专题十三 STSE与PISA测试
STSE与PISA测试
[时间：60分钟 分值：100分]
一、选择题(每题2分，共30分)
1．[2016·汕尾]环境保护是我国的一项基本国策。下列行为有利于环境保护的是
( C )
A．焚烧废弃塑料
B．深埋处理废旧电池
C．控制企业排污
D．丢弃实验剩余药品
2．将垃圾分类回收利用，既节约资源，又防止污染，符合可持续发展的要求。例如：破铁锅、坏车架、废弃易拉罐、旧电线和铝材下脚料等可归为一类回收，它们属于 ( A )
A．金属 B．氧化物
C．盐 D．有机物
3．[2015·鄂州]如图为我国首位遨游太空的女宇航员王亚平所做实验的一个画面，图中的水呈球状，并从这个水球上看到了王亚平倒立的头像。则下列说法正确的是 ( C )
图Z13－1
A．地球上的学生听到王亚平的声音是靠声波传回地球的
B．水呈球状是因为不受重力的作用
C．水球不破裂是因为分子间有引力
D．王亚平通过悬水球所成的像为倒立、缩小的虚像
4．[2015·德州]小明帮妈妈做饭时，联想到了许多物理知识。下列说法不正确的是 ( C )
A．香气四溢是由于分子在不停地做无规则运动
B．炒鸡块时利用了热传递的方法使鸡块内能增大
C．使用高压锅更容易把食物煮熟是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理
D．油炸食品比水煮熟的更快，是由于油的沸点比水的沸点高
5．[2015·泸州改编]小轿车已进入千家万户，以下关于小轿车的说法中正确的是 ( C )
A．座位上的安全带又宽又软是为了增大对人体的压强
B．小轿车行驶时要系好安全带，这是为了减小惯性
C．车窗打开时，遮阳的窗帘总是往外飘，是因为窗外空气流速大压强小
D．用水来冷却小轿车的发动机是因为水的比热容小，且容易获取
6．[2015·南京]下列说法中不正确的是 ( C )
A．农业上可采用喷灌、滴灌来节水
B．用醋可以除去水垢
C．有颜色的植物均可制成酸碱指示剂
D．在钢铁表面涂油可以防止生锈
7．[2016·南宁]下列说法不利于人体健康的是 ( B )
A．食用适量含碘海产品，预防甲状腺肿大
B．用甲醛溶液浸泡鱿鱼，防止其变质
C．提倡青少年每天饮用奶制品，防止缺钙
D．焙制糕点时添加适量的小苏打，使糕点松软可口
8．[2015·南京一模]化学与生活生产、环境保护、资源利用、能源开发等密切相关。下列说法不正确的是 ( C )
A．工业用水循环利用，可提高水资源的利用率
B．从环保角度考虑，氢气是比天然气更理想的燃料
C．垃圾分类有利于资源回收利用，废易拉罐属不可回收废物
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
9．[2015·哈尔滨]关注健康，预防疾病。下列叙述错误的是 ( B )
A．人体胃液正常的pH范围在0.9～1.5
B．人体缺乏维生素A会引起坏血病
C．香烟的烟气中含多种对人体有害的物质
D．人体缺碘会引起甲状腺肿大，碘过量也会引起甲状腺肿大
10．[2016·重庆B卷]目前，许多烧烤店都改用机制炭作燃料，引燃机制炭可以使用固体酒精，盖灭机制炭可以使用炭灰，下列有关说法错误的是 ( C )
图Z13－2
A．酒精的燃烧是为了升高温度
B．炭灰可以隔绝空气而使机制炭熄灭
C．酒精的燃烧会升高机制炭的着火点
D．机制炭做成空心可以增大与空气的接触面积
11．[2016·嘉兴]一个国家的人口数量变化影响着国家的经济与环境，如图反映的是我国1960年至2050年人口数量和人口增长率变化及趋势，下列有关说法正确的是 ( B )
图Z13－3
A．从趋势看我国人口数量已处在最高位
B．1970年前后是我国人口增长率的一个高峰期
C．人口增长率趋势下降时，人口数量一定减少
D．我国实施放开“二孩”政策是因人口数量开始下降
12．绿色化学的核心是要利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源，且在各个环节都能实行洁净、无污染的反应途径和工艺，是现代化学工业追求的目标。下列做法不符合这一理念的是 ( D )
A．用可降解塑料取代聚乙烯等塑料制品
B．禁止汽车使用含铅汽油
C．用太阳能发电代替燃煤发电
D．制取硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
13．近年来，在世界范围内大地震、大海啸、龙卷风等自然灾害频发，严重地威胁到了人类的生命财产安全。在灾害发生后救护伤员时，医生、护士所采取的措施和用到的器材中，包含着许多物理知识。下列说法正确的是 ( C )
A．用听诊器诊断伤员的心跳声和呼吸声，能起到改变这些声音音色的作用
B．用B超检查伤员内脏是否受到损伤，是利用了次声波传播时能量损失小
的特点
C．夹取消毒棉擦伤口的镊子是费力杠杆，虽然费了力，但可以省距离
D．用针筒抽取药液时，药液因受到针筒的吸引力作用而进入了针筒
14．有人设想将绿色植物光合作用的有关基因转入到人的基因组里，人就会像植物那样通过光合作用制造有机物了。理论上能够实现这种设想的生物技术是
( B )
A．克隆技术 B．转基因技术
C．组织培养技术 D．细胞核移植技术
【解析】 将绿色植物光合作用的有关基因“嫁接”到人的基因组里，由于人体内具有绿色植物光合作用的有关基因，就会像植物那样通过光合作用制造有机物。这种将外源基因直接导入生物体或它们的受精卵内，并能在细胞中发挥作用的技术称为转基因技术。被导入外源基因的生物称为转基因生物。
15．石墨烯是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的单质，下列关于三种碳单质的叙述错误的是
( A )
A．都是黑色固体
B．碳原子的排列方式不同
C．在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳
D．将石墨剥离制成石墨烯发生了化学变化
二、填空题(每空格1分，共20分)
16．[2016·嘉兴]为响应国务院颁布的《大气污染防治行动计划》，参与生态文明建设，某科研小组开展了不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量影响的研究，其研究结果如图所示。
图Z13－4
(1)随着酸雨pH的降低，叶绿素含量受影响程度最大的植物是__蜡梅__。
(2)长期酸雨不仅破坏植被，还会使生物种类减少，造成生态系统的__自动调节__能力降低。
17．[2016·北京]我国对海洋温差发电技术的研究位于世界前列，其工作原理示意图如图：
图Z13－5
(1)在上述过程中，氨发生的变化属于__物理变化__(选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)与燃煤发电相比，海洋温差发电的特点是__环保，不排放二氧化碳__。(写出一点即可)
18．[2016·南昌改编]化学是造福人类的科学。
(1)能源化学——使用新能源的汽车可节约化石燃料。化石燃料包括煤、天然气和__石油__。
(2)农业化学——化肥对提高农作物产量具有重要作用。尿素[CO(NH2)2]属于__氮__(选填“氮”“磷”或“钾”)肥。
(3)医药化学——我国药学家屠呦呦因研制抗疟新药青蒿素获得诺贝尔奖。由青蒿酸(C15H22O2)合成青蒿素(C15H22O5)的过程中主要发生了__化学__(选填“物理”或“化学”)变化。
(4)材料化学——南昌大学研发的“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管技术”获得2015年国家技术发明一等奖。请回答下列问题：
传统制备氮化镓(GaN)的化学原理是GaCl3＋NH3GaN＋3X，其中X的化学式为__HCl__。
19．[2016·连云港]化学使人类生活更美好。
(1)豆浆已成为众多家庭的饮品，下表是豆浆中部分营养成分的平均质量分数。请据表回答：
成分
蛋白质
油脂
糖类
钙
铁
维生素
质量分数(%)
1.8
0.7
1.1
0.01
0.0005
0.015
①豆浆中含有人体所需的微量元素是__铁__，青少年因缺__钙__而导致佝偻病；
②豆浆所含的营养素中不能供给人体能量，但可以起到调节新陈代谢作用的是__D__(填字母，下同)。
A．蛋白质 B．油脂
C．糖类 D．维生素
(2)材料对我们的生活影响越来越大。
①用作保险丝的武德合金属于__A__；
A．金属材料 B．合成材料 C．复合材料
②下列方法不能防止钢铁腐蚀的是__C__；
A．表面镀铬 B．表面涂油漆
C．部分浸入食盐水
③有一种用“冰蚕丝”面料做的衣服，面料的主要成分是合成纤维，鉴别“冰蚕丝”和天然蚕丝的化学方法是__灼烧，闻气味__。
20．[2015·宁波]为研究普通成年人健步走的推荐速度及步频，小科查阅到如下资料。
【资料1】PA(体力活动)指南建议：为健康效益，成年人要确保每周5天、每天一次至少30分钟的中等强度运动。
【资料2】能量代谢当量(MET)是一种表示运动强度的重要指标，定义1kg体重在1min内消耗3.5mL氧气的运动强度为1MET。3～6MET为中等运动强度。
【资料3】成年人在不同步行速度下，步频的统计数据及相应的能量代谢当量如表。
步行速度v(km/h)
步频f(1/min)
能量代谢当量(MET)
男
女
男
女
3.8
95.71
97.46
2.93
2.91
4.8
113.06
115.68
4.02
3.96
5.6
119.61
123.01
4.58
4.58
6.4
126.01
131.00
5.46
5.50
根据上述资料，进行如下研究：
(1)一步走过的距离称为步幅，单位时间内走的步数称为步频。步行速度v与步频f、步幅L之间的关系式是v＝__Lf__。
(2)分析【资料3】中的数据可以发现：相同条件下，能量代谢当量随着__步速(或步频、步幅)__的增大而增大。
(3)小科的妈妈在30min内健步行走3600步，__能__(选填“能”或“不能”)达到中等运动强度。(假设小科妈妈步行时的能量代谢当量与【资料3】中相应的数据一致，下同)
(4)小科的妈妈体重50kg，当她以6.4km/h的速度步行3.2km，共消耗了__2.9×104__mL氧气。
21．[2015·北京]老师就金属冶炼和金属回收再利用提出了两个问题，请同学们用化学方程式作答。
(1)工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是__3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe__。
(2)废旧钢铁表面的铁锈可用盐酸除去，其原理是__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__。
三、实验探究题(第22～23题每空格2分，第24～25题每空格1分，共38分)
22．[2016·金华]阅读有关科学发展的材料，回答相关的问题。
【材料一】亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。伽利略的观点：如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变。牛顿总结了伽利略和笛卡尔等人的研究成果，得出了牛顿第一定律。
【材料二】原子结构认识史：
→→→→“……”
科学家对原子内部结构的研究仍在继续，但也有科学家质疑：原子内部的微粒真的无限可分吗？
【材料三】英国科学家罗伯特·胡克利用自制的显微镜发现了细胞。为了更深入观察微观世界，人们不断地发展显微技术。随着科技发展，电子显微镜的发明将人类对生物的认识推进到更微观的层次……
(1)伽利略观点的研究对象是“运动的物体”，牛顿观点的研究对象是“一切物体”，比较牛顿和伽利略的观点，牛顿的研究对象除了关注“运动的物体”外，还包括了__静止的物体__。
(2)科学家在探索原子结构内部奥秘时，在不断地实验中重建模型，下列有关模型的说法合理的是__AC__。
A．模型是在实验和发现中不断修正和完善的
B．模型一定是研究对象本身的放大或缩小，不可改变
C．建立模型有助于我们认识和理解许多自然事物的本质
(3)显微技术的发展促进了我们对微观世界的认识。下列属于科技发展给人类带来好处的是__BCD__。
A．塑料的发明，使环境污染加剧
B．计算机技术的发展，方便信息处理
C．手机的发明，使人们方便交流
D．高铁的应用，缩短了人们时空距离
(4)根据以上信息，谈谈你对科学发展的认识：__科学是不断发展的(科学的发展需要一定的科学技术；科学研究需要一定的科学方法；科学发展需要不断质疑；科学发展离不开实验等合理即可)__(写出一点即可)。
23．亚硝酸钠是工业用盐，因有咸味、外观酷似食盐而常被误食。亚硝酸盐能致癌，因有良好的着色防腐作用，广泛用于肉类食品添加剂，但用量严格限制。亚硝酸钠易溶于水，其水溶液呈碱性，暴露于空气中能与氧气反应生成硝酸钠。加热至320℃以上或遇强酸则分解出红棕色有毒有刺激性的二氧化氮气体。
(1)亚硝酸钠的保存方式是__密封保存__，原因是__因为亚硝酸钠暴露于空气中能与氧气反应生成硝酸钠__。
(2)试设计出两种区别亚硝酸钠和食盐的简单方案(简单叙述即可)。
方案一：__分别取两种固体少量溶于水制成溶液，向其中滴加酚酞试液，变红色的是亚硝酸钠的溶液，不变色的是氯化钠的溶液__；
方案二：__分别取两种固体少量放入试管中，滴加稀盐酸并加热，有红棕色气体出现的是亚硝酸钠，无现象的是氯化钠__。
24．洗衣粉中含有去污剂、表面活性剂及助剂等，助剂作用是提高表面活性剂去污能力，按助剂是否含磷，洗衣粉可分为含磷洗衣粉和无磷洗衣粉两种。因为含磷洗衣粉会污染水体，对生物造成影响，因此提倡使用无磷洗衣粉。某同学欲探究“含磷洗衣粉中的磷对藻类繁殖的影响”进行了以下实验。
①获得藻类：从富营养化的池塘中取水，静置4h，倒去上清液，留下藻类；再加清水静置4h，倒去上清液，留下藻类，重复3次；
②分组编号：将藻类先加水800mL搅匀，平均倒入2只500mL烧杯中，标号为A，B；
③分别处理：A烧杯中加入0.1g含磷洗衣粉，B烧杯中加入0.1g同品牌不含磷洗衣粉；
④培养观察：在适宜条件下培养5天，观察藻类的数量。
(1)①中重复3次的目的是__排除池塘水中磷元素等其他物质对实验的干扰__。
(2)②中搅匀后平均倒入两个烧杯，符合实验设计控制变量中的__唯一变量__原则。
(3)③中B烧杯加入不含磷洗衣粉而不是加入清水，原因是__排除洗衣粉中其他物质对实验的干扰__。
(4)④中“适宜条件”具体为__阳光__、__温度__条件适宜。
(5)实验前，根据你所学过的知识，对该实验做一个假设，你的假设应该是__含磷洗衣粉中的磷对藻类繁殖有促进作用__。
(6)你预测藻类数量较少的烧杯应该是__B__。
(7)该实验尚有一不足之处是__没有多次重复__。
【解析】 (1)该实验的目的是探究含磷洗衣粉中的磷对藻类繁殖的影响，所以在设置对照组时，要控制其他可能影响实验结果的条件，即除了有无磷的条件不同外，其他条件都应该相同，因此，①中重复3次的目的是排除池塘水中磷元素等其他物质对实验的干扰。(2)在设计对照组时必须遵照磷是唯一的变量这一原则来进行设计，否则实验设计就会不科学合理，因此②中搅匀后平均倒入两个烧杯，符合实验设计控制变量中的唯一变量原则。(3)A烧杯与B烧杯对照，实验变量是含磷的洗衣粉，不加入清水的原因是排除洗衣粉中其他物质对实验的干扰。(4)生物生存的基本条件是营养物质、阳光、空气、水、适宜的温度和一定的生存空间。④中“适宜条件”具体为阳光、温度条件适宜。(5)根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设：含磷洗衣粉中的磷对藻类繁殖有促进作用。(6)由于含磷洗衣粉中的磷对藻类繁殖有促进作用，B烧杯不含磷，因此，B烧杯藻类数量较少。(7)设置重复组是为了排除由于偶然性引起的误差，提高实验的准确性，该实验尚有一不足之处是没有多次重复。
25．[2016·镇江]材料是人类赖以生存和发展的重要物质，目前使用量最多的金属材料仍然是钢铁。
(一)铁材料的有关知识
Ⅰ.人类使用金属先后经历了“青铜”、“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料。这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是__Al、Fe、Cu__。
Ⅱ.钢铁材料通常分为生铁和钢。如图是我国1997年发行的纪念钢产量首次突破1亿吨的邮票。邮票通常密封保存在聚乙烯塑料袋中。
图Z13－6
①以上叙述中不涉及到的材料是__B__(填序号)。
A．合金 B．无机非金属材料
C．有机合成材料
②以赤铁矿为原料冶炼铁反应的化学方程式是__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
③钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施__涂油漆__。
(二)铁及其化合物的实验
Ⅰ.将Fe粉溶于稀H2SO4，此反应属于__置换反应__(填基本反应类型)。用点燃法检验生成的H2前必须__验纯__。
Ⅱ.向上述反应后的溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Fe(OH)2沉淀，随后沉淀变为灰绿色。
①生成Fe(OH)2反应的化学方程式是__2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4__；
②白色沉淀变为灰绿色的原因之一是部分Fe(OH)2接触空气生成Fe(OH)3，反应的化学方程式是__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__，生成的Fe(OH)3分解为Fe2O3；
③过滤、洗涤、低温干燥得到灰绿色固体，其组成为2FeSO4·2Fe(OH)2·Fe2O3(相对分子质量为644)。能证明固体已洗净的方法为__取最后一次洗涤后的滤液，滴入BaCl2溶液，没有明显变化__。
(三)灰绿色固体的热分解实验
兴趣小组称取此固体6.44g，在科研人员的指导下用如图装置进行热分解实验。
图Z13－7
【查阅资料】
①Fe(OH)2在150～200℃时完全分解为FeO；
②FeSO4在450～500℃时完全分解为Fe2O3，2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。
Ⅰ.加热前后及过程中均通入N2，加热前通N2的目的是__排尽装置中的空气，防止Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3__。
Ⅱ.控制温度在不同的范围对A中样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。B装置中浓硫酸只能吸收SO3和H2O，当加热到t1℃时，装置C中的现象为__紫红色褪去(或溶液颜色变浅)__。
图Z13－8
①图3中E点对应的m1＝__6.08g__；
②图3中F点对应物质中Fe2O3的质量为__3.2__g；
③科研人员将F点所得剩余固体隔绝空气，在密闭容器中加热到1400℃，得到纯净的磁性Fe3O4。已知加热过程中发生两个反应，且反应前后固体总质量不变。请写出其中一个反应的化学方程式__Fe2O3＋FeOFe3O4__。
四、解答题(12分)
26．[2016·温州]如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6V，指示灯L的额定电压UL＝2.5V，定值电阻R0＝350Ω；控制电路电源电压U2＝1.5V，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c。闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
图Z13－9
(1)将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。(写出计算过程)
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的2/3，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。(写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计)
解：(1)闭合开关S1，指示灯L和R0串联，指示灯L正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压U0＝U1－UL＝6V－2.5V＝3.5V，电路中的电流I＝＝＝0.01A，指示灯L的额定功率P＝ULI＝2.5V×0.01A＝0.025W。
(2)由图像乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为400Ω和300Ω，由欧姆定律可得：当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R＝＝＝500Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R－R磁B＝500Ω－400Ω＝100Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的2/3，所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω，当窗户移至轨道C点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值应该为R滑′＝R－R磁C＝500Ω－300Ω＝200Ω，但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω，所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。
