2012年成人高考高中起点升本科《物理化学综合》试卷及详解
可能用到的数据——相对原子质量(原子量):
H—1
C—2
O—16
Na—23
一、选择题:第1~15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,选出一项符合题目要求的。
1.用中子()轰击硼()的原子核,可产生锂核()和另一种粒子,则该粒子为( )。
A.质子
B.中子
C.α粒子
D.电子
【答案】C
【解析】按题意知,核反应前的原子核是和中子,反应后的原子核是和待求粒子,设未知粒子为,写出平衡核反应方程:,由反应前后的总核子数相等有10+1=7+A,由反应前后的总质子数相等有5+0=3+Z,解得A=11-7=4,Z=5-3=2。因为质子数为2的原子核为氦,所以待求粒子为,就是α粒子。
2.一弹簧振子做简谐运动,关于振子速度和加速度的大小,下列说法正确的是( )。
A.振子加速的过程中,加速度越大,速度越大
B.振子减速的过程中,加速度越小,速度越小
C.振子的加速度不为零时,其速度不能为零
D.振子的速度最大时,其加速度为零
【答案】D
【解析】A项,当质点由端点向平衡位置运动时,做加速运动,但在这个运动过程中加速度减小,速度增大,加速度越小,速度越大,即加速度越大,速度越小。B项,当质点由平衡位置向端点运动时,做减速运动,在这个运动过程中加速度增大,速度减小,加速度越大,速度越小,即加速度越小,速度越大。C项,当质点运动到端点时,速度为零,加速度最大,但不为零。D项,当质点在平衡位置时,速度最大,加速度为零。
3.如图,一束白光经过玻璃三棱镜后分解成彩色光谱,其中a、b为光谱最外侧的两种颜色的光,则下列说法正确的是( )。
A.a光为黄光
B.b光为紫光
C.a光的波长较短
D.玻璃对b光的折射率较小
【答案】B
【解析】白光是复色光,它由7种颜色组成,当一束白光通过三棱镜后形成彩色光谱,称为色散现象,在屏幕上出现由红光到紫光的彩色光谱,光谱的排列次序是:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,红光在最上面,紫光在最下面(七种光的波长由大到小依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫;七种光的频率由小到大依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)。AB两项,a光为红光,不是黄光。C项,从红光到紫光,光的波长由长变短,红光波长最长,紫光波长最短。D项,紫光在最下面,表明它的折射角最小。由光的折射定律知,折射角小,则折射率大,紫光的折射率大。
4.如图,在光滑水平面(纸面为水平面)上放置一个正方形的刚性导线框,导线框处在方向竖直向下的匀强磁场内,在磁场逐渐减弱的过程中,关于导线框中有无感应电流及导线框的运动情况,下列说法正确的是( )。
A.有感应电流,在纸面内平移
B.无感应电流,在纸面内平移
C.有感应电流,静止不动
D.无感应电流,静止不动
【答案】C
【解析】BD两项,通过正方形线圈的磁通量为Φ=BS,其中B为磁感应强度,S为正方形面积,当B减小时,Φ减小,根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生感应电动势,所以线圈上有感应电流。AC两项,闭合电路中感应电流所产生的磁场总是用来克服原来的磁场的变化(楞次定律)。
5.一列沿x轴正向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,已知该列波的波速为2m/s,则在t=1.5s时的波形图为( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】一个沿x轴正方向传播的简谐波,它的波形图以波速v沿x轴正方向前进(即行波),在t时内波形前进的距离为s=vt,可见,只要把t=0时的波形图沿x轴方向平移距离s,就可得到t时刻的波形图。把v=2m/s,t=1.5s,代入上式得s=2×1.5m=3m,由图知,t=0时,波形图中y=0的点在x=0处,经过1.5s后,它应移到x=3m处。A项,y=0的点移到2m处;B项,y=0的点移到1m处;C项,y=0的点移到3m处;D项,y=0的点移到4m处。
还可以用波的振动来理解:由v=2m∕s,s=4m,可知T=2s。t=0时,O点正在向下运动,再经过1.5秒,O点将到达波峰位置。
6.下列说法正确的是( )。
A.只有传热才能改变物体的内能
B.物体所有分子动能的总和叫做物体的内能
C.在液体中悬浮的颗粒做布朗运动时,颗粒越大,布朗运动越显著
D.液体中悬浮颗粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击颗粒而引起的
【答案】D
【解析】A项,改变物体的内能的方法有:①做功;②热传递;③既做功又传热,即传热可以改变物体的内能,但它不是改变物体内能的唯一方法。B项,物体的内能,从微观意义上说是组成物体的大量分子无规则热运动的能量,既包含分子热运动的动能,又包含分子间相互作用的势能。内能是组成物体的所有分子无规则热运动的动能和分子间相互作用的势能的总和。C项,布朗运动的观察表明,颗粒越小,布朗运动越剧烈;温度越高,布朗运动越剧烈。D项,布朗运动的微观机理是悬浮在液体中的颗粒不断地受到来自各个方向的做无规则热运动的液体分子撞击的结果,由于液体分子的热运动是无规则的,因此颗粒的布朗运动也是无规则的,即布朗运动是液体分子无规则热运动的引证。
7.如图,当理想变压器输入端的输入电压为某一值时,三个规格完全相同的灯泡都正常发光,则原、副线圈的匝数比n1:n2为( )。
A.3:1
B.2:1
C.1:3
D.1:2
【答案】B
【解析】当相同的三个灯泡正常发光时,它们的电流相同,由线路图可见,在原线圈中,灯泡与原线圈串联,通过原线圈的电流等于通过灯泡的电流I,在副线圈中,两个灯泡并联在副线圈上,因此通过副线圈的电流为两个灯泡的电流之和,由此可知,通过原线圈的电流I1=I①,通过副线圈的电流I2=I+I=2I②,变压器的电流公式为,把式①、②代入得,,即n1:n2=2:1。
8.下列物质中,见光不会分解的是( )。
A.NaHCO3
B.HNO3
C.AgI
D.HClO
【答案】A
【解析】BCD三项,HNO3、AgI和HClO三种物质在“见光”的条件下,都可按以下方程式分解:
,,
A项,NaHCO3在“受热”条件下易分解,但“见光”时却不分解。
9.下列化合物为离子型化合物,且阳离子和阴离子具有相同的电子层结构的是( )。
A.MgO
B.NaCl
C.KF
D.NO
【答案】A
【解析】该化合物应是“离子化合物”,根据“活泼金属氧化物或过氧化物、强碱、大多数盐都是离子化合物;非金属氧化物及气态氢化物、酸类物质、非金属相互化合形成的化合物,都是共价化合物”,可知MgO、NaCl、KF均为离子化合物,NO为共价化合物。化合物中的“阳离子和阴离子具有相同的电子层结构”,根据“相邻两周期中,上一周期元素的阴离子和下一周期元素的阳离子,它们的电子层结构相同”。A项,符合题意;B项,NaCl中,Na、Cl为同一周期元素;C项,KF中K、F不是相邻周期元素;D项,NO是共价化合物。
10.实验室用铜和稀硝酸制取NO时,为了加快反应速率,可以采用的措施是( )。
A.改用浓硝酸
B.减小稀硝酸的浓度
C.加热
D.增加压强
【答案】C
【解析】制取NO的反应方程式为。A项,将稀HNO3改成浓HNO3时,则反应方程式为:,该反应的产物是NO2,不是NO。B项,根据浓度、温度、压强对反应速率的影响可知:减小稀硝酸浓度,可使反应速率减慢。C项,加热可使反应速率加快。D项,增加压强,对制取NO气体的反应来说,实质是增大了逆反应的速率,不利于NO气体的生成。
11.只用一种试剂就可鉴别出硫酸铵、硫酸铝、硫酸钾和硫酸镁四种溶液,该试剂是( )。
A.NH3·H2O
B.BaCl2
C.Ba(OH)2
D.KOH
【答案】D
【解析】题目给出的四种物质:(NH4)2SO4、Al2(SO4)3、K2SO4、MgSO4四种溶液,它们都是硫酸盐,即都会有SO42-,则不能用区分酸根的方法鉴别,而应根据它们含有不同的阳离子NH+4、Al3+、K+、Mg2+来选择试剂。区分NH+4、Al3+、K+、Mg2+四种离子,可选用的试剂应是可溶性强碱,即KOH、Ba(OH)2都可以,但因四种溶液中都含有SO42-,所以,若选用Ba(OH)2,则四种溶液均能发生Ba2+与SO42-之间的反应,都产生白色沉淀:,即反应现象相同,则应选用KOH溶液。
12.X溶液的pH为4,Y溶液的pH为2,X溶液与Y溶液氢离子浓度之比为( )。
A.100:1
B.1:100
C.2:1
D.1:2
【答案】B
【解析】根据pH与氢离子浓度的关系式:pH=-lgc(H+),可得X溶液:pH=4,即c(H+)X=1×10-4mol·L-1,Y溶液:pH=2,即c(H+)Y=1×10-2mol·L-1,所以
13.下列能够除去相关物质中的杂质,且不引入其他杂质的方法是( )。
A.为除去HNO3溶液中的SO42-,加入过量BaCl2溶液,过滤除去沉淀
B.为除去CO中的CO2,将气体通过红热的炭
C.为除去CO2中的SO2,将气体通过NaOH溶液
D.为除去Cl2中的HCl,将气体通过NaOH溶液
【答案】B
【解析】A项,加入过量BaCl2溶液,发生反应,使SO42-,除去,但同时引入了新杂质Cl-,且因BaCl2过量,又引入了新杂质Ba2+。B项,CO2通过红热炭时,发生如下反应:,而主要成分CO却不与C反应。C项,混有SO2的CO2气体通过NaOH溶液时,都能与NaOH发生反应:,,因而使主要成分损失。D项,混有HCl的Cl2,气体通过NaOH溶液时,都与NaOH发生反应:, ,即除杂质的同时,也把主要成分除去了。
14.金属M与锌片在溶液中组成原电池时,锌片发生反应,该金属放入CuSO4溶液时,发生反应,则金属M是( )。
A.Ag
B.Mg
C.Fe
D.Al
【答案】C
【解析】BD两项,根据“组成原电池的两种金属电极,其中较活泼的金属电极发生失电子反应”。已知在给出的原电池中,正电极发生了失电子反应,所以M金属不如Zn活泼,位于金属活动顺序中Zn之后。AC两项,根据M金属与CuSO4的反应:,可知金属M比Cu活泼,应该位于金属活动顺序中Cu之前,Ag位于Cu之后。
15.下列有机化合物的系统命名正确的是( )。
A.3-乙基己烷
B.3-甲基戊烷
C.4-甲基己烷
D.3-丙基己烷
【答案】B
【解析】A项,母体最长碳链是5个碳原子,所以其母体名称应是“戊烷”,而不是“己烷”,该有机物的正确名称是3-乙基戊烷。C项,母体碳链的编号错了,与甲基相连的碳原子应该是3号碳原子,而不是4号碳原子,该有机物的正确名称是3-甲基己烷。D项,给出的直链(6个碳原子)不是最长碳链(7个碳原子),所以母体名称应是“庚烷”,不是“己烷”;取代基名称应是“乙基”,而不是“丙基”,该有机物的正确名称应是4-乙基庚烷。
非选择题
二、填空题:第16~28小题,共57分,其中16~19小题,每小题6分,第20~28小题,每空3分,把答案填在题中横线上。
16.如图,质量为m的物体放在倾角为θ的固定斜面上恰能匀速下滑,设重力加速度为g,则物体所受摩擦力的大小为_____,物体与斜面间的动摩擦因数为_____。
【答案】mgsinθ;tanθ
【解析】取斜面上的物体为研究对象,进行受力分析。物体受三个作用力:重力G,方向竖直向下;斜面的支持力FN,方向垂直于斜面向上;滑动摩擦力Ff,方向平行于斜面向上,受力图如图所示。
取沿斜面方向向下为x轴,垂直于斜面方向向上为y轴,则重力沿斜面方向的分力Gx=Gsinθ=mgsinθ,重力在垂直于斜面方向的分力Gy=Gcosθ=mgcosθ。对物体写出牛顿方程,有
Gx-Ff=mgsinθ-Ff=max
FN+Gy=FN-mgcosθ=may
因为物体做匀速直线运动,a=0,因此
mgsinθ-Ff=0 ①
FN-mgcosθ=0 ②
由式①、②解得
Ff=mgsinθ ③
FN=mgcosθ ④
摩擦力公式为Ff=μFN,因此,摩擦因数为,把式③、④代入得
17,如图,一质量m=1kg的物体静止在光滑水平面上,此时弹簧没有伸长,现用一F=10N的水平恒力拉动物体,当物体的位移x=0.1m时,物体的速度为1m/s,此时物体的动能为_____J,弹簧具有的弹性势能为_____J。(整个过程中,弹簧处于弹性限度内。)
【答案】0.5;0.5
【解析】设恒外力的功为WF,弹簧弹力的功为W′,对物体用动能定理:
合外力的功为W=WF-W′①,物体的初动能Ek0=0,末动能为②
根据动能定理有,把式①代入得。
故有③;W′等于弹簧弹性势能的增加值,即W′=EP-EP0,开始运动时,弹簧无形变,EP0=0,因此W=EP④,恒力的功WF=Fs⑤,把式④、⑤代入式③得,把题给数值代入式②得
把已知数值代入式⑥得
EP=(10×0.1-0.5)J=0.5J
18.图中的虚线为静电场中的一组等势面,各等势面的电势如图中所示,a、b、c、d为等势面上的四点,现将电荷量q=1.0×10-7C的点电荷从a点搬运到b点,电场力做的功为_____J;从c点搬运到d点,电场力做的功为_____J。
【答案】4.0×10-7;-4.0×10-7
【解析】在电场中由电势数值相等的各点所形成的几何面为等势面,由图可知,a、d、b、c所在的等势面上的电势逐渐减小,即Ua>Ud>Ub>Uc,当电荷量为q的点电荷,在电场中由A点运动到B点时,则电场力的功为,式中为点电荷的电势能=qU,U是电势。题中点电荷是正的点电荷,当它从a运动到b时,因Ua>Ub,所以电场力做正功,大小为Wab=q(Ua-Ub),由图可知,Ua=8V,Ub=4V,把已知数值代入得Wab=1.0×10-7×(8-4)J=4.0×10-7J;当点电荷从c运动到d时,因为Uc<Ud,所以电场力做负功,大小为Wcd =q(Uc-Ud),图示Uc=2V,Ud=6V,由此得Wcd=1.0×10-7×(2-6)J=-4.0×10-7J。
19.用伏安法测电阻时,有图1、图2两种连接方法,图1的连法称为_____法(填“外接”或“内接”),图2的连法称为_____法(填“外接”或“内接”),合上开关S后,如图1连接时,电压表和电流表的读数分别为U1和I1;如图2连接时,电压表和电流表的读数分别为U2和I2,则待测电阻的真实值Rx所处的范围为_____。
图1 图2
【答案】外接;内接;
【解析】图1的方法是把电压表并联在待测电阻Rx上,电流表串联在外电路上;图2的方法是用电流表串联在Rx上,电压表并联在Rx和电流表的两端。对电流表而言,图1是接在电阻外的,称外接法;图2是接在电阻内的,称内接法。在图1所示外接法中,电压表并联在Rx上,测量的电压是Ux,电流表接在外电路中,测得的电流为Rx的电流Ix和电压表中电流IV之和,即I1=Ix+IV,这表明I1的数值大于Ix,所测的电阻值②;在图2所示内接法中,电压表并联在Rx和电流表上,所测的电压值为Rx上的电压Ux与电流表上的电压UA之和,即U2=Ux+UA,则有U2>Ux,因为电流表串联在Rx中,所以I2=Ix,所测的电阻值③,综合式②、③有。
20.往Na2CO3水溶液中()加入少量固体KOH,c(Na+)/c(CO32-)的比值_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】减小
【解析】根据此反应知,向此溶液中加入少量固体KOH,就是在保持溶液体积基本不变时,加入OH-。根据平衡移动原理可知,加入OH-可使上述平衡向左移动,即使溶液中CO32-的浓度增大,而溶液中Na+的浓度c(Na+)是一个定值,而CO32-的浓度c(CO32-)增大,所以c(Na+)/c(CO32-)的比值应该减小。
21.200mLK2SO4溶液中含有0.10mol的K+,此K2SO4溶液的物质的量浓度为_____mol/L。
【答案】0.25
【解析】设溶液中K2SO4的物质的量为xmol,根据K2SO4的电离方程式,则
根据溶液体积(2mol)和K2SO4的物质的量,求K2SO4的物质的量浓度为
22.实验室中常用铵盐和碱加热的方法制取干燥的氨气,下列装置中A的名称是_____,A中的试剂是 。
【答案】干燥管;碱石灰
【解析】从题目的叙述和图中,都可知制取的是“干燥的氨气(NH3)”,所以A中的试剂一定是干燥剂,又知NH3气体是碱性气体,只能用碱性干燥剂——碱石灰,所以A中的试剂是碱石灰。因A中的试剂是干燥剂,所以,A的名称是干燥管。
23.元素X、Y和Z为三种短周期元素,其原子序数按X、Y、Z顺序递增,X原子最外层电子数为内层电子数的两倍,Y元素的原子序数为8,Z原子最外层电子数为1,X原子的原子结构示意图为_____,Z2Y的电子式为_____。
【答案】;
【解析】①根据“X原子最外层电子数为内层电子数的两倍”,可知在短周期元素中,只有电子层结构为的原子符合这一要求,即X元素是6号元素碳,其原子结构示意图为;②根据“Y元素的原子序数为8”,可知Y元素是氧元素;③根据“Z元素在Y元素之后,且Z原子最外层电子数为1”,可知Z是11号元素Na,Z2Y即为Na2O,它应是离子化合物,所以其电子式为:。
24.某无色溶液中通入Cl2,溶液变为黄色再加入淀粉溶液,溶液变蓝,可以确定原溶液含有_____。
【答案】I-
【解析】由“加入淀粉溶液,溶液变蓝”,这说明溶液中有碘单质I2存在。无色溶液通过Cl2后,溶液变为黄色,即有I2生成。所以,该无色溶液中应含有无色的I-,I-与Cl2发生如下反应生成I2:。
25.丙醛在催化剂、加热和加压条件下与氢气发生反应的化学方程式为_____。
【答案】
【解析】在有催化剂、加热、加压条件下,与H2发生反应,是醛类物质的重要反应。
26.丙醇和浓硫酸作用制取丙烯,该反应类型为_____。
【答案】消去反应
【解析】消去反应有两个重要特征:一是反应中有机物分子要脱去一个小分子(常是H、O和HX);二是反应产物分子中含有不饱和双键或三键。①丙醇:CH3CH2CH2OH(分子式为C3H8O),丙烯:(分子式为C3H6)从组成上看,它们相差一个H2O。②从丙醇和丙烯的结构式看,反应产物丙烯分子中确实含有不饱和双键,由此可判断该反应是消去反应。
27.同温同压下,与6.6gCO2气体体积相同的CO气体为_____g。
【答案】4.2g
【解析】应知道:“同温同压下,体积相同的任何气体的物质的量必然相同”,或“气体体积之比等于物质的量之比”。已知CO2、CO的体积相同,则它们的物质的量之比必是1:1,即得关系式:CO2——CO,根据此关系式进行计算,可得结果,即
28.将少量CO2通入Ba(OH)2溶液可以观察到白色沉淀的生成,该反应的离子方程式为_____。
【答案】
【解析】写出少量CO2与Ba(OH)2反应的化学方程式为,改写离子方程式,上述方程式中Ba(OH)2是可溶性强碱,应改写成离子式:Ba2++2OH-;BaCO3是难溶沉淀,CO2、H2O均为氧化物,它们仍保留分子式,即离子方程式是
三、计算题:第29~31小题,共33分。解答要求写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤。只写出最后答案,而未写出主要演算过程的,不能得分。
29.如图,固定在竖直平面内的圆形光滑轨道的半径为R,已知质量为m的小球在通过轨道最低点A处对轨道的压力为7mg。求:当小球运动到圆环的最高点B处时,圆环对小球压力的大小。(小球视为质点,重力加速度为g。)(11分)
【答案】mg
【解析】设小球在A处轨道的弹力是FNA,小球的速度为vA,则A点的向心力公式为
①
设小球在B处轨道的弹力是FNB,小球速度为vB,则B处的向心力公式为
②
小球在A点的机械能为EA=EkA+EpA
取A为重力势能的零点,则EpA=0,所以动能为
③
小球在B点的机械能为
EB=EkB+EpB ④
动能为
⑤
重力势能为EpB=mgh,B点的高度h=2R,代入上式得
EpB=2mgR ⑥
把式⑤、⑥代入式④得
⑦
由机械能守恒得EB=EA,把式③、⑦代入得
由此求得vA、vB的关系式
vA2=vB2+4gR ⑧
由式②得
把式⑧代入得
把式①代入上式得
FNB=FNA-mg-5mg=FNA-6mg
由题意知FNA=7mg,即FNB=7mg-6mg=mg。
30.在如图所示的电路中,电源电动势,内阻忽略不计;电阻R=10Ω,R2=15Ω,电流表内阻忽略不计,合上开关S后,电流表的读数为I2=0.4A,求电阻R1的阻值和此时R1上消耗的功率。(12分)
【答案】30Ω;1.2W
【解析】根据闭合电路的欧姆定律知电源两端的路端电压为,r为电源的内电阻,由题意知r=0,因此,。
由图可知,路端电压U为R上的电压UR与R2上的电压U2之和,于是,即
①
根据欧姆定律U2=I2R2,代入题给数值得
U2=0.4×15V=6V
把已知数值代入式①得UR=12V-6V=6V;
对R用欧姆定律,通过R的电流,即外电路的总电流为,把已知数值代入上式得
根据并联电阻的性质知,总电流等于流过R2上的电流I2与流过R1上的电流I1之和,即
I=I1+I2
由此得
I1=I-I2=0.6A-0.4A=0.2A
R1上消耗的功率为P1=I12R1,代入已知数值得
P1=0.22×30W=1.2W
31.200mL6mol/LHCl溶液与53gNa2CO3充分反应,已知盐酸过量,求充分反应后盐酸的物质的量浓度。(假设反应前后溶液的体积不变)(10分)
【答案】1mol∕L
【解析】200mL溶液中含HCl的物质的量
6mol∕L×0.2L=1.2mol
设反应中消耗HCl的物质的量为xmol,则
反应后剩余HCl的物质的量:
1.2mol-1mol=0.2mol
剩余HCl溶液的物质的量浓度: