综合部分教师版

综合部分1.(2020绍兴,4,4分)科学研究常采用转换、模型、分类和控制变量等研究方法,下列采用转换的是(D)A.模拟月相的形成B.探究种子萌发的部分条件C.纯净物的类别D.测量木块受到的摩擦力解析A项,该图是利用了小球在人周围不同位置,对灯光的反射情况进行观察,模拟月相的形成,采用了模型法,错误;B项,探究种子萌发的部分条件利用的是控制变量法,错误;C项,该图是根据物质的组成情况,对物质进行了分类,错误;D项,该实验中,木块匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力等于木块受到的摩擦力,这里采用了转换法,正确。2.(2022杭州,20,3分)汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示,下列分析错误的是(A)A.都通过剧烈的氧化反应释放出能量B.都将化学能转化为其他形式的能C.都参与自然界的碳循环和氧循环D.都遵循能量的转化和守恒定律解析燃料的燃烧是剧烈的氧化反应,细胞呼吸作用是缓慢的氧化反应,A错误;燃料的燃烧和细胞的呼吸作用都是把存储的化学能转化为其他形式的能,B正确;两者都消耗氧气产生二氧化碳,所以都参与自然界的碳循环和氧循环,C正确;两者都符合能量转化和守恒定律,D正确;故选A。3.(2022丽水,33,8分)思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型:【初步理解】根据混合物组分的性质差异,获得混合物中目标组分。(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的分离转移(填“分离转移”或“反应转化”)。

【探究本质】根据组分的性质差异,选择合适方法,实现物质提纯。(2)从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的。其中过滤操作将硝酸钾晶体与溶液分离是根据颗粒大小不同。

【实践应用】根据混合物中某组分发生化学反应,提高混合物中目标组分纯度。(3)小科取10克混有少量硫酸的盐酸,滴入氯化钡溶液至不再产生沉淀,经过滤、洗涤和干燥得到沉淀0.233克,则原混合溶液中硫酸的溶质质量分数为0.98%。

【融合创新】依据科学原理,融合技术与工程,形成新颖而有价值的解决实际问题方案。(4)常压加热蒸馏法,能耗大、成本高。小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,请解释其蕴含的科学道理液体的沸点随着气压的降低而降低,从而节约能量消耗

解析(1)海水加热成水蒸气是一个物理变化,所以属于题述模型中的分离转移。(3)设原溶液中硫酸的的质量为xH2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl98233x0.233克98233=x=0.098克H2SO4%=0.098克10克=0.984.(2022舟山,24,6分)钻石素有“宝石之王”的称谓,因其优越的特性和漂亮的外表而受到大众喜爱(图甲)。(1)钻石是在地下150~250千米的深处,由熔化的地幔中的碳元素冷却生成的八面体晶体。之后,这些晶体经地壳变动搬运到地表附近。

(2)天然钻石产量极其稀少,在很多领域会用性质相近的氧化锆(ZrO2)替代。前者属于单质,后者属于化合物﹐分类的依据是是否由同种元素组成。

(3)钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度,使入射光线不穿透下部亭剖面,而被全部反射。图乙为光线经钻石传播的部分光路图,请补充光传播到E处后的折射光线。答案(3) 解析(1)地底下的钻石通常经过火山或者地震等地壳运动被搬运到地表。(2)单质是由同种元素组成的纯净物,化合物是由不同种元素组成的纯净物。(3)发生折射时,空气中的折射角大于钻石中的入射角。5.(2021丽水,16,6分)火星与地球最为相似且距离较近,2021年5月15日,天问一号携带的“祝融号”火星车(如图)成功着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步。(1)火星是太阳系中的一颗行星(填“行星”或“恒星”);

(2)“祝融号”进入火星大气后减速下降时,相对于火星表面是运动的(填“运动”或“静止”);

(3)火星上昼夜温差大,为保证“祝融号”度过漫漫寒夜,其顶部有一个集热窗装置,里面装有的正十一烷白天会吸热熔化储存能量,晚上凝固放热释放能量(填物态变化名称)。

解析(1)火星是太阳系八大行星之一,太阳是太阳系中唯一的恒星;(2)以火星表面为参照物,“祝融号”相对火星表面有空间位置的变化,所以是运动的;(3)由题中“白天吸热熔化”(固态变为液态)可知,晚上正十一烷会由液态变为固态,凝固放热。6.(2021温州,20,6分)2021年5月,我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原(如图甲),实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。(1)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%且没有液态水,表面平均温度为55℃,绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是D。

A.表面平均温度比地球低B.公转周期比地球长C.大气中氧气含量比地球低D.雨、雪天数比地球多(2)图乙中t1~t2时段,着陆巡视器在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是推力大于重力。(不计大气阻力)

(3)着陆巡视器在火星上总重为4888牛,其重力在t2~t4时段做功4.888×105焦。

解析(1)雨、雪天气与大气有关,火星的大气密度只有地球的1%,D说法错误;(2)t1~t2时段,着陆巡视器速度减小,即做减速运动,合力方向与运动方向相反。所以向上的推力大于重力;(3)W=Gh=4888N×100m=4.888×105J7.(2021温州,16,6分)温州地区端午节有吃粽子的习俗,其中“灰汤粽”特别受欢迎。制作灰汤粽的关键是做好“灰汤”。(1)作为粽子品质改良剂、防腐剂的灰汤富含碳酸钾。碳酸钾水溶液呈碱性,这是碳酸钾的化学性质(选填“物理性质”或“化学性质”)。

(2)制作灰汤时,用沸水浇淋草木灰,比用冷水浇淋可得到溶质质量分数更大的碳酸钾溶液。这说明物质的溶解性受温度影响。

(3)灰汤粽是将糯米用粽叶包裹,放在灰汤中煮制而成的。灰汤粽中为人体提供能量的主要营养素是糖类。

解析(2)沸水比冷水溶的碳酸钾多,说明碳酸钾溶解度受温度影响。(3)灰汤粽的主要成分是糯米,糯米的主要营养成分是糖类,也含有蛋白质,灰汤粽中为人体提供能量的主要营养素是糖类。8.(2022杭州,37,9分)2021年,马延和研究团队在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。绿色植物通过光合作用制造淀粉涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控;而马延和团队的人工合成淀粉技术只需11步,其技术路线如图所示;绿色植物(以玉米为例)光合作用和使用马延和团队的人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。玉米淀粉人工合成淀粉能量转化效率2%7%生产条件与方式阳光、灌溉、施肥施药、收割全天候车间生产生产周期4—6个月1—2天占地面积5亩地1米3反应器回答问题:(1)马延和团队的人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段:阶段1:从x能→电能→氢能→甲醇;阶段2:以甲醇为原料通过“C1→Cy→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。据图分析,在阶段1中,x能为太阳能,利用氢能合成甲醇的反应物为H2和CO2;在阶段2中,Cy为甘油酮(C3H2O3),则y的值为3(填写数字)。

(2)马延和团队的人工合成淀粉过程与绿色植物光合作用过程均需多种酶作为催化剂。淀粉属于糖类物质,对人体的重要作用是为人体提供能量。

(3)马延和团队的人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段,但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。据表分析,该技术相较于传统农业,在解决粮食危机问题上的优势是占地面积少,生产周期短,不受气候等因素制约,节约水资源,减少对环境污染,能量转化效率高。(写出2点)

解析(1)利用太阳光给太阳能电池充电,能量的转化形式是太阳能转化为电能。由题图可知氢气和二氧化碳反应生成甲醇。一个甘油酮分子中有3个碳原子,所以y等于3。(2)人工合成淀粉和光合作用都需要酶作为催化剂。淀粉是糖类,是人体主要的营养物质,为人体生命活动提供能量。9.(2021湖州,33,7分)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”——马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。(1)“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀,与下列哪种材料类型相同?②。

①塑料②不锈钢③玻璃(2)“奋斗者”号下潜时,外部携带了4块压载铁,总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少?(压载铁的密度近似为8×103千克/米3,海水的密度近似为水的密度,g取10N/kg)(3)完成水下作业之后,“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航,采用了一种新的固体浮力材料,由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求,该材料需要具备怎样的性质?密度小、抗压力强(答出一点即可)

答案(2)17500N解析(1)钛合金属于金属材料,故选②。(2)V排=V=mρ=2000kg8×103kg/mF浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m3=2500NG=mg=2000kg×10N/kg=20000NF拉=GF浮=20000N2500N=17500N(3)为减少能量的消耗,物体的密度要小;深水处水压大,物体的抗压能力要强等。10.(2021衢州,35,8分)我国继去年嫦娥五号成功登月之后,今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中,依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作,实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见表。天体离地球距离天体表面物体受到的重力表面状况大气压情况火星5.5×107km—4×108km约为地球上的2/5岩石、高山、平原只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳月球3.6×105km—4×105km约为地球上的1/6环形山、高地、平原没有(1)探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km,根据相关报道,探测器着陆火星表面的9分钟过程中,它会“失去”地面指挥人员的控制,只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因。(提示:通讯信息是通过电磁波传递的,其速度为3×105km/s)(2)已知祝融号火星车质量为240kg,它随探测器降落至距离火星表面100m时,先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表面100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。(g取10N/kg)(3)自上个世纪60年代以来,人类对火星开展了40余次探测活动,成功的却不到一半,但人类探索太空的脚步并未停止,相信不远的将来,在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时,需要考虑人类生存的问题有如何获得氧气,水和燃料,如何获得食物,获得什么食物等(合理即可)(写出一点即可)。

(4)如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片,照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹?请你作出判断并说明理由。不是彩虹,因为月球上没有液态小水滴,所以不能形成彩虹。

答案(1)见解析(2)96000J解析(1)地球指挥人员与火星车之间依靠电磁波传递信息,电磁波以光速传播,由于火星车着陆时离地球的距离有1.8×108km。根据公式:t=sv=1.8×108km3.0×105km/s=600s=10min,从火星车上发出要着陆的信号到地球上的指挥员收到信号需要10分钟,地球上的指挥员发出指令到达火星车的时间又需要10分钟其他合理答案也给分(2)方法一:G地=mg=240kg×10N/kg=2400NG火=25×G地=25×2400N=960W火=Fs=G火s=960N×100m=96000J方法二:W地=Fs=Gs=mgs=240kg×10N/kg×100m=240000JW火=25W地=240000J×25=96000(3)见答案。(4)不是彩虹,因为月球上空没有液态小水滴,所以不能形成彩虹。易错警示信息给予题是目前考查的热点,尤其是紧密联系生产生活的信息给予题,这类问题往往考查多个考点和多项能力,如信息分析、数据处理、知识迁移、学以致用等能力。11.(2021绍兴,33,10分)2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的。(1)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息:大气中二氧化碳浓度升高,全球平均气温升高,且趋势相同(合理即可)。

图甲(2)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是真核(选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的光合作用实现固碳。

②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于化学变化(选填“物理”或“化学”)。

③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(图乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→化学能。

图乙甲醇合成时,若碳元素全部来自二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳13.75吨。

(二氧化碳转化成甲醇的方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O)(3)交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:图丙①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放11.3kg的二氧化碳(ρ汽油=0.7×103kg/m3,结果精确到0.1)。

②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是光伏(水力、风力等合理即可)发电。

解析(2)①微型藻类细胞有成形的细胞核,属于真核生物。藻类植物能进行光合作用吸收二氧化碳。③设消耗二氧化碳的质量为x。CO2+3H2CH3OH+H2O4432x10吨4432=x=13.75吨答:消耗二氧化碳的质量为13.75吨。(3)①m汽油=0.01m3×0.7×103kg/m3=7kg汽车排放的二氧化碳的质量:7×3.857kg=26.999kg电动车排放的二氧化碳的质量:20×0.785kg=15.7kg减少的排放量:26.999kg15.7kg=11.299kg≈11.3kg。12.(2021宁波,32,10分)如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长44m,直径11.9m,体积2100m3,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发,用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨,以8km/h的速度,飞行了28km。(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄,在前进过程中可以减小空气阻力。

(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少?(空气密度取1.29kg/m3,g取10N/kg)(3)这次飞行,飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到平均阻力各为多少?答案(2)27090N(3)3.5h2.772×107J990N解析(1)飞艇做成橄榄形状后,头尾变小,减小飞艇受到的空气阻力。(2)F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV气囊=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N(3)t=sv=28km8km/ℎW=Pt=2.2×103W×3.5×3.6×103s=2.772×107Jf=F=Ws=2.772×107易错警示证明题或说理题近几年频繁出现,主要考察学生的理解、领会、逻辑推理等关键能力。平时应注重物理公式、定理的推理过程。13.(2021金华,32,8分)金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108千米,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米,最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题:(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时?(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少?(3)若