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第一部分(选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120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.洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离 B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍 D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
2.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如右图。据此,对该植物生理特性理解错误的是
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25℃
C.在0~25℃ 范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是10~50℃
3.酸雨指 pH 小于5.6的大气降水。在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现,楝树的高度比对照组低约40%,而樟树的高度没有明显差异。结合生态学知识所作的合理推测是A. 酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显
B. 酸雨对樟树种群密度的影响比对楝树的大C. 森林生态系统物种丰(富)度不受酸雨影响 D. 楝树生长的群落中,其他树种都不耐酸雨
4.细胞外葡萄糖浓度调节胰岛 B 细胞(β细胞)分泌胰岛素的过程如右图,对其理解错误的是
A.细胞呼吸将葡萄糖中的化学能贮存在 ATP 中 B.Ca2+ 内流促使细胞通过胞吐方式释放胰岛素
C.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛素释放 D.该过程参与了血糖浓度的反馈调节机制
5.增加菊花花色类型,从植物中克隆出花色基因C(图1),与质粒(图2)重组,借助农杆菌导入菊花中。操作与实验目的不符的是
A.用限制性核酸内切酶 EcoRI 和连接酶构建重组质粒 B.用含 C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将 C 基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞 D.用分子杂交方法检测 C 基因是否整合到菊花染色体上
6.古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是 A.瓷器 B.丝绸 C.茶叶 D.中草药
7.2016年 IUPAC 命名117号元素为 Ts,Ts 的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是
A.Ts 第七周期第 ⅦA 族元素B.Ts同位素原子有相同电子数C.Ts 在同族元素中非金属性最弱D.中子数为176的 Ts 核素符号176117Ts
8.下列变化中,气体被还原的是
A.二氧化碳使 Na2O2 固体变白 | B.氯气使 KBr 溶液变黄 | C.乙烯使 Br2 的四氯化碳溶液褪色 | D.氨气使 AlCl3 溶液产生白色沉淀 |
9.我国在 CO2 催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2 转化过程示意图如下:下列说法不正确的是
A.反应①的产物中含有水 | B.反应②中只有碳碳键形成 | |
C.汽油主要是 C5~C11 的烃类混合物 | D.图中 a 的名称是2-甲基丁烷 |
10.根据 SO2 通入不同溶液中实验现象,所得结论不正确的是
A. 含 HCl、BaCl2 的 FeCl3 溶液;产生白色沉淀; SO2 有还原性。B. H2S 溶液;产生黄色沉淀; SO2 有氧化性。
C. 酸性 KMnO4 溶液;紫色溶液褪色; SO2 有漂白性。D. Na2SiO3 溶液;产生胶状沉淀; 酸性:H2SO3 > H2SiO3。
11.聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与 HI3 形成聚维酮碘,其结构表示如下。下列说法不正确的是
A.聚维酮的单体是 B.聚维酮分子由(m + n)个单体聚合而成 C.聚维酮碘是水溶性物质 D.聚维酮一定条件下发生水解反应
12.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2 ,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
13.以下关于热运动的说法正确的是A. 水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
B. 水凝结成冰后,水分子的热运动停止 C. 水的温度越高,水分子的热运动越剧烈 D. 水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大
14.如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为 a、b 两束单色光。如果光束 b 是蓝光,则光束 a 可能是
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
15.某弹簧振子沿 x 轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是
A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值 B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零 D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值
16.如图所示,理想变压器的原线圈接在 u = 220 sin100πt(V) 的交流电源上,副线圈接有 R = 55Ω 的负载电阻,原、副线圈匝数 之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A.原线圈的输入功率220W B.电流表的读数为1 A C.电压表读数110
V D.副线圈输出交流电周期50 s
17.利用引力常量 G 和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是
A. 地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) | B. 人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 | |
C. 月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 | D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 |
18.我国研制的"大连光源"—极紫外自由电子激光装置,发出波长在100 nm(1 nm = 10−9 m)附近连续可调的世界上最强极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域发挥重要作用。 一个处于极紫外波段的光子具有的能量可电离一个分子,又不会把分子打碎。判断能够电离一个分子的能量为(普朗克常量 h = 6.6×10−34 J·s,真空光速 c = 3×108 m/s)
A.10−21 J | B.10−18 J | C.10−15 J | D.10−12 J |
19.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1 和 L2 为电感线圈。实验时,断开开关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,随后逐渐变暗; 闭合开关 S2 ,灯 A2 逐渐变亮,而另一个相同的灯 A3 立即变亮,最终 A2与 A3 的亮度相同。说法正确的是
A.图1中,A1 与 L1 的电阻值相同 B.图1中,闭合 S1 ,电路稳定后,A1 中电流大于 L1 中电流
C.图2中,变阻器 R 与 L2 的电阻值相同 D.图2中,闭合 S2 瞬间,L2 中电流与变阻器 R 中电流相等
20.物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1 和 λ2 的无线电波。飞机降落过程中,当接收到 λ1 和 λ2 的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A.天线发出的两种无线电波必须一样强
B.导航利用λ1 与 λ2 两种无线电波间的干涉 C.两种无线电波在空间强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间强弱分布重合
22.(16分)如图,长l = 1 m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角 θ = 37°。已知小球带电荷量 q = 1.0×10–6 C ,匀强电场场强 E = 3.0×103 N/C ,重力加速度 g = 10 m/s2,sin 37° = 0.6,cos 37° = 0.8。求:(1)小球所受电场力 F 的大小。 (2)小球的质量 m 。 (3)将电场撤去,小球回到最低点时速度 v 的大小。
23.(18分)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次 α 衰变。放射出的 α 粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为 R 。以 m、q 分别表示 α 粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用 AZX 表示,新核的元素符号用 Y 表示,写出该 α 衰变的核反应方程。
(2)α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。
(3)设该衰变过程释放的核能都转为为 α 粒子和新核的动能,新核的质量为 M ,求衰变过程的质量亏损 Δm 。
24.(20分)发电机和电动机有装置上的类似性,源于机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理简化为图1、2所示。
在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道 MN、PQ 固定在水平面内,相距为 L,电阻不计。电阻为 R 的金属导体棒 ab 垂直于 MN、PQ 放在轨道上,与轨道接触良好,以速度 v(v 平行于 MN)向右做匀速运动。图1轨道端点 MP 间接有阻值为 r 的电阻,导体棒 ab 受到水平向右的外力作用。图2轨道端点 MP 间接有直流电源,导体棒 ab 通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为 I 。
(1)求在Δt 时间内,图1"发电机"产生的电能和图2"电动机"输出的机械能。
(2)导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起重要作用。认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
a. 请在图3(图1的导体棒 ab)、图4(图2的导体棒 ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b. 我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢? 请以图2"电动机"为例,通过计算分析说明。
25.(17分)羟甲香豆素是治疗胆结石药物,合成路线如下图:
已知:(R、R´、R´´代表烃基)
(1)A 属于芳香烃,其结构简式是______。B 中所含的官能团是_____。
(2)C→D 的反应类型是:_________。
(3)E属于脂类。仅以乙醇为有机原料,选用必要的无机试剂合成E,写出有关化学方程式:____。
(4)已知:2E →F + C2H5OH 。F 所含官能团有和_______。
(5)以 D 和 F 为原料合成羟甲香豆素分为三步反应,写出有关化合物的结构简式:
26.(13分)TiCl4 由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯 TiCl4 的流程示意图如下:
沸点℃: SiCl458, TiCl4136, AlCl3181(升华), FeCl3316, MgCl21412。
熔点℃: SiCl4-69, TiCl4-25, AlCl3193, FeCl3304, MgCl2714。
在 TiCl4 中溶解性: SiCl4互溶, TiCl4—, AlCl3微溶, FeCl3微溶, MgCl2难溶。
(1)氯化过程:TiO2 与 Cl2 难以直接反应,加碳生成 CO 和 CO2 可使反应得以进行。
已知:TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) ΔH1 = +175.4 kJ·mol−1, 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ΔH2 = -220.9 kJ·mol−1
①沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g) 和 CO(g) 的热化学方程式:______。
②氯化过程中 CO 和 CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2 生成 CO 反应的ΔH___0(填">""<"或"="),判断依据:______。
③ 氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的 HCl 和 Cl2 经吸收可得粗盐酸、FeCl3 溶液,则尾气的吸收液依次是 _____。
④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗 TiCl4 混合液,则滤渣中含有_______。
(2)精制过程:粗 TiCl4 经两步蒸馏得纯 TiCl4 。示意图如下, 物质 a 是:_____,T2 应控制在______。
27.(12分)SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的 NOx 排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3和 CO2 ,反应的化学方程式:______。 ②反应器中 NH3 还原CO2 化学方程式:_____。
③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成 (NH4)2SO4 ,使催化剂中毒。用化学方程式表示 (NH4)2SO4的形成:___。
④尿素溶液浓度影响 NO2 的转化,测定溶液中尿素(M = 60 g·mol −1 )含量的方法如下:取 a g 尿素溶液,将所含氮完全转化为 NH3 ,所得 NH3 用过量的 v1 mL c1 mol·L−1 H2SO4 溶液吸收完全,剩余 H2SO4 用 v2 mL c2 mol·L−1 NaOH 溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_______。
(2)NSR(NOx 储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a示。
①通过 BaO和 Ba(NO3)2的相互转化实现 NOx的储存和还原。储存 NOx的物质是___。
②用 H2 模拟尾气中还原性气体研究 Ba(NO3)2 的催化还原过程分两步进行,图 b 表示该过程相关物质浓度随时间变化关系。第一步反应消耗H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量比是_____。
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与 NO 有关。在有氧条件下, 15NNO 与 NH3 以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是 15NNO 。将该反应的化学方程式补充完整:______= □15NNO + □H2O 。
28.(16分)某小组在验证反应"Fe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag"的实验中检测到 Fe3+ ,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L−1 硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物。 ①取出少量黑色固体,洗涤后,______(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加 K3[Fe(CN)6] 溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_______。
(2)针对"溶液呈黄色",甲认为溶液中有 Fe3+ ,乙认为铁粉过量时不可能有 Fe3+ ,乙依据的原理是______ (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加 KSCN 溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下, (资料:Ag+ 与 SCN- 生成白色沉淀 AgSCN)
ⅰ: 3min。 产生大量白色沉淀;溶液呈红色。 ⅱ:30min。 产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深。
ⅲ: 120min。 产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅。
②对 Fe3+ 产生的原因作出如下假设。假设 a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生 Fe3+ ;
假设 b:空气中存在 O2,由于_________(用离子方程式表示),可产生 Fe3+;
假设 c:酸性溶液中 NO 具有氧化性,可产生 Fe3+ ; 假设 d:根据______现象,判断溶液中存在 Ag+ ,可产生 Fe3+。
③下列实验Ⅰ可证实假设 a、b、c 不是产生 Fe3+ 的主要原因。实验Ⅱ可证实假设 d 成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加 KSCN 溶液。3 min 时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。 实验Ⅱ:装置如右图。其中甲溶液是_________,操作及现象是________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中 Fe3+浓度变化的原因:________。
29.(16分)学习、记忆是适应环境、个体发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)相关。
(1)在小鼠 H 区的传入纤维上施加单次强刺激, 传入纤维末梢释放的____作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在 H 区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过 HFS 处理时高2~3倍,研究者认为是 HFS 使 H 区神经细胞产生了"记忆",下图为这一现象可能的机制。
如图所示,突触后膜上的 N 受体被激活后,Ca2+ 会以____方式进入胞内,Ca2+ 与____共同作用,使 C 酶的____发生改变,C 酶被激活。
(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:
①对小鼠 H 区传入纤维施以 HFS,休息30分钟后,检测到 H 区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的_______(填图中序号)过程提供了实验证据。
②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实 A 受体的磷酸化位点位于 T 上,需将一种短肽导入 H 区神经细胞内,以干扰 C 酶对 T 的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与 T 的氨基酸_________。
A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反C.数目相同序列相同
③为验证 T 的磷酸化能增强神经细胞对刺激的"记忆"这一假设,将 T 的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用 HFS 处理 H 区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜 A 受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善_________。
(4)图中内容从_________水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。
30.(18分)玉米(2n = 20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为_____,因此在________分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的________。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用 S 的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体
籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。
①根据亲本中某基因的差异,通过 PCR 扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。
从图2结果可以推测单倍体的胚是由______发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,出现性状分离的原因是______,推测白粒亲本的基因型是____。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选 S 与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:
请根据 F1 籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型____。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:_____;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。
31.(16分)疟原虫是一种单细胞动物。它能使人患疟疾,引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状,严重时致人死亡。
(1)在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括________(写出三类)。
(2)进入血液循环后,疟原虫选择性地侵入红细胞,说明它能够_______并结合红细胞表面受体。
(3)疟原虫增殖后胀破红细胞进入血液,刺激吞噬细胞产生致热物质。物质与疟原虫代谢产物作用于宿主下丘脑的____中枢引起发热。
(4)疟原虫的主要抗原变异频繁,使疟原虫能避免被宿主免疫系统_______性清除,从而使该物种得以_______。
(5)临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功,但其抗疟机制尚未完全明了。我国科学家进行了如下实验。
1 组:疟原虫的粒体。不加青蒿素。线粒体膜电位的相对值100。2 组:疟原虫的粒体。加青蒿素。线粒体膜电位的相对值60。
3 组:仓鼠细胞的线粒体。不加青蒿素。线粒体膜电位的相对值100。1 组:仓鼠细胞的线粒体。加青蒿素。线粒体膜电位的相对值97。
①1、2组结果表明______;由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。据此可以得出的结论是________。
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为
_______,能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据。