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【解析版】2018年高考北京卷理综试题

资料类别: 理科综合/试题

所属版本: 通用

所属地区: 北京

上传时间:2018/7/2

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资料类型:历年高考题

文档大小:1.19M

所属点数: 0

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2018年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试(北京卷)
一、选择题
1. 在核反应方程中,X表示的是
A. 质子    B. 中子    C. 电子    D. α粒子
【答案】A【解析】设X为:,根据核反应的质量数守恒:,则:
电荷数守恒:,则,即X为:为质子,故选项A正确,BCD错误。
点睛:本题考查了核反应方程式,要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数,从而确定X的种类。
2. 关于分子动理论,下列说法正确的是
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 分子间同时存在着引力和斥力
D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
【答案】C【解析】A、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故A错误;
B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性,是液体分子运动的无规则性的间接反映,故B错误; 
C、分子间斥力与引力是同时存在,而分子力是斥力与引力的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小;当分子间距小于平衡位置时,表现为斥力,即引力小于斥力,而分子间距大于平衡位置时,分子表现为引力,即斥力小于引力,但总是同时存在的,故C正确,D错误。
点睛:本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题;注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动,都与温度有关;分子间的斥力和引力总是同时存在的。
3. 用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后
A. 干涉条纹消失
B. 彩色条纹中的红色条纹消失
C. 中央条纹变成暗条纹
D. 中央条纹变成红色
【答案】D
点睛:本题考查了光的干涉现象,注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像,同时要掌握哪些点是振动加强点,哪些点是振动减弱点。
4. 如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是
A. 0.60 m
B. 0.30 m
C. 0.20 m
D. 0.15 m
【答案】B【解析】可以画出PQ之间的最简单的波形,如图所示:
同时由于PQ可以含有多个完整的波形,则:
整理可以得到:
当时,
当时,,故选项B正确,ACD错误。
点睛:解决机械波的题目关键在于理解波的周期性,即时间的周期性或空间的周期性,得到波长的通项,再求解处波长的特殊值。
5. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
【答案】B
点睛:本题考查万有引力相关知识,掌握万有引力公式,知道引力与距离的二次方成反比,即可求解。
6. 某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后,做匀速直线运动;若仅撤除电场,则该粒子做匀速圆周运动,下列因素与完成上述两类运动无关的是
A. 磁场和电场的方向
B. 磁场和电场的强弱
C. 粒子的电性和电量
D. 粒子入射时的速度
【答案】C【解析】由题可知,当带电粒子在复合场内做匀速直线运动,即,则,若仅撤除电场,粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,说明要满足题意需要对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求,例如:电场方向向下,磁场方向垂直纸面向里等,但是对电性和电量无要求,故选项C正确,ABD错误。
点睛:本题考查了带电粒子在复合场中的运动,实际上是考查了速度选择器的相关知识,注意当粒子的速度与磁场不平行时,才会受到洛伦兹力的作用,所以对电场和磁场的方向有要求的。
7. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是

A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
【答案】A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触,由于静电感应,从而在b板感应出等量的异种电荷,从而使电容器带电,故选项A正确;
B、根据电容器的决定式:,将电容器b板向上平移,即正对面积S减小,则电容C减小,根据可知, 电量Q不变,则电压U增大,则静电计指针的张角变大,故选项B错误;
C、根据电容器的决定式:,只在极板间插入有机玻璃板,则介电系数增大,则电容C增大,根据可知, 电量Q不变,则电压U减小,则静电计指针的张角减小,故选项C错误;
D、根据可知, 电量Q增大,则电压U也会增大,则电容C不变,故选项D错误。
点睛:本题是电容器动态变化分析问题,关键抓住两点:一是电容器的电量不变;二是电容与哪些因素有什么关系。
8. 根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球
A. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零
C. 落地点在抛出点东侧
D. 落地点在抛出点西侧
【答案】D【解析】AB、上升过程水平方向向西加速,在最高点竖直方向上速度为零,水平方向上有向西的水平速度,且有竖直向下的加速度,故AB错; 
CD、下降过程向西减速,按照对称性落至地面时水平速度为0,整个过程都在向西运动,所以落点在抛出点的西侧,故C错,D正确;
故选D
点睛:本题的运动可以分解为竖直方向上的匀变速和水平方向上的变加速运动,利用运动的合成与分解来求解。
二、非选择题
9. 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像_____________。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。
(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对△t的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。
(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图4所示的“斜面实验”,反复做了上百次,验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。
【答案】    (1). A    (2). C    (3). 如图所示:
    (4). 小车的速度随时间均匀变化      (5). 加速度    (6). 越小越好    (7). 有关    (8). 如果小球的初速度为0,其速度,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。
【解析】(1)打点计时器需用交流电源;为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC
(2)利用所给点迹描点连线,得图像
其中C点的横坐标为3T,纵坐标为 
(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化,所以小球做匀加速运动,图像的斜率代表了运动时的加速度
(4) 越小,则 越接近计数点的瞬时速度,所以越小越好,计算速度需要用到 的测量值,所以大小与速度测量的误差有关。

点睛:本题考查了速度与与时间得关系,速度没有办法直接测量,所以要利用物理关系转化,转换成我们能够测量的量,然后在来验证速度与时间得关系。
10. 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10 m,C是半径R=20 m圆弧的最低点,质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到达B点时速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。
(1)求长直助滑道AB的长度L;
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小;
(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。
【答案】(1)(2)(3)3 900 N
【解析】(1)已知AB段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即
 
可解得 
(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以
 
(3)小球在最低点的受力如图所示

点睛:本题考查了动能定理和圆周运动,会利用动能定理求解最低点的速度,并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小。
11. 如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
【答案】(1)U–I图象如图所示:
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)a如图所示:
b.
(3)见解析
【解析】(1)U–I图像如图所示, 
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)a.如图所示
b.电源输出的电功率:
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为 
(3)电动势定义式: 
根据能量守恒定律,在图1所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即

本题答案是:(1)U–I图像如图所示,
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)a.如图所示
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
(3) 
点睛:运用数学知识结合电路求出回路中最大输出功率的表达式,并求出当R=r时,输出功率最大。
12. (1)静电场可以用电场线和等势面形象描述。
a.请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式;
b.点电荷的电场线和等势面分布如图所示,等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂。我们知道,电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。
(2)观测宇宙中辐射电磁波的天体,距离越远单位面积接收的电磁波功率越小,观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用,被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
a.设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁,计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂;
b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的,仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象,设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
【答案】(1)a. b.(2)a. b.

(2)a.地球上不同望远镜观测同一天体,单位面积上接收的功率应该相同,因此
b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0,直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L,则
可得L=5L0
则
故本题答案是:(1)a     ;    b. 
(2)a    ;   b. 
点睛:本题是一道信息题,要读懂题目中所描述的物理情景,然后结合物理知识求解,在电场线条数一定的情况下,圆的半径越大,则单位面积上的条数就越少;同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体,单位面积上接收的功率应该相同,要借助于这些条件处理问题。
理科综合能力测试 化学(北京卷)
本试卷共16页,共300分。考试时长150分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,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
第一部分(选择题)
1. 下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是
				A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车	B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料	C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料	D.开采可燃冰,将其作为能源使用		A. A    B. B    C. C    D. D
【答案】B
点睛:本题考查化学变化、核反应的区别,化学变化的特征是有新物质生成。注意化学变化与核反应的区别,化学变化过程中原子核不变,核反应不属于化学反应。
2. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C―C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D【解析】分析:A项,生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高平衡转化率。
详解:A项,根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项正确;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项正确;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项正确;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误;答案选D。
点睛:本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
3. 下列化学用语对事实的表述不正确的是
A. 硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B. 常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O+OH−
C. 由Na和C1形成离子键的过程:
D. 电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e−Cu
【答案】A【解析】分析:A项,酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”;B项,氨水为弱碱水溶液,存在电离平衡;C项,Na易失电子形成Na+,Cl易得电子形成Cl-;D项,电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极。
详解:A项,酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O,A项错误;B项,常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH-)=10-2.9mol·L-10.1mol·L-1,氨水为弱碱水溶液,电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-,B项正确;C项,Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl-,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C项正确;D项,电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D项正确;答案选A。
点睛:本题考查酯化反应的机理、电离方程式的书写、用电子式表示物质的形成过程、电解精炼铜的原理。注意强电解质和弱电解质电离方程式的区别、用电子式表示离子化合物和共价化合物形成过程的区别。
4. 下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是
	A	B	C	D		实验	NaOH溶液滴入FeSO4溶液中	石蕊溶液滴入氯水中	Na2S溶液滴入AgCl浊液中	热铜丝插入稀硝酸中		现象	产生白色沉淀,随后变为红褐色	溶液变红,随后迅速褪色	沉淀由白色逐渐变为黑色	产生无色气体,随后变为红棕色		A. A    B. B    C. C    D. D
【答案】C【解析】分析:A项,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;B项,红色褪色是HClO表现强氧化性;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl;D项,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2。
详解:A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B项,氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;D项,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。
点睛:本题考查氧化还原反应的判断,分析颜色变化的原因、理解氧化还原反应的特征是解题的关键。
5. 一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图
下列关于该高分子的说法正确的是
A. 完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B. 完全水解产物的单个分子中,含有官能团―COOH或―NH2
C. 氢键对该高分子的性能没有影响
D. 结构简式为:
【答案】B【解析】分析:芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解的单个分子为、;采用切割法分析其单体为、,该高分子化合物的结构简式为。
详解:A项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为、,、中苯环都只有1种化学环境的氢原子,A项错误;B项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,完全水解产物的单个分子为、,含有的官能团为-COOH或-NH2,B项正确;C项,氢键对该分子的性能有影响,如影响沸点、密度、硬度等,C项错误;D项,芳纶纤维的结构片段中含肽键,采用切割法分析其单体为、,该高分子化合物由、通过缩聚反应形成,其结构简式为,D项错误;答案选B。
点睛:本题考查肽键的水解、氢原子化学环境的分析、氢键对物质性质的影响、高分子化合物的书写。注意掌握单体的判断方法,首先根据高聚物判断是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断:(1)加聚产物单体的推断常用“弯箭头法”,单键变双键,C上多余的键断开;(2)缩聚产物单体的推断常用“切割法”,找到断键点,断键后在相应部位补上-OH或-H。
6. 测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻	①	②	③	④		温度/℃	25	30	40	25		pH	9.66	9.52	9.37	9.25		实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是
A. Na2SO3溶液中存在水解平衡:+H2O+OH−
B. ④的pH与①不同,是由于浓度减小造成的
C. ①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D. ①与④的Kw值相等
【答案】C【解析】分析:A项,Na2SO3属于强碱弱酸盐,SO32-存在水解平衡;B项,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比,SO32-浓度减小,溶液中c(OH-),④的pH小于①;C项,盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度SO32-水解平衡正向移动,c(SO32-)减小,水解平衡逆向移动;D项,Kw只与温度有关。

点睛:本题考查盐类水解离子方程式的书写、外界条件对盐类水解平衡的影响、影响水的离子积的因素、SO32-的还原性。解题时注意从温度和浓度两个角度进行分析。
7. 验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①	②	③						在Fe表面生成蓝色沉淀	试管内无明显变化	试管内生成蓝色沉淀		下列说法不正确的是
A. 对比②③,可以判定Zn保护了FeB. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D【解析】分析:A项,对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护;B项,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+;C项,对比①②,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe;D项,由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼。
详解:A项,对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护,A项正确;B项,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B项正确;C项,对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C项正确;D项,由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D项错误;答案选D。
点睛:本题通过实验验证牺牲阳极的阴极保护法,考查Fe2+的检验、实验方案的对比,解决本题的关键是用对比分析法。要注意操作条件的变化,如①中没有取溶液,②中取出溶液,考虑Fe对实验结果的影响。要证明Fe比Cu活泼,可用②的方法。
第二部分(非选择题)
8. 8−羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8−羟基喹啉的合成路线。
已知:i. 
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是__________。
(2)A→B的化学方程式是____________________。
(3)C可能的结构简式是__________。
(4)C→D所需的试剂a是__________。
(5)D→E的化学方程式是__________。
(6)F→G的反应类型是__________。
(7)将下列K→L的流程图补充完整:____________
(8)合成8−羟基喹啉时,L发生了__________(填“氧化”或“还原”)反应,反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为__________。
【答案】    (1). 烯烃    (2). CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl    (3). HOCH2CHClCH2Cl        ClCH2CH(OH)CH2Cl    (4). NaOH,H2O    (5). HOCH2CH(OH)CH2OH  CH2=CHCHO+2H2O    (6). 取代反应    (7).     (8). 氧化    (9). 3∶1
【解析】分析:A的分子式为C3H6,A的不饱和度为1,A与Cl2高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应生成C,C的分子式为C3H6OCl2,B的分子式为C3H5Cl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构简式为CH3CH=CH2;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则A与Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为CH2=CHCH2Cl、C的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl、D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“H2O”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH2=CHCHO,F的结构简式为、G的结构简式为、J的结构简式为;K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、后发生消去反应,L的结构简式为。

(2)A→B为CH3CH=CH2与Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl。
(3)B与HOCl发生加成反应生成C,由于B关于碳碳双键不对称,C可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl。
(4)C→D为氯原子的水解反应,C→D所需的试剂a是NaOH、H2O,即NaOH水溶液。
(5)D→E为消去反应,反应的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OHCH2=CHCHO+2H2O。
(6)F的结构简式为、G的结构简式为,F→G的反应类型为取代反应。
(7)K的分子式为C9H11NO2,L的分子式为C9H9NO,对比K和L的分子式,K→L的过程中脱去1个“H2O”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K先发生加成反应生成,发生消去反应生成L,补充的流程图为:。
(8)根据流程L+G→J+8-羟基喹啉+H2O,即+++H2O,对比L和8-羟基喹啉的结构简式,L发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中L与G物质的量之比为3:1。
点睛:本题以8-羟基喹啉的合成为载体,考查有机推断、有机物类别的判断、有机物结构简式和有机方程式的书写、有机反应类型的判断等。推断时主要依据分子式判断可能的反应类型,结合所学有机物之间的相互转化和题给信息分析。
9. 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:__________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42−残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。
(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol−1)
【答案】    (1). 研磨、加热    (2). <    (3). 核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S    (4). 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑    (5). 80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低    (6). CaSO4微溶    (7). BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2    (8). 
【解析】分析:磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。
(1)根据外界条件对化学反应速率的影响分析,流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。
(2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4H2SO4。
②用元素周期律解释,P和S电子层数相同,核电荷数PS,原子半径PS,得电子能力PS,非金属性PS。
(3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸。
(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)根据题意关系式为H3PO4~2NaOH,由消耗的NaOH计算H3PO4。
详解:(1)研磨能增大反应物的接触面积,加快反应速率,加热,升高温度加快反应速率;流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。

(4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/Lc10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。
点睛:本题以磷精矿湿法制备磷酸的工艺流程为载体,考查影响化学反应速率的因素、“强酸制弱酸”的复分解反应规律、元素周期律、指定情境下方程式的书写、物质含量的计算等。解题时必须利用所学知识结合流程分析,如第(5)问注意脱硫的反应是在粗磷酸中进行的,BaCO3或CaCO3中碳元素最终变为CO2;第(6)问中H3PO4与NaOH物质的量之比的确定等。
10. 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)  ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)  ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+__________________+_______+2 I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号	A	B	C	D		试剂组成	0.4 mol·L-1 KI	a mol·L-1 KI
0.2 mol·L-1 H2SO4	0.2 mol·L-1 H2SO4	0.2 mol·L-1 KI
0.0002 mol I2		实验现象	溶液变黄,一段时间后出现浑浊	溶液变黄,出现浑浊较A快	无明显现象	溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快		
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
【答案】    (1). 3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s)  ΔH2=−254 kJ·mol−1    (2). >    (3). 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大    (4). SO2    (5). SO42−    (6). 4H+    (7). 0.4    (8). I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率    (9). 反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【解析】分析:(1)应用盖斯定律结合反应II分析。
(2)采用“定一议二”法,根据温度相同时,压强与H2SO4物质的量分数判断。
(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变,反应i+反应ii消去I-得总反应。
(4)用控制变量法对比分析。
详解:(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。

(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i)2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I−是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快。
点睛:本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体,考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
11. 实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。_______
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ	取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。		方案Ⅱ	用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。		Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性>,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性>。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:________________。
【答案】    (1). 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O    (2).     (3). Cl2+2OH−Cl−+ClO−+H2O    (4). i. Fe3+    (5). 4FeO42−+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O    (6). 排除ClO−的干扰    (7). >    (8). 溶液的酸碱性不同    (9). 若能,理由:FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
【解析】分析:(1)KMnO4与浓盐酸反应制Cl2;由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl;Cl2与Fe(OH)3、KOH反应制备K2FeO4;最后用NaOH溶液吸收多余Cl2,防止污染大气。
(2)①根据制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,Cl2还会与KOH反应生成KCl、KClO和H2O。
I.加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+。
II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH洗涤除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。
②根据同一反应中,氧化性:氧化剂氧化产物。对比两个反应的异同,制备反应在碱性条件下,方案II在酸性条件下,说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。
③判断的依据是否排除FeO42-的颜色对实验结论的干扰。
详解:(1)①A为氯气发生装置,KMnO4与浓盐酸反应时,锰被还原为Mn2+,浓盐酸被氧化成Cl2,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
②由于盐酸具有挥发性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl会消耗Fe(OH)3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B为。
③ C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,还有Cl2与KOH的反应,Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。
I.方案I加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。但Fe3+的产生不能判断K2FeO4与Cl-发生了反应,根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身被还原成Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。
II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干扰判断;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、排除ClO-的干扰,同时保持K2FeO4稳定存在。

③该小题为开放性试题。若能,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色,说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO42-MnO4-。(或不能,因为溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。
点睛:本题考查K2FeO4的制备和K2FeO4的性质探究。与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。尤其注意最后一空为开放性答案,要注重多角度思考。
理科综合能力测试(北京卷)
第一部分(选择题)
本部分共5小题,每小题6分,共30分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中,以(自由)扩散方式通过细胞膜的是
A. Na+
B. 二氧化碳
C. RNA
D. 胰岛素
【答案】B【解析】【分析】:该题主要考查物质进出细胞的方式:1.被动运输:小分子物质从高浓度运输到低浓度,不需要能量,被动运输又分为两种方式:自由扩散(不需要载体蛋白协助)和协助扩散(需要载体蛋白协助);2.主动运输:需要能量和载体蛋白;3.胞吞胞吐也需要能量。
【详解】:一般Na+内流时属于协助扩散,Na+外流时属于主动运输,A错误;二氧化碳的运输属于自由扩散,B正确;RNA通过核孔进入细胞质,需要消耗能量,不是自由扩散,C错误;胰岛素是通过胞吐被分泌出细胞的,D错误,所以选B。
【点睛】:RNA虽然是通过核孔进入细胞质,但需要消耗能量,因此不属于自由扩散。
2. 哺乳动物肝细胞的代谢活动十分旺盛,下列细胞结构与对应功能表述有误的是
A. 细胞核:遗传物质储存与基因转录
B. 线粒体:丙酮酸氧化与ATP合成
C. 高尔基体:分泌蛋白的合成与加工
D. 溶酶体:降解失去功能的细胞组分
【答案】C【解析】【分析】:该题主要考查细胞核和细胞器的功能等有关知识。细胞核的主要功能是贮存和复制遗传物质,是细胞中遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心;线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所;高尔基体是对来自内质网的蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”;核糖体是合成蛋白质的场所;溶酶体分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵的病毒或细菌;液泡能调节细胞内的环境,使植物细胞保持坚挺;中心体与某些低等植物细胞及动物细胞有丝分裂有关。
【详解】:细胞核是细胞的遗传信息库,是细胞遗传和代谢的控制中心,是转录的主要场所,A正确;在线粒体中进行的有氧呼吸第二阶段包括丙酮酸的氧化与ATP合成,B正确;蛋白质的合成在核糖体中进行,而高尔基体是对蛋白质进行加工、分类、包装和运送,C错误;溶酶体内含多种水解酶,分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,D正确,所以选C 。
【点睛】:注意分泌蛋白的合成是在核糖体完成,高尔基体只有加工、分类和包装运送的作用。
3. 光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中
A. 需要ATP提供能量
B. DCIP被氧化
C. 不需要光合色素参与
D. 会产生氧气
【答案】D【解析】【分析】:该题主要考查光反应的有关知识。类囊体是光合作用光反应阶段的场所,光反应发生水的光解,产物是氧气和还原氢;以及ATP的合成。依据题中信息可判断,光照后溶液变为无色,说明有还原剂产生,DCIP被还原。

【点睛】:要根据“照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色”,推知产生了还原剂,进行了光反应。
4. 以下高中生物学实验中,操作不正确的是
A. 在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置
B. 鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C. 用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)
D. 用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体
【答案】A【解析】【分析】:该题考查高中几个主要实验的材料选择、试剂选择、操作步骤等
【详解】:在制作果酒的实验中,葡萄汁液不能装满发酵装置,要留出1/3的空间,A错误;在DNA鉴定实验中,DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色,B正确;用苏丹Ⅲ染液可以把花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色,C正确;用龙胆紫染液能将细胞中的染色体染成深紫色,在洋葱根尖分生区细胞中能清晰地观察到,D正确,所以选A。
【点睛】:注意题目中的“果酒”、“装满”
5. 用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是
A. 如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C. 泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D. 图中被酶切的DNA片段是单链DNA
【答案】D【解析】【分析】:该题考查DNA的结构、限制酶的特点和功能等。DNA一般是双螺旋结构;限制酶可以识别特定的脱氧核苷酸序列,并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割。
【详解】:
限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列,不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列,由电泳图可知XhoI和SalI两种酶分别切割时,识别的序列不同,A正确;同种限制酶切割出的DNA片段,具有相同的粘性末端,再用DNA连接酶进行连接,可以构成重组DNA,B正确;Sal I将DNA片段切成4段,Xho I将DNA片段切成3段,根据电泳结果可知泳道①为Sal I,泳道②为Xho I,C正确;限制酶切割双链DNA,酶切后的DNA片段仍然是双链DNA,D错误,所以选D。
【点睛】注意图1两种限制酶的识别位点数量,Sal I有3个识别位点,能将DNA片段切成4段,Xho I有2个识别位点,能将DNA片段切成3段。
第二部分(非选择题)
本部分共3小题,共40分。
6. 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。
(1)癌细胞具有无限___________的特点。当体内出现癌细胞时,可激发机体的_________系统发挥清除作用。
(2)研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
细胞与抗体的结合率(%)	  细胞	iPSC	DB7	MEF		血清						免疫组	77	82	8		空白组	10	8	9		
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显________空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有____________。
③综合表中全部数据,实验结果表明_____________________。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。
(4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于___________________________。
【答案】(1)分裂/增殖    免疫 
(2)实验一:
①高于
②可以与抗iPSC的抗体结合的抗原
③抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合,而不能与MEF上的抗原结合/iPSC与DB7有共同的抗原,与MEF无共同的抗原
实验二:细胞
(3)①F    ②D    ③C    ④B
(4)预防和治疗癌症
【解析】【分析】:该题主要考查两种特异性免疫的过程知识的应用。癌细胞的特征:无限增殖、黏着性下降,容易扩散转移、细胞形态改变;免疫系统有防卫、监控和清除等三大作用;体液免疫的作用过程一般是:抗原被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,之后T细胞再将抗原呈递给B细胞,同时T细胞产生淋巴因子促进B细胞增殖分化产生浆细胞和记忆细胞;或者抗原也可以直接刺激B细胞增殖分化产生浆细胞和记忆细胞,浆细胞分泌抗体,与抗原结合,最后由吞噬细胞吞噬抗体——抗原结合体;细胞免疫的作用过程一般是:抗原被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞和靶细胞接触,使其裂解死亡。
【详解】:(1)癌细胞具有无限增殖的特点;机体的免疫系统能监控和清除体内衰老、死亡或损伤的细胞以及癌细胞;

实验二:空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC进入机体,被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞和肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,这属于细胞免疫;
(3)由上述实验过程可知:DB7有与iPSC相似的抗原,因此上面一组小鼠用DB7处理,下面一组小鼠用失去增殖活性的iPSC处理,上面一组小鼠发生肿瘤病变,下面一组小鼠产生特异性抗体,在四周后提取第二组小鼠的血清,注射到第一组小鼠体内,从而第一组小鼠产生能与肿瘤细胞结合的效应T细胞,与肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,肿瘤逐渐缩小,故答案为:④B、①F、②D、③C;
(4)由上述实验结果可知,iPSC既能刺激小鼠产生了特异性抗体,又能刺激机体产生能与肿瘤细胞接触并使其裂解死亡的效应T细胞,因此该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于抑制或治疗肿瘤生长。
【点睛】:关键是要能根据表中数据看到,DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,得知DB7有与iPSC相似的抗原,能与iPSC结合的特异性抗体也能与DB7结合。
7. 水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。
(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对__________。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代____________来确定。
(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。
①甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有____________。
②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是________。
a.甲×乙,得到F1
b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株
c.R1r1R2r2r3r3植株×丙,得到不同基因型的子代
d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为___________。
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是______________。
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群__________,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议__________________________。
【答案】(1)性状               性状是否分离
(2)①1和3           ②a、c、d、b
(3)感病、抗病
(4)Mp的A1基因发生了突变
(5)(A类)基因(型)频率改变
(6)将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中
【解析】【分析】:该题主要考查遗传定律的应用、基因、蛋白质与性状的关系及育种方法的有关知识。要获得纯合的新品种,结合题意,首先通过不同品种杂交,将不同的抗性结合到一起,再通过自交使之出现纯合子,最后用PCR技术筛选出纯合子植株作为稳定遗传的新品种。
【详解】:
(1)水稻的抗病与感病符合同一种生物的同一性状的不同表现型,是一对相对性状;通过观察自交子代是否发生性状分离来确定纯合子、杂合子的情况; 
(2)①甲品种与感病品种杂交后,对不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果分析,植株1只有和M的200bp的基因相同的基因,基因型为R1R1,植株3有和M相同的基因,基因型为R1r1,植株2只有和M的400bp的基因相同的基因,基因型为r1r1,所以1和3为抗病植株,2为感病植株;
②为了在较短时间内选育新的纯合抗病植株,先让甲、乙杂交得到子一代,再用子一代(R1r1R2r2r3r3)植株与丙(r1r1r2r2R3R3)杂交,得到四种不同基因型的子代,然后用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到9种不同基因型的子代, 最后用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株;
(3)基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型a1a1A2A2a3a3为的Mp侵染,因只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活,基因型为R1R1r2r2R3R3的水稻没有R2蛋白与Mp的A2蛋白结合,抗病反应不能被激活;基因型为r1r1R2R2R3R3的水稻中有与A2蛋白结合的相应的R2蛋白,抗病反应能被激活,因此这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病;

(5)由于Mp有多种不同基因型的个体,而单一抗病类型的水稻只对其中一种Mp有抗性,长期种植这一种类型将会引起Mp种群中其他类型的个体大量繁殖,其A基因频率升高,该品种不能对其他类型的Mp有抗性,导致其抗病性逐渐减弱直至丧失,无法再生产中继续使用;
(6)为避免单一抗病类型的水稻品种抗病性丧失过快,可以将不同水稻抗病品种(甲、乙、丙)混种;育种时培养同时含有多对抗性基因的纯合子品种(如R1R1R2R2R3R3)。
【点睛】:其一要抓住“只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活”这一条件,才能判断感病和抗病类型;其二单一抗病类型的水稻客观上对Mp起到选择作用,导致其他类型的Mp留下来,其中的A基因频率升高,这种水稻对这些Mp没有抗性,在生产上就没有价值了。
8. 因含N、P元素的污染物大量流入,我国某大型水库曾连续爆发“水华”。为防治“水华”,在控制上游污染源的同时,研究人员依据生态学原理尝试在水库中投放以藻类和浮游动物为食的鲢鱼和鳙鱼,对该水库生态系统进行修复,取得了明显效果。
(1)在该水库生态系统组成中,引起“水华”的藻类属于_________。水库中各种生物共同构成______________。
(2)为确定鲢、鳙的投放量,应根据食物网中的营养级,调查投放区鲢、鳙_________的生物积累量(在本题中指单位面积中生物的总量,以t·hm-2表示):为保证鲢、鳙的成活率,应捕杀鲢、鳙的______________。
(3)藻类吸收利用水体中的N、P元素,浮游动物以藻类为食,银鱼主要以浮游动物为食,由图可知,将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放到该水库后,造成银鱼生物积累量__________,引起该变化的原因是______。
(4)投放鲢、鳙这一方法是通过人为干预,调整了该生态系统食物网中相关物种生物积累量的____________,从而达到改善水质的目的。
(5)鲢鱼和鳙鱼是人们日常食用的鱼类。为继续将投放鲢、鳙的方法综合应用,在保持良好水质的同时增加渔业产量,以实现生态效益和经济效益的双赢,请提出两条具体措施________________。
【答案】(1)生产者               (生物)群落
(2)捕食对象/食物         捕食者/天敌
(3)明显下降              鲢、鳙与银鱼在食物上存在竞争关系
(4)比例
(5)定期适度捕捞鲢、鳙;定期合理投放鲢、鳙;控制性捕杀鲢、鳙的捕食者;控制人类活动(工业、农业、旅游等)对该水库生态环境的负面影响
【解析】【分析】:该题主要考查种群、群落及生态系统的结构和稳定性的有关知识。种群的增长受食物、天敌等的影响;群落是聚集在一定区域中各种生物种群的集合,包括该区域所有的生物;群落中不同种生物可能存在竞争、捕食、寄生或共生关系,要根据题意作出判断;在一个生态系统中,增加某种生物,既要考虑它的被捕食者,又要考虑其天敌,还要考虑环境容纳量。
【详解】:(1)藻类能进行光合作用并作为浮游动物的食物,故藻类属于生产者;水库中的各种生物,就包括了这一范围内所有的生物,构成一个群落; 

(3)据图可知,将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放到该水库后,造成银鱼生物积累量显著下降,引起该变化的原因是,投放鲢鱼和鳙鱼捕食浮游动物和藻类,导致浮游动物减少,银鱼的食物来源减少,导致银鱼数量下降;
(4)通过投放鲢、鳙,该生态系统中不同生物的生物积累量发生了改变,故人为调整了该生态系统食物网中相关物种生物积累量的比例,从而达到改善水质的目的;
(5)具体措施是:适量地投放鲢、鳙;适量增加投放浮游动物确保鲢、鳙有足够的食物来源;为保证鲢、鳙的成活率,控制鲢鱼、鳙鱼的天敌数量;减少人类活动对水库的干扰等。
【点睛】:其一要理清藻类、浮游动物、银鱼、鲢和鳙鱼的种间关系:藻类被浮游动物和鲢、鳙所食,浮游动物被鲢、鳙及银鱼所食;其二投放鲢、鳙鱼,既要考虑其食物,又要考虑其天敌,还要考虑水库的容纳量。





















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