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【决胜中考·临门一脚】2024浙江中考科学考前冲刺
06 科学综合性问题
1.幽门螺杆菌是胃内常见的细菌,绝大多数胃癌的发生都与其有关,其检查方法有许多种。
(1)14C呼气试验是一种无创检查。被试者服下14C标记后的尿素[14CO(NH2)2]胶囊,若体内有幽门螺杆菌,它会产生尿素酶,可以分解胃内尿素生成NH3和14CO2。一段时间后,收集被试者呼出的气体并分析,即可判断其是否感染幽门螺杆菌。
①尿素酶只能分解胃内尿素,不能分解胃内蛋白质,因为酶具有 性。
②求这种尿素[14CO(NH2)2]中碳元素的质量分数 。(保留到0.1%)
(2)除此之外,还可以通过镜检直接检查有无感染。如图箭头所指的细长或弯曲成螺旋状的杆状物,就是胃镜标本中的幽门螺杆菌。细菌个体极其微小,需要在高倍镜下才能观察到。将如图甲圈内的视野调整为图乙,所做的正确操作顺序是 。
①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋
③转动物镜转换器 ④向左移动装片 ⑤向右移动装片
2.现代人类属于“智人”,起源于20万年前的非洲,目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类,为何会在短时间内数量急剧增长?
(1)人类社会经历“石器时代”“青铜器时代”和“铁器时代”,可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料,与石器相比,优点有 。(写出1点即可)
(2)依靠科学的力量,不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明,提高了能量的使用效率,使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时,能量的转化过程为 。
(3)当然随着人口的急剧增长,也带来了传染病的流行,人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”,但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万,下表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据,据此有人认为,疫苗接种人数越多,患新冠的比例越高!你是否支持这种观点 ,请说出理由 。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
3.2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器在海南文昌发射升空:53天后“嫦娥六号”返回器携带月球样品等着陆地球。
(1)月球车登陆在月球能否使用降落伞辅助降落,请说明理由 。
(2)“嫦娥六号”返回器携带月球土壤样品回到地球,与地球土壤相比,月壤不含____________(选填字母)。
A.空气 B.水分 C.矿物颗粒 D.腐殖质
(3)月壤中有丰富的可作核聚变燃料的,如图为发生的一种核聚变示意图。
①②③④⑤所示的微粒中,共有 种元素的原子。
(4)软着陆月球分为主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等降落过程,主减速段将使用发动机反推减速,此时嫦娥三号发动机推力 (“”或“”或“”)所受重力。
4.2022年杭州亚运会的场馆建设体现了“绿色、智能、节俭、文明”的理念。
(1)亚运场馆将实现光伏全覆盖,当阳光照射到光电半导体上,光能将转化成 ,使电器工作。预计亚运期间光伏发电量将达到4000万kW·h,相当于减少焦炭燃烧 吨释放的能量。(已知焦炭的热值q=3.0×107J/kg);
(2)亚运城餐厅的餐具采用微生物降解材料生产,自然界某些微生物通过呼吸作用,可将该材料分解成CO2和H2O。以下生产微生物呼吸作用类型与上述不相同的是 。(填序号,可多选);
①鲜奶中添加乳酸菌后制作酸奶②葡萄中添加酵母菌后酿葡萄酒
(3)为迎接2022年亚运会的召开,倾力打造绿色城市,大力植绿、造绿。园林工人为使灌木围城的绿篱长得茂密、整齐,需要对篱笆的顶芽进行定期修剪,其目的是 。
(4)比赛期间,场馆内产生的垃圾需分类投放,以下垃圾可以和废弃矿泉水瓶投放在一起的是
(选填“纸盒”、“铝合金衣架”、“鱼骨头”)。
5.目前杭州垃圾发电有三张“大嘴”,杭州锦江环保能源有限公司“胃口”最大。可日吞800吨垃圾,日发电43万千瓦时;杭州生活垃圾焚烧发电厂潜力最大,现在日吞垃圾600吨,日发电量10万千瓦时;杭州余杭锦江环保能源有限公司日吞垃圾200吨,日发电14万千瓦时。这意味着目前杭州每天3000多吨城市生活垃圾有一半被垃圾发电“吞吃”。据悉剩下的垃圾则全部拉到天子岭垃圾填埋场进行填埋,并通过填埋产生的沼气进行发电。填埋是目前全球垃圾处理的主要方式,传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋,让其自行发酵。在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气、易造成常规污染。请利用所学科学知识回答下列问题:
(1)垃圾焚烧发电时能量转化情况是:化学能→ → →电能。
(2)制沼气时离不开甲烷细菌,从同化作用看,它的代谢类型是 (填“自养”或“异养”),它与酵母菌在细胞结构上最大的区别是 。
(3)若垃圾焚烧发电时的总效率为,焚烧m吨垃圾发电w千瓦时,则生活垃圾的平均热值约为
。
(4)生活垃圾中含有大量的致病微生物,从传染病的角度来看,这些致病微生物属于 。
(5)从预防传染病的措施来看,处理城市生活垃圾属于 。
6.为改善老旧小区的宜居环境,浙江省全面推进城镇老旧小区改造惠民工程,改造内容部分如下:
(1)园林式生态小区建设。
①为建设成为园林式小区,工作人员种植了很多桂花树,小区内所有的桂花树称为 。
②为了提高移栽桂花树的成活率,请写出你的合理建议: 。(写出一点即可)
(2)污水零直排。
①为了除去污水中的不溶性杂质,常用的分离方法是 。
②利用臭氧的强氧化性,常用它进行污水的杀菌和消毒,其制取方法是在高压电极的作用下,将空气中的氧气转化为臭氧,该过程的变化属于 变化。
(3)积水治理。
①换大管道是积水治理最有效的方法,小科看到如图的路面钻机,该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞时的能量转化是 。
②路面钻机的内燃机是柴油机,其效率是30%,则完全燃烧60千克柴油做的有用功是 焦。(柴油的热值是3.3×107焦/千克)
7. 第 19 届亚运会于 2023年9月 23 日在杭州成功举办 第7题图
(1) 桂花是杭州市市花,如图是桂花的一种—银桂,阳光下银桂花瓣呈白色的原因是 。
A.花瓣发出了白色的光 B.花瓣反射了所有色光
C.花瓣吸收了所有色光 D.以上说法都不对
(2)杭州被称为“鱼米之乡,丝绸之府”。钱塘江的沿江两岸有大片的稻田,每年的夏季和秋季,稻田里的稻谷繁茂,一片绿色和金黄色的海洋。一片稻田中的所有水稻我们可以称为一个 (填“物种”、“种群”、“群落”、或“生态系统”), 我们食用的大米当中营养物质主要来自于稻谷的
(填种子结构)。桑叶是家蚕的食物,桑树的果实(桑葚) 是一种鲜果,由 发育而来的。
(3)杭州亚运会的场馆建设体现了“绿色、智能、节俭、文明”的理念,应用了大量新能源和新材料。本届亚运会最大规模的新建场馆是棒(垒)球体育中心,场馆顶部采用带二氧化钛(TiO2) 涂层的PTFE 膜覆盖,PTFE 工程塑料,又称聚四氯乙烯,是一种新型高分子聚合物,由于其具有耐高温、耐腐蚀、耐酸性强,轻盈柔性好等特点,被广泛应用于石油化工、机械电子、建筑等领域。运动员参赛期间,场馆的地面安全至关重要。亚运会组委会采用了石墨烯纳米防滑涂层来增加地面的防滑性。石墨烯是一种由单层碳原子以蜂窝状排列构成的二维碳材料,具有优异的机械强度和阻隔性,被广泛应用于新能源、涂料、化工新材料、电子信息等产业。上述新材料中,属于有机材料的是 (填“TiO2”、“PTFE 膜”或“石墨烯”)。
8.某校进行“传承红色基因”的实践活动.从丙村出发沿公路到丁村附近瞻仰烈士纪念碑.如图甲是活动区域等高线地形图,据图完成下列问题.
(1)由甲图可知,丁村位于丙村的 方向.
(2)行程中同学们发现路边立有一个凸面镜(如图乙),你认为凸面镜最大可能位于 点(选填“A”或“B”).
(3)活动后,同学们沿着山路登上青山.沿途大家发现山下的桃花已经盛开,但是山上同样的桃花却含苞待放,请你解释其主要原因 .
(4)登山运动时,身体会发生一系列的变化以适应不同强度的运动.下图是部分的生理调节过程.
由上图可知,在肌肉运动强度调节的过程中,人体参与的系统有 (写出两个).
(5)结合上图小明认为肾上腺素也参与了以上的调节,下列事实支持小明观点的有____(多选).
A.肾上腺素能刺激心血管系统,使心跳加快
B.肾上腺素使支气管扩张,增加肺部通气量
C.肾上腺素能提高注意力,对记忆的形成和巩固有重要作用
D.肾上腺素能抑制肠道蠕动和消化液的分泌,减少食欲
9.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会,杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。
(1)杭州亚运会场馆在建设过程中,尤其注重使用安全环保的绿色电力。这些绿电来自西部地区的光电和风电。其中光伏发电是将 转化为电能。
(2)吉祥物中的“莲莲”创意取自“接天莲叶无穷碧”,荷叶中的己烯醇(C6H12O)是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说,己烯醇属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中,碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(3)亚运吉祥物毛绒玩具,生产全程采用绿电,还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节,一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收,如果生产10万只玩具,减排后可以节约多少千克的氢氧化钠
10.二氧化碳是引起全球温室效应的主要气体我国政府承诺:中国将力争于2030年前实现CO2排放达到峰值,2060年前实现碳中和,即通过各种方式抵消排放CO2的量,重新实现碳平衡。请据图回答问题:
(1)图甲是自然界碳循环的示意图,由图可知,自然界中CO2的来源有 (填序号)。若把地球及其大气层作为一个整体来看,碳元素的总质量 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)有科学家预测“温室效应”会导致沿海低地被淹。如图乙所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应,当观察到 时,能证明二氧化碳的温室效应比空气大。
(3)过去的200年里,人类向大气层排放了数万亿吨二氧化碳,科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。图丙是一种模拟电化学实验装置,能模拟植物的光合作用,将水和二氧化碳转化为氧气和燃料丙醇(C3H8O),故称为“人工树叶”,写出“人工树叶”中主要的反应方程式 。
(4)为实现“碳达峰”“碳中和”目标,电动汽车和氢能源汽车将逐渐代替燃油汽车。某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时,获得的平均牵引力为,则行驶100km的路程消耗的氢气大约是 kg。(q氢气=1.4×108J/kg)
11.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,
其化学方程式为:4KO2 + 2H2O = 4KOH + 3O2↑制氧剂中其它成分不能生成氧气。
(1)人体的呼吸器官是肺,请写出人体内细胞呼吸作用的文字表达式 。因此,设计化学氧自救呼吸器时,可以通过人体呼出气体中水蒸气含量来确定制氧剂的用量。
(2)小科查阅资料知道,水深每增加100米,就会增加10倍于标准大气的压力.若潜水艇潜到水下50m的深度,此时它所承受的压力至少为 牛(设潜水艇表面积为100m2,海水密度为1.0×103kg/m3)。
(3)经研究小科还发现KO2不仅能与水反应生成氧气,而且还能与二氧化碳反应,其化学方程式为: 4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2↑。于是他认为可将作为深海潜水庭内的制氧剂,请写出若用其作制氧剂的优点 。
(4)最后小科设计了如图甲、乙两种化学氧自救呼吸器,其内部气体路径如图所示。你认为哪种方案更合理?说明理由: 。
12.研习小组为提高苗木种植成活率、移栽大质量苗木效率开展探究实践活动。
(1)配制生根液,适宜浓度的生根液能促进植株根系生长,提高苗木种植成活率。现依据“××生根液说明书”稀释一包生根液,需要加水多少千克?
××生根液说明书
规格 使用方法
1.发量:0.25千克/包 2.生成液含有物质的浓度为1.2% 1.稀释后使用 2.稀释要求:加适量水使生成液的物质浓度为0.012%
(2)移栽大质量苗木,大质量苗木移栽困难,往往采用如图甲所示的三人共抬法,杠杆模型如图乙所示。假设杠杆AB和CD的质量不计,AB的中点为P,PC为轻绳,在杠杆CD上的Q点用轻绳悬挂重物,物重2100N,三人分别在A、B、D处用竖直向上的力抬杠杆。两根杠杆均处于水平位置静止,轻绳均竖直,AP=BP=DQ=2m,CQ=lm。求:A处人对杠杆竖直向上的作用力F是多少牛?
(3)原理探究,移栽苗木时,常采用以下保障措施:
①起苗时,带上一个大土球(如图丙),带土移栽可以保护植物根部的 和土壤微生物环境,并可减少移栽后的缓苗期:
②剪去大部分枝叶,此措施可以减弱树的 作用,减少水分散失;留下少部分枝叶使树能进行光合作用制造有机物:
③种植时,大树根部会插入几根PVC管(如图丁),请解释该措施能提高大树移植成活率的原因:
13.如图一为绍兴柯桥羊山攀岩中心—亚运会攀岩项目比赛场馆。
(1)整个攀岩中心外形像一个“蚕茧”,建筑外体采用了国际先进的UHPC超高性能混凝土材料,请你说说这种材料具有 性能;
(2)图二中火炬“薪火”以天然圣火与智能技术为双核支撑,主体部分采用1070铝合金旋压成型工艺,主体部分属于 材料。燃料采用生物质燃气,主要包括CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2和O2。其中 气体属于有机物;
(3)运动员的食谱一般以高蛋白的食物为主,蛋白质通过消化系统的消化,最终以a的形式被吸收而进入血液循环,如图三所示,则a物质是 。攀岩时,运动员的呼吸频率会加快,b气体进入血液循环后,最先到达心脏的 (选填图三中的“A”、“B”、“C”或“D”);
(4)比赛过程中,其中一位攀岩者质量为60kg,登上高为9m的峭壁,在此过程中这位攀岩者克服自身重力至少做了多少功;(g取10N/kg)
(5)攀岩过程中,当体重为600N的攀岩者手抓峭壁上的岩点,静止在峭壁上,如图四所示。手臂与身体刚好垂直,身体与峭壁的夹角为30°,O点为支点,A点为人的重心,攀岩者身高为1.6米,AO长为1米,肩膀B到重心的距离为40厘米,请在答题卷上画出动力方向, ▲ 并计算动力的大小。(保留整数)
14.在学校生态种植园,同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
(1)挖地:用挖入土壤的锄头翻起土块时(如图甲),锄头属于 杠杆,在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。 ▲
(2)种植:如图乙,种苗基地的菜苗带土出售,是为了减少对菜苗 (填器官名称)的损伤,提高移栽成活率。
(3)管理:①在种植时节,常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面(如图丙),使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化,达到早熟、高产的效果。请综合所学知识,结合地膜的作用,围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个,解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。
从“气”的角度答题示例: 地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤,防止土壤板结,提高土壤的透气性,有利于作物根的呼吸作用,促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥,需尿素多少千克?
(4)收获: ……
15.我国政府向世界宣布争取到2060年实现“碳中和”以应对全球气候变化。积极开发太阳能、风能等新能源替代传统的化石能源尤为重要。
(1)材料一:人们在靠近海的河口或海湾深处建挡海大坝,在大坝中间装上水轮发电机,涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电,如右图所示;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电。
发电机是应用 原理发电的。
(2)材料二:硅(Si)是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的无机非金属材料。工业上利用石英沙(主要成分为二氧化硅)生产高纯硅的流程示意图如下:
整个制备过程必须达到无水无氧,若在高温下,用H2还原SiHCl3过程中混入O2,可能引起的后果是 。
(3)为了达到绿色化学和资源综合利用的目的,上述生产流程中可以循环使用的物质有 。
(4)生产高纯硅前需要对普通石英砂【含有少量的(CaCO3和Fe2O3)】进行提纯,其中酸洗(用盐酸)和水洗是两个重要的步骤。请写出酸洗步骤中的一个化学反应方程式: ;
16.氢能是一种清洁高效的能源,促进制氢技术发展和氢能利用,是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料,回答问题:
材料1:如图所示为我国科学家研发的循环制氢和贮存氢气的新工艺。
材料2:为了促进氢能利用,科学家设计了如图所示的人工光合作用系统,模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。
(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是 。“贮存氢气”中通入氩气作为保护气,体现了氩气的 (选填“化学性质”或“物理性质”)稳定,“贮存氢气”中发生反应的化学方程式为 。
(2)完全燃烧1kg氢气释放的热量为,用这些能量驱动一辆重为1.4t的氢能源汽车行驶,汽车受到的阻力为车重的0.2倍,这辆汽车最远可以行驶 m。(不考虑能量的损失)
(3)人工光合作用系统模拟了植物细胞中 的作用,气泵模拟叶片上的 ,作为气体进出的门户。该系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,其糖类的积累量
(选填“高于”、“低于”或“等于”)绿色植物。
17.在“同呼吸,共奋斗”的公民行为准则下,我国大气污染防治产生了初步成效。在生态环境部公布的2023年月全国环境空气质量状况中,全国城市平均空气质量优良天数比例为85.5%,同期上升3.5个百分点。空气质量指数是用来表示空气污染程度的简单指标,目前计入空气污染物指数的污染物有:二氧化疏、氮氧化物、颗粒物、臭氧和一氧化碳等。
空气污染指数 空气质量指数级别 空气质量指数类别
Ⅰ 优
Ⅱ 良
Ⅲ 轻度污染
Ⅳ 中度污染
Ⅴ 重度污染
Ⅵ 严重污染
(1)杭州某日的空气污染指数为109,根据表格可以判断当天的空气质量状况是 。
(2)PM2.5是粒径在2.5微米以下的细颗粒物,可以进入支气管,干扰肺部气体交换,引发哮喘、支气管炎等。这些颗粒甚至可以进入血液,引发心血管疾病,属于 (选填“传染性”或“非传染性”)疾病。
(3)大气中二氧化硫、氮氧化物增多是造成 的主要原因,写出使用精密试纸(精度能达到0.1)测量雨水酸碱度的操作。
(4)利用科技手段能有效减少汽车尾气污染,如图所示是某种汽车尾气处理装置中发生化学反应的微观示意图,请写出发生反应的化学方程式: 。有人认为,电动汽车对环境的污染和燃油车相比可以忽略不计!你是否支持这种观点,请说出理由: 。
18.心脏骤停威胁人的生命,室颤是其中的一个诱因。室颤是指心室壁的心肌快速而微弱的收缩或不协调的快速颤动。及时除颤对挽救生命极其重要,除颤越早,救助成功率越高,所以有急救“黄金四分钟”的说法。如果能正确使用AED(自动体外心脏除颤仪)并结合心肺复苏术,可以极大提高患者的生存率。
(1)如图是人体心脏工作示意图,当处于0~0.1秒时,心脏的血液流动状况正确的是 ;
(2)AED可以自动识别心脏异常心率,并给予电击除颤。使用时,AED电容器内存贮200J的电能会在0.002秒的时间内释放,并在AED的两极形成5000V的电压。请计算说明通过胸腔的电流大小;
(3)急救操作和使用AED的流程如下图所示,下列说法正确的是
A.AED的电极片一个粘贴在患者右上锁骨下,另一个粘贴在左乳外侧靠下是为了让脉冲电流作用于心脏,消除心率失常
B.如果我们能够熟练使用AED,发现有人昏厥,心跳停止,我们可以自行救助,不需要拨打120
C.为尽量早地除颤,使用AED时,粘好电极后,立刻按下电击键进行除颤
D.除颤时,为了防止电极脱落,影响除颤效果,我们可以用手按住电极进行除颤
E.使用AED后,患者没有恢复心跳,要继续进行心肺复苏,直至医护人员到达
(4)若AED不能除颤成功,通常用一种被称为“血泵”的体外装置来代替心脏,以维持血液循环。其简化示意图如下,线圈固定在软铁杆上,两者组成一个电磁铁,活塞筒在阀门S1、S2处与血管相连。要使该装置能维持人体血液循环,线圈a、b间所接电源应为 。(选填“直流电”或“交流电”)
19.海洋作为人类重要的资源宝库,不仅可以提供丰富的自然资源,还可以通过科技手段推动再生资源的开发和利用。
(1)渔业资源丰富,盛产小黄鱼、鲳鱼、梭子蟹、乌贼等多种海洋生物。海洋生物中富含蛋白质,还含有脂肪、无机盐和维生素等营养物质。上述营养物质中在消化道内不需要消化能直接被吸收的是 ;用来细胞生长及组织修复的主要原料的是 。
(2)海水淡化是综合利用海洋资源的重要产业。专家介绍,海水淡化使用了反渗透膜淡化技术,其工作原理装置如图所示。海水通过反渗透膜,允许水分子透过,阻止盐类透过。采用该装置淡化海水,可分别获得浓盐水和淡水。
①分离出的浓盐水是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
②某工厂淡化海水后得到的浓盐水和淡水中盐类物质含量如表(微量盐类忽略不计)。国家规定居民生活用水中盐类物质总含量≤500毫克·升-1,计算并推断所得淡水中盐类总含量 (选填“达到”或“未达到”)生活用水的标准;该工厂一套淡化装置每小时产生浓盐水300升,其中含有NaCl 千克。
盐类(含量/g·L-1) 水样 氯化钠 氯化镁 硫酸镁 硫酸钙
淡水 0.17 0.012 4.8×10-1 8.5×10-1
浓盐水 45.0 3.6 3.3 0.14
(3)盐化工是我国重要海洋产业。晾晒海水所得到的粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、Na2SO4),如图是某科学小组在实验室对粗盐样品进行除杂提纯的过程。
①加适量盐酸的目的是 。
②用pH试纸检验溶液丙是否呈中性的操作是 。
(4)利用海洋潮汐发电前景广阔。
①海洋潮汐发电是利用了海水的 能。
②小敏家两次电能表显示如图,他家这30天的用电量为 千瓦时。某潮汐发电站发电机日平均发电量44万千瓦时,它最多可供 万户类似小敏家庭的日用电。(结果保留整数)
20.2021年,马延和研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。绿色植物通过光合作用制造淀粉涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控;而马延和团队的人工合成淀粉技术只需11步,其技术路线如图所示;绿色植物(以玉米为例)光合作用和使用马延和团队的人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。回答问题:
玉米淀粉 人工合成淀粉
能量转化效率 2% 7%
生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产
生产周期 4-6个月 1-2天
占地面积 5亩地 1米3反应器
(1)马延和团队的人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段:
阶段1:从x能→电能→氢能→甲醇
阶段2:以甲醇为原料通过“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。
据图分析,在阶段1中,x能为 能,利用氢能合成甲醇的反应物为 ;在阶段2中,Cy为甘油酮(C3H4O3),则y的值为 (填写数字)。
(2)马延和团队的人工合成淀粉过程与绿色植物光合作用过程均需多种 作为催化剂。淀粉属于糖类物质,对人体的重要作用是 。
(3)马延和团队的人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段,但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。据表分析,该技术相较于传统农业,在解决粮食危机问题上的优势是 。(写出1点)
(4)实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,需要人人参与。作为中学生,我们可以 (请至少写出一点)
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【决胜中考·临门一脚】2024浙江中考科学考前冲刺
06 科学综合性问题
1.幽门螺杆菌是胃内常见的细菌,绝大多数胃癌的发生都与其有关,其检查方法有许多种。
(1)14C呼气试验是一种无创检查。被试者服下14C标记后的尿素[14CO(NH2)2]胶囊,若体内有幽门螺杆菌,它会产生尿素酶,可以分解胃内尿素生成NH3和14CO2。一段时间后,收集被试者呼出的气体并分析,即可判断其是否感染幽门螺杆菌。
①尿素酶只能分解胃内尿素,不能分解胃内蛋白质,因为酶具有 性。
②求这种尿素[14CO(NH2)2]中碳元素的质量分数 。(保留到0.1%)
(2)除此之外,还可以通过镜检直接检查有无感染。如图箭头所指的细长或弯曲成螺旋状的杆状物,就是胃镜标本中的幽门螺杆菌。细菌个体极其微小,需要在高倍镜下才能观察到。将如图甲圈内的视野调整为图乙,所做的正确操作顺序是 。
①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋 ③转动物镜转换器 ④向左移动装片 ⑤向右移动装片
【答案】 专一 22.6% ⑤③②
【详解】(1)①尿素酶只能分解胃内尿素,不能分解胃内蛋白质,这是因为酶具有专一性;
②尿素[14CO(NH2)2]中碳元素的质量分数为:;
(2)将如图甲圈内的视野调整为图乙,是要观察更微小的细菌,所以先向右移动装片,再转动物镜转换器,最后转动细准焦螺旋才能完成,故填⑤③②。
2.现代人类属于“智人”,起源于20万年前的非洲,目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类,为何会在短时间内数量急剧增长?
(1)人类社会经历“石器时代”“青铜器时代”和“铁器时代”,可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料,与石器相比,优点有 。(写出1点即可)
(2)依靠科学的力量,不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明,提高了能量的使用效率,使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时,能量的转化过程为 。
(3)当然随着人口的急剧增长,也带来了传染病的流行,人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”,但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万,下表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据,据此有人认为,疫苗接种人数越多,患新冠的比例越高!你是否支持这种观点 ,请说出理由 。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
【答案】 良好的延展性 化学能→内能→机械能 不支持 病毒具有变异快的特点,疫苗具有特异性,故存在保护差异
【分析】(1)金属具有良好的导电性、导热性和延展性;
(2)蒸汽机工作时燃料燃烧,将化学能转化为内能,水吸收热能,推动机器转动,将内能(热能)转化为机械能;
(3)注射疫苗,在免疫学角度疫苗属于抗原,会刺激机体产生抗体,属于特异性免疫
【详解】(1)铜是最先正式使用的金属材料,与石器相比,优点有良好的延展性。
(2)蒸汽机工作时燃料燃烧,将化学能转化为内能,水吸收热能,推动机器转动,将内能(热能)转化为机械能;,故能量的转化过程为:化学能→内能→机械能。
(3)不支持,新冠病毒变异快,而疫苗具有特异性,存在保护差异。
3.2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器在海南文昌发射升空:53天后“嫦娥六号”返回器携带月球样品等着陆地球。
(1)月球车登陆在月球能否使用降落伞辅助降落,请说明理由 。
(2)“嫦娥六号”返回器携带月球土壤样品回到地球,与地球土壤相比,月壤不含____(选填字母)。
A.空气 B.水分 C.矿物颗粒 D.腐殖质
(3)月壤中有丰富的可作核聚变燃料的,如图为发生的一种核聚变示意图。
①②③④⑤所示的微粒中,共有 种元素的原子。
(4)软着陆月球分为主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等降落过程,主减速段将使用发动机反推减速,此时嫦娥三号发动机推力 (“”或“”或“”)所受重力。
【答案】(1)在月球不可使用降落伞辅助降落,因为月球表面没有空气,不受阻力作用
(2)A;B;D
(3)2
(4)
【知识点】力与运动的关系;元素的概念
【解析】【分析】(1)降落伞是利用空气的阻力达到减速的目的,结合月球上没有空气分析解答;
(2)根据月球和地球环境的不同分析判断;
(3)元素的本质区别就是质子数不同;
(4)当物体受到的合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当物体受到的合力方向与运动方向相反时,物体做减速运动,据此分析解答。
【解答】(1)月球车登陆在月球能否使用降落伞辅助降落,理由是:在月球不可使用降落伞辅助降落,因为月球表面没有空气,不受阻力作用。
(2)月球上没有空气和水,也没有动植物,因此没有腐殖质,但是存在岩石,那么存在矿物颗粒,故选ABD。
(3)根据图片可知,图片中只有两种质子数不同的原子,即质子数为2和质子数为1,因此共有2种元素的原子;
(4) 主减速段将使用发动机反推减速,即此时合力方向与运动方向相反,即合力方向向上,那么此时嫦娥三号发动机推力>重力。
4.2022年杭州亚运会的场馆建设体现了“绿色、智能、节俭、文明”的理念。
(1)亚运场馆将实现光伏全覆盖,当阳光照射到光电半导体上,光能将转化成 ,使电器工作。预计亚运期间光伏发电量将达到4000万kW·h,相当于减少焦炭燃烧 吨释放的能量。(已知焦炭的热值q=3.0×107J/kg);
(2)亚运城餐厅的餐具采用微生物降解材料生产,自然界某些微生物通过呼吸作用,可将该材料分解成CO2和H2O。以下生产微生物呼吸作用类型与上述不相同的是 。(填序号,可多选);
①鲜奶中添加乳酸菌后制作酸奶②葡萄中添加酵母菌后酿葡萄酒
(3)为迎接2022年亚运会的召开,倾力打造绿色城市,大力植绿、造绿。园林工人为使灌木围城的绿篱长得茂密、整齐,需要对篱笆的顶芽进行定期修剪,其目的是 。
(4)比赛期间,场馆内产生的垃圾需分类投放,以下垃圾可以和废弃矿泉水瓶投放在一起的是 (选填“纸盒”、“铝合金衣架”、“鱼骨头”)。
【答案】 电能 4800 ①② 去除顶端优势,促进侧芽生长 纸盒、铝合金衣架
【分析】(1)根据能量转化方式进行分析;根据公式Q=W和Q=mq计算焦炭的质量m。
(2)①利用乳酸菌不彻底分解牛奶中的葡萄糖作为乳酸,再释放少量能量进行发酵;②利用酵母菌的无氧呼吸,然后在无氧的条件下还原为酒精和二氧化碳。
(3)根据是否有新物质生成判断变化的种类。
(4)废弃矿泉水瓶、餐巾纸、铝合金易拉罐都属于可回收垃圾。
【详解】(1) 亚运场馆将实现光伏全覆盖,当阳光照射到光电半导体上,光能将转化成电能,使电器工作。预计亚运期间光伏发电量将达到4000万kW·h,相当于减少焦炭燃烧的质量为4800吨释放的能量,m=Q/q=40000000×3.6×105J/ 3.0×107J/kg =4800000kg=4800吨。
(2)自然界某些微生物通过呼吸作用,可将该材料分解成CO2和H2O属于有氧呼吸,所以生物呼吸作用类型与上述不相同的是①②,①②属于微生物的无氧呼吸。
(3)顶端优势是指顶芽的优先生长会抑制侧芽的生长,所以园林工人为使灌木围城的绿篱长得茂密、整齐,需要对篱笆的顶芽进行定期修剪,其目的是去除顶端优势,促进侧芽生长。
(4)废弃的矿泉水瓶属于可回收的垃圾,所以可以和他放一起的是纸盒和铝合金衣架。
5.目前杭州垃圾发电有三张“大嘴”,杭州锦江环保能源有限公司“胃口”最大。可日吞800吨垃圾,日发电43万千瓦时;杭州生活垃圾焚烧发电厂潜力最大,现在日吞垃圾600吨,日发电量10万千瓦时;杭州余杭锦江环保能源有限公司日吞垃圾200吨,日发电14万千瓦时。这意味着目前杭州每天3000多吨城市生活垃圾有一半被垃圾发电“吞吃”。据悉剩下的垃圾则全部拉到天子岭垃圾填埋场进行填埋,并通过填埋产生的沼气进行发电。填埋是目前全球垃圾处理的主要方式,传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋,让其自行发酵。在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气、易造成常规污染。请利用所学科学知识回答下列问题:
(1)垃圾焚烧发电时能量转化情况是:化学能→ → →电能。
(2)制沼气时离不开甲烷细菌,从同化作用看,它的代谢类型是 (填“自养”或“异养”),它与酵母菌在细胞结构上最大的区别是 。
(3)若垃圾焚烧发电时的总效率为,焚烧m吨垃圾发电w千瓦时,则生活垃圾的平均热值约为 。
(4)生活垃圾中含有大量的致病微生物,从传染病的角度来看,这些致病微生物属于 。
(5)从预防传染病的措施来看,处理城市生活垃圾属于 。
【答案】 内能 机械能 自养 甲烷细菌无成型细胞核,酵母菌有成型细胞核 传染源 切断传播途径
【分析】传染病若能流行起来必须具备传染源、传播途径、易感人群三个环节,预防传染病的措施有:控制传染源、切断传播途径和保护易感人群。
【详解】(1)垃圾燃烧使化学能转化为内能,推动发电机转动,内能转化为机械能,发电机工作将机械能转化为电能。
(2)甲烷菌属于厌氧菌能利用有机物在无氧情况下产生沼气,从同化作用看,它的代谢类型是自养型;甲烷细菌是细菌,酵母菌是真菌,两者的区别是细菌和真菌的区别,所以甲烷细菌无成型细胞核,酵母菌有成型细胞核。
(3)根据题意知道,发电总量为wkW·h即3.6×106wJ,由于总效率为η,所以,垃圾焚烧释放出的总能量是:,生活垃圾的平均燃烧值约为
(4)传染病若能流行起来必须具备传染源、传播途径、易感人群三个环节,生活垃圾中含有大量的致病微生物,传染源是指能够散播病原体的人或动物,这些致病微生物属于传染源。
(5)预防传染病的措施有:控制传染源、切断传播途径和保护易感人群;处理城市生活垃圾是防止通过生活垃圾使致病微生物感染人群,所以属于切断传播途径的方式来预防传染病。
6.为改善老旧小区的宜居环境,浙江省全面推进城镇老旧小区改造惠民工程,改造内容部分如下:
(1)园林式生态小区建设。
①为建设成为园林式小区,工作人员种植了很多桂花树,小区内所有的桂花树称为 。
②为了提高移栽桂花树的成活率,请写出你的合理建议: 。(写出一点即可)
(2)污水零直排。
①为了除去污水中的不溶性杂质,常用的分离方法是 。
②利用臭氧的强氧化性,常用它进行污水的杀菌和消毒,其制取方法是在高压电极的作用下,将空气中的氧气转化为臭氧,该过程的变化属于 变化。
(3)积水治理。
①换大管道是积水治理最有效的方法,小科看到如图的路面钻机,该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞时的能量转化是 。
②路面钻机的内燃机是柴油机,其效率是30%,则完全燃烧60千克柴油做的有用功是 焦。(柴油的热值是3.3×107焦/千克)
【答案】 种群 带土移植/保留少量叶片(合理即可) 过滤 化学 内能转化为机械能 5.91×108
【详解】(1)①生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。公园内所有的桂花树属于种群;
②为了提高移栽树木的成活率,应带土坨移栽,保护幼根和根毛;去掉部分枝叶,降低植物的蒸腾作用,提高成活率;
(2)①除去水中不溶性的杂质常用的方法是过滤;
②臭氧转化为氧气过程中有新物质生成,属于化学变化;
(3)①路面钻机,该机械压缩气体时,机械能转化为内能,推动活塞将钻头打入路面是气体膨胀对钻头做功,内能转化为机械能;
②60千克柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=60kg×3.3×107J/kg=1.98×109J;
由η=得:W有=ηQ=30%×1.98×109J=5.91×108J。
7. 第 19 届亚运会于 2023年9月 23 日在杭州成功举办
(1) 桂花是杭州市市花,如图是桂花的一种—银桂,阳光下银桂花瓣呈白色的原因是 。
A.花瓣发出了白色的光 B.花瓣反射了所有色光
C. 花瓣吸收了所有色光 D.以上说法都不对
(2)杭州被称为“鱼米之乡,丝绸之府”。钱塘江的沿江两岸有大片的稻田,每年的夏季和秋季,稻田里的稻谷繁茂,一片绿色和金黄色的海洋。一片稻田中的所有水稻我们可以称为一个 (填“物种”、“种群”、“群落”、或“生态系统”), 我们食用的大米当中营养物质主要来自于稻谷的 (填种子结构)。桑叶是家蚕的食物,桑树的果实(桑葚) 是一种鲜果,由 发育而来的
(3)杭州亚运会的场馆建设体现了“绿色、智能、节俭、文明”的理念,应用了大量新能源和新材料。本届亚运会最大规模的新建场馆是棒(垒)球体育中心,场馆顶部采用带二氧化钛(TiO2) 涂层的PTFE 膜覆盖,PTFE 工程塑料,又称聚四氯乙烯,是一种新型高分子聚合物,由于其具有耐高温、耐腐蚀、耐酸性强,轻盈柔性好等特点,被广泛应用于石油化工、机械电子、建筑等领域。运动员参赛期间,场馆的地面安全至关重要。亚运会组委会采用了石墨烯纳米防滑涂层来增加地面的防滑性。石墨烯是一种由单层碳原子以蜂窝状排列构成的二维碳材料,具有优异的机械强度和阻隔性,被广泛应用于新能源、涂料、化工新材料、电子信息等产业。上述新材料中,属于有机材料的是 (填“TiO2”、“PTFE 膜”或“石墨烯”)。
【答案】 B 种群 胚乳 子房 PTFE 膜
【分析】不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的;透明物体的颜色是由透过的色光决定的。
【详解】(1)太阳光是由七色光组成的,在阳光下银桂花瓣呈白色的原因是银桂花瓣能反射各种色光,故ACD错误、B正确。
故选B。
(2)种群指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体;在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫群落,一片稻田中的所有水稻我们可以称为一个种群。大米由水稻加工而成,水稻种子由种皮、胚、胚乳组成,胚乳是储存营养物质的结构,我们食用的大米当中营养物质主要来自于稻谷的胚乳。桑树的果实由子房发育而成。
(3)有机材料是指碳氢化合物,包括塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等领域,可部分取代金属、非金属材料。无机材料是指矿物类原料制造而成,如陶瓷、水泥等。二氧化钛(TiO2)不含有碳元素,不属于有机物;PTFE 膜属于有机物;石墨烯为碳的一种单质,属于无机物。
8.某校进行“传承红色基因”的实践活动.从丙村出发沿公路到丁村附近瞻仰烈士纪念碑.如图甲是活动区域等高线地形图,据图完成下列问题.
(1)由甲图可知,丁村位于丙村的 方向.
(2)行程中同学们发现路边立有一个凸面镜(如图乙),你认为凸面镜最大可能位于 点(选填“A”或“B”).
(3)活动后,同学们沿着山路登上青山.沿途大家发现山下的桃花已经盛开,但是山上同样的桃花却含苞待放,请你解释其主要原因 .
(4)登山运动时,身体会发生一系列的变化以适应不同强度的运动.下图是部分的生理调节过程.
由上图可知,在肌肉运动强度调节的过程中,人体参与的系统有 (写出两个).
(5)结合上图小明认为肾上腺素也参与了以上的调节,下列事实支持小明观点的有____(多选).
A.肾上腺素能刺激心血管系统,使心跳加快
B.肾上腺素使支气管扩张,增加肺部通气量
C.肾上腺素能提高注意力,对记忆的形成和巩固有重要作用
D.肾上腺素能抑制肠道蠕动和消化液的分泌,减少食欲
【答案】(1)东北
(2)A
(3)山上海拔高气温低,桃花开花时间较晚
(4)神经系统、循环系统、呼吸、内分泌系统(写两个)
(5)A;B
【知识点】内分泌腺和激素;神经系统的组成及其功能;凸面镜和凹面镜;常见地图与地图符号、注记、方向
【解析】【分析】(1)“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开",表明环境影响生物的生长开花等,海拔每升高1千米气温下降6"C左右,因此山上的温度比山下低,山上的桃花比山下的开的晚,才有了“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的自然现象,造成这一差异的环境因素是温度。
(2)人体系统的功能是:
运动系统:运动、支持和保护;
循环系统:运输体内物质;
消化系统:消化食物和吸收营养物质;
呼吸系统:吸入氧和呼出二氧化碳;
泌尿系统:形成尿液,排出体内代谢废物;
神经系统:调节人体的生理活动;
内分泌系统:分泌激素,通过激素,调节人体的生理活动。
【解答】(1)地图上的方向是上北下南,左西右东。 由甲图可知, 丁村位于丙村的东北方向。
(2)从图中可知,A地公路急转弯,视线不佳,容易发生交通事故,需要在A处设置凸透镜,便于观察对向车辆,减少交通事故,而B地公路较平直,无须用凸透镜。
(3)因为山上海拔高,气温低,海拔每上升100米,气温约下降0.6℃ ,所以同学们发现山下的桃花已经盛开,但是山上的桃花却含苞待放。
(4) ①由图可知,在肌肉运动强度调节的过程中,人体参与的系统有神经系统、循环系统、内分泌系统等。
(5) 小明认为肾上腺素也参与了以上的调节,结合图示信息可知,能够支持小明观点的有肾上腺素能刺激心血管系统,使心跳加快,肾上腺素使支气管扩张,增加肺部通气量。
故答案为:AB。
9.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会,杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。
(1)杭州亚运会场馆在建设过程中,尤其注重使用安全环保的绿色电力。这些绿电来自西部地区的光电和风电。其中光伏发电是将 转化为电能。
(2)吉祥物中的“莲莲”创意取自“接天莲叶无穷碧”,荷叶中的己烯醇(C6H12O)是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说,己烯醇属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中,碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(3)亚运吉祥物毛绒玩具,生产全程采用绿电,还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节,一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收,如果生产10万只玩具,减排后可以节约多少千克的氢氧化钠 ( )
【答案】 太阳能/光能 有机化合物 6:1 设减排后可以节约氢氧化钠的质量为x,
x=
【详解】(1)光伏发电是将太阳能转化为电能;
(2)从物质分类的角度来说,己烯醇中含有碳元素,属于有机物;在己烯醇中,碳、氢元素的质量之比为72:12=6:1;
(3)见答案。
10.二氧化碳是引起全球温室效应的主要气体我国政府承诺:中国将力争于2030年前实现排放达到峰值,2060年前实现碳中和,即通过各种方式抵消排放的量,重新实现碳平衡。请据图回答问题:
(1)图甲是自然界碳循环的示意图,由图可知,自然界中的来源有 (填序号)。若把地球及其大气层作为一个整体来看,碳元素的总质量 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)有科学家预测“温室效应”会导致沿海低地被淹。如图乙所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应,当观察到 时,能证明二氧化碳的温室效应比空气大。
(3)过去的200年里,人类向大气层排放了数万亿吨二氧化碳,科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。图丙是一种模拟电化学实验装置,能模拟植物的光合作用,将水和二氧化碳转化为氧气和燃料丙醇(),故称为“人工树叶”,写出“人工树叶”中主要的反应方程式 。
(4)为实现“碳达峰”“碳中和”目标,电动汽车和氢能源汽车将逐渐代替燃油汽车。某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时,获得的平均牵引力为,则行驶100km的路程消耗的氢气大约是 kg。()
【答案】 ①③⑥ 不变 水柱左移 6CO2+8H2O2C3H8O+9O2 1
【详解】(1)由图可知,自然界中CO2的来源有①③⑥;地球上有碳循环,地球上大气层中的碳总量维持在一个相对稳定的水平上,生命才得以延续至今。故把地球及其大气层作为一个整体来看,碳元素的总质量不变;
(2)如图乙所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应,当观察到水柱左移时,就能证明二氧化碳的温室效应比空气大;
(3)模拟植物的光合作用,将水和二氧化碳转化为氧气和燃料丙醇(C3H8O),“人工树叶”中主要的反应方程式为:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2;
(4)以氢气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时,获得的平均牵引力为8.4×102N,则行驶100km的路程牵引力做的功W=FS=8.4×102N×100000m=8.4×107J;m氢=;所以行驶100km的路程消耗的氢气大约是1kg。
11.“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾,产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为:制氧剂中其它成分不能生成氧气。
(1)人体的呼吸器官是肺,请写出人体内细胞呼吸作用的文字表达式 。因此,设计化学氧自救呼吸器时,可以通过人体呼出气体中水蒸气含量来确定制氧剂的用量。
(2)小科查阅资料知道,水深每增加100米,就会增加10倍于标准大气的压力.若潜水艇潜到水下50m的深度,此时它所承受的压力至少为 牛(设潜水艇表面积为,海水密度为)。
(3)经研究小科还发现不仅能与水反应生成氧气,而且还能与二氧化碳反应,其化学方程式为:。于是他认为可将作为深海潜水庭内的制氧剂,请写出若用其作制氧剂的优点 。
(4)最后小科设计了如图甲、乙两种化学氧自救呼吸器,其内部气体路径如图所示。你认为哪种方案更合理?说明理由: 。
【答案】 葡萄糖+氧气水+二氧化碳 4.9×107N 有效利用呼吸作用产生的二氧化碳;常温下反应节约能源 甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高
【详解】(1)人体内细胞呼吸作用发生的反应是葡萄糖与氧气在酶的催化作用下生成水和二氧化碳,反应的文字表达式:葡萄糖+氧气水+二氧化碳;
(2)潜水员潜到水下50m的深度时受到的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×50m=4.9×105Pa,
由可得,此时潜艇所承受的压力: F=pS=4.9×105Pa×100m2=4.9×107N;
(3)由KO2与二氧化碳反应的化学方程式可以得知,KO2作为深海潜水艇内的制氧剂,可以把呼吸作用产生的二氧化碳有效利用,在常温下反应不需加热,节约能源;
(4)甲中制氧剂在中间,乙中制氧剂在最下面,甲的方案更合理,因为水汽能快速与制氧剂接触,且吸气或呼气时水汽都有机会与制氧剂反应,水汽的利用率高。
12.研习小组为提高苗木种植成活率、移栽大质量苗木效率开展探究实践活动。
(1)配制生根液,适宜浓度的生根液能促进植株根系生长,提高苗木种植成活率。现依据“××生根液说明书”稀释一包生根液,需要加水多少千克?
××生根液说明书
规格 使用方法
1.发量:0.25千克/包 2.生成液含有物质的浓度为1.2% 1.稀释后使用 2.稀释要求:加适量水使生成液的物质浓度为0.012%
(2)移栽大质量苗木,大质量苗木移栽困难,往往采用如图甲所示的三人共抬法,杠杆模型如图乙所示。假设杠杆AB和CD的质量不计,AB的中点为P,PC为轻绳,在杠杆CD上的Q点用轻绳悬挂重物,物重2100N,三人分别在A、B、D处用竖直向上的力抬杠杆。两根杠杆均处于水平位置静止,轻绳均竖直,AP=BP=DQ=2m,CQ=lm。求:A处人对杠杆竖直向上的作用力F是多少牛?
(3)原理探究,移栽苗木时,常采用以下保障措施:
①起苗时,带上一个大土球(如图丙),带土移栽可以保护植物根部的 和土壤微生物环境,并可减少移栽后的缓苗期:
②剪去大部分枝叶,此措施可以减弱树的 作用,减少水分散失;留下少部分枝叶使树能进行光合作用制造有机物:
③种植时,大树根部会插入几根PVC管(如图丁),请解释该措施能提高大树移植成活率的原因:
【答案】 24.75 对杠杆CD,以D为支点则有:
FC×LCD=G×LDQ
即FC×(2m+1m)=2100N×2m
解方程得FC=1400N;
对杠杆AB,静止时可将B作为支点,根据杠杆平衡条件得:
FA×LAB=FC×LBP
即FA×(2m+2m)=1400N×2m
解得FA=700N 根毛 蒸腾 促进根的呼吸作用
【详解】(1)设需要水的质量为x,则:
0.25kg×1.2%=(0.25kg+x)×0.012%
解得:x=24.75kg;
(2)见答案;
(3)①移栽植物时,往往会造成幼根和根毛受损,而使植物吸水的功能大大下降,造成植物萎蔫或死亡。因此,移栽植物时,植物根部需要带大块的土坨,目的是减少幼根与根毛的损伤,保护根毛和幼根,提高根的吸水能力,有利于移栽植物的成活;
②蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸气的形式散失到大气中的过程。剪去大部分枝叶、盖上防晒网,能大大减弱树木的蒸腾作用,以减少水分散失,提高树木成活率;
③移栽时用几根打孔的大塑料管通往根部,让根部更加通风透气,有利于根细胞进行呼吸作用。
13.如图一为绍兴柯桥羊山攀岩中心—亚运会攀岩项目比赛场馆。
(1)整个攀岩中心外形像一个“蚕茧”,建筑外体采用了国际先进的UHPC超高性能混凝土材料,请你说说这种材料具有 性能;
(2)图二中火炬“薪火”以天然圣火与智能技术为双核支撑,主体部分采用1070铝合金旋压成型工艺,主体部分属于 材料。燃料采用生物质燃气,主要包括CO、、、、、和。其中 气体属于有机物;
(3)运动员的食谱一般以高蛋白的食物为主,蛋白质通过消化系统的消化,最终以a的形式被吸收而进入血液循环,如图三所示,则a物质是 。攀岩时,运动员的呼吸频率会加快,b气体进入血液循环后,最先到达心脏的 (选填图三中的“A”、“B”、“C”或“D”);
(4)比赛过程中,其中一位攀岩者质量为60kg,登上高为9m的峭壁,在此过程中这位攀岩者克服自身重力至少做了多少功;(g取10N/kg)( )
(5)攀岩过程中,当体重为600N的攀岩者手抓峭壁上的岩点,静止在峭壁上,如图四所示。手臂与身体刚好垂直,身体与峭壁的夹角为30°,O点为支点,A点为人的重心,攀岩者身高为1.6米,AO长为1米,肩膀B到重心的距离为40厘米,请在答题卷上画出动力方向, 并计算动力的大小。(保留整数)( )
【答案】 强度高 金属 CH4和CnHm 氨基酸 A 5400J 214N
【详解】(1)[1]攀岩比赛场馆使用的超高性能的混凝土材料,具有高密实度,高强度,力学稳定性好等性能。
(2)[2]合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属,形成的具有金属特征的物质,合金属于金属材料。
[3]有机物指含有碳元素的化合物(除一氧化碳,二氧化碳,碳酸及碳酸盐等),所以题中所给物质中,属于有机物的是CH4和CnHm。
(3)[4]蛋白质在胃蛋白酶的作用下被初步消化,然后再在胰液和肠液中酶的作用下被分解成氨基酸,然后被消化道壁吸收。所以其消化终产物是氨基酸,完成此过程的主要器官是小肠。
[5]b代表的气体是氧气,氧气扩散进入肺部毛细血管→肺静脉→左心房,可见b物质氧气最先进入A左心房。
(4)[6]攀登者的重力为
克服重力做的功为
(5)[7][8]岩石对手臂的拉力F1为动力,方向沿手臂指向岩石,攀登者的重力为阻力,如图所示
动力臂为
而数学几何知识可知,重力的作用线与OA的夹角为30°,因此重力的力臂,即阻力臂为
根据杠杆平衡条件可得
则动力的大小为
14.在学校生态种植园,同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。
(1)挖地:用挖入土壤的锄头翻起土块时(如图甲),锄头属于 杠杆,在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。
(2)种植:如图乙,种苗基地的菜苗带土出售,是为了减少对菜苗 (填器官名称)的损伤,提高移栽成活率。
(3)管理:①在种植时节,常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面(如图丙),使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化,达到早熟、高产的效果。请综合所学知识,结合地膜的作用,围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个,解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。
从“气”的角度答题示例: 地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤,防止土壤板结,提高土壤的透气性,有利于作物根的呼吸作用,促进水和无机盐的吸收。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥,需尿素多少千克?
(4)收获: ……
【答案】 省力 根 遮光抑制杂草的光合作用,达到除草的目的 覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用,达到除草的目的 5kg
【分析】(1)根据省力杠杆的特点进行分析;
(2)根据根尖的主要功能进行分析;
(3)覆盖地膜能促进作物早熟、高产,围绕“光、热、水、肥、气”五个条件结合所学的知识进行分析;
(4)溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数进行分析。
【详解】(1)锄头接触土地的点为支点靠近锄头柄端的点(手握锄柄的点)为动力作用点,而在锄头与柄未端之间的点(另只手握锄柄的点)为阻力点,由此看来,动力臂大于阻力臂,所以,是省力杠杆;在图上画出锄头翻土时动力的力臂如图:
。
(2)植物吸收水和无机盐的主要器官是根,种苗基地的菜苗带土出售,是为了减少对菜苗根的损伤,提高移栽成活率。
(3)①覆盖地膜能促进作物早熟、高产,其道理是:A.遮光抑制杂草的光合作用,达到除草的目的;B.覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用,达到除草的目的;C.减少土壤向外散热,能提高土壤温度,有利于作物根的生长;D.减少土壤向外散热,能提高土壤温度,有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶;E.减少土壤水分的蒸发,减少浇水,节约人工成本;F.地膜能防止雨天过多水分下渗,减少土壤板结和水肥流失,有利于根的呼吸;G.覆盖地膜后,能阻止许多在害虫生长的繁殖,从而减少虫害;H.地膜反光,为植物中下部叶片提供充足光照,利于作物光合作用等。
②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥,需尿素的质量:100kg×5%=5kg。
15.我国政府向世界宣布争取到2060年实现“碳中和”以应对全球气候变化。积极开发太阳能、风能等新能源替代传统的化石能源尤为重要。
(1)材料一:人们在靠近海的河口或海湾深处建挡海大坝,在大坝中间装上水轮发电机,涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电,如右图所示;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电。
发电机是应用 原理发电的。
(2)材料二:硅(Si)是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的无机非金属材料。工业上利用石英沙(主要成分为二氧化硅)生产高纯硅的流程示意图如下:
整个制备过程必须达到无水无氧,若在高温下,用H2还原SiHCl3过程中混入O2,可能引起的后果是 。
(3)为了达到绿色化学和资源综合利用的目的,上述生产流程中可以循环使用的物质有 。
(4)生产高纯硅前需要对普通石英砂(含有少量的(CaCO3和Fe2O3)进行提纯,其中酸洗(用盐酸)和水洗是两个重要的步骤。请写出酸洗步骤中的一个化学反应方程式: ;
【答案】(1)电磁感应
(2)发生爆炸
(3)氢气
(4)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O)
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)根据发电机的工作原理解答;
(2)在高温条件下,氢气遇到氧气后剧烈燃烧,从而发生爆炸;
(3)在反应过程中,既是反应物,又是生成物的物质,就是循环利用的物质;
(4)根据反应物、反应条件和生成物,写出反应的化学方程式。
【解答】(1)发电机是利用电磁感应原理发电的;
(2) 整个制备过程必须达到无水无氧,若在高温下,用H2还原SiHCl3过程中混入O2,可能引起的后果是发生爆炸。
(3)根据图片可知,氢气既是反应物,又是生成物,因此可以循环利用;
(4)①碳酸钙与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳气体,
反应的方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
②氧化铁和稀盐酸反应,生产氯化铁,水,
则反应的方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。
16.氢能是一种清洁高效的能源,促进制氢技术发展和氢能利用,是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料,回答问题:
材料1:如图所示为我国科学家研发的循环制氢和贮存氢气的新工艺。
材料2:为了促进氢能利用,科学家设计了如图所示的人工光合作用系统,模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。
(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是 。“贮存氢气”中通入氩气作为保护气,体现了氩气的 (选填“化学性质”或“物理性质”)稳定,“贮存氢气”中发生反应的化学方程式为 。
(2)完全燃烧1kg氢气释放的热量为,用这些能量驱动一辆重为1.4t的氢能源汽车行驶,汽车受到的阻力为车重的0.2倍,这辆汽车最远可以行驶 m。(不考虑能量的损失)
(3)人工光合作用系统模拟了植物细胞中 的作用,气泵模拟叶片上的 ,作为气体进出的门户。该系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,其糖类的积累量 (选填“高于”、“低于”或“等于”)绿色植物。
【答案】 水/H2O 化学性质 2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2 51020 叶绿体 气孔 高于
【详解】(1)由图可知,在“循环制氢”中,水不断分解成氢气和氧气,则需要不断补充加入的物质是水。“贮存氢气”中通入氩气作为保护气,体现氩气的化学性质稳定;“贮存氢气”中发生的反应是Mg2Cu和H2在高温、氩气的条件下反应生成MgH2和MgCu2,反应的化学方程式为:2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2;
(2)汽车受到的阻力为车重的0.2倍,汽车受到的阻力=1.4t ×1000kg/t×9.8N/kg×0.2=2744N;
根据W=FS,则有:
1.4×108J =2744N×s
s≈51020m
(3)叶绿体是光合作用的场所,把光能转化为化学能贮存在有机物中,是绿色植物细胞特有的一种能量转换器。叶绿体中含有叶绿素,叶绿素能够吸收光能,为光合作用提供能量。气孔是植物蒸腾失水的“门户”,也是二氧化碳和氧气等气体进出叶片的“窗口”。人工光合作用系统模拟了植物细胞中叶绿体的作用,气泵模拟叶片上的气孔,作为气体进出的门户;植物体能够进行光合作用和呼吸作用。光合作用需要光,呼吸作用有光无光都可进行;光合作用吸收二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳;光合作用制造有机物,呼吸作用分解有机物。所以与植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,该系统糖类的积累量高于植物。
17.在“同呼吸,共奋斗”的公民行为准则下,我国大气污染防治产生了初步成效。在生态环境部公布的2023年月全国环境空气质量状况中,全国城市平均空气质量优良天数比例为85.5%,同期上升3.5个百分点。空气质量指数是用来表示空气污染程度的简单指标,目前计入空气污染物指数的污染物有:二氧化疏、氮氧化物、颗粒物、臭氧和一氧化碳等。
空气污染指数 空气质量指数级别 空气质量指数类别
Ⅰ 优
Ⅱ 良
Ⅲ 轻度污染
Ⅳ 中度污染
Ⅴ 重度污染
Ⅵ 严重污染
(1)杭州某日的空气污染指数为109,根据表格可以判断当天的空气质量状况是 。
(2)是粒径在2.5微米以下的细颗粒物,可以进入支气管,干扰肺部气体交换,引发哮喘、支气管炎等。这些颗粒甚至可以进入血液,引发心血管疾病,属于 (选填“传染性”或“非传染性”)疾病。
(3)大气中二氧化硫、氮氧化物增多是造成 的主要原因,写出使用精密试纸(精度能达到0.1)测量雨水酸碱度的操作。
(4)利用科技手段能有效减少汽车尾气污染,如图所示是某种汽车尾气处理装置中发生化学反应的微观示意图,请写出发生反应的化学方程式: 。有人认为,电动汽车对环境的污染和燃油车相比可以忽略不计!你是否支持这种观点,请说出理由: 。
【答案】 轻度污染 非传染性 酸雨 用洁净的玻璃棒蘸取雨水样品涂在精密试纸上,再与标准比色卡对照 支持,电动汽车行驶中不产生任何尾气,能有效减少燃油车排放的氮氧化物、二氧化硫/不支持,尽管电动汽车不产生尾气,对大气的污染可以忽略不计,但电力来源和电池的处理也会造成较大的环境污染(合理即可)
【详解】(1)杭州某日的空气污染指数为109,根据表格可以判断当天的空气质量状况是轻度污染;
(2)PM2.5是粒径在2.5微米以下的细颗粒物,可以进入支气管,干扰肺部气体交换,引发哮喘、支气管炎等。这些颗粒甚至可以进入血液,引发心血管疾病,属于非传染性疾病;
(3)大气中二氧化硫、氮氧化物增多是造成酸雨的主要原因,使用精密pH试纸(精度能达到0.1)测量雨水酸碱度的操作是:用洁净的玻璃棒蘸取雨水样品涂在精密pH试纸上,再与标准比色卡对照;
(4)根据微观反应示意图可知,该反应是氨气和一氧化氮在一定条件下生成氮气和水,反应的化学方程式为:;对于电动汽车对环境的污染和燃油车相比可以忽略不计这种观点,支持,电动汽车行驶中不产生任何尾气,能有效减少燃油车排放的氮氧化物、二氧化硫。
18.心脏骤停威胁人的生命,室颤是其中的一个诱因。室颤是指心室壁的心肌快速而微弱的收缩或不协调的快速颤动。及时除颤对挽救生命极其重要,除颤越早,救助成功率越高,所以有急救“黄金四分钟”的说法。如果能正确使用AED(自动体外心脏除颤仪)并结合心肺复苏术,可以极大提高患者的生存率。
(1)如图是人体心脏工作示意图,当处于0~0.1秒时,心脏的血液流动状况正确的是 ;
(2)AED可以自动识别心脏异常心率,并给予电击除颤。使用时,AED电容器内存贮200J的电能会在0.002秒的时间内释放,并在AED的两极形成5000V的电压。请计算说明通过胸腔的电流大小;
(3)急救操作和使用AED的流程如下图所示,下列说法正确的是
A.AED的电极片一个粘贴在患者右上锁骨下,另一个粘贴在左乳外侧靠下是为了让脉冲电流作用于心脏,消除心率失常
B.如果我们能够熟练使用AED,发现有人昏厥,心跳停止,我们可以自行救助,不需要拨打120
C.为尽量早地除颤,使用AED时,粘好电极后,立刻按下电击键进行除颤
D.除颤时,为了防止电极脱落,影响除颤效果,我们可以用手按住电极进行除颤
E.使用AED后,患者没有恢复心跳,要继续进行心肺复苏,直至医护人员到达
(4)若AED不能除颤成功,通常用一种被称为“血泵”的体外装置来代替心脏,以维持血液循环。其简化示意图如下,线圈固定在软铁杆上,两者组成一个电磁铁,活塞筒在阀门S1、S2处与血管相连。要使该装置能维持人体血液循环,线圈a、b间所接电源应为 。(选填“直流电”或“交流电”)
【答案】 甲 20A AE 交流电
【详解】(1)[1]由图可知,当处于0~0.1秒时,心房收缩,心室舒张,图甲中心房收缩,心室舒张,房室瓣打开,动脉瓣关闭,血液由心房进入心室,符合题意;乙图中,心室收缩,心房舒张,不符合题意;丙图中心室和心房都舒张,不符合题意。
(2)[2]通过胸腔的电流大小
(3)[3]A.由图可知,AED的电极片一个粘贴在患者右上锁骨下,另一个粘贴在左乳外侧靠下,它用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,消除心率失常,故A正确;
B.如果我们能够熟练使用AED,发现有人昏厥,心跳停止,可以用AED救助,同时需要拨打120急救电话进行急救,故B错误;
C.使用AED时,粘好电极后,确保无人接触患者,立刻按下电击键进行除颤,故C错误;
D.AED的两极形成5000V的电压,除颤时,如果我们可以用手按住电极进行除颤,会发生触电事故,故D错误;
E.使用AED后,患者没有恢复心跳,心肺复苏才可能时患者生存下去的希望,要继续进行心肺复苏,直至医护人员到达,故E正确。
故选AE。
(4)[4]人的心脏是推动血液循环流动的泵,左心室与右心室同时收缩,左心室射出的血液经主动脉、各级动脉流往全身各处,最后经上、下腔静脉流回右心房,这条血液循环路线就是体循环;右心室射出的血液,经肺动脉流向肺,再经肺静脉流回左心房,这条血液循环路线就是肺循环。因此要使该装置能维持人体血液循环,线圈a、b间所接电源应为交流电。
19.海洋作为人类重要的资源宝库,不仅可以提供丰富的自然资源,还可以通过科技手段推动再生资源的开发和利用。
(1)渔业资源丰富,盛产小黄鱼、鲳鱼、梭子蟹、乌贼等多种海洋生物。海洋生物中富含蛋白质,还含有脂肪、无机盐和维生素等营养物质。上述营养物质中在消化道内不需要消化能直接被吸收的是 ;用来细胞生长及组织修复的主要原料的是 。
(2)海水淡化是综合利用海洋资源的重要产业。专家介绍,海水淡化使用了反渗透膜淡化技术,其工作原理装置如图所示。海水通过反渗透膜,允许水分子透过,阻止盐类透过。采用该装置淡化海水,可分别获得浓盐水和淡水。
①分离出的浓盐水是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
②某工厂淡化海水后得到的浓盐水和淡水中盐类物质含量如表(微量盐类忽略不计)。国家规定居民生活用水中盐类物质总含量≤500毫克·升-1,计算并推断所得淡水中盐类总含量 (选填“达到”或“未达到”)生活用水的标准;该工厂一套淡化装置每小时产生浓盐水300升,其中含有NaCl 千克。
盐类(含量/g·L-1) 水样 氯化钠 氯化镁 硫酸镁 硫酸钙
淡水 0.17 0.012 4.8×10-1 8.5×10-1
浓盐水 45.0 3.6 3.3 0.14
(3)盐化工是我国重要海洋产业。晾晒海水所得到的粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(CaCl2、MgCl2、Na2SO4),如图是某科学小组在实验室对粗盐样品进行除杂提纯的过程。
①加适量盐酸的目的是 。
②用pH试纸检验溶液丙是否呈中性的操作是 。
(4)利用海洋潮汐发电前景广阔。
①海洋潮汐发电是利用了海水的 能。
②小敏家两次电能表显示如图,他家这30天的用电量为 千瓦时。某潮汐发电站发电机日平均发电量44万千瓦时,它最多可供 万户类似小敏家庭的日用电。(结果保留整数)
【答案】 无机盐和维生素 蛋白质 混合物 未达到 13.5 除去碳酸钠和氢氧化钠杂质 用洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,将变色的pH试纸与标准比色卡对照,即可得到溶液的pH 势 77.4 17.0
【详解】(1)上述营养物质中在消化道内不需要消化能直接被吸收的是无机盐、维生素;用来细胞生长及组织修复的主要原料的是蛋白质;
(2)①溶液是由溶质和溶剂组成,分离出的浓盐水属于溶液,是混合物;
②淡水中每升所含盐类物质总质量为0.17g+0.012g+4.8g×10-1g+8.5×10-1g500mg,故所得淡水中盐类总含量未达到生活用水的标准;该工厂一套淡化装置每小时产生浓盐水300升,其中含有NaCl质量为300L×45.0g/L=13500g=13.5kg;
(3)①氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠;氯化钡能与硫酸钠反应生成氯化钠和硫酸钡白色沉淀;碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,还能与过量的氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,所以溶液乙中含有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等溶质,加入适量的盐酸,可以除去碳酸钠和氢氧化钠杂质,得到纯净的氯化钠溶液;
②用洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,将变色的pH试纸与标准比色卡对照,即可得到溶液的pH,若pH=7,溶液为中性;
(4)①海洋潮汐发电是利用了海水升降的势能;
②W=5746.3kW h-5668.9kW h=77.4kW h,每日耗电量为W1==2.58kW h,每天能处理的生活垃圾发电量,最多可以供应似小敏家庭的日用电的户数为:n=≈170543户≈17.0万户。
20.2021年,马延和研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。绿色植物通过光合作用制造淀粉涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控;而马延和团队的人工合成淀粉技术只需11步,其技术路线如图所示;绿色植物(以玉米为例)光合作用和使用马延和团队的人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。回答问题:
玉米淀粉 人工合成淀粉
能量转化效率 2% 7%
生产条件与方式 阳光、灌溉、施肥施药、收割 全天候车间生产
生产周期 4-6个月 1-2天
占地面积 5亩地 1米3反应器
(1)马延和团队的人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段:
阶段1:从x能→电能→氢能→甲醇
阶段2:以甲醇为原料通过“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。
据图分析,在阶段1中,x能为 能,利用氢能合成甲醇的反应物为 ;在阶段2中,Cy为甘油酮(),则y的值为 (填写数字)。
(2)马延和团队的人工合成淀粉过程与绿色植物光合作用过程均需多种 作为催化剂。淀粉属于糖类物质,对人体的重要作用是 。
(3)马延和团队的人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段,但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。据表分析,该技术相较于传统农业,在解决粮食危机问题上的优势是 。(写出1点)
(4)实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,需要人人参与。作为中学生,我们可以 (请至少写出一种做法)
【答案】 太阳 氢气和二氧化碳 3 酶 为人体提供能量 占地面积少,生产周期短,不受气候等因素制约,节约水资源,减少环境的污染,能量转化效率高(合理即可) 植树造林(合理即可)
【详解】(1)据图分析,在阶段1中,x能为太阳能,利用氢能合成甲醇是氢气和二氧化碳反应生成甲醇,反应物是氢气和二氧化碳,甘油酮(C3H4O3)中一个分子中的碳原子个数为3,则y的值为3;
(2)绿色植物光合作用过程均需多种酶作为催化剂,淀粉属于糖类物质,糖类对人体的重要作用是为人体提供能量;
(3)根据表格数据对比可知,人工合成淀粉相较于传统农业,在解决粮食危机问题上的优势是:占地面积少,生产周期短,不受气候等因素制约,节约水资源,减少环境的污染,能量转化效率高;
(4)实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,我们应该做到:植树造林、绿色出行、不用一次性筷子、节约用电等。
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