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综合部分
1.科学研究常采用转换、模型、分类和控制变量等研究方法,下列采用转换的是 ( )
2.黑箱是指科学研究中一类内部结构无法打开或无法清楚展示和认识的系统。如图所示,通过对黑箱“输入”“输出”的信息,推理出黑箱内部情况的方法称为黑箱法。下列操作主要运用了黑箱法的是 ( )
A.使用量筒量取10 mL蒸馏水
B.使用显微镜观察洋葱表皮细胞形状
C.通过α粒子轰击金属箔来研究原子内部结构
D.利用弹簧测力计测某一物体的重力
3.细菌等微生物是土壤的成分之一,它必须从土壤中吸收含碳的物质、含氮的物质、水和无机盐等,以维持其生命活动。有的土壤细菌(以下简称为“X细菌”)能将环境中的尿素转化为氨气。为探究某土壤样品中是否含X细菌,某科学兴趣小组的同学做了如下实验:
①制备土壤浸出液。
②在专业人士指导下配制培养基(内有除含氮物质外的其他必需物质),将培养基分装在A和B两个培养皿中。
③在A培养皿中再加入 ,B培养皿不加(如图甲)。
④将等量土壤浸出液涂抹在A和B两个培养皿的培养基表面,并在适宜环境下培养一段时间(如图乙)。
⑤在A和B两个培养皿中加入 ,观察颜色变化。
实验结果:A培养基表面显红色,B培养基表面不显红色。
实验结果分析:
(1)A培养基表面显红色是由于培养基中含有较多的氨水。这是由X细菌在适宜环境下进行 生殖(填生殖方式),产生较多的X细菌所致的。
(2)X细菌能将尿素转化为氨气,所以它是生态系统中的 (填生态系统的成分)。
实验结论:土壤样品中含有能分解尿素的细菌。
4.火星与地球最为相似且距离较近,2021年5月15日,天问一号携带的“祝融号”火星车(如图)成功着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步。
(1)火星是太阳系中的一颗 (填“行星”或“恒星”);
(2)“祝融号”进入火星大气后减速下降时,相对于火星表面是 的(填“运动”或“静止”);
(3)火星上昼夜温差大,为保证“祝融号”度过漫漫寒夜,其顶部有一个集热窗装置,里面装有的正十一烷白天会吸热熔化储存能量,晚上 放热释放能量(填物态变化名称)。
5.2021年5月,我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原(如图甲),实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
(1)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%且没有液态水,表面平均温度为-55 ℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是 。
A.表面平均温度比地球低
B.公转周期比地球长
C.大气中氧气含量比地球低
D.雨、雪天数比地球多
(2)图乙中t1~t2时段,着陆巡视器在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是 。(不计大气阻力)
(3)着陆巡视器在火星上总重为4 888牛,其重力在t2~t4时段做功 焦。
6.温州地区端午节有吃粽子的习俗,其中“灰汤粽”特别受欢迎。制作灰汤粽的关键是做好“灰汤”。
(1)作为粽子品质改良剂、防腐剂的灰汤富含碳酸钾。碳酸钾水溶液呈碱性,这是碳酸钾的 (选填“物理性质”或“化学性质”)。
(2)制作灰汤时,用沸水浇淋草木灰,比用冷水浇淋可得到溶质质量分数更大的碳酸钾溶液。这说明物质的溶解性受 影响。
(3)灰汤粽是将糯米用粽叶包裹,放在灰汤中煮制而成的。灰汤粽中为人体提供能量的主要营养素是 。
7.2021年5月10日,成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。
(1)电瓶车自燃的原因很多,常见的是由于电源短路,形成大电流并产生大量的热。这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为 能。
(2)针对上述电梯内电瓶车自燃隐患,宁波市未雨绸缪,早就采取了相应的措施,其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图,一旦电瓶车进入电梯,就会被摄像头检测到,语音报警器将进行语音提示,同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似,图中的 (填序号)类似于反射弧中的感受器。
(3)电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水,可能引发电动汽车自燃,其机理如下:
水电解→可燃性气体累积→遇明火,气体燃烧→引燃整车
这里的可燃性气体是 。
8.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”——马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909米,创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。
(1)“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀,与下列哪种材料类型相同 。
①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少 (压载铁的密度近似为8×103千克/米3,海水的密度近似为水的密度,g取10 N/kg)
(3)完成水下作业之后,“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航,采用了一种新的固体浮力材料,由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求,该材料需要具备怎样的性质 (答出一点即可)
9.我国继去年嫦娥五号成功登月之后,今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中,依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作,实现速度从4.9 km/s降低到0 m/s。月球和火星部分信息见表。
天体 离地球距离 天体表面物体受到的重力 表面状况 大气压情况
火星 5.5×107 km— 4×108 km 约为地球上的2/5 岩石、高山、平原 只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳
月球 3.6×105 km— 4×105 km 约为地球上的1/6 环形山、高地、平原 没有
(1)探测器着陆火星时离地球约为1.8×108 km,根据相关报道,探测器着陆火星表面的9分钟过程中,它会“失去”地面指挥人员的控制,只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因。(提示:通讯信息是通过电磁波传递的,其速度为3×105 km/s)
(2)已知祝融号火星车质量为240 kg,它随探测器降落至距离火星表面100 m时,先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表面100 m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。(g取10 N/kg)
(3)自上个世纪60年代以来,人类对火星开展了40余次探测活动,成功的却不到一半,但人类探索太空的脚步并未停止,相信不远的将来,在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时,需要考虑人类生存的问题有 (写出一点即可)。
(4)如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片,照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹 请你作出判断并说明理由。
10.2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的。
(1)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息: 。
图甲
图乙
(2)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(图乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时,若碳元素全部来自二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O)
(3)交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:
图丙
①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100 km会向空气减少排放 kg的二氧化碳(ρ汽油=0.7×103 kg/m3,结果精确到0.1)。
②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是 发电。
11.图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇(部分参数如表),具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态。
喷雾小风扇部分参数
输出电压 4 V
喷雾功率 4 W
出风功率 4 W
电池容量 6 000 mAh
(1)小风扇喷出的水雾在空气中发生了 (填物态变化的名称),从周围吸热,起到降温作用。
(2)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图,当水箱内的水位较低时,红灯亮报警,请结合图说明其工作原理。
(3)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少
(4)商家宣称此款小风扇充满电后,在喷雾状态下可持续工作5小时。通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。
12.如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长44 m,直径11.9 m,体积2 100 m3,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发,用一台2.2 kW的蒸汽机带动螺旋桨,以8 km/h的速度,飞行了28 km。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄,在前进过程中可以减小 。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少 (空气密度取1.29 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)这次飞行,飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到平均阻力各为多少
13.金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108千米,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米,最高设计速度为120千米/小时。
完成下列问题:
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为多少瓦
14.“加氢几分钟,畅行数百里”,这是2021上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池(如图所示)。电池工作时在催化剂的作用下,氢原子失去电子形成氢离子,穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子;而电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B,形成电流。
(1)氢燃料电池工作时是将化学能直接转化为 能。
(2)氢气是氢燃料电池的原料,可以在用电低谷时,利用电网多余电能电解水来制取。已知1.2 kg氢气大约可供某款氢能源汽车行驶100 km,请根据化学方程式计算,制取1.2 kg氢气至少需要电解多少质量的水。
(3)氢燃料电池工作时,通过电动机的电流方向是 。
(4)世界能源组织提出:在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是 。
A.水力发电制氢 B.太阳能发电制氢 C.火力发电制氢 D.核能发电制氢
模拟试卷
1.“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步、能量消耗统计和心率监测等功能,现已成为许多运动人士的专属运动助理产品。
(1)运动时,在神经系统的支配下, 牵引附着的骨,使人体产生动作。跑步后小金的脸变得通红,此时脸部皮肤的血管处于图中 (填字母)状态,导致血流量改变,体温下降。
(2)小金跑步10分钟后,智能手环显示步数是1 500步(一步距离约为1米),消耗能量是100千卡(1千卡=4 200焦),此时的心率为130次/分钟,若小金跑步的平均作用力为40牛,则他跑步时做功的功率大约是 瓦。
(3)我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热点薄膜电池”能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为智能手环供电,此电池的能量转化是 ,人类对能源的探索从未止步,下列说法正确的是 。
A.能源结构向多元、清洁、低碳转型
B.科技进步会促进能源的利用
C.石油和太阳能属于可再生能源
2.如图是一架“南瓜大炮”,表演者利用某气体X做燃料,将一个南瓜从钢质“炮筒”射出。
(1)发射时,气体X在炮筒中燃烧的化学方程式为X+5O23CO2+4H2O,则X的化学式为 。
(2)南瓜脱离“炮筒”后,由于南瓜具有 ,还能继续飞行一段距离。
(3)南瓜射出后,“炮筒”附近出现大量的“白气”,这是 现象(填物态变化的名称)。
3.考古专家在温州西山发现了唐开元前后的独木舟,为我国独木舟发展的历史研究提供了重要实物资料。
(1)如图是茎的结构示意图,制作独木舟主要取材于茎中结构a,a为 。
(2)确定独木舟建造于唐开元前后,是利用碳-14测定的。碳-14原子核中有8个中子、6个质子,则其核外有 个电子。
(3)若独木舟漂浮在河面上,排开水的体积为1.2米3,则其受到水的浮力为 牛。(河水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
思维亮剑
1.《本草纲目》记载:“杨桃具有去风热、生津止渴等功效”。如表列出的是某杨桃每100 g可食用部分的主要营养成分数据。请结合所学知识完成下列问题:
营养成分 水 糖类 X 脂肪 钾、钙、锌、铁 维生素 ……
质量 84.8 g 10.3 g 0.7 g 0.6 g 187.4 mg 62.2 mg ……
(1)表中“X”是指营养素中的 ;杨桃中的葡萄糖(C6H12O6)在人体内酶的催化作用下转变成二氧化碳和水,同时放出能量,该反应的化学方程式是 。
(2)表中列出属于人体中必需的微量元素是 。
(3)经测定杨桃A的pH=1.35,杨桃B的pH=1.81,其中酸性较强的杨桃是 (填“A”或“B”)。
(4)杨桃中维生素有多种,人体内缺乏维生素A会引起 (填字母)。
A.坏血病 B.氟骨病 C.甲状腺肿大 D.夜盲症
(5)为增强杨桃树的抗旱抗寒能力,可以追施 (填“氮”“磷”或“钾”)肥。
2.扬州被称为运河之都、文化之都和美食之都,自古人文荟萃。
(1)故人西辞黄鹤楼,烟花三月下扬州。——唐·李白
①孟浩然“下扬州”的交通工具是木船。现代游船常用玻璃钢制造船体,玻璃钢属于 (填“复合材料”或“金属材料”)。
②现代人远行可乘坐飞机。铝锂合金材料大量运用于国产C919大飞机的制造,下列不属于铝锂合金性质的是 (填字母)。
A.密度大 B.硬度大 C.抗腐蚀
③汽车是重要的陆路交通工具。燃油车辆须加装尾气催化净化装置,该装置将尾气中的CO和NO转化成CO2和一种无污染的气体,发生反应的化学方程式是 。
(2)天下三分明月夜,二分无赖是扬州。——唐·徐凝
①空气质量影响人们观赏明月。空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
②下列做法不利于改善空气质量的是 (填字母)。
A.风力发电 B.徒步出行 C.垃圾露天焚烧
③煤的气化和液化可实现能源清洁化,改善空气质量。水煤气中CO和H2在高温、高压和催化剂条件下合成甲醇(CH4O),该反应的化学方程式是 。
(3)前日扬州去,酒熟美蟹蜊。——宋·梅尧臣
①蟹肉鲜美,富含蛋白质。蛋白质水溶液在加热时会生成沉淀,此沉淀 (填“能”或“不能”)重新溶解于水中。
②各种酒中都含有乙醇(C2H6O)。在酿酒过程中,粮食中的 (填糖类名称)先转化为葡萄糖,再经发酵生成乙醇。
③下列食品中富含维生素C的是 (填字母)。
A.盐水鹅 B.西红柿 C.大虾
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综合部分
1.科学研究常采用转换、模型、分类和控制变量等研究方法,下列采用转换的是 ( )
答案 D
解析 A项,该图是利用了小球在人周围不同位置,对灯光的反射情况进行观察,模拟月相的形成,采用了模型法,错误;B项,探究种子萌发的部分条件利用的是控制变量法,错误;C项,该图是根据物质的组成情况,对物质进行了分类,错误;D项,该实验中,木块匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力等于木块受到的摩擦力,这里采用了转换法,正确。
2.黑箱是指科学研究中一类内部结构无法打开或无法清楚展示和认识的系统。如图所示,通过对黑箱“输入”“输出”的信息,推理出黑箱内部情况的方法称为黑箱法。下列操作主要运用了黑箱法的是 ( )
A.使用量筒量取10 mL蒸馏水
B.使用显微镜观察洋葱表皮细胞形状
C.通过α粒子轰击金属箔来研究原子内部结构
D.利用弹簧测力计测某一物体的重力
答案 C
解析 使用量筒量取蒸馏水可以直观看到量取蒸馏水的体积,不属于无法观测内容的情况,A错误;用显微镜观察细胞,可在视野中看见细胞的结构,没有运用黑箱法,B错误;原子的内部结构无法直接观测,使用α粒子作为输入信息,从α粒子三种不同的出射情况去推测原子内部结构,符合黑箱法,C正确;利用弹簧测力计测某一物体的重力可以直接得到数据,D错误。故选C。
3.细菌等微生物是土壤的成分之一,它必须从土壤中吸收含碳的物质、含氮的物质、水和无机盐等,以维持其生命活动。有的土壤细菌(以下简称为“X细菌”)能将环境中的尿素转化为氨气。为探究某土壤样品中是否含X细菌,某科学兴趣小组的同学做了如下实验:
①制备土壤浸出液。
②在专业人士指导下配制培养基(内有除含氮物质外的其他必需物质),将培养基分装在A和B两个培养皿中。
③在A培养皿中再加入 ,B培养皿不加(如图甲)。
④将等量土壤浸出液涂抹在A和B两个培养皿的培养基表面,并在适宜环境下培养一段时间(如图乙)。
⑤在A和B两个培养皿中加入 ,观察颜色变化。
实验结果:A培养基表面显红色,B培养基表面不显红色。
实验结果分析:
(1)A培养基表面显红色是由于培养基中含有较多的氨水。这是由X细菌在适宜环境下进行 生殖(填生殖方式),产生较多的X细菌所致的。
(2)X细菌能将尿素转化为氨气,所以它是生态系统中的 (填生态系统的成分)。
实验结论:土壤样品中含有能分解尿素的细菌。
答案 ③尿素 ⑤无色酚酞 (1)分裂 (2)分解者
解析 ③X细菌能把尿素转化为氨气,检验是否含有X细菌,需在培养皿中加入尿素。⑤氨气遇水变成氨水使得溶液呈碱性,从实验结果分析得出有氨气产生的培养皿溶液呈红色,故填无色酚酞。(1)细菌的生殖方式主要为分裂生殖。(2)X细菌能将尿素分解为氨气,在生态系统中属于分解者。
知识归纳 自然界中大多数细菌、真菌等分解者会把有机物分解成无机物。
4.火星与地球最为相似且距离较近,2021年5月15日,天问一号携带的“祝融号”火星车(如图)成功着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步。
(1)火星是太阳系中的一颗 (填“行星”或“恒星”);
(2)“祝融号”进入火星大气后减速下降时,相对于火星表面是 的(填“运动”或“静止”);
(3)火星上昼夜温差大,为保证“祝融号”度过漫漫寒夜,其顶部有一个集热窗装置,里面装有的正十一烷白天会吸热熔化储存能量,晚上 放热释放能量(填物态变化名称)。
答案 (1)行星 (2)运动 (3)凝固
解析 (1)火星是太阳系八大行星之一,太阳是太阳系中唯一的恒星;(2)以火星表面为参照物“祝融号”相对火星表面有空间位置的变化,所以是运动的;(3)由题中“白天吸热熔化”(固态变为液态)可知,晚上正十一烷会由液态变为固态,凝固放热。
5.2021年5月,我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原(如图甲),实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
(1)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%且没有液态水,表面平均温度为-55 ℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是 。
A.表面平均温度比地球低
B.公转周期比地球长
C.大气中氧气含量比地球低
D.雨、雪天数比地球多
(2)图乙中t1~t2时段,着陆巡视器在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是 。(不计大气阻力)
(3)着陆巡视器在火星上总重为4 888牛,其重力在t2~t4时段做功 焦。
答案 (1)D (2)推力大于重力 (3)4.888×105
解析 (1)雨、雪天气与大气有关,火星的大气密度只有地球的1%,D说法错误;(2)t1~t2时段,着陆巡视器速度减小,即做减速运动,合力方向与运动方向相反。所以向上的推力大于重力;(3)W=Gh=4 888 N×100 m=4.888×105 J
6.温州地区端午节有吃粽子的习俗,其中“灰汤粽”特别受欢迎。制作灰汤粽的关键是做好“灰汤”。
(1)作为粽子品质改良剂、防腐剂的灰汤富含碳酸钾。碳酸钾水溶液呈碱性,这是碳酸钾的 (选填“物理性质”或“化学性质”)。
(2)制作灰汤时,用沸水浇淋草木灰,比用冷水浇淋可得到溶质质量分数更大的碳酸钾溶液。这说明物质的溶解性受 影响。
(3)灰汤粽是将糯米用粽叶包裹,放在灰汤中煮制而成的。灰汤粽中为人体提供能量的主要营养素是 。
答案 (1)化学性质 (2)温度 (3)糖类
解析 (1)碳酸钾水溶液呈碱性,是化学性质。(2)沸水比冷水溶的碳酸钾多,说明碳酸钾溶解度受温度影响。(3)灰汤粽的主要成分是糯米,糯米的主要营养成分是糖类和蛋白质,灰汤粽中为人体提供能量的主要营养素是糖类。
7.2021年5月10日,成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。
(1)电瓶车自燃的原因很多,常见的是由于电源短路,形成大电流并产生大量的热。这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为 能。
(2)针对上述电梯内电瓶车自燃隐患,宁波市未雨绸缪,早就采取了相应的措施,其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图,一旦电瓶车进入电梯,就会被摄像头检测到,语音报警器将进行语音提示,同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似,图中的 (填序号)类似于反射弧中的感受器。
(3)电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水,可能引发电动汽车自燃,其机理如下:
水电解→可燃性气体累积→遇明火,气体燃烧→引燃整车
这里的可燃性气体是 。
答案 (1)内 (2)① (3)氢气
解析 (1)电源短路产生大量热,说明转化为内能。(2)反射弧中感受器的主要作用是接收外界刺激,摄像头也可接收外界信号,故图中①电瓶车识别预警摄像头类似于反射弧中的感受器。(3)电解水产生的可燃性气体是氢气,助燃性气体为氧气。
8.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”——马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909米,创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。
(1)“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀,与下列哪种材料类型相同 。
①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少 (压载铁的密度近似为8×103千克/米3,海水的密度近似为水的密度,g取10 N/kg)
(3)完成水下作业之后,“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航,采用了一种新的固体浮力材料,由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求,该材料需要具备怎样的性质 (答出一点即可)
答案 (1)② (2)17 500 N (3)密度小、抗压力强
解析 (1)钛合金属于金属材料,故选②。
(2)V排=V===0.25 m3
F浮=ρ液gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m3=2 500 N
G=mg=2 000 kg×10 N/kg=20 000 N
F拉=G-F浮=20 000 N-2 500 N=17 500 N
(3)为减少能量的消耗,物体的密度要小;深水处水压大,物体的抗压能力要强等。
9.我国继去年嫦娥五号成功登月之后,今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中,依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作,实现速度从4.9 km/s降低到0 m/s。月球和火星部分信息见表。
天体 离地球距离 天体表面物体受到的重力 表面状况 大气压情况
火星 5.5×107 km— 4×108 km 约为地球上的2/5 岩石、高山、平原 只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳
月球 3.6×105 km— 4×105 km 约为地球上的1/6 环形山、高地、平原 没有
(1)探测器着陆火星时离地球约为1.8×108 km,根据相关报道,探测器着陆火星表面的9分钟过程中,它会“失去”地面指挥人员的控制,只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因。(提示:通讯信息是通过电磁波传递的,其速度为3×105 km/s)
(2)已知祝融号火星车质量为240 kg,它随探测器降落至距离火星表面100 m时,先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表面100 m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。(g取10 N/kg)
(3)自上个世纪60年代以来,人类对火星开展了40余次探测活动,成功的却不到一半,但人类探索太空的脚步并未停止,相信不远的将来,在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时,需要考虑人类生存的问题有 (写出一点即可)。
(4)如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片,照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹 请你作出判断并说明理由。
答案 (1)见解析 (2)96 000 J (3)如何获得氧气,水和燃料,如何获得食物,获得什么食物等(合理即可) (4)不是彩虹,因为月球上没有液态小水滴,所以不能形成彩虹。
解析 (1)地球指挥人员与火星车之间依靠电磁波传递信息,电磁波以光速传播,由于火星车着陆时离地球的距离有1.8×108 km。根据公式:t===600 s=10 min(1分),从火星车上发出要着陆的信号到地球上的指挥员收到信号需要10分钟,地球上的指挥员发出指令到达火星车的时间又需要10分钟,此时,火星车早就在地球上指挥人员收到信号前就完成着陆过程了。因此,该过程地面指挥人员对火星车“失去”了控制,祝融号着陆的9分钟过程中只能完全依靠自身识别、判断,地面指挥人员无法代替祝融号作出反应。(1分)
其他合理答案也给分
(2)方法一:
G地=mg=240 kg×10 N/kg=2 400 N(1分)
G火=×G地=×2 400 N=960 N(1分)
W火=Fs=G火s=960 N×100 m=96 000 J(1分)
方法二:
W地=Fs=Gs=mgs=240 kg×10 N/kg×100 m=240 000 J(2分)
W火=W地=240 000 J×=96 000 J(1分)
(3)见答案。
(4)不是彩虹(1分),因为月球上空没有液态小水滴,所以不能形成彩虹。(1分)
考向警示 信息给予题是目前考查的热点,尤其是紧密联系生产生活的信息给予题,这类问题往往考查多个考点和多项能力,如信息分析、数据处理、知识迁移、学以致用等能力。
10.2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的。
(1)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息: 。
图甲
图乙
(2)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(图乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时,若碳元素全部来自二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O)
(3)交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:
图丙
①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100 km会向空气减少排放 kg的二氧化碳(ρ汽油=0.7×103 kg/m3,结果精确到0.1)。
②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是 发电。
答案 (1)大气中二氧化碳浓度升高,全球平均气温升高,且趋势相同(合理即可)
(2)①真核 光合 ②化学 ③化学 13.75
(3)①11.3 ②光伏(水力、风力等合理即可)
解析 (2)①微型藻类细胞有成形的细胞核,属于真核生物。藻类植物能进行光合作用吸收二氧化碳。
③储存在燃料中的能量是化学能。
设消耗二氧化碳的质量为x。
CO2+3H2CH3OH+H2O
44 32
x 10 t
44/x=32/10 t
x=13.75 t
则消耗二氧化碳的质量为13.75 t。
(3)①m汽油=0.01 m3×0.7×103 kg/m3=7 kg
汽车排放的二氧化碳的质量:7×3.857 kg=26.999 kg
电动车排放的二氧化碳的质量:20×0.785 kg=15.7 kg
减少的排放量:26.999 kg-15.7 kg=11.299 kg≈11.3 kg。
11.图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇(部分参数如表),具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态。
喷雾小风扇部分参数
输出电压 4 V
喷雾功率 4 W
出风功率 4 W
电池容量 6 000 mAh
(1)小风扇喷出的水雾在空气中发生了 (填物态变化的名称),从周围吸热,起到降温作用。
(2)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图,当水箱内的水位较低时,红灯亮报警,请结合图说明其工作原理。
(3)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少
(4)商家宣称此款小风扇充满电后,在喷雾状态下可持续工作5小时。通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。
答案 (1)汽化 (2)水位降低到探针以下时,控制电路断开,电磁铁磁性消失,衔铁弹回,红灯所在电路接通。 (3)2 400 J (4)不相符
解析 (1)小风扇喷出的水雾,其降温作用是通过水雾的汽化吸热而实现的;
(3)小风扇在只扇风状态下的功率为4 W,则工作10分钟所消耗的电能W=Pt=4 W×600 s=2 400 J;
(4)6 000 mA·h=6 A·h
t===3 h<5 h
则商家的宣传与实际不符。
12.如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长44 m,直径11.9 m,体积2 100 m3,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发,用一台2.2 kW的蒸汽机带动螺旋桨,以8 km/h的速度,飞行了28 km。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄,在前进过程中可以减小 。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少 (空气密度取1.29 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)这次飞行,飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到平均阻力各为多少
答案 (1)空气阻力 (2)27 090 N (3)3.5 h 2.772×107 J 990 N
解析 (1)飞艇做成橄榄形状后,头尾变小,减小飞艇受到的空气阻力。
(2)F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV气囊=1.29 kg/m3×10 N/kg×2 100 m3=27 090 N
(3)t===3.5 h
W=Pt=2.2×103 W×3.5×3.6×103 s=2.772×107 J
f=F===990 N
考向警示 证明题或说理题近几年频繁出现,主要考察学生的理解、领会、逻辑推理等关键能力。平时应注重物理公式、定理的推理过程。
13.金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108千米,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米,最高设计速度为120千米/小时。
完成下列问题:
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为多少瓦
答案 解:(1)t===0.9 h
(2)F=G=mg=200×103 kg×10 N/kg=2.0×106 N
p===2.5×106 Pa
(3)因为匀速,所以F=f
F=f=0.04G=0.04×2.0×106 N=8×104 N
v=120 km/h= m/s
P=Fv=8×104 N× m/s=2.7×106 W
14.“加氢几分钟,畅行数百里”,这是2021上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池(如图所示)。电池工作时在催化剂的作用下,氢原子失去电子形成氢离子,穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子;而电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B,形成电流。
(1)氢燃料电池工作时是将化学能直接转化为 能。
(2)氢气是氢燃料电池的原料,可以在用电低谷时,利用电网多余电能电解水来制取。已知1.2 kg氢气大约可供某款氢能源汽车行驶100 km,请根据化学方程式计算,制取1.2 kg氢气至少需要电解多少质量的水。
(3)氢燃料电池工作时,通过电动机的电流方向是 。
(4)世界能源组织提出:在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是 。
A.水力发电制氢 B.太阳能发电制氢 C.火力发电制氢 D.核能发电制氢
答案 (1)电
(2)解:设制取1.2 kg氢气至少需要电解水的质量为x
2H2O2H2↑+O2 ↑
36 4
x 1.2 kg
36/x=4/1.2 kg
x=36×1.2 kg/4=10.8 kg
答:制取1.2 kg氢气至少需要电解水10.8 kg。
(3)B→电动机→A或B→A或向左 (4)ABD
解析 (1)氢燃料电池工作原理:化学能转化为电能。(4)水力发电、太阳能发电、核能发电都能制得绿氢。
模拟试卷
1.“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步、能量消耗统计和心率监测等功能,现已成为许多运动人士的专属运动助理产品。
(1)运动时,在神经系统的支配下, 牵引附着的骨,使人体产生动作。跑步后小金的脸变得通红,此时脸部皮肤的血管处于图中 (填字母)状态,导致血流量改变,体温下降。
(2)小金跑步10分钟后,智能手环显示步数是1 500步(一步距离约为1米),消耗能量是100千卡(1千卡=4 200焦),此时的心率为130次/分钟,若小金跑步的平均作用力为40牛,则他跑步时做功的功率大约是 瓦。
(3)我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热点薄膜电池”能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为智能手环供电,此电池的能量转化是 ,人类对能源的探索从未止步,下列说法正确的是 。
A.能源结构向多元、清洁、低碳转型
B.科技进步会促进能源的利用
C.石油和太阳能属于可再生能源
答案 (1)骨骼肌 C (2)100 (3)内能转化为电能 AB
解析 (1)骨骼肌在神经系统的支配下,能够收缩,牵引附着的骨,使人体产生各种动作。跑步后小金的脸变得通红,此时脸部皮肤的血管舒张,内径增大,血流量增加,散热量增加,使体温下降,所以选C。
(2)方法一:在10分钟内,小金跑了1 500步,移动的距离为1 500 m,则做功为W=Fs=40 N×1 500 m=6×104 J,则功率为P===100 W
法二:在10分钟内,小金跑了1 500步,移动的距离为1 500 m,小金速度v===2.5 m/s,则功率P=Fv=40 N×2.5 m/s=100 W。
(3)利用体表散热为智能手环供电,能量由内能转化为电能。石油是不可再生能源,故C错误,选择A、B。
2.如图是一架“南瓜大炮”,表演者利用某气体X做燃料,将一个南瓜从钢质“炮筒”射出。
(1)发射时,气体X在炮筒中燃烧的化学方程式为X+5O23CO2+4H2O,则X的化学式为 。
(2)南瓜脱离“炮筒”后,由于南瓜具有 ,还能继续飞行一段距离。
(3)南瓜射出后,“炮筒”附近出现大量的“白气”,这是 现象(填物态变化的名称)。
答案 (1)C3H8 (2)惯性 (3)液化
解析 (1)根据质量守恒定律推算X的化学式;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)物质由气态变成液态叫液化。
3.考古专家在温州西山发现了唐开元前后的独木舟,为我国独木舟发展的历史研究提供了重要实物资料。
(1)如图是茎的结构示意图,制作独木舟主要取材于茎中结构a,a为 。
(2)确定独木舟建造于唐开元前后,是利用碳-14测定的。碳-14原子核中有8个中子、6个质子,则其核外有 个电子。
(3)若独木舟漂浮在河面上,排开水的体积为1.2米3,则其受到水的浮力为 牛。(河水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
答案 (1)木质部 (2)6 (3)1.2×104
解析 (1)由茎的结构可知,制作独木舟主要取材于茎中的木质部。
(2)原子中,质子数=核外电子数,碳有6个质子,说明其核外有6个电子。
(3)F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m3=1.2×104 N。
思维亮剑
1.《本草纲目》记载:“杨桃具有去风热、生津止渴等功效”。如表列出的是某杨桃每100 g可食用部分的主要营养成分数据。请结合所学知识完成下列问题:
营养成分 水 糖类 X 脂肪 钾、钙、锌、铁 维生素 ……
质量 84.8 g 10.3 g 0.7 g 0.6 g 187.4 mg 62.2 mg ……
(1)表中“X”是指营养素中的 ;杨桃中的葡萄糖(C6H12O6)在人体内酶的催化作用下转变成二氧化碳和水,同时放出能量,该反应的化学方程式是 。
(2)表中列出属于人体中必需的微量元素是 。
(3)经测定杨桃A的pH=1.35,杨桃B的pH=1.81,其中酸性较强的杨桃是 (填“A”或“B”)。
(4)杨桃中维生素有多种,人体内缺乏维生素A会引起 (填字母)。
A.坏血病 B.氟骨病 C.甲状腺肿大 D.夜盲症
(5)为增强杨桃树的抗旱抗寒能力,可以追施 (填“氮”“磷”或“钾”)肥。
答案 (1)蛋白质 C6H12O6+6O26CO2+6H2O (2)锌、铁(或Zn、Fe) (3)A (4)D (5)磷
解析 (1)食物中的营养素主要有蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等。表中已标明水、糖类、油脂(即表中的脂肪)、无机盐(钾、钙、锌、铁存在于其中)和维生素,因此表中“X”是指蛋白质。葡萄糖(C6H12O6)在人体内酶的催化作用下转变成二氧化碳和水,该反应为呼吸作用,该反应的化学方程式是C6H12O6+6O26CO2+6H2O。(2)钾和钙属于常量元素,表中列出属于人体中必需的微量元素是锌、铁(或Zn、Fe)。(3)溶液的pH越小酸性越强,杨桃A的pH=1.35,杨桃B的pH=1.81,因此酸性较强的杨桃是A。(4)人体内缺乏维生素C会引起坏血病,人体摄入过多的氟会引起氟骨病,人体内缺碘会引起甲状腺肿大,人体内缺乏维生素A会引起夜盲症,故选D。(5)磷肥可增强作物的抗旱抗寒能力,因此为增强杨桃树的抗旱抗寒能力,可以追施磷肥。
2.扬州被称为运河之都、文化之都和美食之都,自古人文荟萃。
(1)故人西辞黄鹤楼,烟花三月下扬州。——唐·李白
①孟浩然“下扬州”的交通工具是木船。现代游船常用玻璃钢制造船体,玻璃钢属于 (填“复合材料”或“金属材料”)。
②现代人远行可乘坐飞机。铝锂合金材料大量运用于国产C919大飞机的制造,下列不属于铝锂合金性质的是 (填字母)。
A.密度大 B.硬度大 C.抗腐蚀
③汽车是重要的陆路交通工具。燃油车辆须加装尾气催化净化装置,该装置将尾气中的CO和NO转化成CO2和一种无污染的气体,发生反应的化学方程式是 。
(2)天下三分明月夜,二分无赖是扬州。——唐·徐凝
①空气质量影响人们观赏明月。空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
②下列做法不利于改善空气质量的是 (填字母)。
A.风力发电 B.徒步出行 C.垃圾露天焚烧
③煤的气化和液化可实现能源清洁化,改善空气质量。水煤气中CO和H2在高温、高压和催化剂条件下合成甲醇(CH4O),该反应的化学方程式是 。
(3)前日扬州去,酒熟美蟹蜊。——宋·梅尧臣
①蟹肉鲜美,富含蛋白质。蛋白质水溶液在加热时会生成沉淀,此沉淀 (填“能”或“不能”)重新溶解于水中。
②各种酒中都含有乙醇(C2H6O)。在酿酒过程中,粮食中的 (填糖类名称)先转化为葡萄糖,再经发酵生成乙醇。
③下列食品中富含维生素C的是 (填字母)。
A.盐水鹅 B.西红柿 C.大虾
答案 (1)①复合材料 ②A ③2CO+2NON2+2CO2 (2)①混合物 ②C ③CO+2H2CH4O (3)①不能 ②淀粉 ③B
解析 (1)①玻璃钢是强化纤维塑料,是复合材料;③由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,反应后还有氮气生成,故反应的方程式为2CO+2NON2+2CO2。(2)①空气中含有多种物质,故空气属于混合物;②露天焚烧垃圾会产生多种有害气体,污染空气,故不利于改善空气质量;③根据题意可知反应的化学方程式为CO+2H2CH4O。(3)①蛋白质水溶液在加热时会生成沉淀,此过程会使蛋白质变性,故该沉淀不能重新溶解在水中。②粮食富含淀粉,酿酒时淀粉会转化为葡萄糖,葡萄糖再转化为酒精(乙醇)。③水果、蔬菜富含维生素C,故富含维生素C的是西红柿。
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