2013年普通高等学校招生全国统一考试(广东理综卷)

2013年普通高等学校招生全国统一考试(广东卷)理科综合本试卷共10页,36小题,满分300分。考试用时150分钟。注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(A)填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16Na 23Al 27S 32Cl 35.5Cu 63.5一、单项选择题:本大题共16小题,每小题4分,共64分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分。1.(2013广东理综,1)有关糖的叙述,正确的是()A.葡萄糖在线粒体中合成B.葡萄糖遇碘变为蓝色C.纤维素由葡萄糖组成D.胰岛素促进糖原分解答案:C解析:葡萄糖主要在叶绿体中合成,A项错误;淀粉遇碘变蓝,葡萄糖遇碘不变蓝,B项错误;葡萄糖是构成纤维素的单体,C项正确;胰岛素促进葡萄糖合成肝糖原,从而降低血糖,D项错误。2.(2013广东理综,2)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于()证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A.B.C.D.答案:D解析:DNA的双螺旋结构揭示了DNA的分子结构,即两条反相平行的脱氧核苷酸链组成,其遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中,并且A与T配对,G与C配对的碱基互补配对,使得只需以一条链为模板就可合成出另一条链,为DNA复制机制的阐明奠定了基础。3.(2013广东理综,3)从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是()A.合成编码目的肽的DNA片段B.构建含目的肽DNA片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽答案:C解析:从题干信息可以得出合成出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物是在P1的基础上设计出自然界中原本不存在的多肽,属于蛋白质工程,应用蛋白质工程,首先要依据P1的氨基酸序列设计多条模拟肽。4.(2013广东理综,4)如图为去顶芽对拟南芥主根生长影响的实验结果,分析正确的是()A.去顶芽能促进主根生长B.去顶芽植株不能合成生长素C.生长素由顶芽向下非极性运输D.外源生长素能替代顶芽促进主根生长答案:D解析:从题图可以看出,去顶芽植株的主根长度比正常植株的主根长度短,去顶芽不能促进主根生长,A项错误;去掉顶芽后根尖也能合成生长素,B项错误;生长素由顶芽向下运输为极性运输,C项错误;而去顶芽植株用外源生长素处理后其主根长度和正常植株的主根长度相同,说明外源生长素能替代生长素促进主根的生长,D项正确。5.(2013广东理综,5)如图所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是()A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势C.浮游动物总量锐减后再急升D.浮游植物总量急升后再锐减答案:A解析:鲈鱼处在土著鱼的下一个营养级,由于能量流动具有逐级递减的特点,所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量,A项正确;土著鱼与鲈鱼的关系为捕食,B项错误;鲈鱼引入会导致土著鱼数量先减少后增加,间接导致浮游动物先增加后减少,C项错误;通过上面分析,浮游植物的数量先减少后增加,D项错误。6.(2013广东理综,6)以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析,正确的是()答案:B解析:A图中黄绿色的色素带是叶绿素b。B图中菌周围的透明圈最大,说明菌分解纤维素的能力最强。C图中染色体整齐排列在赤道板上,细胞处于分裂中期。D图设置对照实验比较过氧化氢酶和Fe3+催化能力的强弱,其目的是验证酶具有高效性。7.(2013广东理综,7)下列说法正确的是()A.糖类化合物都具有相同的官能团B.酯类物质是形成水果香味的主要成分C.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇D.蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基答案:B解析:A项错误,糖类为多羟基醛或多羟基酮以及它们的脱水缩合物,官能团为羟基、醛基或羰基,官能团不一定相同;C项错误,油脂皂化反应的产物为高级脂肪酸盐及丙三醇(甘油);D项错误,蛋白质水解的最终产物为氨基酸,其官能团为氨基和羧基,不一定含有羟基。8.(2013广东理综,8)水溶液中能大量共存的一组离子是()A.Na+、Al3+、Cl-、CO32-B.H+、Na+、Fe2+、MnO4-C.K+、Ca2+、Cl-、NO3-D.K+、NH4+、OH-、SO42-答案:C解析:A项中Al3+与CO32-因发生相互促进水解而不能大量共存;B项中Fe2+具有还原性,MnO4-在酸性条件(含H+)下具有强氧化性,二者因发生氧化还原反应不能大量共存;C项中四种离子相互之间不发生反应,可大量共存;D项中NH4+与OH-发生反应生成弱电解质NH3H2O而不能大量共存。9.(2013广东理综,9)设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是()A.常温常压下,8 g O2含有4nA个电子B.1 L 0.1 molL-1的氨水中有nA个NH4+C.标准状况下,22.4 L盐酸含有nA个HCl分子D.1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2nA个电子答案:A解析:8 g O2物质的量为0.25 mol,1个O2中含有16个电子,故8 g O2含有电子的物质的量为4 mol,A项正确;NH3H2O为弱电解质,在水溶液中不能完全电离,B错误;盐酸为液体,盐酸的浓度不知,故22.4 L盐酸中含有HCl的物质的量不一定是1 mol,C错误;1 mol Na被氧化为Na2O2,化合价由0价升高到+1价,失去电子应为1 mol,D错误。10.(2013广东理综,10)下列叙述和均正确并且有因果关系的是()选项叙述叙述ANH4Cl为强酸弱碱盐用加热法除去NaCl中的NH4ClBFe3+具有氧化性用KSCN溶液可以鉴别Fe3+C溶解度:CaCO3Ca(HCO3)2溶解度:Na2CO3c(HCO3-),故B错误;食盐水中含有Na+、Cl-、OH-、H+,根据溶液电中性原理,应有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),C项正确;c(OH-)=KWc(H+)=KW1.010-12molL-1,但由于该溶液的温度是50 ,而不是常温,所以KW1.010-14,所以c(OH-)1.010-2 molL-1,故D错误。13.(2013广东理综,13)某航母跑道长200 m,飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2,起飞需要的最低速度为50 m/s。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为()A.5 m/sB.10 m/sC.15 m/sD.20 m/s答案:B解析:由vt2-v02=2as,代入数据解得v0=10 m/s。14.(2013广东理综,14)如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动。下列说法正确的是()A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大答案:A解析:对甲卫星,万有引力提供向心力:GMmr2=ma=mv2r=mr2=mr42T2,得向心力加速度a甲=GMr2,线速度v甲=GMr,角速度甲=GMr3,周期T甲=42r3GM,同理可得,a乙=2GMr2,v乙=2GMr,乙=2GMr3,T乙=42r32GM,可见甲的向心加速度、线速度和角速度都比乙的小,甲的周期比乙的大,只有选项A正确。15.(2013广东理综,15)喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上。则微滴在极板间电场中()A.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电荷量无关答案:C解析:由于墨汁微滴带负电,应向正极板偏转,电场力做正功,电势能应减小,选项A、B均错;由于所受电场力恒定且与初速度方向垂直,所以微滴做匀变速曲线运动,轨迹为抛物线,轨迹与带电荷量有关,电荷量越大,微滴受力越大,打在纸上的位置越偏上,选项C对、D错。16.(2013广东理综,16)如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=21,和均为理想电表,灯泡电阻RL=6 ,AB端电压u1=122sin 100t(V)。下列说法正确的是()A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W答案:D解析:交流电的瞬时值的表达式为U=Umsin t=Umsin 2ft,可见电流频率为50 Hz,U1=Um2=12 V,电压表示数U2=U1n2n1=6 V,电流表示数I2=U2RL=1 A,变压器输入功率与输出功率相等,P1=P2=I2U2=6 W,选项D正确。二、双项选择题:本大题共9小题,每小题6分,共54分。在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,只选1个且正确的得3分,有选错或不答的得0分。17.(2013广东理综,17)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n。下列说法正确的有()A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答案:AC解析:反应后的中子数多于反应前参与的中子数,所以该裂变反应中有中子放出,铀块的大小是链式反应能否发生的重要因素,裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。且链式反应可人工控制,放射性元素的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件没有关系。选项A、C正确。18.(2013广东理综,18)如图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L,保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L。设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变。下列说法正确的有()A.充气后,密封气体压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光答案:AC解析:温度不变,分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大,选项A对、B错;打开阀门后,水减少,气体膨胀,密封气体对水做正功,选项C对。如果水全排出,气体压强为P3,P3(2+0.5)=P1(0.5+0.1)得P3=0.24P1P1,故不再充气不能把水喷光,因为当气压与外界大气压相同时就不再喷水,选项D错。19.(2013广东理综,19)游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有()A.甲的切向加速度始终比乙的大B.甲、乙在同一高度的速度大小相等C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D.甲比乙先到达B处答案:BD解析:切向加速度a=gsin ,开始甲大于乙后来甲小于乙,选项A错误;由机械能守恒可知,甲、乙在同一高度的速度大小相等,选项B正确;画出甲、乙的速率图象如图所示,由于两种情况路程相同(即图象与t轴所围的图形的面积相同),最后的速率相同,由图可知甲比乙先到达B处,同一时刻,甲的位置总低于乙,选项C错、D对。20.(2013广东理综,20)如图所示,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上,则()A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大答案:BD解析:原来P静止不动,说明重力沿斜面向下的分力小于或等于最大静摩擦力,即mgsin mgcos ,此式与质量无关,把物体Q轻放在P上,把PQ看成一体,相当于P的质量变大,P仍能静止,所受合外力为零,由平衡条件可知,P与斜面间的静摩擦力f=m总gsin 变大,选项B、D正确。21.(2013广东理综,21)如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上。不计重力,下列说法正确的有()A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的短D.a在P上的落点与O点的距离比b的近答案:AD解析:由左手定则可判断粒子a、b 均带正电,选项A正确;由于是同种粒子,且粒子的速度大小相等,所以它们在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半径R=mvqB相同,周期T=2mqB也相同,画出粒子的运动轨迹图可知,b在磁场中运动轨迹是半个圆周,a在磁场中运动轨迹大于半个圆周,选项A、D正确。22.(2013广东理综,22)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示,其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是()A.非金属性:ZTXB.R与Q的电子数相差26C.气态氢化物稳定性:RTQ答案:BD解析:由题意R单质在暗处与H2剧烈化合发生爆炸,可知R为F,则X、T、Z、Q分别为S、Cl、Ar、Br。Z、T、X为同一周期元素,从左向右,元素的非金属性(稀有气体元素除外)逐渐增强,则非金属性为TX,故A错误;R(F)与Q(Br)原子序数分别为9和35,即元素原子核外电子数相差26,故B正确; R、T、Q为同一主族元素,从上到下元素的非金属性逐渐减弱,即非金属性:RTQ,再根据元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定的规律,则气态氢化物的稳定性:RTQ ,故C错误;根据元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强的规律,则最高价氧化物的水化物的酸性:TQ,D正确。23.(2013广东理综,23)下列实验的现象与对应结论均正确的是()选项操作现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性B常温下将Al片放入浓硝酸中无明显现象Al与浓硝酸不反应C将一小块Na放入无水乙醇中产生气泡Na能置换出醇羟基中的氢D将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应答案:AC解析:将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明蔗糖脱水生成了碳,碳被氧化,有气体放出,证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A正确;常温下将Al片放入浓硝酸中,无明显现象,是因为Al片在浓硝酸中发生了钝化,并不是不反应,故B错误;钠放入无水乙醇中,产生气泡,发生反应2Na+2C2H5OH2C2H5ONa + H2,C正确;D项中,将水蒸气通过灼热的铁粉,发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成的Fe3O4应为黑色的粉末而不是红色,D错误。24.(2013广东理综,24)下表为四种不同细胞的比较结果,正确的是()选项细胞细胞壁光合作用染色质细胞全能性A蓝藻细胞有有有无B洋葱根尖细胞有无有有C兔成熟红细胞无无有有D蛙受精卵无无有有答案:BD解析:蓝藻细胞是原核细胞,无染色质;洋葱根尖细胞无叶绿体,不能进行光合作用,有细胞壁和染色质,具有细胞全能性;兔是哺乳动物,其成熟的红细胞无细胞核,因此,其成熟的红细胞无染色质,也无细胞全能性;蛙受精卵是动物细胞,无细胞壁,不能进行光合作用,有染色质,具有细胞全能性。25.(2013广东理综,25)果蝇红眼对白眼为显性,控制这对性状的基因位于X染色体。果蝇缺失1条号染色体仍能正常生存和繁殖,缺失2条则致死。一对都缺失1条号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子),F1中()A.白眼雄果蝇占1/4B.红眼雌果蝇占1/4C.染色体数正常的红眼果蝇占1/4D.缺失1条号染色体的白眼果蝇占1/4答案:AC解析:果蝇的性染色体和号染色体上基因的遗传遵循自由组合定律。设红眼、白眼基因分别为B、b,由题意可知,红眼雌雄果蝇的基因型分别为XBXb、XBY,其杂交后代的基因型及比例为XBXBXBXbXBYXbY=1111。因此,后代中白眼雄果蝇占1/4,A项正确;红眼雌果蝇占1/2,B项错误;亲本中均缺失1条号染色体,因此后代中缺失1条号染色体的个体占1/2,缺失2条号染色体的个体占1/4,染色体数正常的个体占1/4,但由于缺失2条号染色体会致死,因此后代中染色体数正常的个体占1/3,缺失1条号染色体的个数占2/3。因此后代染色体数目正常的红眼果蝇占3/41/3=1/4,C项正确;缺失1条号染色体的白眼果蝇占1/42/3=1/6,D项错误。三、非选择题:本大题共11小题,共182分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。26.(2013广东理综,26)(16分)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分,可用作肥料,但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高,施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验,研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响,结果见下表。测定红壤红壤+污泥红壤+含7%生项目物质炭的污泥土壤PAHs含量(g/kg)5271079765黑麦草叶绿素含量(mg/g)2.02.12.3黑麦草每盆干重(g)1.72.32.7黑麦草PAHs含量(g/kg)401651428(1)生物质炭孔隙结构发达,能改善土壤的通气状况,使根系细胞加强,合成增加,从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥,从而促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量,但生物质炭的输入,从而降低PAHs污染的风险。由此可见,生物质炭有望用作污泥改良剂,促进污泥的推广应用。污泥的应用符合生态工程的原理。答案:(1)有氧呼吸ATP(2)黑麦草叶绿素含量较多升高能降低土壤和黑麦草中PAHs的增加量物质循环再生解析:(1)生物质炭的使用能改善土壤的通气状况,促进了根系细胞的有氧呼吸,使ATP合成增加,为根系吸收土壤养分提供能量。(2)从题表可以看出,施用含生物质炭的污泥的黑麦草叶绿素含量较多,所以黑麦草光合作用强,从而促进黑麦草生长;污泥的使用使土壤和黑麦草的PAHs含量升高,生物质炭的输入能降低土壤和黑麦草中的PAHs的增加量,从而降低PAHs污染的风险。污泥中含有大量的有机质和无机成分,施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用,因此污泥的应用符合生态工程的物质循环再生原理。27.(2013广东理综,27)(16分)下丘脑体温调节中枢的冷敏神经元和热敏神经元放电频率因体温变化而相应改变,如图所示,正常情况下C、W曲线交于点S,此点对应的温度为正常体温。注:放电频率即单位时间产生的兴奋次数(1)由图可知,当体温低于正常值时,冷敏神经元的放电频率热敏神经元的放电频率,此时人体感觉到冷,随即通过调节,增加、减少,使体温回升至正常。(2)人体感染流感病毒后点S右移,出现发热,若体温持续偏高会导致内环境稳态,需要采取降温措施。(3)人体初次感染流感病毒后,免疫系统随即启动,裂解被病毒入侵的宿主细胞和清除血液中的病毒。请用文字和箭头描述此免疫过程。答案:(1)高于神经和体液产热散热(2)紊乱(失调)(3)裂解被病毒入侵的宿主细胞的过程:清除血液中的病毒的过程:解析:(1)由图可知当体温低于正常值时,在S点的左侧,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元的放电频率,机体通过神经和体液调节增加产热、减少散热,使体温恢复正常。(2)体温的持续偏高会导致内环境稳态紊乱(失调),需要采取降温措施。(3)人体初次感染流感病毒后,免疫系统裂解被病毒入侵的宿主细胞的过程为:清除血液中的病毒的过程为:28.(2013广东理综,28)(16分)地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型地中海贫血症患儿,分析发现,患儿血红蛋白链第39位氨基酸的编码序列发生了点突变(CT)。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l,突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s;但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切,如图(a)。目前患儿母亲再次怀孕,并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图(b)。(终止密码子为UAA、UAG、UGA。)图(a)图(b)(1)在获得单链模板的方式上,PCR扩增与体内DNA复制不同,前者通过解开双链,后者通过解开双链。(2)据图分析,胎儿的基因型是(基因用A、a表示)。患儿患病可能的原因是的原始生殖细胞通过过程产生配子时,发生了基因突变;从基因表达水平分析,其患病是由于。(3)研究者在另一种贫血症的一位患者链基因中检测到一个新的突变位点,该突变导致链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果,但,则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。答案:(1)加热(高温)解旋酶(2)Aa母亲减数分裂突变形成了终止密码子,翻译提前终止形成异常蛋白(3)该贫血症可遗传链基因不能被上述限制性酶切割解析:(1)PCR技术是通过加热在高温条件下解开DNA双链,而体内DNA复制是通过解旋酶解开DNA双链。(2)由题意可知重型地中海贫血症是隐性遗传病,由题干信息及图(b)该家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图可知母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型依次是AA、Aa、aa、Aa,因其母亲和父亲的基因型分别是AA和Aa,所以生下患儿的可能原因是其母亲的卵原细胞在通过减数分裂产生配子时发生了基因突变;由图(a)可知,该突变使模板链的GTC突变成ATC,则mRNA相应地由CAG变成UAG,终止密码子提前出现,使翻译提前终止。(3)如果这种贫血症可以遗传给后代,而又能证明不是重型地中海贫血症,即链基因不能被题中所述的限制性酶切割,可为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点,提供了一个有力的证据。29.(2013广东理综,29)(16分)某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉降解成单糖。查阅资料后,安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图。(1)向发酵瓶中加入5 g酵母菌开始实验。发酵初期,通气阀需要偶尔短时间打开,并在A通气口处打气,以利于;实验过程中,通气阀需要偶尔短时间打开,目的是。(2)第3天,取出少量发酵液,滴加含有的浓硫酸溶液来检测酒精。(3)检测后发现,尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜,但酒精含量(+)比预期低。他们展开了讨论,认为还有其他影响因素,如,请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现;用“+”表示酒精量,最高含量为“+”)。(4)请对预测的结果进行分析,并得出结论。答案:(1)酵母菌有氧呼吸,进行大量增殖放出CO2(2)重铬酸钾(3)菌种量设置如题图的实验装置6个,编号为A、B、C、D、E、F,并分别接种5 g、6 g、7 g、8 g、9 g、10 g酵母菌菌种,如下表所示。编号ABCDEF菌种量/g5678910酒精含量+(4)随着初始菌种量增加,酒精产量逐渐增加,因此,菌种的起始接种量影响酵母菌发酵的酒精产量。解析:(1)打开通气阀并在A通气口打气,能为酵母菌提供O2,促进酵母菌的有氧呼吸,有利于酵母菌的增殖。打开通气阀的目的是将酵母菌进行细胞呼吸产生的CO2释放出去。(2)酒精的检验要使用加有重铬酸钾的浓硫酸溶液。(3)影响酵母菌发酵的因素有很多,如初期接种的菌种量、底物的量、产物量以及发酵温度、pH、氧气含量等都会对酵母菌的发酵作用产生影响,因为题目中有“操作正确”,所以很可能是接种的菌种量影响了酵母菌的发酵。(4)如果随着初始菌种量增加,酒精产量逐渐增加,则说明菌种的起始接种量影响酵母菌的发酵。30.(2013广东理综,30)(16分)脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应,例如:反应:+(1)化合物的分子式为,1 mol该物质完全燃烧最少需要消耗 mol O2。(2)化合物可使溶液(限写一种)褪色;化合物(分子式为C10H11Cl)可与NaOH水溶液共热生成化合物,相应的化学方程式为。(3)化合物与NaOH乙醇溶液共热生成化合物,的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰,峰面积之比为1112,的结构简式为。(4)由CH3COOCH2CH3可合成化合物。化合物是CH3COOCH2CH3的一种无支链同分异构体,碳链两端呈对称结构,且在Cu催化下与过量O2反应生成能发生银镜反应的化合物。的结构简式为,的结构简式为。(5)一定条件下,与也可以发生类似反应的反应,有机产物的结构简式为。答案:(1)C6H10O37(2)溴水(或溴的CCl4或酸性高锰酸钾)+NaOH+NaCl(3)(4)(5)解析:(1)化合物的分子式为C6H10O3,根据其燃烧方程式C6H10O3+7O26CO2+5H2O,可知1 mol该物质完全燃烧最少需要消耗7 mol O2;(2)化合物中含有碳碳双键、羟基,同时又是苯的取代物,都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,碳碳双键又可与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液或溴水褪色;由题意,卤代烃C10H11Cl与NaOH水溶液共热发生取代反应生成化合物,根据化合物中羟基的位置可以推测出C10H11Cl中氯原子的位置及其结构简式为:,相应的化学方程式为:+NaOH+NaCl; (3)化合物与NaOH乙醇溶液发生消去反应生成化合物,根据的核磁共振氢谱可以推测出其结构简式为,反应的化学方程式为+NaOH+NaCl+H2O。(4)化合物的分子式为C4H8O2,根据题意知应是含有两个羟基的二元烯醇,的结构简式应为,在Cu催化下与过量O2反应的化学方程式为,的结构简式为。(5)由题给信息知,所给两种物质可发生脱水偶联反应,只可能是其中一种物质提供羟基,另一种物质提供氢原子(并且只可能是碳碳三键上的氢),故生成物质的结构简式为31.(2013广东理综,31)(16分)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:I-(aq)+O3(g)IO-(aq)+O2(g)H1IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)H2HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)H3总反应的化学方程式为,其反应热H=。(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq),其平衡常数表达式为。(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图甲),某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH,结果见图乙和下表。甲乙编号反应物反应前pH反应后pH第1组O3+I-5.211.0第2组O3+I-+Fe2+5.24.1第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是。图甲中的A为,由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是。第2组实验进行18 s后,I3-浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)。A.c(H+)减小B.c(I-)减小C.I2(g)不断生成D.c(Fe3+)增加(4)据图乙,计算318 s内第2组实验中生成I3-的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。答案:(1)O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)O2(g)+I2(aq)+H2O(l)H1+H2+H3(2)K=c(I3-)c(I2)c(I-)(3)H+被消耗,其浓度降低Fe2+Fe3+氧化I-生成I2,转化率增大BC(4) v(I3-)=8.310-3molL-115 s=5.510-4 molL-1s-1解析:(1)根据题给信息可知,总反应是O3氧化I-生成I2,那么3步反应中的IO-、HOI应为中间产物,则三式直接相加即可得到总反应及其反应热,即O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)O2(g)+I2(aq)+H2O(l)H=H1+H2+H3。(2)根据化学反应平衡常数表达式的书写方法可以直接写出K=c(I3-)c(I2)c(I-)。(3)根据总反应方程式可以看出,反应需要消耗H+,所以c(H+)逐渐减小,溶液的pH升高;根据题干中的图可以看出,Fe2+Fe3+A应为Fe2+、Fe3+之间的转化且Fe3+A,A应为Fe3+氧化I-后的产物,所以A应为Fe2+;根据题图可以看出随着反应的进行,c(I-)逐渐减小,且存在着I2(aq)I2(g)过程,I2(g)不断生成,促使I2(aq)+I-(aq)I3-(aq),平衡向左移动,导致I3-浓度下降,因此选B、C;(4)根据v(I3-)=c(I3-)t计算得v(I3-)=8.310-3molL-115 s=5.510-4 molL-1s-1。32.(2013广东理综,32)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 )(1)电解精炼银时,阴极反应式为;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为。(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:CuO+Al2O3CuAlO2+。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。答案:(1)Ag+e-Ag2NO+O22NO2(2)Al(OH)3和CuOAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发、浓缩、冷却、结晶解析:(1)根据电解精炼金属的原理,精炼银时,粗银为阳极,纯银为阴极,电解质溶液为AgNO3溶液,阴极反应为Ag+e-Ag。根据工艺流程可以看出,滤渣中含有Ag,与稀硝酸反应生成NO,NO与空气中的氧气反应生成红色NO2,反应的化学方程式为2NO+O22NO2;(2)向硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,生成Al(OH)3和Cu(OH)2,由于Cu(OH)2沉淀在煮沸过程中分解为CuO,可以判断出固体B为Al(OH)3和CuO的混合物 ;在制备Al(OH)3时必须控制NaOH的量,防止NaOH过量使得Al(OH)3溶解,NaOH过量时发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O;(3)根据反应的化学方程式可以看出,反应后Cu的化合价降低,由+2价变成了+1价,根据元素守恒,则生成的气体只可能为O2(氧元素的化合价由-2价升到0价),根据氧化还原反应得失电子守恒配平即可:4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2;(4)根据元素守恒可知,银铜合金中的铜元素的物质的量为n(Cu)=5 000 g63.5%63.5 gmol-1=50 mol,所以生成的CuAlO2也是50 mol。然后再根据CuAlO2中的Cu和Al的物质的量之比为11,则需要硫酸铝溶液的体积=50mol21.0molL-1=25 L;(5)用硫酸铜溶液制备胆矾的一般步骤为蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥。33.(2013广东理综,33)(17分)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是。将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中, 。(2)能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(如图),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是,其原因是。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选作阳极。答案:(1)C HClO、ClO-、Cl2用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液、振荡使其充分反应,发现液体中出现分层现象,下层溶液变为橙色(2)(或其他合理答案)金属逐渐溶解甲甲电池(使用盐桥)可以避免锌和铜离子的接触,从而避免能量损失,提高电池效率,提供稳定的电流(3)Zn解析:(1)氯气的密度比空气的大,故收集时应采用向上排空气法,又因为氯气有毒,故在收集装置之后要有尾气吸收装置(用NaOH溶液来吸收)。将Cl2通入水中,Cl2与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,HClOH+ClO-,故具有氧化性的含氯粒子有Cl2、HClO、ClO-。比较Cl2和Br2的氧化性强弱,可以通过非金属单质间的置换反应来判断,即把溴化钠溶液加入到盛有新制氯水和CCl4的试管中,振荡,静置,发现液体中出现分层现象,下层溶液变为橙色,说明生成了溴单质,从而说明Cl2的氧化性强于Br2的氧化性。(2)因为题给图中电子流向为从左到右,故左侧为原电池的负极,右侧为正极;所以设计原电池时可以在左侧烧杯内盛放ZnSO4溶液,电极选用锌片,右侧烧杯内放CuSO4溶液,电极选用铜片。如图:由所给的电极材料可知,当铜片作电极时,铜片一定是正极,则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应),反应的现象是负极逐渐溶解。以Zn和Cu作电极为例,如果不用盐桥则除了发生电化学反应外,还会使Zn和CuSO4直接反应,不能转化为电能,而盐桥的使用,可以避免Zn和Cu2+的接触,从而避免电量损失,提高电池效率,提供稳定的电流。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法,可知被保护的金属作阴极,比其活泼的金属作阳极,即应选Zn作为阳极。34.(2013广东理综,34)(18分)(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。(a)(b)部分实验步骤如下:A.测量完毕,关闭电源,取出纸带。B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车。C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连。D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔。上述实验步骤的正确顺序是:(用字母填写)。图(b)中标出的相邻两计数点间的时间间隔T= s。计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=。为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=。(2)图(a)是测量电阻RX的原理图。学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6 A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm。(a)(b)(c)根据原理图连接图(b)的实物图。断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0 V时,单位长度电阻丝的电压u= V/cm。记录此时电流表A1的示数。保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤记录的值相同,记录长度L和A2的示数I。测量6组L和I值,测量数据已在图(c)中标出。写出RX与L、I、u的关系式RX=;根据图(c)用作图法算出RX= 。答案:(1)DCBA0.10s4+s52T(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)9T2(2)0.1uLI6.0解析:(1)每隔4点或每5个点取一个计数点时,相临计数点的时间间隔均为0.1 s。纸带上某点的瞬时速度等于确定时间段内的平均速度v5=s4+s52T。当有6组数据时,应采用逐差法计算加速度a=(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)9T2。(2)由于步骤与步骤电流表A1的示数相同,可见通过电阻丝ac的电流不变,这一段电阻丝单位长度的电压值不变,仍为u,所以ac段电阻丝两端的电压为uL,这个电压也是RX两端的电压,IRX=uL,所以RX=uLI,由图可测得LI=60 cmA-1,RX=0.160 =6.0 。35.(2013广东理综,35)如图所示,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端,质量为2m且可看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为。求(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。答案:(1)v023v04(2)v0216g-L116mv02解析:(1)碰撞瞬间,P的速度没有变化,P1与P2相互作用,则有mv0=2mv1,得v1=v02,最终P1与P2和P获得共同速度,3mv0=4mv2,得v2=3v04(2)压缩量最大时,P、P1、P2的速度均为v2,从P1与P2碰后,到弹簧压缩量最大的过程中,根据能量守恒有:122mv02+12mv122=124mv22+mg(L+x)+EP,从P1与P2碰后到P返回A点,根据能量守恒:122mv02+12mv122=124mv22+2mg(L+x),以上各式结合得x=v0216g-L,EP=116mv02。36.(2013广东理综,36)(18分)如图(a)所示,在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度的关系如图(b)所示,其中ab段和bc段均为直线,且ab段过坐标原点。0代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0 ,B=1.0 T,r=0.2 m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻。(a)(b)(1)根据图(b)写出ab、bc段对应的I与的关系式;(2)求出图(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc;(3)分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式。答案:(1)ab段表达式为I=1150;在bc段,I=0.01-0.05(2)0.3 V,0.9 V(3)ab段,电流为0(-0.9 VUP0.3 V);bc段,UP=6IP+0.3或IP=16UP-0.05(0IP0.1 A;0.3 VUP0.9 V)解析:(1)ab段,I与成正比,比例系数k=0.115=1150,表达式为I=1150在bc段,I与满足一次函数关系,斜率k=0.4-0.145-15=0.01,表达式为I-0.1=0.01(-15),I=0.01-0.05(2)由于盘及导线电阻为零,盘转动产生的感应电动势,数值上等于P两端的电压,b点,Eb=12Br2 b=0.3 V,c点,Ec=12Br2c=0.9 V。(3)ab段中的aO段,盘沿顺时针方向转,根据右手定则,加在P上的电压为反向电压,P上无电流;ab段中的Ob段,通过电流表的电流为I=1150,电路中的电动势E=UP=12Br2=150,IR=ER=1150,IP=I-IR=0在bc段,E=12Br2=150=UP,IR=ER=1150,I=0.01-0.05,IP=I-IR=1300-0.05,得UP=6IP+0.3或IP=16UP-0.05(0IP0.1 A;0.3 VUP0.9 V)。