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高 2021 级开学考试理科综合试题
可能用到的相对原子质量：H: 1 Li：7 C ：12 O ：16 Na:23 Co ：59
第 Ⅰ卷(选择题共 126 分)
一、选择题： 本大题共 13 小题， 每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的。
1 ．2022 年 4 月 16 日， 中国宇宙飞船“神舟十三号”成功返回地球。太空的失重环境会使宇航员骨骼中的 钙流失到血液中，从而引起骨质疏松，这也是宇航员一出舱就被抬着的原因。下列相关叙述正确的是
A．钙、铁和镁等金属元素都属于组成生物体的大量元素
B．钙参与形成的化合物在细胞中都是以离子的形式存在
C．血液中钙含量的多少对机体的正常生命活动没有影响
D．宇航员休养期可食用富含维生素 D 的食物来缓解骨质疏松
2．关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是
A．细胞骨架被破坏， 将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B．核仁含有 DNA 、RNA 和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关
C．线粒体内膜含有丰富的酶，能够催化葡萄糖的彻底氧化分解
D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的加工场所和运输通道
3．研究发现物质出入细胞有多种方式，有些物质的出入需要转运蛋白的协助。协助物质进出细胞的转运 蛋白包括载体蛋白和通道蛋白， 且载体蛋白协助物质进出细胞时可能消耗能量，也可能不消耗能量， 而 通道蛋白协助物质进出细胞时不消耗能量。下列叙述正确的是
A．无转运蛋白参与的物质进出细胞的方式只有胞吞、胞吐
B．Na+ 能通过通道蛋白的协助逆浓度梯度运出细胞
C．在主动运输中协助物质进出细胞的蛋白质是载体蛋白
D．物质依靠通道蛋白进出细胞的方式属于主动运输
4．对老鼠(2N=40) 睾丸切片进行显微观察，根据细胞中染色体的数目将细胞分为 A、B 、C 三组，每组 细胞数目如下表所示，下列叙述正确的是
组别 A 组 B 组 C 组
染色体数目/条 80 40 20
细胞数目/% 15 55 30
A．只有 A 组细胞处于有丝分裂过程中
B ．B 组细胞内都存在同源染色体
C．三组细胞的性染色体组成均为一条 X 和一条 Y
D．等位基因的分离可能发生在 A 组和 B 组细胞中
5．当壁虎感到有天敌威胁时， 它会强烈收缩自己的尾部肌肉，横隔两端断开，实现断尾。研究发现，壁 虎尾部横隔处的细胞依然保留着干细胞功能， 可以继续发育成尾巴。下列关于横隔处细胞发育成尾巴的 过程， 叙述错误的是
A．与横隔处细胞相比，新形成的尾部细胞中遗传物质未变
B．与横隔处细胞相比，新形成的尾部细胞中 RNA 种类会发生改变
C．该过程体现了尾部横隔处细胞具有全能性
D．尾部横隔处的细胞具有自我更新和分化的能力
6．生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论不相符的叙述是
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融 合实验 细胞膜具有流动性
C 绿叶暗处理后， 一半遮光，另一半曝光， 碘蒸气处理后观 察叶片颜色变化 淀粉是光合作用的产物
D 将非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞移植到去核的卵细胞中 已分化的动物体细胞具有全能性
7．化学与生产、生活密切相关， 下列说法正确的是
A ．“天问一号”选择使用新型 SiC 增强铝基复合材料的主要依据是其导电性好
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C ．“火星快车”轨道器上的锂离子蓄电池是一次电池
D．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙“强水”条目下写道：“性最烈， 能蚀五金，其水甚强， 五金八石
皆能穿第， 惟玻璃可盛。 ”这里的“强水”的溶质是 HF
8．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A ．0.1 mol L ﹣1 HClO4 溶液中含有的 H+数为 0. 1NA
B ．1L0. 1mol L ﹣ 1 的 NaHCO3溶液中，阴离子总数等于 0. 1NA
C ．46g 金属钠在空气中完全燃烧，转移电子数大于 2NA
D ．22.4L (标准状况)氩气含有的质子数为 18NA
9．抗癌药多烯紫杉醇中间体的结构简式如图所示。下列关于该化合物的说法错误的是
A．分子式为 C11H14O4，分子中含有两种含氧官能团
B．分子中可能在同一平面上的碳原子最多为 7 个
C ．Na 和 NaOH 溶液都能与该化合物反应
D．该有机物可在铜、加热条件下发生催化氧化反应
10．X、Y 、Z 、M、R 为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图，下列不正确的是
A ．气态氢化物的稳定性：Z＜M
B ．R 的氧化物都含有离子键
C ．M 与 R 可形成 R2Mn ，该物质中含有非极性共价键
D ．Y 形成的化合物种类最多
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(
A
．
(
)
m
gl
C
．
(1
)
mgl
)11．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项 实验目的 方案设计 现象和结论
A 比较 H2O2和 Fe3+氧化性 的强弱： 向 Fe (NO3) 2 溶液中滴入硫酸酸化 的 H2O2溶液 溶液由浅绿色变为黄色说明氧化 性： H2O2＞Fe3+
B 判断 Ka (CH3COOH)与 Ka (HCOOH) 大小关系 室温下，用 pH 计测量等浓度的 CH3COONa 和 HCOONa 溶液的 pH 若前者大于后者，说明 Ka (CH3COOH)＞Ka (HCOOH)
C 检验溶液是否含 NH4+ 向溶液中加入稀氢氧化钠溶液，用湿 润的红色石蕊试纸靠近管口 若试纸未变蓝， 则说明不含 NH4+
D 探究 KI 与 FeCl3反应的 限度 取 1mL0. 1mol L ﹣1KI 溶液于试管中， 加入 1mL0. 1mol L ﹣1FeCl3 溶液，充分 反应后滴入 5 滴 15%KSCN 溶液 若溶液变血红色，则 KI 与 FeCl3 的反应有一定限度
A ．A B ．B C ．C D ．D
12．天津大学在光催化钠离子二次电池的应用研究取得重大进展。该电池工作原理如图所示，光催化电 极能在太阳光照下实现对设备进行充电。下列说法错误的是
A．放电时， 电子从石墨电极流出通过导线流向光催化电极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．充电时， 石墨电极的电极反应式为 S 6e ﹣ ＝4S2 ﹣
D．放电时， 当外电路转移 1mol 电子时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少 23g
13 ．常温下，向 20.00mL 0. 1000mol L ﹣ 1 (NH4) 2SO4 溶液中逐滴加入 0.2000mol L ﹣ 1 NaOH 时，溶液的 pH 与所加 NaOH 溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)．下列说法正确的是
A．点 a 所示溶液中： c (SO42 ﹣ )＞c (NH4+)＞c (H+)＞c (OH ﹣ )
B．点 b 所示溶液中： c (NH4+)＝c (Na+)＞c (H+)＝c (OH ﹣ )
C．点 c 所示溶液中：c (SO42 ﹣ ) +c (H+)＝c (NH3 H2O ) +c (OH ﹣ )
D．点 d 所示溶液中： c (SO42 ﹣ )＞c (NH3 H2O )＞c (OH ﹣ )＞c (NH4+)
二、选择题: (本题共 8 小题， 每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中， 第 14~18 题只有一项符合题 目要求， 第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分
14 ．物块在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动， 传送带转动的方向如图中箭头所示。则传送 带转动后
A．物块将减速下滑
B．物块仍匀速下滑
C．物块受到的摩擦力变小
D．物块受到的摩擦力变大
15 ．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示为该透镜工作原理示意图，虚线 表示这个静电场在 xOy 平面内的一簇等势线， 等势线形状相对于 x 轴、 y 轴对
称，且相邻两等势线的电势差相等。图中实线为某个电子通过电场区域时的轨
迹示意图， 关于此电子从 a 点运动到 b 点过程中， 下列说法正确的是
A ．a 点的电势高于 b 点的电势
B．电子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度
C．电子在 a 点的动能大于在 b 点的动能
D．电子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能
16 ．近些年在成都的冬季，雾霾现象增多。雾和霾都是视程障碍物会使有 效水平能见度减小，从而带来行车安全隐患。在一大雾天，一辆小汽车以
30 m/s 的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方 30 m 处有一辆大卡车 以 10 m/s 的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。 如图中 a 、b 分别为小汽车和大卡车的v -t 图线， 以下说法正确的是
A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B．在 t＝5 s 时追尾
C．在 t＝3 s 时追尾
D．由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾
17 ．由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。 发 射过程简化为如图所示： 火箭先把卫星送至椭圆轨道 1，该轨道的近地
点为 Q，远地点为 P；卫星在 P 点时变轨，使卫星沿圆轨道 2 运行；当
卫星在轨道 2 上飞经赤道上空时再进行变轨，使卫星沿同步轨道 3 运行，
轨道 1 、2 相切与 P 点，轨道 2、3 相交于 M、N 两点，忽略卫星质量变
化，下列说法正确的是
A．卫星在 P 点由轨道 1 进入轨道 2 前后机械能守恒
B．轨道 1 在 Q 点的线速度小于轨道 3 的线速度
C．卫星在轨道 1 经过 P 点时的加速度大于在轨道 2 经过 P 点时的加速度
D．卫星一旦进入轨道 2，其最终定位于赤道的经度就已经确定了
18 ．如图所示， 长度为 l 的轻杆 AB 一端用铰链固定在竖直墙壁上，轻绳 CD 跨过 B 端的光滑轻质滑轮挂住一个质量为 m 的物体。开始时轻杆在外力作用 下保持水平状态，此时三ACB = 45o ,缓慢地使轻杆绕 A 端转动，当轻杆转动 到某一位置时，撤去外力作用，整个装置仍能保持静止状态(重力加速度为 g)， 则整个过程物体重力势能的改变量为
B ．( )mgl
D ．( 1)mgl
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19．某电动机的伏安特性曲线如图(a) 所示， 现将两个这样规格的电动机并联接在电动势为 3.0 V，内阻 为 0.125 Ω 的直流电源上，连接方式如图(b)所示。下列说法正确的是
A ．由图(a) 可知，当电动机两端电压大于零时， 其就会有机械能产生
B ．由图(a) 可知，该电动机线圈电阻为 1.0 Ω
C ．由图(a) 可知，当电动机两端电压为 4.0 V 时，其机械功率为 8.0 W
D ．由图(b)可知，当电键 S 闭合后， 电源的输出功率为 10 W
20．一个足够长的轻质木板置于光滑水平地面上， 木板上放质量分别为 mA＝1 kg 和 mB＝2 kg 的 A、B 两 物块， A 、B 与木板之间的动摩擦因数都为 μ＝0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，水平恒力 F 作用在 A 物块上，如图所示(重力加速度 g＝10 m/s2)。则
A．若 F＝1.0 N，则物块、木板都静止不动
B．若 F＝1.5 N，则 A 物块所受摩擦力大小为 1.0 N C．若 F＝4.0 N，则 B 物块所受摩擦力大小为 4.0 N
D ．若 F＝8.0 N，则 B 物块的加速度为 1.0 m/s2
21 ．如图所示， 水平地面上有一段绝缘粗糙区域AB，该区域中的 P 点距 A 点较近。材料与形状完全相同 的两个物块甲和乙与地面间的动摩擦因数由A 到 B 逐渐减小，甲物块带正电荷，乙物块带等量的负电荷， 图示空间中有水平向右的匀强电场， 两物块在运动过程中电荷量保持不变。先让甲物块从A 由静止释放 滑到 B。然后再让乙物块从 B 由静止释放滑到 A。上述两过程相比较， 下列说法中正确的是
A ．甲物块经过 P 点时动能较小
B ．甲物块从释放到 P 点比乙物块从释放到 P 点因摩擦产生的热量更少
C ．甲物块在上述过程中获得的速度较大
D ．甲物块在上述过程中所用时间较长
第Ⅱ卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题，每个试题考生都必须做答。 第 33 题~第 38 题为选考题，考生根据要求做答。
22 ．(6 分)在探究小灯泡的伏安特性实验中， 所用器材有：灯泡 L、量程恰当的电流表和电压表、直流 电源、滑动变阻器、电键等，要求灯泡两端电压从 0 V 开始变化。
(1) 实验中滑动变阻器应采用___________接法(填“分压”或“限流”)
(2) 电路连接正确后， 分别测得两只灯泡 L1 和 L2 的伏安特性曲线如图(a)中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡
L1 、L2 与电池组、电流表(电动势和内阻均恒定，电流表阻值为 1.0 Ω) 连成图(b)所示的电路，多次测量
后得到通过 L1 和 L2 的电流平均值分别为 0.30A 和 0.60A。由该曲线可知，电池组的电动势为________V， 内阻为_________Ω (结果均保留两位有效数字)
23 ．(9 分) 某同学在家中做实验验证力的平行四边形定则。他从学校实验室借来两只弹簧测力计，按如 下步骤进行实验。
① 在竖直墙面上贴一张白纸来记录弹簧弹力的大小和方向
② 如图(a)将弹簧测力计 A 上端挂于固定点 P，下端用细线挂一水杯 M，细线与水杯系于 O 点， 记下 静止时弹簧测力计的读数 F
③ 如图(b) 将另一弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点O 静止在某位置。 分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数分别为 F1 、F2 ，并在白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向。
(1) 从图(a) 中可得 F= _________N
(2) 在步骤③中测得 F1 = 5.4 N 和 F2 = 4.2 N，两个力的方向如图(c) 所示， 用 5mm 长度的线段表示 1N 的力， 在图(c)中画出力 F1 、F2 的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力Fp
(3) 合力Fp = __________ N ，若 Fp 与 F 的大小及方向的偏差在实验允许的范围之内， 则该实验验证 了力的平行四边形定则
(4) 某次实验中， 发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，下列解决办法合理的是______。
A ．保持 OB 水平，并使 B 的拉力适当增大
B ．减小水杯重力(或换用重力更小的重物)
C ．保持 O 点不动，使 OB 绕 O 点顺时针旋转合适的角度。
D ．保持 O 点不动，使 OB 绕 O 点逆时针旋转合适的角度
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24 ．(14 分) 如图所示， 在水平地面的右侧有一个圆心在 O 点，半径 r = 0.2m 的光滑圆弧形轨道， 它与 地面连接于 A 点，B、C 分别是轨道的最低和最高点，AO 连线与竖直方向呈 37o。一个小球(可视为质点) 从 P 点静止释放， 与正下方直杆上的三棱柱 G 碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相同， 小球恰 好能在 A 点沿轨道切线进入轨道。已知 P 点与地面的高度 H =
0.5m，小球质量m = 0.2kg，重力加速度g 取 10m/s2 ，sin37o = 0.6。
(1) 小球能否通过 C 点？ 若能， 求出 C 点轨道对小球的弹力 大小； 若不能， 说明理由。
(2)求 A 点与 P 点的水平距离s
25 ． (18 分) 如图所示， 一倾角 θ = 37o 的固定斜面的底端安装一弹性挡板， 静止在斜面上的两个小物块 A、B 质量分别为mA = 0.1 kg，mB = 0.4 kg；两者之间安放了少量炸药，物块A 与挡板的距离 l = 1.0 m. 某 时刻，炸药发生爆炸，使A 、B 瞬间分离，两物块获得的动能之和为 Ek = 4.0 J. A 、B 物块与斜面之间的 动摩擦因数均为 μ = 0.75，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g =10 m/s2 ，sin37o = 0.6，A、
B 运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，
斜面足够长，求：
(1) 爆炸后瞬间 A 、B 速度大小；
(2) 爆炸后经过多长时间，A 、B 再一次相碰；
(3) 从爆炸到A 和 B 都静止的过程中，A、B 与斜面由于
摩擦而增加的内能。
26．(15 分)金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料(主要为附在铝箔上的 LiCoO2 还有少量铁的氧化物)中回收钴的一种工艺流程如图。
请回答下列问题：
(1) 在焰色反应实验中，观察钾元素的焰色需要用到的玻璃为 。
(2)“溶液A”中溶质除NaOH 外，还有 。“钴渣”中加入Na2 S2O3 溶液的目的是 。 (3)在“滤液 1”中加入 NaClO3除了氧化剩余 S2O32—还有 被氧化。在“滤液 1”中加入 20% Na2CO3溶液，目的是 。
(4) 如将硫酸改为盐酸浸取“钴渣”，也可得到 Co2+。但工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”，其原因 是 。
(5) “钴沉淀”的化学式可表示为 xCoCO3 yCo (OH) 2。称取 5. 17g 该样品置于硬质玻璃管中，在氮气中 加热.使样品完全分解为 CoO，生成的气体依次导入足量的浓硫酸和碱石灰中，二者分别增重 0.54g 和 0.88g。 则“钴沉淀”的化学式为 。
27．(14 分) Ⅷ族元素铁及其化合物性质多样，大多发生氧化还原反应。
Ⅰ (1) 高铁酸钠(Na2FeO4) 是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强， 其本身 在反应中被还原为 Fe3+。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并用双线桥标明电子转移方向和数目： Fe(NO3)3 + NaOH+ Cl2→ Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl+ H2O。 Ⅱ 在如图所示的装置中，用 NaOH 溶液、铁粉、稀 H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。
(2) 仪器 a 的名称是 。
(3) 关闭 K3，打开 K1和 K2，向仪器 c 中加入适量稀硫酸，关闭 K2，写出装置 c 中发生反应的离子方 程式 。同时 c 中有气体产生，该气体的作用是 。
(4) 当仪器 b 中产生均匀气泡后的操作是 。写出仪器 c、d 中可能出现的实验现 象 。
(5) 已知 SO2+2Fe3++2H2O→4H++SO42﹣+2Fe2+。向 2 支试管中各加入 5mL 1mol L ﹣1FeCl3 溶液，若直接 通入 SO2至饱和， 1 小时后，溶液逐渐变为浅绿色；若先滴加 2 滴浓盐酸， 再通入 SO2至饱和，几分钟 后，溶液由黄色变为浅绿色。由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是 。
28．(14 分) 2022 年北京冬奥会首次使用氢能代替丙烷，体现了“绿色环保”办奥理念。丙烷脱氢制丙烯具 有显著的经济价值和社会意义， 丙烷无氧脱氢还可能生成甲烷、丙炔等副产物。回答下列问题：
(1) 已知：
Ⅰ .2CH3CH2CH3 (g) +O2 (g)＝2CH3CH＝CH2 (g) +2H2O (g) ΔH1＝﹣ 238kJ mol ﹣ 1； Ⅱ .2H2 (g) +O2 (g)＝2H2O (g) ΔH2＝﹣ 484kJ mol ﹣ 1。
在一定催化剂下，丙烷无氧脱氢制丙烯的热化学方程式如下：
CH3CH2CH3 (g) CH3CH＝CH2 (g) +H2 (g) ΔH3＝ kJ mol ﹣ 1。
(2)T1℃时，将 1molCH3CH2CH3(g)充入某恒容刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：CH3CH2CH3 (g) CH3CH＝CH2 (g) +H2 (g)。用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如图 a 所示：
①已知：v ＝ 。0~30min 内，用 H2 的分压变化表示上述脱氢反应的平均反应速率为 kPa min ﹣ 1。
②T1℃时， 反应的平衡常数 Kp ＝ kPa (Kp为用平衡时各气体分压代替气体的浓度表示的平衡常 数，分压＝总压×物质的量分数)。
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③保持相同反应时间，在不同温度下，丙烯产率如图 b 所示，丙烯产率在 425℃
之前随温度升高而增大的原因可能是 或 ；425℃
之后， 丙烯产率快速降低的主要原因可能是 (任写一点)。
(3) 丙烷在有氧气参与的条件下也可发生脱氢反应，即：
2CH3CH2CH3 (g) +O2 (g) 2CH3CH＝CH2 (g) +2H2O (g)。丙烷的无氧脱
氢反应：CH3CH2CH3 (g) CH3CH＝CH2 (g) +H2 (g) 与有氧脱氢反应的压
强平衡常数的对数 lgKp与温度倒数的关系如图 c 所示。则图中表示有氧
脱氢反应的是 (填“a”或“b”)。
29．(10 分) 在对线粒体和叶绿体的研究中发现，线粒体内膜和外膜存在一些接触点结构，它们是某些前 体蛋白进入线粒体的通道(图 1) ﹔光照条件下， 类囊体膜上存在电子(e- ) 传递和 H+运输过程(图 2)。 据图回答下列问题：
(1) 为了能获得离体的线粒体或叶绿体， 常采用的方法是_______________。
(2) 线粒体前体蛋白以肽链形式经接触点结构进入线粒体基质后需要形成_________，才具有特定功能。
(3) 在光照适宜等条件下，阻断图 2 所示的 e-传递和 H+运输过程，分析暗反应阶段不能进行的原因：
。
__________________________________________________________________________________________
(4) 希尔在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐等氧化剂， 在光照下发现叶绿体可释放 O2，能否说明植物光 合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水 __________ ，理由是__________________________________。 30．(10 分) 光合作用受多种因素影响，为探究氮素供应形态对植物光合作用的影响，研究人员以粳稻为 实验材料， 在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验， 部分结果如下表所示：
处理措施 检测结果 硝态氮 +正常浓度 CO2 硝态氮 +高浓度 CO2 X 氨态氮 +高浓度 CO2
叶绿素 SPAD 值 50 51 42 44
净光合速率 17 ．5 21 ．5 35 42 ．8
注： SPAD 值与叶绿素含量呈正相关，净光合速率单位为[umol/ (m2 ·s) ]
请回答下列问题：
(1) 在配制无土栽培培养液时除了考虑各种矿质元素的种类和比例外，为保证植物正常生长，还需要考 虑_________________等理化指标(答出两点即可)。
(2) 表中 X 处理措施应为_________________________ 。据表中数据分析， 能够显著提高该水稻净光合 速率的氮素形态是_____________________，从光合作用的角度分析，该种形态的氮素使净光合速率提高 的原因可能是_________________________________。
(3) 在水稻结实前，农民会适当多施钾肥，促进光合作用产物从叶片运至果实。请以灌浆期(即将结出 籽粒) 的水稻作为实验材料，用同位素标记法设计实验(写出实验思路即可)，验证钾离子具有上述作用。
___________________________________________________________________________。
31．(9 分) 苹果汁美味可口， 营养丰富。在苹果汁加工过程中，褐变现象严重影响了果汁的色泽、口感。 研究表明， 苹果汁褐变是由苹果细胞中的多酚氧化酶(PPO) 催化无色多酚物质氧化为醌类物质， 醌类物 质聚合产生属色素导致的。寻找抗褐变剂以防止果汁加工过程中发生褐变， 已成为目前研究的热点。请 回答下列相关问题：
(1) PPO 能催化多酚物质氧化为醌类物质，其催化机理是_____________________________________。
(2) 研究人员将新鲜苹果洗净、切块，并在冰浴条件下快速研磨、过滤、离心后得到 PPO 提取液。上述 操作要在低温条件下进行的原因是_________________________________________________________。
(3) 已知 L 一半胱氨酸和柠檬酸是两种抗褐变剂。科研人员将不同浓度的上述两种物质分别加入到 PPO 提取液中， 30°C 恒温水浴后，测定并得到 PPO 相对酶活性，结果如图。
上述实验的自变量是_________________。由图中结果可知，在苹果汁加工过程中， 选用_____________ 作为抗褐变剂效果可能更好。除抗褐变效果外，在果汁加工中选择抗褐变剂时还应该考虑的因素有 _____________________________________________ (答出 2 种)。
32．(10 分)某自花传粉、雌雄同株植物野生型和突变型植株内的染色体如图所示。抗倒伏基因D 位于 突变型的 4 号染色体上， 易染条锈病基因T 位于突变型的 8 号染色体上，野生型相应染色体上分布着隐 性基因 d、t。将野生型和纯合突变型杂交得到 F1 ，F1 自交获得 F2 ，统计并检测 F2 的基因型及相应基因型 个体数，如下表所示。回答下列问题：
基因型 DD Dd dd TT Tt tt
相应基因型数目 507 1028 498 340 1362 1021
(1) 为建立该植物的基因组数据库， 科学家需完成___________条染色体的 DNA 测序。突变体 4 号和 8 号染色体上 D 、T 基因的出现是_________________的结果。
(2) 研究人员发现易染条锈病基因的遗传结果与理论有差异， 又重复做了该实验， 发现基因型 TT ，Tt、 tt 的个体数量之比总是与表中数据接近，即 TT：Tt：tt≈_______________。研究人员从雌雄配子活性的角 度提出一种假说：雌配子活性均正常，含____ (填“T”或“t”)基因的雄配子成活率为___________ ，含另 一等位基因的雄配子活性均正常。
请设计杂交实验验证以上假说， 并预测子代的表型及比例。
实验设计： _______________________________________________________________；
预测结果： _______________________________________________________________。
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33．【物理一选修 3-3】(15 分)
(1) (5 分) 关于热力学定律， 下列说法正确的是________。(填正确答案标号，选对 1 个得 2 分， 选对 2 个得 4 分， 选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分， 最低得分为 0 分)。
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
(2) (10 分) 如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置， 气缸底部和顶部均有 细管连通。顶部的细管带有阀门 K。两气缸的容积均为 V0 ，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可 忽略)。开始时 K 关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0 和p0/3；左 活塞在气缸正中间， 其上方为真空；右活塞上方气体体积为 V0/4。现使气缸底
与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然
后打开 K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为 T0 ，不计活塞与气
缸壁间的摩擦。求：
(ⅰ)恒温热源的温度 T；
(ⅱ)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积 Vx。
34．【物理—选修 3-4】(15 分)
(1) (5 分) 如图所示， a、b 、c、d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m。一列简谐横波以 2 m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t＝0 时刻到达质点 a 处， 质点a 由平衡位置开 始竖直向下运动，t＝9 s 时 a 第一次到达最高点。下列说法正确的是________。(填正确答案标号，选对 1 个得 2 分， 选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)。
A．在 t＝6 s 时刻波恰好传到质点 d 处
B．在 t＝9 s 时刻质点 c 恰好到达最低点
C ．在 6 sD ．当质点 d 向下运动时，质点 b 一定向上运动
E．在 t＝11 s 时，质点 a 偏离平衡位置的距离是其振幅的一半
(2) (10 分) 如图所示，有一个半径为 r=6.0cm 的环状光源， 其表面 可以朝各个方向发光，现将环状光源封装在一个半球形透明介质的底部， 环状光源的圆心与球心 O 重合。半球形介质的折射率为 1.5，为使环状 光源发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，求球半径 R 的取 值范围？
35．【化学——选修 3 ：物质结构与性质】(15 分)
二茂铁 ( ) 分子式为 Fe (C5H5) 2，是具有导电性的有机配合物，其衍生物一直是科学研究的前
沿。
(1) Fe 在周期表中的 区，受热后 Fe 的 1 个 4s 电子会跃迁至 4p 轨道，写出 Fe 的该激发态电子 排布式：[Ar] 。
(2) 铁系元素能与 CO 形成 Fe (CO) 5 、Ni (CO) 5 等金属羰基化合物，已知室温下 Fe (CO) 5 为浅黄 色液体，沸点为 103℃，则 1molFe (CO) 5 分子中含有 mol σ 键， Fe (CO) 5 中含有的化学键类型 包括 ，。
A.离子键 B.极性共价键 C.配位键 D.金属键
(3)二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用，H、O 和C 的电负性由大到小的顺序为 ； H3O+中氧原子的杂化方式为 ，H3O+空间构型为 。
(4) 石墨烯的结构如图所示， 二维结构内有大量碳六元环相连，每个碳六元环类似于苯环(但无 H 原子 相连)，。石墨烯的某种氧化物的结构如图所示，该物质易溶于水，而石墨烯难溶于水，易 溶于非极性溶剂。解释石墨烯及其氧化物的溶解性差异的原因： 。
(5) 石墨烷是石墨烯与 H2发生加成反应的产物，完全氢化的石墨烷具有 (填“导电性”“绝缘 性”或“半导体性”)。
(6) 石墨烯可作电池材料。某锂离子电池的负极材料是将 Li+嵌入到两层石墨烯层中间， 石墨烯层间距 为 c cm，其晶胞结构如图所示。其中一个晶胞的质量 m ＝ g (用 NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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36．【化学——选修 5：有机化学基础】(15 分)
化合物 H 是合成一种能治疗头风、痈肿和皮肤麻痹等疾病药物的重要中间体，其合成路线如图：
已知下列信息：
①RCOOCH3++CH3OH
②回答下列问题：
(1) A 的分子式为 ；D 中官能团的名称为 。
(2) C 的结构简式为 。
(3) 合成路线中 D 到 E 的反应类型为 。
(4) 鉴别 E 和 F 可选用的试剂为 (填标号)。
a.FeCl3溶液 b.溴水 c.酸性 KMnO4溶液 d.NaHCO3溶液
(5) G 到 H 的反应方程式为 。
(6) 有机物 W 是 C 的同系物， 且具有以下特征：
i. 比 C 少 3 个碳原子；
ⅱ.含甲基， 能发生银镜反应；
ⅲ.分子各种氢原子的个数之比为 1 ：2 ：2 ：2 ：3。
则 W 的结构简式为 。
(7) 请设计由 1 ﹣溴丙烷合成丙酮的合成路线 。
37．【生物——选修 1：生物技术实践】(15 分)
氯虫苯甲酰胺(CAP)是目前农业生产中非常重要的杀虫剂品种之一， 研究人员从被 CAP 污染的土壤中 分离到一株降解 CAP 效果较好的分离株 GW13，初步鉴定 GW13 为假单胞菌属细菌。请回答下列问题：
(1) GW13 的最适培养条件为：
①以 0. 1%葡萄糖、200mg/L 氯虫苯甲酰胺原药、 0. 15%硝酸铵为原料配置培养基， 其中硝酸铵作为 GW13 生长所需的_________。
②培养细菌时，需将培养基的 pH 调至_________，调节 pH 需要在灭菌_______ (选填“前”或“后”) 进行。
(2) 为了检测所用培养基平板灭菌是否合格需要进行的操作是_____________________________。
(3) 某研究小组做了探究 GW13 繁殖的最适温度和分解 CAP 的最适温度的实验， 实验中具体的观察指 标分别是， 24 小时后相应温度下的_________________________________。
(4) 土壤微生物与农作物生长密切相关，其作用主要体现为_____________________________________。 (答出一点即可)。虽然 CAP 具有高效低毒的特点， 但使用过程对生态安全的影响仍值得关注，因此，
研究人员设置了不同施药水平， 分析了 CAP 降解过程对土壤微生物群落和活性的影响。除了研究 CAP
本身对土壤微生物群落和活性的影响，我们还需要研究_______________对土壤微生物群落和活性的影响。
(5) 在获得降解效果较好的 GW13 后， 若要将其进行长期保存，可采用____________________ 的方法。
38．【生物一选修 3：现代生物科技专题】(15 分) (略)
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高 2021 级开学考试理科综合试题参考答案
生物部分：
1-6 ：DCCDCD
29. (10 分)
(1) 差速离心法(2 分)
(2) 特定的空间结构(或“一定的空间结构”) (2 分)
(3) 阻断类囊体膜上的 e-传递和 H+运输过程， 光反应阶段不能产生暗反应阶段所需 NADPH 和 ATP (2 分)
(4)否(2 分) 反应体系中可以还存在其他氧元素供体，该实验没有排除叶绿体滤液中其它物质的干扰，
也并没有直接观察到氧的转移(2 分， 未答出没有直接观察到氧的转移不扣分)
30. (10 分)
(1) pH、渗透压、温度、溶氧量等(2 分)
(2) 氨态氮+正常浓度 CO2(1 分) 氨态氮(1分) 有利于光合作用有关酶、色素的合成(或提高光合 作用有关酶的活性，或有利于光合作用产物的运输) (2 分，其他涉及“含氮物质合成”的合理答案也可以 给分)
(3) 将生长状态一致的灌浆期水稻均分为两组， 一组施用正常量钾肥， 另一组使用过量钾肥，其他营养 条件相同， 两组均在 14CO2 气体环境中实验， 一段时间后分别检测两组植株叶片和籽粒的放射性并进行比
较。 (4 分， 植物材料选择分组 1 分， 自变量处理 1 分，同位素标记 1 分，结果检测 1 分) 31. (9 分)
(1) PPO 可降低化学反应的活化能(2 分)
(2) 低温下酶的活性较低，但空间结构稳定， 在适宜温度下能恢复活性(2 分)
(3) 抗褐变剂的种类和浓度(2 分) L—半胱氨酸(1分)
抗褐变剂的安全性、对果汁口感的影响、对果汁营养价值的影响等(2 分)
32 ．(10 分)
(1) 12(1 分) 基因突变(1 分)
(2) 1 ：4 ：3(1 分) T(1 分) 1/3(2 分)
F1 与野生型做正交和反交，统计后代的表型和比例(2 分)
F1 作父本时， 子代中易染条锈病植株：抗条锈病植株=1：3 ；F1 作母本时，子代中易染条锈病植株：抗条 锈病植株=1：1(2 分)
37. (15 分)
(1) ①氮源(2 分) ②中性或微碱性(2 分) 前(1 分)
(2) 将未接种的空白培养基的平板在相同的条件下培养一段时间， 观察是否有菌落产生(2 分)
(3) 平板上的菌落数目和 CAP 的剩余量(或 CAP 的降解率) (2 分)
(4) 土壤中的微生物会将土壤中的有机物分解，为农作物提供无机盐(或土壤中的固氮微生物可以作为 农作物提供含氮有机物) (2 分) CAP 降解产物(2 分)
(5) 甘油管藏(2 分)
化学部分：
7- 13 ：BDBADCC
26. (15 分)
(1) 蓝色钴玻璃(2 分)
(2) NaAlO2 (2 分)；将 LiCoO2 还原成 Co2+ (2 分)
(3) Fe2+ (2 分)；调节溶液 pH，使 Fe3+转换为 Fe (OH) 3 沉淀(2 分)
(4) LiCoO2可氧化盐酸，产生的 Cl2会污染环境(2 分)
(5) 2CoCO3 3Co (OH) 2 (3 分)
27. (14 分)
(1) (2 分)
(2) 分液漏斗(2 分)
(3) Fe+2H+═Fe2++H2↑ (2 分)；
Fe 和稀硫酸生成氢气能排出装置中的空气，能减少制得白色 Fe (OH) 2 沉淀与氧气接触(2 分)
(4) 关闭活塞 K1，打开活塞 K3 (2 分)；c 中溶液被压入 d 中， d 中有白色沉淀生成(2 分)
(5) 增大溶液的酸性(2 分)
28. (14 分)
(1) +123 (2 分)
(2) ①0.6 (2 分) ②50 (2 分)
③温度升高，反应速率加快(2 分)；
升高温度有利于反应向吸热方向进行(2 分)；
催化剂失活，反应速率迅速减小或发生副反应，丙烷分解成其他产物(2 分)
(3) b (2 分)
35. (15 分)
(1) d (1 分)；3d64s14p1 (2 分)
(2) 10 (2 分)；BC (2 分)
(3) O＞C＞H (1 分)；sp3 (1 分)；三角锥形(1 分)
(4) 石墨烯的氧化物中含有大量羟基和羧基，易与水形成分子间氢键，而石墨烯中没有亲水基团且为非 极性结构(2 分)
(5) 绝缘性(1 分)
(6) (2 分)
36. (15 分)
(1) C7H7Br (1 分)；羰基(1 分)
(2) (2 分)
(3) 还原反应(1分)
(4) d (1 分)
(5) (2 分)
(6) 或 (各 2 分)
(7 ) (3
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分)
(
(
2
分)
) (
(
1
分
)
) (
m
v
=
m
v
+
m
v
)物理部分：
题号 14 15 16 17 18 19 20 21
答案 B D C D A BD BD AD
22. (6 分)(1) 分压(2 分)
(2) 4.6 (2 分) 1.7 (1.6 ~ 1.8)(2 分)
23. (9 分)(1) 4.0 (2 分) (2)见答图(3 分)
(3) 3.8 (2 分) (4) BC (2 分)
24. (14 分)解：(1)设小球能达到 C 处，此时速度大小为vC ，此处轨道对小球弹力为NC ，
(
2
) (
(
2
分)
) (
m
-
v
) (
C
)则小球从 P 到 C 由动能定理 m g H- ( o s 7 =)
在 C 处由动力学方程 代入数据得，NC = 0.8 N v mg + NC = m r
因此小球能够到达 C 点，此时轨道对其弹力大小为 0.8 N
(2) 设小球做自由落体的高度为h ，其与三棱柱碰前(后) 速度大小为v ，小球在 A 处速度的竖直分量 为vy ，从 G 到A 的时间为t
由自由落体运动，v2 = 2gh (2 分) 在 A 处由速度关系，vy = v tan 37o (2 分)
由 G 到A 的过程，v = 2g(H - h) (1 分) vy = gt (1 分) s = v (1 分)
综上代入数据得，s = 0.48 m (2 分)
(其它合理解法，参照给分)
25. (18 分)解：(1)设沿斜面向上为正方向， 爆炸瞬间A 、B 速度大小分别为vA 、vB
爆炸过程A 、B 系统满足动量守恒和能量关系 (-mA vA ) + mB vB = (1 分)
(
m
v
+
m
v
=
E
(
1
分) 代入数据得，
v
A
=
8
m
/
s
，
v
B
=
2
m
/
s
(
2
分)
)1 2 1 2
2 A A 2 B B k
(2)设 A 沿斜面向下运动与沿斜面向上运动的加速度分别为aA, 、aA ，由动力学方程 pmAg cos9+ (-mAg sin9) = mAaA,
(-pmAg cos9) + (-mAg sin9) = mAaA (1 分)
代入数据得，aA, = 0 ， aA = -12 m/s2 同理 B 沿斜面向上运动的加速度为aB = aA = -12 m/s2
设 B 从爆炸后沿斜面向上运动的位移为xB1 0 - v = 2aB xB1 (1 分)
设 A 从爆炸后经过t1 时间第一次运动至挡板处， 反弹后又经过t2 与 B 相碰
l = vAt1 (1 分) l + xB1 = vAt2 + aAt (1 分)
爆炸后 A 、B 再一次相碰的时间为t t = t1 + t2 代入数据得， t = s (1 分)
(3)设 A 再一次与 B 相碰前速度大小为vA1 ，A 、B 碰后速度大小分别为vA2 、vB 2
(
(
1
分)
(
1
分
)
(
1
分)
) (
A
1
A
A
2
)v = v + a t
A 、B 碰撞过程， mAvA1 = mAvA2 + mB vB 2
1 2 1 2 1 2
(
A
A
1
A
A
2
B
B
2
)2 2 2
代入数据得，vA2 = - m/s ，vB2 = m/s
(
0
-
v
2
=
2
a
x
) (
(
1
分
)
) (
B
2
B
B
2
)B 再一次沿斜面向上运动的位移为xB 2
A 再一次反弹后沿斜面向上运动的位移为xA2
(
(
1
分)
) (
A
2
A
A
2
)0 - v2 = 2a x
代入数据可得， xA2 < l + xB1 + xB2 ，因此A 、B 将不会再发生碰撞
设整个过程，A 、B 的路程分别为sA 、sB ，由于摩擦增加的内能分别为么UA 、么UB
么UA = pmAgsA cos9 (1 分) sA = l + (l + xB1) 人2 + xA2 (1 分)
么UB = pmB gsB cos9 sB = xB1 + xB2 (1 分)
A 、B 由于摩擦而增加的总内能为么U 么U = 么UA + 么UB
代入数据可得， 么U = 3.3 J (1 分)
(其它合理解法，参照给分)
33．【物理—选修 3-3】(15 分)
(1)(5 分) A C E
(2)(10 分) (i)与恒温度热源接触后，在 K 未打开时，右活塞不动， 两活塞
下方的气体经历等压过程，由盖-吕萨克定律得
(
＝
(
2
分) 由此得
T
＝
T
0
。 (
2
分)
) T 7V0/4 7
T0 5V0/4 5
(ⅱ)由初始状态的力学平衡条件可知， 左活塞的质量比右活塞的大。打 开 K 后， 左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件。气缸顶部 与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气 体最终压强为p，由玻意耳定律得
pVx＝ (2 分) (p＋p0)(2V0－Vx)＝p0 V0 (2 分)
其解为 Vx＝V0 (2 分) 另一解 Vx ＝－ V0 ，不合题意， 舍去。
34．【物理—选修 3-4】(15 分)
(1)(5 分) A C E
(2)(10 分) 由于环状线光源关于 O 点具有旋转对称性，因此只需研究光源上其中一个点光源的情况即
可。不妨研究环状线光源上的A 点，在球面上任意取一点 B，连接 AB、OB，
设 么BAO = 9，入射角为i
(
在
么
ABO
中
由正弦定理，
=
(
2
分)
)sin i sin9
r R
R 一定时，当9= 90o ，入射角i 取最大值im ，则有sin im = (2 分)
设临界角为 C，sin C = (2 分) 由题意可得， im < C (2 分)
综上代入数据得，R > 9cm (2 分)
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