol·L−1，=5×10−3mol·L−1，pH=
-lgc(H+)=-lg5×10−3=2.3；(4)反应PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)的平衡常数表达式为==
===1.5×10−4；（5）草酸加热会分解，变成二氧化碳、一氧化碳和水．故干燥不能高温；（6）根据草酸和亚硫酸的电离平衡常数大小可知，少量SO2通入Na2C2O4溶液中，反应能将C2O离子生成HC2O，不能生成H2C2O4，同时生成HSO，故离子方程式为：SO2+H2O+C2O=HSO+HC2O。
28．（14分）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物，如反应类型①：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列不能说明反应已达平衡的是 (填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：
Ⅰ．2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ．CH2=CH2(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)
Ⅲ．2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
【答案】（1）-90.4kJ·mol−1（2分）
（2） BC（2分）
（3） A（2分）
（4） 增大（2分）
（5） AD（2分） MPa−3（2分）
（6） 选择合适的催化剂（2分）
【解析】(1)由盖斯定律可得，反应Ⅲ=反应I-反应II，故ΔH3=ΔH1-ΔH2，代入数字可得为-90.4
kJ·mol−1。(2)A．反应I为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故正确；B．由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡，故错误；C．单位时间内体系中3mol氢气减少和1mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡，故错误；D．化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故答案选BC；(3)由图可知，CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大，则反应机理A符合，故答案为：A；(4)2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)，由于该反应是气体分子数增大的反应，当反应达到平衡状态时，若减小压强，则化学平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故答案为增大；(5)①A．由图表可得当温度过高，CO2的转化率的减小，说明升高温度平衡向逆向移动，向着吸热方向移动，故反应三为放热反应。故A正确；B．增大氢碳比，则氢气的物质的量浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，氢气的转化率减小，故B错误；C．温度低于300℃时，随温度升高二氧化碳转化率降低，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，故C错误；D．升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，则K(M)＞K(N)，故D正确；故选AD；②M点n(H2)∶n(CO2)=3，设n(H2)=3mol、n(CO2)=1mol，CO2的平衡转化率为，
平衡体系中各气体的体积分数等于其物质的量分数，各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压，则CO2的分压为，H2的分压为×2.1MPa=×2.1
MPa，C2H4的分压为，H2O的分压为×2.1MPa=×2.1
MPa，平衡常数MPa−3；(6)工业上通常通过选择合适催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂，故答案为选择合适的催化剂。
29．（10分）森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物等。研究发现，森林中草本植物的叶片通常大而薄，单位面积气孔较少，叶绿素含量高；相反，森林中乔木的叶片通常小而厚，单位面积气孔较多，叶绿素含量少。下图表示森林中植物甲（草本植物）和植物乙（乔木）的净光合速率随光照强度的变化。请分析回答下列问题：
（1）叶绿体中色素的功能是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当光照强度在a~b之间时，植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物 （填“更多”或“更少”），原因是___________________________________。
（3）光照强度超过c后，植物甲的光反应速率不再增大，而单位叶面积叶绿素含量较少的植物乙，其光反应速率却在继续增大，原因可能是_________________________________。
（4）相对于植物乙，植物甲的叶绿素含量更高，其适应性意义是____________________。
【答案】（1）吸收、传递、转换光能 叶绿素a
（2）更多 植物甲为草本植物，草本植物白天净光合速率高，积累的有机物多；晚上呼吸速率低，消耗的有机物少
（3）乔木的叶片单位面积上气孔数最较多，吸收的CO2较多，暗反应速率较大，为光反应提供的ADP、Pi、NADP+较多
（4）叶绿素含量高可吸收（捕获）更多的光能（进行光合作用），以适应林下的弱光环境
【解析】（2）由题图可知：当光照强度在a~b之间时，植物甲（草本植物）白天净光合速率高，积累的有机物多；晚上呼吸速率低，消耗的有机物少，因此植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物更多。（3）绿叶通过气孔从外界吸收CO2，CO2是暗反应的原料。在暗反应阶段，C3还原过程会消耗ATP和NADPH，产生的ADP、Pi、NADP+可为光反应提供原料。光照强度超过c后，单位叶面积叶绿素含量较少的乔木，其光反应速率却在继续增大，原因可能是乔木的叶片单位面积上气孔数最较多，吸收的CO2较多，暗反应速率较大，为光反应提供的ADP、Pi、NADP+较多。（4）植物乙为乔木，乔木的光的饱和点高于草本植物的光饱和点。植物甲为草本植物，相对于乔木，草本植物更适于在弱光下生存，草本植物的叶绿素含量高，可吸收（捕获）更多的光能进行光合作用，这是对林下弱光环境的适应。
30．（9分）睡眠是一种在哺乳动物、鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量等。研究发现，腺苷是一种重要的促眠物质。回答下列问题：
（1）图1为腺苷合成及转运示意图。腺苷由 结合而成。由图1可知，储存在囊泡中的ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去 个磷酸产生腺苷。
（2）为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠－觉醒周期中基底前脑（BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器（图2），并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是 。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括 。
（3）用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是 。
（4）研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可 （选填“促进”或“抑制”）K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
【答案】（1）腺嘌呤和核糖（1分） 3（1分）
（2）腺苷与受体结合改变受体空间结构，进而是绿色荧光蛋白构象改变并（在被激发后）发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度（2分） 对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应；对正常睡眠－觉醒周期无明显影响（2分）
（3）两实验组的腺苷浓度（荧光强度）均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低（2分）
（4）促进（1分）
31．（8分）2020年6月5日世界环境日聚焦“生物多样性”，主题为“关爱自然，刻不容缓” (Time for Nature)。近年来，随着城镇化的不断发展，大量未经处理的生活污水、工业废水等直接进入湖泊，导致环境负载能力与自净能力下降，进入湖泊的污染物无法降解，导致湖泊富营养化。湖泊保护与污染治理已成为我国当前环境保护的重点工作。回答下列问题：
（1）对某湖泊中动植物和微生物的数量和种类进行调查，属于______________水平的研究。对湖泊中某种中等体型的鱼类种群密度进行调查时，常采用________________法，在湖泊的不同水层分布着不同生物类群，这属于群落的_____________。
（2）生态浮岛是生态修复的一种手段，针对富营养化的水质，通过微生物降解、水生植物的利用以及物种间共生关系，建立高效的人工生态系统。该人工生态系统中的能量来源于___________。
（3）研究人员在发生水华的湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼，借此控制湖泊中藻类的繁殖，以提高该湖泊生态系统的稳定性。该操作能提高湖泊生态系统的稳定性是因为________________；从能量流动的角度分析，投放鲢鱼和鳙鱼的意义是________________。
（4）为保护在湖区生活的丹顶鹤，当地政府建立了自然保护区，该措施属于保护生物多样性措施中的_________________。
【答案】（1）群落（1分） 标志重捕（1分） 垂直结构（1分）
（2）富营养水质中的有机污染物和太阳能（合理即可）（2分）
（3）增加了湖泊生态系统营养结构的复杂程度，提高其自我调节能力；调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分（2分）
（4）就地保护（1分）
【解析】（1）统计湖泊中动物、植物和微生物的种类及数量，属于群落水平的研究。对活动能力强、活动范围广的动物进行种群密度调查时，常采用标志重捕法。湖泊中不同水层分布着不同类群的生物，这体现了群落的垂直结构。（2）该人工生态系统中的能量来自植物固定的太阳能和有机污染物中的化学能。（3）在湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼能增加湖泊生态系统中营养结构的复杂程度，增强湖泊生态系统的稳定性，提高其自我调节能力。同时可以调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。（4）建立自然保护区属于就地保护。
32．（12分）我国约在7000年前就开始种植水稻，现在水稻(2n=24)已经成为我国主要的粮食作物之一。请回答下列问题：
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势，但杂交种只能种植一代，其原因是________________________________，进而影响产品。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制，研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位，人工构建水稻的单体系(抗病)应有________种单体，若感病是由一对隐性基因控制，将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独种植，当于代出现表现型以及比例为_____________时，可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病，感病基因(R/r)定位于2号染色体上，已知n-1型配子对外界环境敏感，雄配子不育，现有两个2号单体品种，甲品种抗病但其他性状较差，乙品种不抗病但其他性状优良，育种时通常以____________________________杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种杂交，每次均选择____________________单体植株最后让该单体自交，获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
【答案】(1)杂种（杂合子）自交后代会发生性状分离现象（2分）
(2)12（2分） 抗病∶感病=1∶1（3分）
（3）乙品种2号单体植株为母本与甲品种杂交（没有写到乙为母本不得分）（3分） 抗病且其他性状优良的（2分）
（二）选考题（共45分，请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，如果多做，则每科按所做的第一题计分。）
33．【物理——选修3－3】15分）
(1)(5分)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为t＝27 ℃，则气体在状态B时的温度为________K，气体从A到C过程对外做了_______J的功，气体在C状态时的温度为________℃。
【答案】750（2分） 6×102（2分） 102 （1分）
【解析】A到B过程气体做等压变化，则，TA＝27 ℃＋273 K＝300 K，解得TB＝750 K；从A到B过程气体对外界做功W＝pΔV＝6×105 J，从B到C过程体积不变，所以外界对气体不做功，所以气体从A到C过程气体对外界做功为6×102 J；气体在C状态压强为B时的一半，则温度也为B时的一半，即tC＝375 K＝102 ℃。
(2)(10分)竖直放置的粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平管部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为厘米。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使右侧的水银全部进入竖直右管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度不变，左管足够长。求：
(i)此时右管封闭气体的压强；
(ii)左侧管中需要倒入水银柱的长度。（结果保留一位小数）
【解析】(i)设管内的横截面积为S，对右管中封闭气体，水银刚好全部进入竖直右管后
p0×20S＝p1×(20－10)S (2分)
解得：p1＝150 cmHg (2分)
(ii)对水平部分气体，末态压强：p′＝(150＋15＋10) cmHg＝175 cmHg (1分)
由玻意耳定律得：(p0＋15)×15S＝p′LS (2分)
解得：L＝7.7 cm (1分)
所以加入水银柱的长度为：
175 cm－75 cm－15cm＋10 cm＋15cm－7.7 cm＝102.3 cm (2分)
34．【物理——选修3－4】（15分）
(1)(5分)如图所示为波源O振动2.0 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t＝0时开始沿y轴负方向振动，t＝2.0 s时它正好第3次到达波谷。则___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．波源O的振动频率为Hz
B．该波的传播速度大小为0.675 m/s
C．0～2 s内质点a通过的路程为0.4 m
D．质点a和质点c的加速度始终大小相等，方向相反
E．任意时刻质点a和质点b的振动速度不可能相同
【答案】BCD
【解析】由题意知，，，故A错误，B正确；0～2 s内质点a只振动2个周期，则通过的路程x＝2×4A＝0.4 m，故C正确；质点a和质点c的平衡位置相差，其加速度始终大小相等，方向相反，故D正确；质点a和质点b的平衡位置相差，其振动的速度有时候相同，故E错误。
(2)(10分)如图，一边长a＝2 m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上，恰好露出水面一半体积，AB边左侧水面上有不透明物体覆盖，但E处有一小孔，在E处左侧F处有一潜水员竖直向下潜水，当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小也看到浮箱的A角。现测得E、F间距离s＝3 m。P、F间距离h＝4 m，已知水的折射率n＝。
(i)求E点到AB的距离；
(ii)若浮箱向左移动s1＝ m，则潜水员要多深才能从E处小孔看到浮箱的A角。
【解析】(i)潜水员从水中到A角的光路如图所示 (1分)
设求E点到AB的距离为x，从P点看到A角时：
入射角的正弦为 (1分)
折射角的正弦为 (1分)
由折射定律可知: (1分)
解得：x＝ m (2分)
(ii)浮箱向左移动s1＝ m时，A角移动到A′位置，则有：
入射角的正弦为 (1分)
折射角的正弦为 (1分)
由折射定律可知： (1分)
解得：m (1分)
35．【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
氮、磷、砷、铁、钛等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。
I．如LiFePO4是新型锂离子电池的电极材料，可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________，NH4H2PO4中，除氢元素外，其余三种元素电负性的大小关系是___________。
(2)基态Cl原子有_________种空间运动状态的电子，属于_____区（填“s”“p”“d”“ds”）
(3)苯胺()和NH4H2PO4中的N原子杂化方式分别为___________。
(4)苯胺和甲苯相对分子质量接近，但苯胺熔点比甲苯的高，原因是___________。
II．(5)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，取0.01mol该晶体加入到足量的硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，则该晶体中两种配体的物质的量之比为___________。
III．(6)从磷钇矿中可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的晶胞如图所示，该磷钇矿的化学式为___________。
(7)已知晶胞参数为a nm和c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磷钇矿的ρ为_______g·cm−3(列出计算式，用a、c表示)。
【答案】（1）3d64s2（1分） O＞N＞P（2分）
（2）9（1分） p（1分）
（3） sp3、sp3（1分）
（4） 苯胺分子间存在氢键（2分）
（5） 1∶5或5∶1（2分）
（6） YPO4（2分）
（7） （3分）
【解析】(1)Fe是26号元素，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，故其价层电子排布式为3d64s2；同一周期元素电负性从左到右元素电负性递增，同主族元素电负性从上到下递减，故电负性大小关系为O>N>P；(2)Cl的原子序数为17，核外有17个电子，故基态Cl原子空间运动状态不同的电子有1s上1种，2s上1种，2p上3种，3s上1种，3p上3种，共9种空间运动状态的电子，其最后进入的能级是3p能级，故属于p区，故答案为：9；p；(3)苯胺和NH4H2PO4均是从NH3转化而来，所以N原子的杂化方式相同，都是sp3杂化；(4)苯胺和甲苯都是非金属元素形成的，都是分子晶体，分子晶体的熔点主要受到氢键和范德华力的影响，苯胺中N原子容易形成分子间氢键，其熔点偏高；(5)将0.01mol晶体TiCl3·6H2O加入到足量硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，可知能电离出0.02mol Cl−，剩余1个氯原子为配原子，因为其配位数位为6，还有5个水分子是配体，1个水分子是结晶水，则该配合物的化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O，故该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5或5∶1；(6)由均摊法可知该晶胞中Y个数为，含PO个数为，即该磷钇矿的化学式为YPO4；(7)一个晶胞中含有4个YPO4，故一个晶胞的质量为g，则密度为ρ==。
36．【化学——选修5：有机化学基础】(15分)
分子式为C8H13O2Cl的有机物A，在不同的条件下发生如下图所示的一些列变化：
回答下列问题：
(1)A的结构简式 ，试剂X为 。
(2)结构F中的官能团名称为 ，D生成C的反应类型是 。
(3)写出下列方程：A与硫酸共热的反应： ；F→H： 。
(4)B的同分异构体中，能发生银镜反应的共有 种。(注：－OH不能接在C＝C上)，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为 。
(5)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步，无机物任选)__________________。
【答案】（1）（1分） Cu/Ag、O2（1分）
（2）羧基、氯原子（1分） 取代反应(或水解反应)（1分）
（3）（2分）
（2分）
（4）8（2分） （2分）
（5）（3分）
【解析】由A既能在硫酸中反应得到B和D，又能在氢氧化钠溶液中反应得到E和C，且E酸化得到B，可知A为酯，D能经两次氧化和酸化得到B，可知B和D中含有相同C原子数，均为4个，A的分子式为C8H13O2Cl可知，A是含有一个不饱和键的酯，因F生成H过程中反应条件为KOH醇溶液，可推知F中含有Cl原子，故D中也应含有Cl原子，综合可得B、D结构简式为、。则A的结构简式为，C为在试剂X的作用下得到G，G氧化得，可知G为醛，试剂X为Cu（或Ag）、O2。（1）由分析可知A的结构简式为，试剂X为Cu（或Ag）、O2。（2）D生成C属于氯代烃生成醇的反应，故答案为取代反应(或水解反应)。（3）由题意可知A在硫酸中发生水解得到和，F生成H属于氯原子消去得双键的反应，故答案为，
；（4）符合条件的结构共8种，分别为：、、、、、、、，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为。（5）在催化剂条件下发生加成反应生成，再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成，与氯气发生加成反应生成，最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成，合成反应流程图为：
。
37．【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识，戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播。为加快废弃口罩的处理，避免污染环境，某科研团队准备从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），请回答下列问题。
（1）培养基的配置和灭菌：根据目标微生物的特性，配置相应的培养基，熔喷布主要成分为聚丙烯纤维（PP，组成仅含有C、H两种元素），用于筛选的固体培养基除需加入经过处理的聚丙烯粉末作为______________外，还应加入水、氮源、无机盐和琼脂等。配置好后，进行高压蒸汽灭菌，影响高压蒸汽灭菌效果的因素有____________________________等（答出2点即可）。
（2）目的菌的获取、选择、扩大培养：目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层， 因此土壤取样时，一般______________。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌的作用可使目的菌落周围出现透明圈，应当选择______________的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。
（3）若要测定土壤中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌细胞数，请写出主要实验步骤_________________________________________________。
（4）工业化使用：已知目的菌分解PP需要多种酶的共同参与，目的菌比酶分子大得多，工厂化降解PP时，通常采用______________法来固定目的菌。影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH以及______________等（答出两点即可）。
【答案】（1）唯一碳源（1分） 温度、压力、灭菌时间，以及灭菌材料和数量、锅内空气含量等（3分）
（2）铲去表层土壤（或取相应位置）（2分） 透明圈直径比菌落直径比值大（2分）
（3）取淤泥加入无菌水，涂布到相应培养基上，培养后计数（3分）
（4）包埋（1分） 目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间等（3分）
【解析】（1）根据题干信息分析可知，该实验的目的是从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），且熔喷布主要成分为聚丙烯纤维，因此筛选所有的固体培养基应该以经过处理的聚丙烯粉末作为唯一碳源，同时培养基中还应该具有的成分是水、氮源、无机盐和琼脂等；微生物培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，影响灭菌效果的因素有温度、压力、灭菌时间、灭菌材料和数量、锅内空气含量等。（2）由于目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层，因此土壤取样时一定要铲去表层土壤。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，而目的菌能够将PP分解，进而在目的菌周围形成透明圈，目的菌分解PP的能力越强，透明圈越大，因此应该选择透明圈直径比菌落直径比值大的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。（3）要测定淤泥中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到相应培养基上，培养后进行计数。（4）固定化常用的方法有物理吸附法、化学结合法和包埋法，由于目的菌比酶分子大得多，因此常用包埋法进行固定；影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH、目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间等。
38．【生物——选修3：现代科技专题】（15分）
利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题：
（1）动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理，其目的是 。
（2）在体外培养过程中，培养液的pH需要用 来维持，此外，应定期更换培养液，以便 。
（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使___________杂交成为可能。诱导动物细胞融合时，常用的诱导因素有______________（答出2点）和灭活的病毒等。
（4）把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合，体外诱导细胞融合，第一次筛选时，未融合的亲本细胞和____________都会死亡，而保留的细胞是_____________。制备的单克隆抗体具有的优点有 。
【答案】（1）使组织分散成单个细胞（2分）
（2）CO2（1分） 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害（2分）
（3）远缘（或不同物种之间的）（2分） 聚乙二醇（或PEG）、电激（2分）
（4）融合的具有同种细胞核的细胞（2分） 杂种细胞（或杂交瘤细胞）（2分） 特异性强、灵敏度高并可大量制备（2分）
【解析】（2）细胞培养所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。细胞培养过程中，细胞代谢废物积累对细胞自身会造成危害，因此，需要定期更换培养液，以便清除代谢废物。（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。诱导动物细胞合时，常用的诱导因素有聚乙二醇（PEG）、电激和灭活的病毒等。（4）进行细胞融合时，会得到融合的具有相同细胞核的细胞，细胞融合的具有不同细胞核的细胞和未融合的亲本细胞。融合的具有不同细胞核的细胞也就是杂种细胞或杂交瘤细胞。制备的单克隆抗体具有的优点有特异性强、灵敏度高并可大量制备等。
绝密 ★ 启用前
2021届陕西省西安市第一中学高三下学期5月练习
理科综合能力测试
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cl 35.5 K 39 Fe 56 Y 89 Ag 108
第Ⅰ卷（选择题，共126分）
一、选择题：本大题共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．细胞的结构与功能存在密切的联系。下列相关叙述正确的是
A．内质网和核膜的外膜上附着核糖体，有利于对多肽链进行加工
B．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
C．绿藻细胞膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质
D．核仁与核糖体的形成密切相关，没有核仁的细胞无法合成核糖体
2．细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是
A．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率
C．水稻根细胞可以不吸收外界环境中的氧气，但一定会释放二氧化碳
D．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同
3．新冠肺炎是由新冠病毒感染导致的。新冠病毒（SARS－CoV－2）是一种单链RNA病毒，下列有关叙述正确的是
A．新冠病毒与大肠杆菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
B．阻断新冠病毒的传播可降低新冠肺炎的发病率
C．新冠病毒一旦发生变异将导致原有疫苗失去作用
D．每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性
4．下丘脑又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列有关叙述错误的是
A．人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素减少
B．当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋
C．受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺的分泌活动
D．刺激下丘脑前部，动物有出汗现象；刺激下丘脑后部，动物有寒颤现象，说明产热中枢在下丘脑后部
5．某保护区由多个湖泊及周围湖滩湿地组成，该保护区内分布有水草、水鸟、藻类、芦苇等动植物。下列有关叙述正确的是
A．习性相近种群的生活区域重叠程度越高，对资源的利用率越高
B．鸟类的数量可通过标志重捕法进行统计，统计值往往比实际数值低
C．不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，体现了群落的垂直结构
D．水草收割后可用于造纸和饲养家畜，体现了生物多样性的直接价值
6．玉米是一年生雌雄同株异花二倍体植物，其籽粒的颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制。A基因与b基因分别控制酶Ⅰ和酶Ⅱ的合成。籽粒颜色的转化关系为：
研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其他类型玉米的花粉正常。将等量杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F1中的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。下列有关分析错误的是
A．用玉米作遗传实验材料的理由之一是相对性状明显
B．F1中黄粒玉米的基因型为AaBb，占F1的比例是1/8
C．上述实例表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
D．单倍体玉米一般不育，原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．医疗废弃物经处理可加工成儿童玩具，实现资源综合利用
B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
C．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”描述了中药的溶解与过滤
D．商代制作的工艺精湛的司母戊鼎主要成分是铜、锡、铅
8．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图）。下列叙述正确的是
A． 制取NH3的过程中可用硝酸铵和硫酸铵两种铵盐
B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因
C．雾霾分散质粒子直径在1nm~100nm之间，属于气溶胶
D．该反应中NH3作为催化剂
9．下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合物中
产生红棕色气体
硝酸的还原产物为NO2
B
将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后，滴加稀硫酸酸化，再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
Fe(NO3)2试样无法确定是否变质
C
2滴0.1mol·L−1 MgCl2溶液中滴加2ml 1mol·L−1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液
先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>
Ksp[Fe(OH)3]
D
将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液褪色
产生了乙烯
10．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X是形成化合物种类最多的元素，W元素的单质是自然界最轻的气体，W、X、Y三种元素可形成一种高效的杀菌消毒剂，Z元素在短周期中原子半径最大。下列说法正确的是
A．W与X、Y、Z均可形成10电子微粒
B．简单离子半径：Z>Y>W
C．X的氢化物中不可能存在非极性共价键
D．Y、Z形成的化合物之一可用作供氧剂
11．去年，科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物对于抗击新冠肺炎有显著疗效，其主要成分的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．1mol Y可与3mol Na反应产生1.5mol H2 B．Z的水解产物之一可发生缩聚反应
C．X可与3mol H2发生加成反应 D．氯硝柳胺的分子式为C13H8N2O4Cl2
12．利用双功能催化剂可实现常温电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是
A．该装置可使用阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式N2+6e−+6H+＝2NH3
C．该装置电子由b极流出，经过工作站流入a极
D．两电极转移等量的电子时，其阴极产物与阳极产物之比为5∶3
13．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。常温下，调节其水溶液pH时，含铁粒子的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知]。
下列说法正确的是
A．25℃，B点水的电离出的c(H+)=1×10−4
B．NaHFeO4溶液显碱性
C．常温下，H2FeO4(aq)+H+(aq)H3FeO(aq)的平衡常数K＜100
D．K2FeO4起杀菌消毒作用是因为其遇水生成了Fe(OH)3胶体
二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多选项题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的的0分。
14．下列各组物理量，全属于矢量的是
A．电场强度 电势 B．电流 磁通量
C．磁感应强度 洛伦兹力 D．磁通量 安培力
15．某实验小组在做光电效应的实验时，用频率为v的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则光电子逸出功为
A．hv B．eUc C．hv－eUc D．hv＋eUc
16．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
17．如图，足够长的固定斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v0从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物体滑回原处的速度大小为
A． B．
C． D．
18．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空，它将与天通一号01星、02星组网运行。若03星绕地球做圆周运动的轨道半径为02星的a倍，02星做圆周运动的向心加速度为01星的b倍，已知01星的运行周期为T，则03星的运行周期为
A．T B．T C．T D．T
19．如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度－时间图象如图乙所示，则下列分析正确的是
A．该电场线可能是负点电荷的电场线
B．该电场线可能是正点电荷的电场线
C．A点的电势比B点的低
D．A点的电场强度比B的点大
20．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨间的距离L＝0.6 m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场。两导轨上端接有一额定电压U＝3.6 V的小灯泡。现把一质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直放置在导轨上由静止释放，当金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。金属棒和导轨电阻不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是
A．通过金属棒ab的电流方向从a到b
B．金属棒运动过程中的最大速度为12 m/s
C．小灯泡正常发光时的电阻值为2.0 Ω
D．小灯泡的额定功率为7.2 W
21．如图所示，从小山坡上的O点将质量不同的两个小石块a、b以相同的动能分别沿同一方向水平抛出，两石块分别落在山坡的P、Q两点。已知O、P、Q三点的连线恰在一条直线上，且xOP∶xPQ＝2∶3，不计石块飞行时受到的空气阻力，下列说法中正确的是
A．a、b的初速度之比为∶
B．a、b的质量之比为3∶2
C．落到山坡上时，a、b的动能大小之比为1∶1
D．从抛出到落在山坡上的过程中，重力对a、b冲量的大小之比为∶
第Ⅱ卷（非选择题，共174分）
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作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共129分)
22．(6分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车及动滑轮的质量，m为砂和砂桶的质量。
(1)实验时，有必要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．调节长木板左端定滑轮的高度，使细线与木板平行
D．为减小误差，实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)a同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出，打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)b同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是如图丙所示，则小车的质量为_________kg。
23．(9分)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线，并测量其正向电压为3.2 V时的电阻值。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是____端。(选填“A”或“B”)
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线：
A．待测二极管D（）
B．电源电动势E（4.5 V，内阻较小）
C．电流表A（量程0～40 mA，内阻约为0.5 Ω）
D．电压表V（量程0～3 V，内阻为6000 Ω）
E．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值100 Ω）
G．定值电阻R3（1500 Ω）
H．开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选 (填写器材前字母序号)
②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材补充完整电路图；
③某同学以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，测量出多组数据，描绘的图线如图丙所示，则通过二极管的电流为26 mA时，二极管的电阻值为_____Ω。(保留三位有效数字)
24．(14分)如图所示，质量M＝3 kg的滑块A静止放在光滑的水平面上，A的左部分带有四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1.6 m，右部分为粗糙水平轨道，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧s处有与A等高的平台。一质量m＝1 kg的小滑块B从四分之一圆周轨道的正上方h＝1.6 m处由静止释放，恰好从圆弧轨道最高点沿切线滑入粗糙水平轨道，并恰好能滑上平台。已知滑块B与A粗糙水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
(2)滑块A水平轨道的长度l及s的值。
25．(18分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的半圆形匀强磁场，磁场半径为R，边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上y＝R处的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝R处的Q点进入磁场，并恰好能从磁场的圆弧边界射出。不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B和粒子在磁场中运动的时间。
26．（14分）孔雀石主要成分含Cu2(OH)2CO3，另含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备胆矾(CuSO4·5H2O)及纳米材料G，流程图如下：
请回答下列问题：
(1)流程中试剂①为______，反应的离子方程式为 。
(2)制备纳米材料过程中，先通入气体 (填E或F)，实验室制取F的化学反应方程式为 。
(3)已知：Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O＝2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑；HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸。向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。适度加热但温度不能过高的原因是 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的含量，可用KMnO4标准溶液滴定，课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是 （填字母序号）。判断滴定终点的依据是 。
27．（15分）工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H2C2O4)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示：
已知：(1)Ka1(H2C2O4)=6.0×10−2；Ka2(H2C2O4)=6.25×10−5。
(2)25℃时，各物质的溶度积常数如下表：
Ksp[Fe(OH)3]
Ksp(PbSO4)
Ksp(PbC2O4)
2.5×10−39
2.0×10−8
5.0×10−10
回答下列问题：
(1)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有 ，上述过滤后可重复利用的物质为 (填物质名称)。
(2)“①氧化法”中Fe3+是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为 。
(3)“氧化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是_______。为了使加入的17.5mg·L−1的Fe3+催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于_______(已知lg2=0.3，1g5=0.7)。
(4)“②沉淀法”：将1.5mol PbSO4沉淀剂加到1L含有0.1mol·L−1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)。请计算此反应的平衡常数K=
__________。
(5)干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是 。
(6)已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数为：K1=1.54×10−2、K2=1.02×10−7，向Na2C2O4溶液中通入少量的SO2气体，反应的离子方程式为 。
28．（14分）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物，如反应类型①：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列不能说明反应已达平衡的是 (填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：
Ⅰ．2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ．CH2=CH2(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)
Ⅲ．2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
29．（10分）森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物等。研究发现，森林中草本植物的叶片通常大而薄，单位面积气孔较少，叶绿素含量高；相反，森林中乔木的叶片通常小而厚，单位面积气孔较多，叶绿素含量少。下图表示森林中植物甲（草本植物）和植物乙（乔木）的净光合速率随光照强度的变化。请分析回答下列问题：
（1）叶绿体中色素的功能是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当光照强度在a~b之间时，植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物 （填“更多”或“更少”），原因是___________________________________。
（3）光照强度超过c后，植物甲的光反应速率不再增大，而单位叶面积叶绿素含量较少的植物乙，其光反应速率却在继续增大，原因可能是_________________________________。
（4）相对于植物乙，植物甲的叶绿素含量更高，其适应性意义是____________________。
30．（9分）睡眠是一种在哺乳动物、鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量等。研究发现，腺苷是一种重要的促眠物质。回答下列问题：
（1）图1为腺苷合成及转运示意图。腺苷由 结合而成。由图1可知，储存在囊泡中的ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去 个磷酸产生腺苷。
（2）为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠－觉醒周期中基底前脑（BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器（图2），并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是 。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括 。
（3）用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是 。
（4）研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可 （选填“促进”或“抑制”）K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
31．（8分）2020年6月5日世界环境日聚焦“生物多样性”，主题为“关爱自然，刻不容缓” (Time for Nature)。近年来，随着城镇化的不断发展，大量未经处理的生活污水、工业废水等直接进入湖泊，导致环境负载能力与自净能力下降，进入湖泊的污染物无法降解，导致湖泊富营养化。湖泊保护与污染治理已成为我国当前环境保护的重点工作。回答下列问题：
（1）对某湖泊中动植物和微生物的数量和种类进行调查，属于______________水平的研究。对湖泊中某种中等体型的鱼类种群密度进行调查时，常采用________________法，在湖泊的不同水层分布着不同生物类群，这属于群落的_____________。
（2）生态浮岛是生态修复的一种手段，针对富营养化的水质，通过微生物降解、水生植物的利用以及物种间共生关系，建立高效的人工生态系统。该人工生态系统中的能量来源于___________。
（3）研究人员在发生水华的湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼，借此控制湖泊中藻类的繁殖，以提高该湖泊生态系统的稳定性。该操作能提高湖泊生态系统的稳定性是因为________________；从能量流动的角度分析，投放鲢鱼和鳙鱼的意义是________________。
（4）为保护在湖区生活的丹顶鹤，当地政府建立了自然保护区，该措施属于保护生物多样性措施中的_________________。
32．（12分）我国约在7000年前就开始种植水稻，现在水稻(2n=24)已经成为我国主要的粮食作物之一。请回答下列问题：
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势，但杂交种只能种植一代，其原因是________________________________，进而影响产品。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制，研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位，人工构建水稻的单体系(抗病)应有________种单体，若感病是由一对隐性基因控制，将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独种植，当于代出现表现型以及比例为_____________时，可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病，感病基因(R/r)定位于2号染色体上，已知n-1型配子对外界环境敏感，雄配子不育，现有两个2号单体品种，甲品种抗病但其他性状较差，乙品种不抗病但其他性状优良，育种时通常以____________________________杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种杂交，每次均选择____________________单体植株最后让该单体自交，获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
（二）选考题（共45分，请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，如果多做，则每科按所做的第一题计分。）
33．【物理——选修3－3】15分）
(1)(5分)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为t＝27 ℃，则气体在状态B时的温度为________K，气体从A到C过程对外做了_______J的功，气体在C状态时的温度为________℃。
(2)(10分)竖直放置的粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平管部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为厘米。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使右侧的水银全部进入竖直右管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度不变，左管足够长。求：
(i)此时右管封闭气体的压强；
(ii)左侧管中需要倒入水银柱的长度。（结果保留一位小数）
34．【物理——选修3－4】（15分）
(1)(5分)如图所示为波源O振动2.0 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t＝0时开始沿y轴负方向振动，t＝2.0 s时它正好第3次到达波谷。则___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．波源O的振动频率为Hz
B．该波的传播速度大小为0.675 m/s
C．0～2 s内质点a通过的路程为0.4 m
D．质点a和质点c的加速度始终大小相等，方向相反
E．任意时刻质点a和质点b的振动速度不可能相同
(2)(10分)如图，一边长a＝2 m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上，恰好露出水面一半体积，AB边左侧水面上有不透明物体覆盖，但E处有一小孔，在E处左侧F处有一潜水员竖直向下潜水，当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小也看到浮箱的A角。现测得E、F间距离s＝3 m。P、F间距离h＝4 m，已知水的折射率n＝。
(i)求E点到AB的距离；
(ii)若浮箱向左移动s1＝ m，则潜水员要多深才能从E处小孔看到浮箱的A角。
35．【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
氮、磷、砷、铁、钛等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。
I．如LiFePO4是新型锂离子电池的电极材料，可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________，NH4H2PO4中，除氢元素外，其余三种元素电负性的大小关系是___________。
(2)基态Cl原子有_________种空间运动状态的电子，属于_____区（填“s”“p”“d”“ds”）
(3)苯胺()和NH4H2PO4中的N原子杂化方式分别为___________。
(4)苯胺和甲苯相对分子质量接近，但苯胺熔点比甲苯的高，原因是___________。
II．(5)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，取0.01该晶体加入到足量的硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，则该晶体中两种配体的物质的量之比为___________。
III．(6)从磷钇矿中可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的晶胞如图所示，该磷钇矿的化学式为___________。
(7)已知晶胞参数为a nm和c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磷钇矿的ρ为_______g·cm−3(列出计算式，用a、c表示)。
36．【化学——选修5：有机化学基础】(15分)
分子式为C8H13O2Cl的有机物A，在不同的条件下发生如下图所示的一些列变化：
回答下列问题：
(1)A的结构简式 ，试剂X为 。
(2)结构F中的官能团名称为 ，D生成C的反应类型是 。
(3)写出下列方程：A与硫酸共热的反应： ；F→H： 。
(4)B的同分异构体中，能发生银镜反应的共有 种。(注：－OH不能接在C＝C上)，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为 。
(5)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步，无机物任选)__________________。
37．【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识，戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播。为加快废弃口罩的处理，避免污染环境，某科研团队准备从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），请回答下列问题。
（1）培养基的配置和灭菌：根据目标微生物的特性，配置相应的培养基，熔喷布主要成分为聚丙烯纤维（PP，组成仅含有C、H两种元素），用于筛选的固体培养基除需加入经过处理的聚丙烯粉末作为______________外，还应加入水、氮源、无机盐和琼脂等。配置好后，进行高压蒸汽灭菌，影响高压蒸汽灭菌效果的因素有____________________________等（答出2点即可）。
（2）目的菌的获取、选择、扩大培养：目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层， 因此土壤取样时，一般______________。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌的作用可使目的菌落周围出现透明圈，应当选择______________的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。
（3）若要测定土壤中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌细胞数，请写出主要实验步骤_________________________________________________。
（4）工业化使用：已知目的菌分解PP需要多种酶的共同参与，目的菌比酶分子大得多，工厂化降解PP时，通常采用______________法来固定目的菌。影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH以及______________等（答出两点即可）。
38．【生物——选修3：现代科技专题】（15分）
利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题：
（1）动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理，其目的是 。
（2）在体外培养过程中，培养液的pH需要用 来维持，此外，应定期更换培养液，以便 。
（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使___________杂交成为可能。诱导动物细胞融合时，常用的诱导因素有______________（答出2点）和灭活的病毒等。
（4）把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合，体外诱导细胞融合，第一次筛选时，未融合的亲本细胞和____________都会死亡，而保留的细胞是_____________。制备的单克隆抗体具有的优点有 。
绝密 ★ 启用前
2021年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cl 35.5 K 39 Fe 56 Y 89 Ag 108
第Ⅰ卷（选择题，共126分）
一、选择题：本大题共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．细胞的结构与功能存在密切的联系。下列相关叙述正确的是
A．内质网和核膜的外膜上附着核糖体，有利于对多肽链进行加工
B．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
C．绿藻细胞膜上附着ATP水解酶，有利于主动吸收某些营养物质
D．核仁与核糖体的形成密切相关，没有核仁的细胞无法合成核糖体
【答案】C
【解析】核糖体是蛋白质合成的场所，对多肽链进行加工的场所在内质网和高尔基体，A错误；线粒体DNA位于线粒体基质中，B错误；细胞膜上附着有ATP水解酶有利于催化ATP的水解，为细胞主动吸收营养物质提供能量，C正确；原核细胞中没有核仁，但是能够合成核糖体，D错误。
2．细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是
A．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率
C．水稻根细胞可以不吸收外界环境中的氧气，但一定会释放二氧化碳
D．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同
【答案】B
【解析】神经细胞膜外的Na+浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na+内流是由通道蛋白协助的被动运输，A正确；被动运输与细胞内能量供应的多少无关，B错误；水稻根细胞无叶绿体，不能通过光合作用制造氧气，但水稻的叶进行光合作用产生氧气可供给根进行细胞呼吸，或者根进行无氧呼吸，故可以不吸收外界环境中的氧气，水稻无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，故一定会释放二氧化碳，C正确；人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，多数组织细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，故生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同，D正确。
3．新冠肺炎是由新冠病毒感染导致的。新冠病毒（SARS－CoV－2）是一种单链RNA病毒，下列有关叙述正确的是
A．新冠病毒与大肠杆菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
B．阻断新冠病毒的传播可降低新冠肺炎的发病率
C．新冠病毒一旦发生变异将导致原有疫苗失去作用
D．每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性
【答案】B
【解析】本题以新冠肺炎为背景命题，考查病毒、免疫调节等有关知识。新冠病毒的遗传物质为RNA，大肠杆菌的遗传物质为DNA，二者的核苷酸不同，A项错误；新冠病毒发生的变异不一定导致其抗原发生改变，因此不一定导致原有疫苗失去作用，C项错误；75%左右的酒精具有杀菌作用，饮酒的度数一般不能达到75%，且长期饮酒对人体会产生损害，免疫力下降，因此每天适量饮酒不能预防新冠肺炎。
4．下丘脑又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列有关叙述错误的是
A．人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素减少
B．当血糖浓度上升时，下丘脑中的葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋
C．受到寒冷刺激时，下丘脑可通过垂体促进甲状腺的分泌活动
D．刺激下丘脑前部，动物有出汗现象；刺激下丘脑后部，动物有寒颤现象，说明产热中枢在下丘脑后部
【答案】A
【解析】本题考查下丘脑及其功能。人体剧烈运动大量出汗后，下丘脑合成和分泌抗利尿激素增加，A项错误。
5．某保护区由多个湖泊及周围湖滩湿地组成，该保护区内分布有水草、水鸟、藻类、芦苇等动植物。下列有关叙述正确的是
A．习性相近种群的生活区域重叠程度越高，对资源的利用率越高
B．鸟类的数量可通过标志重捕法进行统计，统计值往往比实际数值低
C．不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，体现了群落的垂直结构
D．水草收割后可用于造纸和饲养家畜，体现了生物多样性的直接价值
【答案】D
【解析】习性相似物种的生活区域重叠得越多，对资源的利用不充分，竞争越大，A错误；由于一次捕捉后比较难捕捉，标志重捕法统计的种群密度往往比实际的高，B错误；不同地段分布不同的种群体现出的是群落的水平结构，因此保护区内不同的湖港、湖湾中分布着不同的生物种群，这不能体现群落的垂直结构，C错误；保护区内丰茂的水草适当收割后可用于造纸和饲养家畜，给当地带来了巨大的经济效益，体现生物多样性的直接价值，D正确。
6．玉米是一年生雌雄同株异花二倍体植物，其籽粒的颜色受A、a和B、b两对独立遗传的基因控制。A基因与b基因分别控制酶Ⅰ和酶Ⅱ的合成。籽粒颜色的转化关系为：
研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其他类型玉米的花粉正常。将等量杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F1中的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。下列有关分析错误的是
A．用玉米作遗传实验材料的理由之一是相对性状明显
B．F1中黄粒玉米的基因型为AaBb，占F1的比例是1/8
C．上述实例表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
D．单倍体玉米一般不育，原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子
【答案】B
【解析】玉米是遗传实验常用的材料，在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上，也可以落到其他植株的柱头上，选择玉米作为遗传实验材料的优点包括：相对性状明显，易于区分；后代数目多，统计结果更准确；雌雄同株，便于操作，既能自花传粉也能异花传粉；生长周期短，繁殖速度快，A正确；分析题干信息可知，白粒玉米的基因型为aa_ _，黄粒玉米的基因型为A_B_，紫粒玉米的基因型为A_bb，将等量杂合白粒玉米（aaBb）和纯合紫粒玉米（AAbb）间行种植，因为纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，故父本只有aaBb，可以产生2种雄配子，即aB∶ab=1∶1，母本中aaBb∶AAbb=1∶1，则雌配子有三种，aB∶ab∶Ab=1∶1∶2，子代中黄粒玉米的基因型为AaBb，比例为1/2×1/2=1/4，B错误；A、a与B、b通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制玉米的籽粒颜色，C正确；单倍体是由配子直接发育形成的个体，单倍体玉米一般不育的原因是细胞中没有同源染色体，减数分裂过程中无法联会，不能产生正常配子，D正确。
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．医疗废弃物经处理可加工成儿童玩具，实现资源综合利用
B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
C．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”描述了中药的溶解与过滤
D．商代制作的工艺精湛的司母戊鼎主要成分是铜、锡、铅
【答案】A
【解析】医疗废弃物可回收利用，但不可以制成儿童玩具，A错误；海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程，蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法；离子交换法是用阳离子交换树脂(HR)和水中的金属离子进行交换的一种方法，通常通过阳离子交换树脂可以除去钙离子和镁离子得到软水；电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，原理为通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，分离盐和水，B正确；“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”中“以水二升渍”描述了溶解，“绞取汁”描述的是过滤，C正确；母戊鼎属于青铜合金，主要由铜和锡、铅组成的合金，D正确。
8．氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图）。下列叙述正确的是
B． 制取NH3的过程中可用硝酸铵和硫酸铵两种铵盐
B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因
C．雾霾分散质粒子直径在1nm~100nm之间，属于气溶胶
D．该反应中NH3作为催化剂
【答案】B
【解析】A．制取氨气过程中使用的是氯化铵，不能用硝酸铵和硫酸铵。硝酸铵加热时，温度较低时生成NH3和HNO3，随着温度升高，硝酸的强氧化性使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物，且NH4NO3加热时易爆炸；硫酸铵受热分解，在不同温度下，产物不同。当温度小于150℃时，产物为氨气与硫酸，而当温度大于150℃时，能发生自身的氧化还原反应，生成二氧化硫等多种产物，错误；B．SO2和NO2是形成酸雨的主要原因，正确；C．胶体是指分散质粒子直径在1nm~100nm之间的分散系，雾霾属于气溶胶，但它的微粒直径不在胶体的范围，错误；D．NH3参加反应后并没有生成，所以不是催化剂，只作为反应物，错误。
9．下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将少量浓硝酸分多次加入Cu和稀硫酸的混合物中
产生红棕色气体
硝酸的还原产物为NO2
B
将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后，滴加稀硫酸酸化，再滴加KSCN溶液
溶液变成血红色
Fe(NO3)2试样无法确定是否变质
C
2滴0.1mol·L−1 MgCl2溶液中滴加2ml 1mol·L−1 NaOH溶液，再滴加2滴0.1 mol·L−1 FeCl3溶液
先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>
Ksp[Fe(OH)3]
D
将溴乙烷和NaOH乙醇溶液混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液褪色
产生了乙烯
【答案】B
【解析】A．浓硝酸被稀释变为稀硝酸，稀硝酸的还原产物是无色的一氧化氮，一氧化氮易与氧气反应生成红棕色二氧化氮，选项A错误；B．将少量Fe(NO3)2试样加水溶解后加稀硫酸酸化，在酸性条件下亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应可生成Fe3+，此时滴加KSCN溶液，溶液变为血红色不能断定Fe(NO3)2试样已变质，B项正确；C．NaOH过量，FeCl3会与剩余的NaOH反应生成Fe(OH)3，无法确定两种沉淀的Ksp大小，故C错误；D．乙烯中含有乙醇，乙醇也可使酸性KMnO4溶液褪色，故D项错误。
10．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X是形成化合物种类最多的元素，W元素的单质是自然界最轻的气体，W、X、Y三种元素可形成一种高效的杀菌消毒剂，Z元素在短周期中原子半径最大。下列说法正确的是
A．W与X、Y、Z均可形成10电子微粒
B．简单离子半径：Z>Y>W
C．X的氢化物中不可能存在非极性共价键
D．Y、Z形成的化合物之一可用作供氧剂
【答案】D
【解析】X元素形成化合物种类最多，为C，W元素的单质是自然界最轻的气体，为H，W、X、Y形成高效杀毒剂为过氧乙酸（CH3COOOH），短周期中半径最大元素为Na，A选项中，H与Na不可形成10电子微粒，错误；简单离子半径O2−>Na+>H+，B错误；C的氢化物中存在非极性键的化合物，如C2H4，C错误；Na与O可形成Na2O2，作供氧剂，D正确，故选D。
11．去年，科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物对于抗击新冠肺炎有显著疗效，其主要成分的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．1mol Y可与3mol Na反应产生1.5mol H2 B．Z的水解产物之一可发生缩聚反应
C．X可与3mol H2发生加成反应 D．氯硝柳胺的分子式为C13H8N2O4Cl2
【答案】C
【解析】A．Y有3mol －OH，与3mol Na反应产生1.5mol H2，故正确；B．Z的水解产物之一为，在一定条件下可发生缩聚反应，故正确；C．未注明X的含量，无法确定，故错误；D．从结构确定分子式，氯硝柳胺分子式为C13H8N2O4Cl2，故正确。
12．利用双功能催化剂可实现常温电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示：
下列说法错误的是
A．该装置可使用阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式N2+6e−+6H+＝2NH3
C．该装置电子由b极流出，经过工作站流入a极
D．两电极转移等量的电子时，其阴极产物与阳极产物之比为5∶3
【答案】A
【解析】b极为阳极，发生的反应为N2+6H2O-10e−＝2NO+12H+，a极为阴极，发生的反应为N2+6e−+6H+＝2NH3，消耗H+，该离子交换膜应使用质子交换膜，则A错误、B正确；电子由阳极流出，流入阴极，故C正确；由电极反应式得，a极N2→2NH3，得到6e−，b极N2→2NO，失去10e−，当转移等量电子时，阴极产物与阳极产物之比为5∶3，故D正确；所以答案选A。
13．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。常温下，调节其水溶液pH时，含铁粒子的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知]。
下列说法正确的是
A．25℃，B点水的电离出的c(H+)=1×10−4
B．NaHFeO4溶液显碱性
C．常温下，H2FeO4(aq)+H+(aq)H3FeO(aq)的平衡常数K＜100
D．K2FeO4起杀菌消毒作用是因为其遇水生成了Fe(OH)3胶体
【答案】C
【解析】B点溶液呈酸性，说明H2FeO4电离大于HFeO水解，抑制水的电离，此时pH=4，所以水的电离出的c(H+)=1×10−10，故A错误；由图可知，H2FeO4的第二步电离平衡常数大小约为10−7.5，第一步电离大小约为10−3.5，由K水=Kw/K电可知，HFeO的水解平衡常数大小约为10−10.5，故HFeO的电离大于水解，呈酸性，故B错误；结合图象可知，c(H2FeO4)=c(H3FeO)时，溶液的pH<2，c(H+)>0.01mol/L，则H2FeO4+H+H3FeO的平衡常数K==<=100
，即K<100，故C正确；K2FeO4起杀菌消毒作用是因为它的强氧化性，生成Fe(OH)3胶体有吸附性而有净水作用。
二、选择题：本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求。第19～21题有多选项题目要求。全部答对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的的0分。
14．下列各组物理量，全属于矢量的是
A．电场强度 电势 B．电流 磁通量
C．磁感应强度 洛伦兹力 D．磁通量 安培力
【答案】C
【解析】电势、电流、磁通量都是标量，C项正确。
15．某实验小组在做光电效应的实验时，用频率为v的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则光电子逸出功为
A．hv B．eUc C．hv－eUc D．hv＋eUc
【答案】C
【解析】由公式Ekm＝hv－W0＝eUc，解得W0＝hv－eUc，故C正确。
16．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
【答案】A
【解析】根据理想变压器的变压比可知＝，其中，解得U2＝10 V。
17．如图，足够长的固定斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v0从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物体滑回原处的速度大小为
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】物体上滑过程有v02＝2a1x，其中a1＝gsin θ＋μgcos θ，物体下滑过程有v2＝2a2x，其中a2＝gsin θ－μgcos θ，解得，故B正确。
18．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空，它将与天通一号01星、02星组网运行。若03星绕地球做圆周运动的轨道半径为02星的a倍，02星做圆周运动的向心加速度为01星的b倍，已知01星的运行周期为T，则03星的运行周期为
A．T B．T C．T D．T
【答案】C
【解析】由公式G＝ma，得，由公式，，得T，故C项正确。
19．如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度－时间图象如图乙所示，则下列分析正确的是
A．该电场线可能是负点电荷的电场线
B．该电场线可能是正点电荷的电场线
C．A点的电势比B点的低
D．A点的电场强度比B的点大
【答案】BD
【解析】由图乙可知，电子从A到B速度减小，加速度也减小，而电子受力方向与电场强度方向相反，所以电场强度方向由A指向B，即A点的电势高，电场强度也大，当正点电荷位于A的左侧时满足要求，所以该电场线可能是正点电荷的电场线，AC错误，B正确；电子在A点时速度变化得快，即在A点时的加速度较大，所以A点的电场强度大些，D正确。
20．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨间的距离L＝0.6 m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场。两导轨上端接有一额定电压U＝3.6 V的小灯泡。现把一质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直放置在导轨上由静止释放，当金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。金属棒和导轨电阻不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是
A．通过金属棒ab的电流方向从a到b
B．金属棒运动过程中的最大速度为12 m/s
C．小灯泡正常发光时的电阻值为2.0 Ω
D．小灯泡的额定功率为7.2 W
【答案】BD
【解析】由右手定则可判断通过金属棒的电流方向从b到a，故A错误；因金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，则金属棒达到最大速度时其感应电动势E＝U＝3.6 V，由公式E＝BLv解得v＝12 m/s，故B正确；金属棒达到最大速度后做匀速运动，则有BIL＝mgsin 37°，解得I＝2 A，则灯泡正常发光时的电阻r＝＝1.8 Ω，功率P＝UI＝7.2 W，故C错误，D正确。
21．如图所示，从小山坡上的O点将质量不同的两个小石块a、b以相同的动能分别沿同一方向水平抛出，两石块分别落在山坡的P、Q两点。已知O、P、Q三点的连线恰在一条直线上，且xOP∶xPQ＝2∶3，不计石块飞行时受到的空气阻力，下列说法中正确的是
A．a、b的初速度之比为∶
B．a、b的质量之比为3∶2
C．落到山坡上时，a、b的动能大小之比为1∶1
D．从抛出到落在山坡上的过程中，重力对a、b冲量的大小之比为∶
【答案】CD
【解析】由xOP∶xPQ＝2∶3可知，两个小石块a、b下落的高度之比ha∶hb＝2∶5，下落的水平位移之比xa∶xb＝2∶5，由h＝gt2可得下落时间之比ta∶tb＝∶，由v＝可得两石块的初速度之比va∶vb＝∶，故A错误；二者初动能相等，即mava2＝mbvb2，可得两石块的质量之比ma∶mb＝5∶2，故B错误；重力对两石块做功大小之比magha∶mbghb＝1∶1，由动能定理可知，落到山坡上时，两石块的动能大小之比Eka∶Ekb＝1∶1，故C正确；两石块落在山坡上时，重力对两石块冲量的大小之比pa∶pb＝magta∶mbgtb＝∶，故D正确。
第Ⅱ卷（非选择题，共174分）
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作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共129分)
22．(6分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车及动滑轮的质量，m为砂和砂桶的质量。
(1)实验时，有必要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．调节长木板左端定滑轮的高度，使细线与木板平行
D．为减小误差，实验中要求砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)a同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出，打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)b同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是如图丙所示，则小车的质量为_________kg。
【答案】(1)BC（2分） (2)0.40（2分） (3)0.30（2分）
【解析】(1)力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，在一次实验中要求拉力不变，所以细线要求与木板平行。BC正确。(2)数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，根据Δx＝aT2，运用逐差法得，则有。(3)由牛顿第二定律得2F＝Ma，则有，a－F图象的斜率，解得M＝0.30 kg。
23．(9分)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线，并测量其正向电压为3.2 V时的电阻值。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行测量，当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，反接后有明显偏转，则可以判断二极管的正极是____端。(选填“A”或“B”)
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线：
A．待测二极管D（）
B．电源电动势E（4.5 V，内阻较小）
C．电流表A（量程0～40 mA，内阻约为0.5 Ω）
D．电压表V（量程0～3 V，内阻为6000 Ω）
E．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值100 Ω）
G．定值电阻R3（1500 Ω）
H．开关、导线若干
①实验过程中滑动变阻器应选 (填写器材前字母序号)
②图乙方框中画出了部分电路图，请根据实验器材补充完整电路图；
③某同学以电压表的示数U为横坐标，电流表的示数I为纵坐标，测量出多组数据，描绘的图线如图丙所示，则通过二极管的电流为26 mA时，二极管的电阻值为_____Ω。(保留三位有效数字)
【答案】(1)A（2分）
(2)①E（2分） ②如图所示（电流表内外接都可）（2分）
③135（3分）
【解析】(1)当红表笔接A端、黑表笔接B端时，指针几乎不偏转，则说明测量的是反向电压，而电流是从黑表笔流出的，所以黑表笔接的是二极管的负极，即正极在A端。(2)①因要测量多组数据，所以用限流电路，则滑动变阻器选小电阻，则选E。②由于电压表的最大量程为3 V，所以要与定值电阻串联来扩大量程，且电流表内阻很小，则电流表内接；③当二极管的电流为26 mA时，由图丙可知，电压表的示数为2.8 V，则二极管的两端电压为，则此时二极管的电阻值为。
24．(14分)如图所示，质量M＝3 kg的滑块A静止放在光滑的水平面上，A的左部分带有四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1.6 m，右部分为粗糙水平轨道，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧s处有与A等高的平台。一质量m＝1 kg的小滑块B从四分之一圆周轨道的正上方h＝1.6 m处由静止释放，恰好从圆弧轨道最高点沿切线滑入粗糙水平轨道，并恰好能滑上平台。已知滑块B与A粗糙水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小；
(2)滑块A水平轨道的长度l及s的值。
【解析】(1)滑块B从释放到运动到圆弧轨道底端的过程中机械能守恒，则有：
mg(h＋R)＝mv12 （2分）
（1分）
解得：v1＝8 m/s，FN＝50 N （2分）
由作用力与反作用力的关系可知：滑块B刚滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小为50N（1分）
(2)滑块B在A水平轨道上运动过程中，A、B系统动量守恒，则有：
mv1＝(M＋m)v2 （2分）
因为B恰好能滑上平台，则滑块A的位移：v2t＝s （1分）
滑块B的位移：(v1＋v2)t＝(l＋s) （1分）
mv12－(M＋m)v22＝μmgl （2分）
解得：l＝4.0 m，s＝1.0 m （2分）
25．(18分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的半圆形匀强磁场，磁场半径为R，边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上y＝R处的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝R处的Q点进入磁场，并恰好能从磁场的圆弧边界射出。不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B和粒子在磁场中运动的时间。
【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有：
v0t1＝R （1分）
at12＝yP＝R （2分）
其中a＝ （2分）
解得： （2分）
(2)粒子在Q点时沿y轴负方向的分速度vy＝at1＝v0 （1分）
所以粒子在磁场中做圆周运动的速度大小 （2分）
因粒子恰好能从圆弧边界射出磁场，所以粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r＝R （2分）
粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，则有：qvB＝m （2分）
解得： （1分）
粒子在磁场中运动半周，则运动时间 （2分）
解得：（1分）
26．（14分）孔雀石主要成分含Cu2(OH)2CO3，另含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备胆矾(CuSO4·5H2O)及纳米材料G，流程图如下：
请回答下列问题：
(1)流程中试剂①为______，反应的离子方程式为 。
(2)制备纳米材料过程中，先通入气体 (填E或F)，实验室制取F的化学反应方程式为 。
(3)已知：Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O＝2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑；HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸。向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。适度加热但温度不能过高的原因是 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的含量，可用KMnO4标准溶液滴定，课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是 （填字母序号）。判断滴定终点的依据是 。
【答案】（1）H2O2（2分） 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）
（2）F（2分） 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（2分）
（3）防止HClO4挥发，避免反应过于剧烈（答案合理即可）（2分）
（4）b（2分） 滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变浅紫红色，且半分钟内不褪色（2分）
【解析】(1)试剂①目的是将Fe2+氧化成Fe3+，选用绿色氧化剂H2O2，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(2)因CO2微溶于CaCl2溶液中，NH3极易溶于水，所以先通入NH3使溶液变成碱性环境后易吸收更多的CO2，故先通入气体F（NH3），实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下制得氨气，反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(3)根据高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]在高温下易分解，HClO4易挥发，且温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高，故答案为：防止HClO4挥发，避免反应过于剧烈；(4)KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶，故只能用酸式滴定管装KMnO4溶液，并将KMnO4溶液滴入试剂瓶中，滴定终点为：滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变浅紫红色，且半分钟内不褪色。
27．（15分）工业生产中会产生稀土草酸沉淀废水，其主要成分为盐酸和草酸(H2C2O4)的混合溶液及微量的草酸稀土杂质等。工业上处理废水的方法包括“①氧化法”和“②沉淀法”。相关工业流程如图所示：
已知：(1)Ka1(H2C2O4)=6.0×10−2；Ka2(H2C2O4)=6.25×10−5。
(2)25℃时，各物质的溶度积常数如下表：
Ksp[Fe(OH)3]
Ksp(PbSO4)
Ksp(PbC2O4)
2.5×10−39
2.0×10−8
5.0×10−10
回答下列问题：
(1)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有 ，上述过滤后可重复利用的物质为 (填物质名称)。
(2)“①氧化法”中Fe3+是反应的催化剂，反应产生了两种无毒气体，该氧化过程中的化学方程式为 。
(3)“氧化”步骤中，酸性越强，草酸去除率越高，其原因是_______。为了使加入的17.5mg·L−1的Fe3+催化效果达到最佳，废水酸化时应将pH调整至小于_______(已知lg2=0.3，1g5=0.7)。
(4)“②沉淀法”：将1.5mol PbSO4沉淀剂加到1L含有0.1mol·L−1草酸的模拟废水中。沉淀时发生的离子反应为PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)。请计算此反应的平衡常数K=
__________。
(5)干燥步骤温度过高会降低草酸产率，其原因是 。
(6)已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数为：K1=1.54×10−2、K2=1.02×10−7，向Na2C2O4溶液中通入少量的SO2气体，反应的离子方程式为 。
【答案】(1)漏斗、烧杯、玻璃杯（1分） 硫酸铅（1分）
(2)H2C2O4+O32CO2+O2+H2O（3分）
(3)pH升高后，Fe3+生成Fe(OH)3，降低催化效果（2分） 2.3（2分）
(4)1.5×10−4（2分）
(5)草酸加热会分解，变成二氧化碳、一氧化碳和水（2分）
(6)SO2+H2O+C2O＝HSO+HC2O（2分）
【解析】(1)过滤操作中用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃杯；过滤后得到的硫酸铅可重复利用；(2)过程①为将草酸氧化为二氧化碳，根据题意，其反应为H2C2O4+O32CO2+O2+H2O；(3)pH升高后，溶液中Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，使催化活性降低；加入的的浓度为
3.125×10−4mol/L，要使得Fe3+的催化效果最好，则Fe3+不能沉淀，根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH−)，则==2×10−12mol·L−1，=5×10−3mol·L−1，pH=
-lgc(H+)=-lg5×10−3=2.3；(4)反应PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)的平衡常数表达式为==
===1.5×10−4；（5）草酸加热会分解，变成二氧化碳、一氧化碳和水．故干燥不能高温；（6）根据草酸和亚硫酸的电离平衡常数大小可知，少量SO2通入Na2C2O4溶液中，反应能将C2O离子生成HC2O，不能生成H2C2O4，同时生成HSO，故离子方程式为：SO2+H2O+C2O=HSO+HC2O。
28．（14分）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物，如反应类型①：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列不能说明反应已达平衡的是 (填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：
Ⅰ．2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ．CH2=CH2(g)+H2O(l)＝C2H5OH(l)
Ⅲ．2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率
(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
【答案】（1）-90.4kJ·mol−1（2分）
（2） BC（2分）
（3） A（2分）
（4） 增大（2分）
（5） AD（2分） MPa−3（2分）
（6） 选择合适的催化剂（2分）
【解析】(1)由盖斯定律可得，反应Ⅲ=反应I-反应II，故ΔH3=ΔH1-ΔH2，代入数字可得为-90.4
kJ·mol−1。(2)A．反应I为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故正确；B．由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡，故错误；C．单位时间内体系中3mol氢气减少和1mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡，故错误；D．化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故答案选BC；(3)由图可知，CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大，则反应机理A符合，故答案为：A；(4)2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)，由于该反应是气体分子数增大的反应，当反应达到平衡状态时，若减小压强，则化学平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故答案为增大；(5)①A．由图表可得当温度过高，CO2的转化率的减小，说明升高温度平衡向逆向移动，向着吸热方向移动，故反应三为放热反应。故A正确；B．增大氢碳比，则氢气的物质的量浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，氢气的转化率减小，故B错误；C．温度低于300℃时，随温度升高二氧化碳转化率降低，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，故C错误；D．升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，则K(M)＞K(N)，故D正确；故选AD；②M点n(H2)∶n(CO2)=3，设n(H2)=3mol、n(CO2)=1mol，CO2的平衡转化率为，
平衡体系中各气体的体积分数等于其物质的量分数，各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压，则CO2的分压为，H2的分压为×2.1MPa=×2.1
MPa，C2H4的分压为，H2O的分压为×2.1MPa=×2.1
MPa，平衡常数MPa−3；(6)工业上通常通过选择合适催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂，故答案为选择合适的催化剂。
29．（10分）森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物等。研究发现，森林中草本植物的叶片通常大而薄，单位面积气孔较少，叶绿素含量高；相反，森林中乔木的叶片通常小而厚，单位面积气孔较多，叶绿素含量少。下图表示森林中植物甲（草本植物）和植物乙（乔木）的净光合速率随光照强度的变化。请分析回答下列问题：
（1）叶绿体中色素的功能是 ，捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）当光照强度在a~b之间时，植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物 （填“更多”或“更少”），原因是___________________________________。
（3）光照强度超过c后，植物甲的光反应速率不再增大，而单位叶面积叶绿素含量较少的植物乙，其光反应速率却在继续增大，原因可能是_________________________________。
（4）相对于植物乙，植物甲的叶绿素含量更高，其适应性意义是____________________。
【答案】（1）吸收、传递、转换光能 叶绿素a
（2）更多 植物甲为草本植物，草本植物白天净光合速率高，积累的有机物多；晚上呼吸速率低，消耗的有机物少
（3）乔木的叶片单位面积上气孔数最较多，吸收的CO2较多，暗反应速率较大，为光反应提供的ADP、Pi、NADP+较多
（4）叶绿素含量高可吸收（捕获）更多的光能（进行光合作用），以适应林下的弱光环境
【解析】（2）由题图可知：当光照强度在a~b之间时，植物甲（草本植物）白天净光合速率高，积累的有机物多；晚上呼吸速率低，消耗的有机物少，因此植物甲一昼夜（12h光照和12h黑暗）积累的有机物更多。（3）绿叶通过气孔从外界吸收CO2，CO2是暗反应的原料。在暗反应阶段，C3还原过程会消耗ATP和NADPH，产生的ADP、Pi、NADP+可为光反应提供原料。光照强度超过c后，单位叶面积叶绿素含量较少的乔木，其光反应速率却在继续增大，原因可能是乔木的叶片单位面积上气孔数最较多，吸收的CO2较多，暗反应速率较大，为光反应提供的ADP、Pi、NADP+较多。（4）植物乙为乔木，乔木的光的饱和点高于草本植物的光饱和点。植物甲为草本植物，相对于乔木，草本植物更适于在弱光下生存，草本植物的叶绿素含量高，可吸收（捕获）更多的光能进行光合作用，这是对林下弱光环境的适应。
30．（9分）睡眠是一种在哺乳动物、鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量等。研究发现，腺苷是一种重要的促眠物质。回答下列问题：
（1）图1为腺苷合成及转运示意图。腺苷由 结合而成。由图1可知，储存在囊泡中的ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去 个磷酸产生腺苷。
（2）为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠－觉醒周期中基底前脑（BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器（图2），并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是 。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括 。
（3）用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是 。
（4）研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可 （选填“促进”或“抑制”）K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
【答案】（1）腺嘌呤和核糖（1分） 3（1分）
（2）腺苷与受体结合改变受体空间结构，进而是绿色荧光蛋白构象改变并（在被激发后）发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度（2分） 对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应；对正常睡眠－觉醒周期无明显影响（2分）
（3）两实验组的腺苷浓度（荧光强度）均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低（2分）
（4）促进（1分）
31．（8分）2020年6月5日世界环境日聚焦“生物多样性”，主题为“关爱自然，刻不容缓” (Time for Nature)。近年来，随着城镇化的不断发展，大量未经处理的生活污水、工业废水等直接进入湖泊，导致环境负载能力与自净能力下降，进入湖泊的污染物无法降解，导致湖泊富营养化。湖泊保护与污染治理已成为我国当前环境保护的重点工作。回答下列问题：
（1）对某湖泊中动植物和微生物的数量和种类进行调查，属于______________水平的研究。对湖泊中某种中等体型的鱼类种群密度进行调查时，常采用________________法，在湖泊的不同水层分布着不同生物类群，这属于群落的_____________。
（2）生态浮岛是生态修复的一种手段，针对富营养化的水质，通过微生物降解、水生植物的利用以及物种间共生关系，建立高效的人工生态系统。该人工生态系统中的能量来源于___________。
（3）研究人员在发生水华的湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼，借此控制湖泊中藻类的繁殖，以提高该湖泊生态系统的稳定性。该操作能提高湖泊生态系统的稳定性是因为________________；从能量流动的角度分析，投放鲢鱼和鳙鱼的意义是________________。
（4）为保护在湖区生活的丹顶鹤，当地政府建立了自然保护区，该措施属于保护生物多样性措施中的_________________。
【答案】（1）群落（1分） 标志重捕（1分） 垂直结构（1分）
（2）富营养水质中的有机污染物和太阳能（合理即可）（2分）
（3）增加了湖泊生态系统营养结构的复杂程度，提高其自我调节能力；调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分（2分）
（4）就地保护（1分）
【解析】（1）统计湖泊中动物、植物和微生物的种类及数量，属于群落水平的研究。对活动能力强、活动范围广的动物进行种群密度调查时，常采用标志重捕法。湖泊中不同水层分布着不同类群的生物，这体现了群落的垂直结构。（2）该人工生态系统中的能量来自植物固定的太阳能和有机污染物中的化学能。（3）在湖泊中投放鲢鱼和鳙鱼能增加湖泊生态系统中营养结构的复杂程度，增强湖泊生态系统的稳定性，提高其自我调节能力。同时可以调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。（4）建立自然保护区属于就地保护。
32．（12分）我国约在7000年前就开始种植水稻，现在水稻(2n=24)已经成为我国主要的粮食作物之一。请回答下列问题：
(1)提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势，但杂交种只能种植一代，其原因是________________________________，进而影响产品。
(2)水稻的抗病和感病性状由一对等位基因控制，研究人员通常用单体(2n-1)进行基因的染色体定位，人工构建水稻的单体系(抗病)应有________种单体，若感病是由一对隐性基因控制，将感病水稻与水稻单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独种植，当于代出现表现型以及比例为_____________时，可将感病基因定位于该单体所缺少的染色体上。
(3)现研究人员将抗病，感病基因(R/r)定位于2号染色体上，已知n-1型配子对外界环境敏感，雄配子不育，现有两个2号单体品种，甲品种抗病但其他性状较差，乙品种不抗病但其他性状优良，育种时通常以____________________________杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种杂交，每次均选择____________________单体植株最后让该单体自交，获得稳定遗传的抗病且其他性状优良的品种。
【答案】(1)杂种（杂合子）自交后代会发生性状分离现象（2分）
(2)12（2分） 抗病∶感病=1∶1（3分）
（3）乙品种2号单体植株为母本与甲品种杂交（没有写到乙为母本不得分）（3分） 抗病且其他性状优良的（2分）
（二）选考题（共45分，请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，如果多做，则每科按所做的第一题计分。）
33．【物理——选修3－3】15分）
(1)(5分)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为t＝27 ℃，则气体在状态B时的温度为________K，气体从A到C过程对外做了_______J的功，气体在C状态时的温度为________℃。
【答案】750（2分） 6×102（2分） 102 （1分）
【解析】A到B过程气体做等压变化，则，TA＝27 ℃＋273 K＝300 K，解得TB＝750 K；从A到B过程气体对外界做功W＝pΔV＝6×105 J，从B到C过程体积不变，所以外界对气体不做功，所以气体从A到C过程气体对外界做功为6×102 J；气体在C状态压强为B时的一半，则温度也为B时的一半，即tC＝375 K＝102 ℃。
(2)(10分)竖直放置的粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平管部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为厘米。现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使右侧的水银全部进入竖直右管中，已知大气压强p0＝75 cmHg，环境温度不变，左管足够长。求：
(i)此时右管封闭气体的压强；
(ii)左侧管中需要倒入水银柱的长度。（结果保留一位小数）
【解析】(i)设管内的横截面积为S，对右管中封闭气体，水银刚好全部进入竖直右管后
p0×20S＝p1×(20－10)S (2分)
解得：p1＝150 cmHg (2分)
(ii)对水平部分气体，末态压强：p′＝(150＋15＋10) cmHg＝175 cmHg (1分)
由玻意耳定律得：(p0＋15)×15S＝p′LS (2分)
解得：L＝7.7 cm (1分)
所以加入水银柱的长度为：
175 cm－75 cm－15cm＋10 cm＋15cm－7.7 cm＝102.3 cm (2分)
34．【物理——选修3－4】（15分）
(1)(5分)如图所示为波源O振动2.0 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t＝0时开始沿y轴负方向振动，t＝2.0 s时它正好第3次到达波谷。则___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．波源O的振动频率为Hz
B．该波的传播速度大小为0.675 m/s
C．0～2 s内质点a通过的路程为0.4 m
D．质点a和质点c的加速度始终大小相等，方向相反
E．任意时刻质点a和质点b的振动速度不可能相同
【答案】BCD
【解析】由题意知，，，故A错误，B正确；0～2 s内质点a只振动2个周期，则通过的路程x＝2×4A＝0.4 m，故C正确；质点a和质点c的平衡位置相差，其加速度始终大小相等，方向相反，故D正确；质点a和质点b的平衡位置相差，其振动的速度有时候相同，故E错误。
(2)(10分)如图，一边长a＝2 m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上，恰好露出水面一半体积，AB边左侧水面上有不透明物体覆盖，但E处有一小孔，在E处左侧F处有一潜水员竖直向下潜水，当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小也看到浮箱的A角。现测得E、F间距离s＝3 m。P、F间距离h＝4 m，已知水的折射率n＝。
(i)求E点到AB的距离；
(ii)若浮箱向左移动s1＝ m，则潜水员要多深才能从E处小孔看到浮箱的A角。
【解析】(i)潜水员从水中到A角的光路如图所示 (1分)
设求E点到AB的距离为x，从P点看到A角时：
入射角的正弦为 (1分)
折射角的正弦为 (1分)
由折射定律可知: (1分)
解得：x＝ m (2分)
(ii)浮箱向左移动s1＝ m时，A角移动到A′位置，则有：
入射角的正弦为 (1分)
折射角的正弦为 (1分)
由折射定律可知： (1分)
解得：m (1分)
35．【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)
氮、磷、砷、铁、钛等元素及其化合物在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途。
I．如LiFePO4是新型锂离子电池的电极材料，可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________，NH4H2PO4中，除氢元素外，其余三种元素电负性的大小关系是___________。
(2)基态Cl原子有_________种空间运动状态的电子，属于_____区（填“s”“p”“d”“ds”）
(3)苯胺()和NH4H2PO4中的N原子杂化方式分别为___________。
(4)苯胺和甲苯相对分子质量接近，但苯胺熔点比甲苯的高，原因是___________。
II．(5)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，取0.01mol该晶体加入到足量的硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，则该晶体中两种配体的物质的量之比为___________。
III．(6)从磷钇矿中可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的晶胞如图所示，该磷钇矿的化学式为___________。
(7)已知晶胞参数为a nm和c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磷钇矿的ρ为_______g·cm−3(列出计算式，用a、c表示)。
【答案】（1）3d64s2（1分） O＞N＞P（2分）
（2）9（1分） p（1分）
（3） sp3、sp3（1分）
（4） 苯胺分子间存在氢键（2分）
（5） 1∶5或5∶1（2分）
（6） YPO4（2分）
（7） （3分）
【解析】(1)Fe是26号元素，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，故其价层电子排布式为3d64s2；同一周期元素电负性从左到右元素电负性递增，同主族元素电负性从上到下递减，故电负性大小关系为O>N>P；(2)Cl的原子序数为17，核外有17个电子，故基态Cl原子空间运动状态不同的电子有1s上1种，2s上1种，2p上3种，3s上1种，3p上3种，共9种空间运动状态的电子，其最后进入的能级是3p能级，故属于p区，故答案为：9；p；(3)苯胺和NH4H2PO4均是从NH3转化而来，所以N原子的杂化方式相同，都是sp3杂化；(4)苯胺和甲苯都是非金属元素形成的，都是分子晶体，分子晶体的熔点主要受到氢键和范德华力的影响，苯胺中N原子容易形成分子间氢键，其熔点偏高；(5)将0.01mol晶体TiCl3·6H2O加入到足量硝酸银溶液中可得0.02mol白色沉淀，可知能电离出0.02mol Cl−，剩余1个氯原子为配原子，因为其配位数位为6，还有5个水分子是配体，1个水分子是结晶水，则该配合物的化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O，故该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5或5∶1；(6)由均摊法可知该晶胞中Y个数为，含PO个数为，即该磷钇矿的化学式为YPO4；(7)一个晶胞中含有4个YPO4，故一个晶胞的质量为g，则密度为ρ==。
36．【化学——选修5：有机化学基础】(15分)
分子式为C8H13O2Cl的有机物A，在不同的条件下发生如下图所示的一些列变化：
回答下列问题：
(1)A的结构简式 ，试剂X为 。
(2)结构F中的官能团名称为 ，D生成C的反应类型是 。
(3)写出下列方程：A与硫酸共热的反应： ；F→H： 。
(4)B的同分异构体中，能发生银镜反应的共有 种。(注：－OH不能接在C＝C上)，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为 。
(5)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步，无机物任选)__________________。
【答案】（1）（1分） Cu/Ag、O2（1分）
（2）羧基、氯原子（1分） 取代反应(或水解反应)（1分）
（3）（2分）
（2分）
（4）8（2分） （2分）
（5）（3分）
【解析】由A既能在硫酸中反应得到B和D，又能在氢氧化钠溶液中反应得到E和C，且E酸化得到B，可知A为酯，D能经两次氧化和酸化得到B，可知B和D中含有相同C原子数，均为4个，A的分子式为C8H13O2Cl可知，A是含有一个不饱和键的酯，因F生成H过程中反应条件为KOH醇溶液，可推知F中含有Cl原子，故D中也应含有Cl原子，综合可得B、D结构简式为、。则A的结构简式为，C为在试剂X的作用下得到G，G氧化得，可知G为醛，试剂X为Cu（或Ag）、O2。（1）由分析可知A的结构简式为，试剂X为Cu（或Ag）、O2。（2）D生成C属于氯代烃生成醇的反应，故答案为取代反应(或水解反应)。（3）由题意可知A在硫酸中发生水解得到和，F生成H属于氯原子消去得双键的反应，故答案为，
；（4）符合条件的结构共8种，分别为：、、、、、、、，其中核磁共振氢谱为1∶1∶1∶3的结构简式为。（5）在催化剂条件下发生加成反应生成，再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成，与氯气发生加成反应生成，最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成，合成反应流程图为：
。
37．【生物——选修1：生物技术实践】（15分）
新冠肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识，戴口罩可以减少病原微生物通过飞沫在人与人之间的传播。为加快废弃口罩的处理，避免污染环境，某科研团队准备从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），请回答下列问题。
（1）培养基的配置和灭菌：根据目标微生物的特性，配置相应的培养基，熔喷布主要成分为聚丙烯纤维（PP，组成仅含有C、H两种元素），用于筛选的固体培养基除需加入经过处理的聚丙烯粉末作为______________外，还应加入水、氮源、无机盐和琼脂等。配置好后，进行高压蒸汽灭菌，影响高压蒸汽灭菌效果的因素有____________________________等（答出2点即可）。
（2）目的菌的获取、选择、扩大培养：目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层， 因此土壤取样时，一般______________。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌的作用可使目的菌落周围出现透明圈，应当选择______________的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。
（3）若要测定土壤中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌细胞数，请写出主要实验步骤_________________________________________________。
（4）工业化使用：已知目的菌分解PP需要多种酶的共同参与，目的菌比酶分子大得多，工厂化降解PP时，通常采用______________法来固定目的菌。影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH以及______________等（答出两点即可）。
【答案】（1）唯一碳源（1分） 温度、压力、灭菌时间，以及灭菌材料和数量、锅内空气含量等（3分）
（2）铲去表层土壤（或取相应位置）（2分） 透明圈直径比菌落直径比值大（2分）
（3）取淤泥加入无菌水，涂布到相应培养基上，培养后计数（3分）
（4）包埋（1分） 目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间等（3分）
【解析】（1）根据题干信息分析可知，该实验的目的是从土壤中筛选出能高效降解一次性口罩（熔喷布）的细菌（不分解琼脂），且熔喷布主要成分为聚丙烯纤维，因此筛选所有的固体培养基应该以经过处理的聚丙烯粉末作为唯一碳源，同时培养基中还应该具有的成分是水、氮源、无机盐和琼脂等；微生物培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，影响灭菌效果的因素有温度、压力、灭菌时间、灭菌材料和数量、锅内空气含量等。（2）由于目的细菌大多分布在距地表约5cm～10cm的潮湿土壤层，因此土壤取样时一定要铲去表层土壤。在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，而目的菌能够将PP分解，进而在目的菌周围形成透明圈，目的菌分解PP的能力越强，透明圈越大，因此应该选择透明圈直径比菌落直径比值大的菌落作为目的菌群，接种于液体培养基中再进行扩大培养。（3）要测定淤泥中能降解一次性口罩（熔喷布）的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到相应培养基上，培养后进行计数。（4）固定化常用的方法有物理吸附法、化学结合法和包埋法，由于目的菌比酶分子大得多，因此常用包埋法进行固定；影响目的菌降解熔喷布效果的因素有温度、pH、目的菌降解PP的能力、目的菌的浓度、熔喷布材质、处理时间等。
38．【生物——选修3：现代科技专题】（15分）
利用动物细胞培养、动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。请回答下列有关细胞工程的问题：
（1）动物细胞的体外扩增过程中需要先用到胰蛋白酶处理，其目的是 。
（2）在体外培养过程中，培养液的pH需要用 来维持，此外，应定期更换培养液，以便 。
（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使___________杂交成为可能。诱导动物细胞融合时，常用的诱导因素有______________（答出2点）和灭活的病毒等。
（4）把从免疫小鼠的脾脏中提取的B细胞与骨髓瘤细胞混合，体外诱导细胞融合，第一次筛选时，未融合的亲本细胞和____________都会死亡，而保留的细胞是_____________。制备的单克隆抗体具有的优点有 。
【答案】（1）使组织分散成单个细胞（2分）
（2）CO2（1分） 清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害（2分）
（3）远缘（或不同物种之间的）（2分） 聚乙二醇（或PEG）、电激（2分）
（4）融合的具有同种细胞核的细胞（2分） 杂种细胞（或杂交瘤细胞）（2分） 特异性强、灵敏度高并可大量制备（2分）
【解析】（2）细胞培养所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。细胞培养过程中，细胞代谢废物积累对细胞自身会造成危害，因此，需要定期更换培养液，以便清除代谢废物。（3）细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。诱导动物细胞合时，常用的诱导因素有聚乙二醇（PEG）、电激和灭活的病毒等。（4）进行细胞融合时，会得到融合的具有相同细胞核的细胞，细胞融合的具有不同细胞核的细胞和未融合的亲本细胞。融合的具有不同细胞核的细胞也就是杂种细胞或杂交瘤细胞。制备的单克隆抗体具有的优点有特异性强、灵敏度高并可大量制备等。
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