第II卷
(共10题 共174分)
22.(16分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、A。
(2)本实验的步骤有:
① 取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
② 按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③ 用米尺测量双缝到屏的距离;
④ 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意 和 。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数 mm,求得相邻亮纹的间距为mm。
(4)已知双缝间距为,测得双缝到屏的距离为0.700 m,由计算式 ,求得所测红光波长为 nm。
23.(16分)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距为0.40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为kg、电阻为的金属杆始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为的电阻R1。当杆达到稳定状态时以速率匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取,试求速率和滑动变阻器接入电路部分的阻值。
24.(18分)如图所示,质量为的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数为,木板右端放着质量为的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态。木板突然受到水平向右的的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能为,小物块的动能为,重力加速度取,求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度;
(2)木板的长度L。
25.(22分)正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术,它为临床诊断和治疗提供全新的手段。
(1)PET在心脏疾病诊疗中,需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的,反应中同时还产生另一个粒子,试写出该核反应方程。
(2)PET所用回旋加速器示意如图,其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R,两盒间距为,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示。质子质量为,电荷量为。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计,质子在加速器中运动的总时间为(其中已略去了质子在加速电场中的运动时间),质子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同,加速电子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率和加速电压U。
(3)试推证当时,质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计(质子在电场中运动时,不考虑磁场的影响)。
26.(14分)A和B均为钠盐的水溶液,A呈中性,B呈碱性并具有氧化性,下述为相关实验步骤和实验现象:
请回答:
(1)写出A、B和C的化学式:A ,B ,C 。
(2)依次写出和(E中含有某+5价元素的含氧酸根离子)的离子方程式: 。
(3)写出将气体通入K溶液中发生反应的离子方程式: 。
(4)写出由的化学方程式: 。
27.(19分)I. 某天然油脂A的分子式为。1摩尔该油脂水解可得到1摩尔甘油、1摩尔不饱和脂肪酸B和2摩尔直链饱和脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280,原子个数比为。
(1)写出B的分子式: 。
(2)写出C的结构简式: ;C的名称是 。
(3)写出含5个碳原子的C同系物的同分异构体的结构简式: 。
II. 与碱性溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸:
,常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构。
在催化剂存在下,1摩尔不饱和脂肪酸B和1摩尔氢气反应后经处理得到D和E的混合物,D和E互为同分异构体。当D和E的混合物与碱性溶液共热后酸化,得到如下四种产物:
(4)写出D和E的结构简式: 。
(5)写出B的结构简式:。
(6)写出天然油脂A的一种可能结构简式: 。
28.(19分)根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱的主要步骤是:将配制好的饱和溶液倒入烧杯中加热,控制温度在℃,搅拌下分批加入研细的固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼热2小时,制得固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
温度
溶解度盐 | 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 100℃ |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 39.8 |
NH4HCO3 | 11.9 | 15.8 | 21.0 | 27.0 | — ① | — | — | — |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 | 16.4 | — |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.3 | 77.3 |
① ℃会有分解
请回答:
(1)反应温度控制在℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。
(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出晶体的原因是。用蒸馏水洗涤晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。
(3)过滤所得的母液中含有 (以化学式表示),需加入 ,并作进一步处理,使溶液循环使用,同时可回收。
(4)测试纯碱产品中含量的方法是:准确称取纯碱样品,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1—2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为()的溶液滴定至溶液由红色到无色(指示反应的终点),所用溶液体积为,再加1—2滴甲基橙指示剂,继续用溶液滴定至溶液由黄变橙,所用溶液总体积为。写出纯碱样品中质量分数的计算式:
(%)=。
29.(14分)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出XkJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是,其相应的质量()为 。
(2)已知单质磷的燃烧热为,则P与O2反应生成固态的反应热= 。
(3)写出与反应生成固态的热化学方程式:。
30.(18分)
(1)19世纪中叶以来,随着英国重工业的发展,尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响,1950年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查,获得如下结果:
项目 地区 | 白色蛾 | 黑化蛾 | ||||
释放数 | 回收数 | 回收率 | 释放数 | 回收数 | 回收率 | |
污染区 | 64 | 16 | 25.0% | 154 | 82 | 53.2% |
非污染区 | 393 | 54 | 13.7% | 406 | 19 | 4.7 |
请回答下列问题:
① 自然选择是 的过程。
② 表中两组数据 大于 、 大于共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。
(2)20世纪50年代后,英国开始实行煤烟控制计划,大气环境污染得到了治理。请根据下图说出三者的变化关系并解释原因。
31.(18分)
(1)限制性内切酶I的识别序列和切点是——,限制性内切酶II的识别序列和切点是——。在质粒上有酶I的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶II的切点。用上述两种酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA。
① 请画出质粒被限制酶I切割后所形成的黏性末端。
② 请画出目的基因两侧被限制酶II切割后所形成的黏性末端。
③ 在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来?为什么?
(2)请根据所提供的实验材料用具设计一个实验,验证“重力影响生长素的重新分配”。
实验材料用具:若干相同的燕麦胚芽鞘尖端、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一个实验支架(支架的材料托中,放置了6块已编号的相同琼脂块。相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全分割开)。
① 写出主要实验步骤:
② 预期实验结果:
放置琼脂块的胚芽鞘比放置琼脂块的胚芽鞘 。
放置琼脂块的胚芽鞘比放置琼脂块的胚芽鞘 。
放置琼脂块的胚芽鞘 。