高考全國卷Ⅱ理綜試題解析（解析版）

2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試

二、選擇題：

1.管道高頻焊機(jī)可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示，圓管通過一個接有高頻

交流電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接健處的材料熔化將

其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（）

0__Jj—）

A.庫侖B.霍爾C.洛倫茲D.法拉第

【答案】D

【解析】

【詳解】由題意可知，圓管為金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合P1路，且有電阻，當(dāng)周圍的線圈中產(chǎn)生出交變

磁場時，就會在導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)出渦電流，電流通過電阻要發(fā)熱。該過程利用原理的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其發(fā)

現(xiàn)者為法拉第。故選D。

2.若一均勻球形星體的密度為夕，引力常量為G,則在該星體表面附近沿圓軌道繞其運(yùn)動的衛(wèi)星的周期是（

）

44nG"

【答案】A

【解析】

【詳解】衛(wèi)星在星體表面附近繞其做圓周運(yùn)動，則

GMm4/r4M

——=rn-^-Rnv=—兀R\

R2T23P~V

知衛(wèi)星該星體表面附近沿圓軌道繞其運(yùn)動的衛(wèi)星的周期

3.如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進(jìn)方向的水平寬度為3〃，其左邊

緣。點(diǎn)比右邊緣瓦點(diǎn)高0.5隊(duì)若摩托車經(jīng)過“點(diǎn)時的動能為民,它會落到坑內(nèi)c點(diǎn)。c與a的水平距離和高度差

-1-

均為萬：若經(jīng)過。點(diǎn)時的動能為良，該摩托車恰能越過坑到達(dá)6點(diǎn)。與等于（）

Ei

A.20B.18C.9.0D.3.0

【答案】B

【解析】

【詳解】有題意可知當(dāng)在〃點(diǎn)動能為g時，有

?_12

￡i--mvx

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有

卜=；蕾

h=咯

當(dāng)在a點(diǎn)時動能為民時，有

r_12

Ei~5叫

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有

1,1,,

—h=—gt;

222

3h=v2t2

聯(lián)立以上各式可解得

里=18

E、

故選B。

4.CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測。圖（a）是某種CT機(jī)

主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有?電子束的加速

電場，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場：經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，打到靶上

,產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）；將電子束打到靶上的點(diǎn)記為尸點(diǎn)。則（）

-2-

圖（b）

A.何處的電勢高于N處的電勢

B.增大〃、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移

C.偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外

D.增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使尸點(diǎn)左移

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由于電了帶負(fù)電，要在MN間加速則MN間電場方向由N指向M,根據(jù)沿著電場線方向電勢逐

漸降低可知M的電勢低于N的電勢，故A錯誤：

B.增大加速電壓則根據(jù)

eU=-mv

2

可知會增大到達(dá)偏轉(zhuǎn)磁場的速度；又根據(jù)在偏轉(zhuǎn)磁場中洛倫茲力提供向心力有

cV-

evB=m——

R

可得

/?=—

eB

可知會增大在偏轉(zhuǎn)磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑，由于磁場寬度相同，故根據(jù)幾何關(guān)系可知會減小偏轉(zhuǎn)的角度，故P

點(diǎn)會右移，故B錯誤；

C.電子在偏轉(zhuǎn)電場中做圓周運(yùn)動，向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，故C錯誤：

D.由B選項(xiàng)的分析可知，當(dāng)其它條件不變時，增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度會減小半徑，從而增大偏轉(zhuǎn)角度,

使P點(diǎn)左移，故D正確。

故選D。

5.笊核汨可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6；H->2；He+2；H+2：n+43.15MeV

-3-

表示。海水中富含抗，已知1kg海水中含有的笊核約為LOTOS個，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與

質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時釋放的熱曷相等：已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9x107j,1MeV-1,6x10-

l3J,則M約為()

A.40kgB.100kgC.400kgD.I000kg

【答案】C

【解析】

【詳解】笊核：H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式

6；HT2：Hc+2；H+2；n+43.15MeV

則平均每個笊核聚變釋放的能量為

E43.15、…

￡=—=MeV

66

1kg海水中含有的抗核約為1.0x1022個，可以放出的總能量為

Eo=Ns

由0=,叫可得，要釋放的相同的熱量，需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的質(zhì)量

機(jī)=2==400kg

qq

6.特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)

0假設(shè)從｛處采用550

kV的超高壓向8處輸電，輸電線上損耗的電功率為AP,到達(dá)8處時電壓下降rAU。在保持力處輸送的電功

率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100

kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)锳P，，到達(dá)8處時電壓下降了不考慮其他因素的影響，則

()

1

A.APr=-APB.APr=-APC.At7=-Ai/D.A(7=-At/

4242

【答案】AD

【解析】

【詳解】輸電線上損失的功率

P,

AP=(—)2,r

U

損失的電壓

△U=--/?

U

一4一

當(dāng)輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，損失的功率變?yōu)樵瓉淼亩?，?/p>

4

XP'=—AP

4

損失的電壓變?yōu)樵瓉淼募?/p>

,1

△U'=—XU

2

故選AD。

7.如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。。、分為圓環(huán)水平直徑上的兩

個點(diǎn)，c、d為豎直直徑上的兩個點(diǎn)，它們與圓心的距離均相等。則（）

A.a、6兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B.a、6兩點(diǎn)的電勢相等

C.c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等D.c、d兩點(diǎn)的電勢相等

【答案】ABC

【解析】

【詳解】BD.如下圖所示，為等量異種電荷周圍空間的電場分布圖。本題的帶電圓環(huán)，可拆解成這樣無數(shù)

對等量異種電荷的電場，沿豎直直徑平行放置。它們有共同的對稱軸PP',PP

所在的水平面與每一條電場線都垂宜，即為等勢面，延伸到無限遠(yuǎn)處，電勢為零。故在尸P

上的點(diǎn)電勢為零，即化=%=0：而從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢-一直在降低，即舊＞內(nèi)，故B正確，D錯誤：

AC.上卜兩側(cè)電場線分布對稱，左右兩側(cè)電場線分布也時稱，由電場的登加原理可知AC正確;

一5一

故選ABC。

8.水平冰面上有一固定的豎直擋板，一滑冰運(yùn)動員面對擋板靜止在冰面上，他把一質(zhì)量為4.0

kg的靜止物塊以大小為5.0

m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運(yùn)動員獲得退行速度：物塊與擋板彈性碰撞，速度反向，追上

運(yùn)動員時，運(yùn)動員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0

m/s的速度與擋板彈性碰撞?？偣步?jīng)過8次這樣推物塊后，運(yùn)動員退行速度的大小大了50

m/s,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動員。不計(jì)冰面的摩擦力，該運(yùn)動員的質(zhì)量可能為

A.48kgB.53kgC.58kgD.63kg

【答案】BC

【解析】

【詳解】設(shè)運(yùn)動員和物塊的質(zhì)量分別為“、加。

規(guī)定運(yùn)動員運(yùn)動的方向?yàn)檎较?，運(yùn)動員開始時靜止，第?次將物塊推出后，運(yùn)動員和物塊的速度大小分

別為匕、%，則根據(jù)動量守恒定律

0=/nV]-/novo

解得

tn

物塊與彈性擋板撞擊后，運(yùn)動方向與運(yùn)動員同向，當(dāng)運(yùn)動員再次推出物塊

加匕+

wovo=mv2-movo

解得

寸也％

m

第3次推出后

WV2+/?IOVO=/MV3-WOVO

解得

寸也%

m

依次類推，第8次推出后，運(yùn)動員的速度

一6一

m

根據(jù)題意可知

v=v>5m/s

gm0

解得

m<60kg

第7次運(yùn)動員的速度一定小于5m/s,則

v7=13叫.%<5m/s

m

解得

m>52kg

綜上所述，運(yùn)動員的偵量滿足

52kg<tn<60kg

AD錯誤，BC正確。

故選BC。

三、非選擇題：

(-)必考題：

9.一細(xì)繩跨過懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球片和8,如圖所示。一實(shí)驗(yàn)小組用此裝置測量小球8運(yùn)動的

加速度。

令兩小球靜止，細(xì)繩拉緊，然后釋放小球，測得小球8釋放時的高度">=0.590

m,下降一段距離后的高度gO.lOOm；由瓦下降至A所用的時間T=0.730

s。由此求得小球8加速度的大小為。=m/s2(保留3位有效數(shù)字)。

從實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)得知，小球4、8的質(zhì)量分別為100.0g和150.0g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮闋t9.80

-7-

m/s2o根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算可得小球8加速度的大小為心m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

可以看出，"與。有明顯差異，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：

【答案】⑴.1.84（2）.1.96（3）.滑輪的軸不光滑，繩和滑輪之間有摩擦（或滑輪有質(zhì)量）

【解析】

【詳解】①有題意可知小球下降過程中做勻加速直線運(yùn)動，故根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有

4-〃=-aT2

2

代入數(shù)據(jù)解得o=l.84m/s2；

②根據(jù)牛頓第二定律可知對小球A有

T-mAg=m/Q

對小球B有

mBg-T=mBai

帶入已知數(shù)據(jù)解得1.96m/s2;

③在實(shí)驗(yàn)中繩和滑輪之間有摩擦?xí)斐蓪?shí)際計(jì)算值偏小。

10.某同學(xué)要研窕一小燈泡L（3.6V,0.30A）的伏安特性。所用器材有：電流表A）（量程200

mA.內(nèi)阻%|=10.0。），電流表A2（量程500mA,內(nèi)阻&2=1.0。）、定值電阻價（阻值&>=10.0

。）、滑動變阻器4（最大阻值10C）、電源E（電動勢4.5

V,內(nèi)阻很?。?、開關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖（a）所示。

（1）根據(jù)圖（a）,在圖（b）的實(shí)物圖中畫出連線______。

（2）若/卜心分別為流過電流表Ai和A2的電流，利用小、人和心寫出：小燈泡兩端的電壓（/=,

流過小燈泡的電流/=.為保證小燈泡的安全，/1不能超過mA。

（3）實(shí)驗(yàn)時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀

-8-

取相應(yīng)的A和/?.所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出。

//mA325585125144173

乙/mA171229299379424470

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)A=173mA時，燈絲電阻R=A（保留1位小數(shù)）。

（4）如果用另一個電阻替代定值電阻凡），其他不變，為了能夠測量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻

值不能小于Q（保留1位小數(shù)）。

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示

（2）①根據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表Ai和凡的總電壓，故根據(jù)歐姆定律有

。=/"勺+4）

②根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知流過小燈泡的電流為

-9-

③因?yàn)樾襞莸念~定電壓為3.6V,故根據(jù)題目中已知數(shù)據(jù)帶入①中可知人不能超過180mA；

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)/|=173mA時，/2=470mA；根據(jù)前面的分析代入數(shù)據(jù)可知此時燈泡兩端的電壓為

33.46V：流過小燈泡的電流為/=297mA=0.297A：故根據(jù)歐姆定律可知此時小燈泡的電阻為

/?=—=-^-Q=11.6Q

I0.297

(4)要測故完整的伏安特性曲線則燈泡兩端的電壓至少要達(dá)到3.6V,而電流表Ai不能超過其鼠程200mA

,此時結(jié)合①有

3.6=0.2*（10+凡）

解得&=80.即要完整的測量小燈泡伏安特性曲線所用電阻的阻值不能小于8C

11.如圖，在05炬方，Y<y<+oo

區(qū)域中存在方向垂電于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度8的大小可調(diào)，方向不變。一質(zhì)量為，"，電荷量為q(g

>0)的粒子以速度小從磁場區(qū)域左側(cè)沿x軸進(jìn)入磁場，不計(jì)重力。

(1)若粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后穿過y軸正半軸離開磁場，分析說明磁場的方向，并求在這種情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度

的最小值又；

(2)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為g

,粒子將通過虛線所示邊界上的一點(diǎn)離開磁場。求粒子在該點(diǎn)的運(yùn)動方向與x軸正方向的夾角及該點(diǎn)到x軸

的距離。

V

【答案】(1)磁場方向垂直于紙面向里；/=華：(2)a=-；y=Q』h

qh6

【解析】

【詳解】(1)由題意，粒子剛進(jìn)入磁場時應(yīng)受到方向向上的洛倫茲力，因此磁場方向垂直于紙面向里。

設(shè)粒子進(jìn)入磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R，根據(jù)洛倫茲力公式和圓周運(yùn)動規(guī)律，有

2

/。5=吟①

由此可得

-10-

qB

粒子穿過y軸正半軸離開磁場，其在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心在y軸正半軸上，半徑應(yīng)滿足

R4h③

由題意，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8m時，粒子的運(yùn)動半徑最大，由此得

圖號④

qh

（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為與

,粒子做圓周運(yùn)動的圓心仍在y軸正半軸上，由②④式可得，此時圓弧半徑為

R'=2h⑤

粒子會穿過圖中P點(diǎn)離開磁場，運(yùn)動軌跡如圖所示。設(shè)粒子在P點(diǎn)的運(yùn)動方向與x軸正方向的夾角為a.

由幾何關(guān)系

sina=—=

即&='⑦

6

由幾何關(guān)系可得，P點(diǎn)與X軸的距離為

y=2〃(l-cosa)⑧

聯(lián)立⑦⑧式得

y=(2-揚(yáng)力⑨

12.如圖，一豎直圓管質(zhì)量為M，下端距水平地面的高度為//,頂端塞有一質(zhì)量為，”的小球。圓管由靜止自

由下落，與地面發(fā)生多次彈性碰撞，且每次碰撞時間均極短：在運(yùn)動過程中，管始終保持豎直。已知M

=4m,球和管之間的滑動摩擦力大小為4mg,g為重力加速度的大小，不計(jì)空氣阻力。

（1）求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大小：

（2）管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度；

（3）管第二次落地彈起的上升過程中，球仍沒有從管中滑出，求圓管長度應(yīng)滿足的條件。

-11-

【答案】(1)ai=2g,?2=3g;(2)=—H；(3)L2芮〃

【解析】

【詳解】(1)管第一次落地彈起的瞬間，小球仍然向下運(yùn)動。設(shè)此時管的加速度大小為方向向下；球

的加速度大小為。2,方向向上；球與管之間的摩擦力大小為人，由牛頓運(yùn)動定律有

Ma\=Mg+f①

maz=f-mg②

聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)，得

a\=2g,a2=3g@

(2)管第一次碰地前與球的速度大小相同。由運(yùn)動學(xué)公式，碰地前瞬間它們的速度大小均為

%=,2g〃④

方向均向下。管彈起的瞬間.管的速度反向，球的速度方向依然向下。

設(shè)自彈起時經(jīng)過時間外管與小球的速度剛好相同。取向上為正方向，由運(yùn)動學(xué)公式

v(j—n|/|=fo+i⑤

聯(lián)立③④⑤式得

H消⑥

設(shè)此時管下端的高度為小，速度為V。由運(yùn)動學(xué)公式可得

4=貼-2⑦

丫=%一"|⑧

由③④⑥⑧式可判斷此時丫＞0。此后，管與小球?qū)⒁约铀俣萭減速上升后，到達(dá)最高點(diǎn)。由運(yùn)動學(xué)公式

有

2

/7,=—⑨

.2g

設(shè)管第一次落地彈起后上升的最大高度為何，則

-12-

//|=A|+/⑩

聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得

a吟”?

(3)設(shè)第一次彈起過程中球相對管的位移為x”在管開始下落到上升a這一過程中，由動能定理有

Mg(H-H\)+mg{H-H\+x\)-4加刎=0?

聯(lián)立??式并代入題給數(shù)據(jù)得

4

同理可推得，管與球從再次下落到第二次彈起至最高點(diǎn)的過程中，球與管的相對位移X2為

4

?

設(shè)圓管長度為，管第二次落地彈起后的上升過程中，球不會滑出管外的條件是

X1*X2<Z,(S)

聯(lián)立????式，刀應(yīng)滿足條件為

L>—H@

1253

(-)選考題：

13.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第-定律的有.不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力

學(xué)第二定律的有。(填正確答案標(biāo)號)

A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱

B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低

C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響

D.冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

【答案】⑴.B(2).C

【解析】

【詳解】A.燃燒汽油產(chǎn)生的內(nèi)能一方面向機(jī)械能轉(zhuǎn)化，同時熱傳遞向空氣轉(zhuǎn)移。既不違背熱力學(xué)第一定律.

也不違背熱力學(xué)第二定律；

B.冷水倒入保溫杯后，沒有村外做功，同時也沒有熱傳遞’內(nèi)能不可能減少，故違背熱力學(xué)第一定律：

C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，必然產(chǎn)生其他影響故違背熱力學(xué)第二定律；

D.制冷機(jī)消耗電能工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi),發(fā)生了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，同時對

外界產(chǎn)生了影響。既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律。

14.潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似。潛水鐘在水下時其

內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要。為計(jì)算方便，將潛水鐘簡化為截面積為5、高

度為從開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為，的水下，如圖所示。已知

水的密度為0,重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)為外，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化。

(1)求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度/;

(2)保持〃不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為加時的體積。

【答案】⑴.⑵展甯

【解析】

【詳解】(1)設(shè)潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為分和匕，放入水下后筒內(nèi)氣體的

壓強(qiáng)為小，由玻意耳定律和題給條件有

①

V^hS②

匕=(A-/)S③

Pi=Po+Pg(H-1)④

聯(lián)立以上各式并考慮到〃口h,h>l,解得

l=-^—h⑤

Po+PSH

(2)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P2；此時筒內(nèi)氣體的體積為％,這些氣體在其壓強(qiáng)為小時的體積為

匕，由玻意耳定律有

P2%=P0%⑥

其中

P2=Po+Pg〃⑦

設(shè)需壓入筒內(nèi)的氣體體積為匕依題意

v=匕-%⑧

聯(lián)立②⑥⑦⑧式得

丫=遵曲⑨

Po

15.用一個擺長為80.0

cm的單擺做實(shí)驗(yàn)，要求擺動的最大角度小于5。，則開始時將擺球拉離平衡位置的距離應(yīng)不超過cm

（保留1位小數(shù)）。（提示：單擺被拉開小角度的情況下，所求的距離約等于擺球沿圓弧移動的路程。）

某同學(xué)想設(shè)計(jì)一個新單擺，要求新單擺擺動10個周期的時間與原單擺擺動II個周期的時間相等。新單擺的

擺長應(yīng)該取為cm。

【答案】（I）.6.9（2）.96.8

【解析】

【詳解】拉離平衡位置的距離

5°

x=2zrx80cmx=6.97cm

360°

題中要求擺動的最大角度小于5。，且保留1位小數(shù)，所以拉離平衡位置的不超過6.9cm；

根據(jù)單擺周期公式T=2乃聆結(jié)合題意可知

\0T'=]\T

代入數(shù)據(jù)為

1（）"=11J80cm

解得新單擺的擺長為

〃=96.8cm

16.直角棱鏡的折射率"=1.5,其橫截面如圖所示，圖中/C=90。，N/=30。。截面內(nèi)一細(xì)束與8c邊平行的光

線，從棱鏡48邊上的。點(diǎn)射入，經(jīng)折射后射到8c邊上。

（1）光線在8c邊上是否會發(fā)生全反射?說明理由；

（2）不考慮多次反射，求從/C邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值。

I答案】⑴光線缸點(diǎn)發(fā)生全反射：⑵s2手

-15-

【解析】

【詳解】（1）如圖，設(shè)光線在。點(diǎn)的入射角為3折射角為人折射光線射到8c邊上的E點(diǎn)。設(shè)光線在E點(diǎn)的

入射角為夕由幾何關(guān)系，有

9=90°-（30°-r）>60°①

根據(jù)題給數(shù)據(jù)得

sin0>sin600>—②

n

即。大于全反射臨界角，因此光線在E點(diǎn)發(fā)生全反射。

（2）設(shè)光線在/C邊上的尸點(diǎn)射出棱鏡，光線的入射角為八折射角為產(chǎn)，由幾何關(guān)系、反射定律及折射定

律，有

i=30°③

i'=90°-0④

sin/=wsinr⑤

/?sin/'=sin/-'⑥

聯(lián)立①?④⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)，得

,2-72-V3⑦

sinr=⑦

4

由幾何關(guān)系，產(chǎn)即NC邊射出的光線與最初的入射光線的夾角。

2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試

理科綜合能力測試化學(xué)

可能用到的相對原子質(zhì)量：H1C12N14016Mg24S32Fe56Cu64

一、選擇題：在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.北宋沈括《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山有苦泉，流以為澗。挹其水熬之則成膽磯，烹膽磯則成銅。熬

膽磯鐵釜，久之亦化為銅二下列有關(guān)敘述錯誤的是

A.膽機(jī)的化學(xué)式為CuSC>4

-16-

B.膽磯可作為濕法冶銅的原料

C.“熬之則成膽磯”是濃縮結(jié)晶過程

D.“熬膽研鐵釜，久之亦化為銅”是發(fā)生了置換反應(yīng)

【答案】A

【解析】

【詳解】A.膽磯為硫酸銅晶體，化學(xué)式為CuSO/5H2。，A說法錯誤：

B.濕法冶銅是用鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)制取銅，B說法正確；

C.加熱濃縮硫酸銅溶液可析出膽研，故“熬之則成膽研''是濃縮結(jié)晶過程，C說法正確：

D.鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，D說法正確.

綜上所述，相關(guān)說法錯誤的是A,故選A。

2.某白色固體混合物由NaCl、KC1、MgSO4>CaCO?中的兩種組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①

混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反應(yīng)，通過鉆玻璃可觀察到紫色；③

向溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷其組成為

A.KCI,NaC)B.KCkMgSO4

C.KC1、CaCO3D.MgSO4>NaCl

【答案】B

【解析】

【詳解】①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，則不含CaCCh，排除C選項(xiàng)；②做焰色反應(yīng)，通過鉆玻璃

可觀察到紫色，可確定含有鉀元素，即含有KC1：③向溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀，則應(yīng)含有MgSCh，綜

合以上分析，混合物由KC1和MgSC)4兩種物質(zhì)組成，故選B。

3.二氧化碳的過量排放可對海洋生物的生存環(huán)境造成很大影響，其原理如下圖所示。下列敘述錯誤的是

A.海水酸化能引起HCO；濃度增大、CO：濃度減小

B.海水酸化能促進(jìn)CaCO?的溶解，導(dǎo)致珊瑚礁減少

-17-

C.CO?能引起海水酸化，其原理為HCO；1H-+CO：

D.使用太陽能、氫能等新能源可改善珊瑚的生存環(huán)境

【答案】C

【解析】

【詳解】A.海水酸化，H+濃度增大，平衡H++CO；YHCO；正向移動，CO；濃度減小，HCO3

濃度增大，A正確；

B.海水酸化，CO；-

濃度減小，導(dǎo)致CaCCh溶解平衡正向移動，促進(jìn)了CaCCh溶解，導(dǎo)致珊瑚礁減少，B正確：

C.CO?引起海水酸化的原理為：CO2+H2OWH2c03H++HC0；,HCO#H+CO；

,導(dǎo)致H+濃度增大，C錯誤；

D.使用太陽能、氫能等新能源，可以減少化石能源的燃燒，從而減少CO2的排放，減弱海水酸化，從面

改善珊瑚礁的生存環(huán)境，D正確；

答案選C。

4.毗咤((Q)是類似于苯的芳香化合物，2-

乙烯基哦咤(VPy)是合成治療矽肺病藥物的原料，可由如下路線合成。下列敘述正確的是

A.Mpy只有兩種芳香同分異構(gòu)體B.Epy中所有原子共平面

C.Vpy是乙烯的同系物D.反應(yīng)②的反應(yīng)類型是消去反應(yīng)

【答案】D

【解析】

【詳解】A.MPy有3種芳香同分異構(gòu)體，分別為：甲基在N原子的間位C上、甲基在N原子的對位C上、氨

基笨，A錯誤：

B.EPy中有兩個飽和C,以飽和C為中心的5個原子最多有3個原子共面，所以EPy中所有原子不可能都共面

,B錯誤；

C.VPy含有雜環(huán)Q,和乙烯結(jié)構(gòu)不相似，故VPy不是乙烯的同系物，C錯誤：

D.反應(yīng)②為醇的消去反應(yīng)，D正確。

-18-

答案選D。

5.據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。下列敘述錯誤的是

A.0H-參與了該催化循環(huán)B.該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2

C.該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO?D.該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化

【答案】C

【解析】

【分析】

題干中明確指出，鐵配合物Fc(C0)5充當(dāng)催化劑的

作用。機(jī)理圖中，凡是出現(xiàn)在歷程中，進(jìn)去的箭頭表示反應(yīng)物，出來的箭頭表示生成物，既有進(jìn)去又有出

來的箭頭表示為催化劑或反應(yīng)條件，其余可以看成為中間物種。由題干中提供的反應(yīng)機(jī)理圖可知，鐵配合

物Fe(CO)s在整個反應(yīng)歷程中成鍵數(shù)目，配體種類等均發(fā)生了變化；并且也可以觀察出，反應(yīng)過程中所需的

反應(yīng)物除co外還需要aO,最終產(chǎn)物是co?和lb，同時參與反應(yīng)的還有oir,故oir

也可以看成是另一個催化劑或反應(yīng)條件。

【詳解】A.從反應(yīng)機(jī)理圖中可知，0H?有進(jìn)入的箭頭也有出去的箭頭，說明01卜

參與了該催化循環(huán)，故A項(xiàng)正確：

B.從反應(yīng)機(jī)理圖中可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物為CO和H2O,產(chǎn)物為和CO?，F(xiàn)e(CO)s作為整個反應(yīng)的催化劑

,而僅僅在個別步驟中輔助催化劑完成反應(yīng)，說明該反應(yīng)方程式為CO+H20Fe(CO)5cOz+H?

,故有清潔燃料H?生成，故B項(xiàng)正確；

C.由B項(xiàng)分析可知，該反應(yīng)不是消耗溫室氣體CO?，反而是生成了溫室氣體故C項(xiàng)不正確：

D.從反應(yīng)機(jī)理圖中可知，F(xiàn)e的成鍵數(shù)目和成鍵微粒在該循環(huán)過程中均發(fā)生了變化，故D項(xiàng)正確；

答案選C。

【點(diǎn)睛】對于反應(yīng)機(jī)理圖的分析，最重要的是判斷反應(yīng)物，產(chǎn)物以及催化劑；一般催化劑在機(jī)理圖中多數(shù)

是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的；通過?個箭頭進(jìn)入整個歷程的物質(zhì)則是反應(yīng)物：而通過一個箭頭最終脫離整個歷

程的物質(zhì)一般多是產(chǎn)物。

6.電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時，

Ag+注入到無色WO］薄膜中，生成A&WOj,器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是

固體電解質(zhì)，只

g/允許Aff通過

^電致變色層（WOJ

^透明導(dǎo)電層

A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移

C.W元素的化合價升高D.總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgtWO3

【答案】C

【解析】

【分析】

從題干可知，當(dāng)通電時，Ag+注入到無色WOj薄膜中，生成AgxWO?器件呈現(xiàn)藍(lán)色，說明通電時，Ag電極有

Ag+生成然后經(jīng)固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，說明Ag電極為陽極，透明導(dǎo)電層時陰極，故Ag電極上發(fā)生氧

化反應(yīng)，電致變色層發(fā)生還原反應(yīng)。

【詳解】A.通電時，Ag電極有Ag+生成，故Ag電極為陽極，故A項(xiàng)正確：

B.通電時電致變色層變藍(lán)色，說明有Ag,從Ag電極經(jīng)固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，故B項(xiàng)正確：

C.過程中，WrtlWCh的+6價降低到AgKWCh中的+（6-x）價，故C項(xiàng)錯誤；

D.該電解池中陽極即Ag電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：xAg-xe-=

xAg',而另一極陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：WOj+xAg'+xe-=AgxWO3）故發(fā)生的總反應(yīng)式為：xAg+

WO3=AgxWO?,故D項(xiàng)正確：

答案選C。

【點(diǎn)睛】電解池的試題，重點(diǎn)要弄清楚電解的原理，陰、陽極的判斷和陰、陽極上電極反應(yīng)式的書寫，陽

極反應(yīng)式+陰極反應(yīng)式=總反應(yīng)式，加的過程中需使得失電子數(shù)相等。

7.一種由短周期主族元素組成的化合物（如圖所示），具有良好的儲氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子

序數(shù)依次增大、且總和為24,下列有關(guān)敘述錯誤的是

A.該化合物中，W、X、Y之間均為共價鍵

B.Z的單質(zhì)既能與水反應(yīng)，也可與甲醇反應(yīng)

-20-

C.Y的最高化合價氧化物的水化物為強(qiáng)酸

D.X的氟化物XF3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【答案】D

【解析】

【分析】

一種由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的儲氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大

,且總和為24,根據(jù)圖示，W為1價形成共價鍵，W為氫，Z為+1價陽離子，Z為Na,Y為3價，Y為N,24-

1-11-7=5,X為B元素。

【詳解】A.該化合物中，H、B,N之間均以共用電子對形成共價鍵，故A正確；

B.Na單質(zhì)既能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，也能與甲醇反應(yīng)生成甲醇鈉和氫氣，故B正確；

C.N的最高價氧化物的水化物HNCh為強(qiáng)酸，故C正確；

D.B的氟化物BFs中B原子最外層只有6個電子，達(dá)不到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯誤；

故選D。

二、非選擇題

(一)必考題

8.化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的

滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉栴}：

(1)氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖(a)所示的裝置來制取。裝置.中的離子膜只允許

離子通過，氯氣的逸出口是(填標(biāo)號)。

圖(1))

(2)次氯酸為一元弱酸，具有漂白和殺菌作用，其電離平衡體系中各成分的組成分?jǐn)?shù)d[d(X尸

c(X

,X為HC1O或C1CT]與pH的關(guān)系如圖(b)所示。HC10的電離常數(shù)a值為。

c(HCO+cCIO-

(3)CbO為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酊，可由新制的HgO和Q?反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑

和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備CbO的化學(xué)方程式為.

-21-

(4)C1()2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaCIOz、NaHSO」、

NaHCCh的“二氧化氟泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到溶液。上述過程中，生成的

反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1mol

CIOz消耗NaClO?的量為mol：產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為。

(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO,不可與酸性清潔劑混用的原因是(用離子方程式表示)。工業(yè)上

是將氯包通入到30%的NaOH溶液中來制備NaQO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)最分?jǐn)?shù)為1%,則生產(chǎn)10

00kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為kg(保留整數(shù))。

【答案】(1).Na*(2).a(3).IO*(4).2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O(5).1.25(6).

1

NaHCO3+NaHSO4=CO2T--Na2SO4+H;O(7).C10+CI+2H=Cl2t+H2O(8).203

【解析】

【分析】

(1)電解飽和食鹽水，陽極產(chǎn)生氯氣，陽離子移向陰極室；

.C(H')C(C1O)

(2)由圖pH=7.5時，c(HCIO)=c(CIO),HC1O的Ka=、(儲。,伸”)；

(3)Cb歧化為CkO和Ch

(4)根據(jù)5。。2+4H+=4C1O2+C1+2H2O,計(jì)算每生成ImolClO?，消耗的NaCK%碳酸氫鈉和硫酸氫

鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳：

(5)“84”中的NaQO、NaCl和酸性清潔劑混合后發(fā)生歸中反應(yīng)；根據(jù)NaOH質(zhì)量守恒計(jì)算；

【詳解】(1)電解飽和食鹽水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2。電價’

2NaOH+CI2t+H2T，陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，氯氣從alI逸出，陰極氫離子得到電子發(fā)生

還原反應(yīng)生成氫氣，產(chǎn)生OH?與通過離子膜的Na“在陰極室形成NaOH,故答案為：Na*：a；

⑵由圖pH=7.5時，c(HC10)=c(C10-),HC1O的的="“)y出+尸母*；故答案為：地匯；

c(HC10)

(3)Cb歧化為CbO和CI-

,HgO和氯氣反應(yīng)的方程式為：ZCh+HgOHgCb+CbO，故答案為：2CI2+HgO=HgCl2+Cl2O；

(4)5C1O2-+4H-=4CIO,+CI+2H2O,每生成ImolCICh，消耗NaClO,為電里5

4

=1.25mol：碳酸氫鈉和硫酸氫鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，方程式為：NaHCO5+NaHSO4=Na2SO4

+H2O+CO2T，故答案為：1.25mol；NaHCO3+NaHSO4=Na2SO4+H2O4-CO2f；

+

(5)“84”中的NaQO、NaCl和酸性清潔劑混合后發(fā)生歸中反應(yīng)，離子方程式為：CIO+C1+2H=Cl2f+II2

80YQOY

O:設(shè)氯氣為xkg,則消耗的NaOH為一kg,原氫氧化鈉質(zhì)最為二

-22-

80Y

+1000Kgx0.01,由NaOH質(zhì)量守恒：原溶液為lOOOKg-x,則元Kg+1000Kgx0.01=(lOOOKg-

+

x)x0.3,解得x=203Kg；故答案為：C10-4-C|-+2H=C12t4-H20；203。

9.苯甲酸可用作食品防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應(yīng)原理簡示如下:

COOKCOOKCOOH

、+KMnOL+MnO,

相對分

名稱熔點(diǎn)/C沸點(diǎn)/C密度/(gmL')溶解性

子質(zhì)量

甲苯92-95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇

笨甲酸122122.4(100℃左右開始升華)248—微溶于冷水，易溶于乙醇、熱水

實(shí)驗(yàn)步驟:

(I)在裝有溫度計(jì)、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5m