19．如图所示，长为2L的轻杆上端固定一质量为m的小球，下端用光滑铰链连接于地面上的
O点，杆可绕O点在竖直平面内自由转动。定滑轮固定于地面上方L处，电动机由跨过
定滑轮且不可伸长的绳子与杆的中点相连。启动电动机，杆从虚线位置绕O点逆时针倒
向地面，假设整个倒下去的过程中，杆匀角速转动。则在此过程中
A．小球重力做功为2mgL
B．绳子拉力做功大于2mgL
C．重力做功功率逐渐增大
D．绳子拉力做功功率先增大后减小
20．中国火星探测计划是中国第一个火星探测计划，中国航天局与俄罗斯联邦航天局合作共
同探索火星，2011年发射的萤火一号是计划中的首颗火星探测器。若萤火一号测得火星
的半径是地球半径的 ，火星质量是地球质量的 。已知地球表面的重力加速度是g，地
球半径为R，某宇航员在地球表面竖直跳起的最大高度是h，忽略自转影响，下列说法
正确的是
A．火星密度是地球密度的
B．火星表面的重力加速度是
C．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
D．该宇航员以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是
21．在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒
ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三
角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视
图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，
则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象，可能正确的
是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）
第II卷（非选择题共174分）
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39题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（共129分）
22．（5分）某同学利用如
图甲所示装置来验证机械能
守恒定律，器材为：铁架台，
约50 cm的不可伸长的细线，
带孔的小铁球，光电门
和计时器（可以记录挡
光的时间），量角器，
刻度尺，游标卡尺。
实验前先查阅资料得到当地的重力加速度g，再将细线穿过小铁球，悬挂在铁架台的横杆上，在小铁球运动轨迹的最低点安装好光电门。将小铁球拉离竖直方向一定夹角后从静止释放，小铁球通过光电门的时间是t。依次测量摆线的长度 、摆线与竖直方向的夹角θ及小铁球的直径d。
（1）用20分度游标卡尺测量小铁球直径d，刻度线如图乙所示，则d＝____cm.
（2）某次实验测得小铁球通过光电门时记录的时间t =5.125×10－3s，由此得小铁球通过
光电门的速度为_______m/s（保留2位有效数字）。
（3）若______等式在误差范围内成立，则验证了机械能守恒。（用题中物理量符号表示）
23．（10分）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内
阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等。
（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1” 欧姆档测量，示数如图（a）所示，
读数 Ω，据此应选择图中的 （选填“b”或“c”）电路进行实验。
（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐 （填
“增大”“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。
（3）图（d）是根据实验数据做出的U—I图线，由图可判断元件 （填“X”或“Y”）
是非线性元件。
（4）该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21Ω的定值电阻，测量待测电池组的
电动势E和内阻r，如图（e）所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00V，断开S2，
电压表读数为1.00V，结合图（d）可算出E＝ V，r= Ω。（结果均保
留两位有效数字，电压表为理想电压表）
24．（14分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂
直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，第一象限有与y
轴正方向相反的大小为E的匀强电场。一带正电的粒子从y
轴上的P（0，8）点，以初速度v0=3×l04m／s沿x轴正方
向射入匀强电场，经过x轴上的Q（12，0）点后恰好垂直
打到y轴负轴上的N点（图中未画出）。已知带电粒子的荷
质比 ×l09C／kg，不计带电粒子所受重力。求：
（1）匀强电场E的大小。
（2）N点到O点的距离。
25．（18分）如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角α=30°，一质量为3m的“L”
型工件沿斜面以速度v0匀速向下运动，工件上表面光滑，其下端连着一块挡板。某时，
一质量为m的小木块从工件上的A点，沿斜面向下以速度v0滑上工件，当木块运动到工
件下端时（与挡板碰前的瞬间），工件速度刚好减为零，后木块与挡板第1次相碰，以
后每隔一段时间，木块就与工件挡板碰撞一次。已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时
间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度为g。求：
（1）木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小。
（2）木块与挡板第1次碰撞后的瞬间，木块、工件各自
的速度大小。
（3）木块与挡板第1次碰撞至第n（n=2，3，4，5，…）
次碰撞的时间间隔及此时间间隔内木块和工件组成的系统损失的机械能△E。
26．（14分）含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2和O2。某研究性学
习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。
回答下列问题：
Ⅰ．模拟烟气的制备
（1）用A装置制SO2的化学方程式为_________________________________________。
（2）用B装置制CO2，使用该装置的优点是____________________________________。
（3）将制得的气体与空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。
Ⅱ．测定烟气中SO2的体积分数
（4）将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置， C、D中盛放的药品分别是____、____(填
序号)：
①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液 ④饱和NaHCO3溶液
（5）若模拟烟气的流速为amL•min－1，t1min后，测得量筒内液体的体积为VmL，则
SO2的体积分数是________________(写表达式)。
Ⅲ．测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
（6）将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl2和FeCl3的混合溶液，常温
下，它可催化SO2与O2的反应，以达到脱硫的目的。写出催化剂参与反应过程
的离子方程式：
①SO2＋2H2O＋2Fe3＋===SO42-＋2Fe2＋＋4H＋；②___________________________。
（7）若模拟烟气仍以amL•min－1的流速直接通过转化器E装置，t2min后，向E装置
中加入足量的酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液，经________、洗涤、________、
称量，得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况，则该转化器的脱硫
效率是________。
27．(15分)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物，平板电视显示屏生产过程中产生大量的
废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）。某课题组以此粉末为原料，设计如
下工艺流程对资源进行回收，得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。
已知：CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。
（1）稀酸A的分子式是 ；滤液1中加入铁粉的目的是 。
（2）设计实验证明滤液1中含有Fe2+： 。
（3）由滤渣1生成Ce3+的化学方程式为 。
（4）由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式为 。
（5）硫酸铁铵晶体[Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•3H2O]广泛用于水的净化处理，但其在去除酸
性废水中的悬浮物时效率降低，其原因是 。
（6）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531 g，加硫酸溶解后，用浓度为0.l000mol•L-1
FeSO 4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+ )，消耗25.00 mL标准溶液。该产
品中Ce(OH)4的纯度表达式为 （不必计算出结果）。
28．（14分）水体污染的治理是化学工作者研究的重要课题。
（1）水体常见污染物中的氨、氮主要是指游离氨或铵盐，可以通入一定量的氯气，利用
产生的HClO除去。
已知： NH+4 + HClO = NH2Cl + H＋ + H2O H= a kJmol-1
2NH2Cl + HClO = N2 + H2O + 3H＋ + 3Cl－ H= b kJmol-1
NH+4 + 4HClO = NO－3 + 6H＋ + 4Cl－ + H2O H= c kJmol-1
则2NH+4 + 3HClO = N2 + 3H2O + 5H＋ + 3Cl－ H= kJmol-1
（2）电解法也可除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl
的酸性混合溶液来模拟。①电解时，阳极的电极反应式为 。
电解过程中溶液初始Cl－浓度和pH对氨氮去除速率与能耗（处理一定量氨氮消耗
的电能）的影响关系如题图-1和题图-2所示。
图-1 Cl－浓度对氨氮去除速率、能耗的影响 图-2初始pH对氨氮去除速率、能耗的影响
②图-1中当Cl－浓度较低时、图-2中当初始pH达到12时，氨氮去除速率低而能耗
高的原因可能是 ；而当Cl－浓度较高时，测
得溶液中的NO－3浓度也较高，可能的原因是 。
③图-2中，氨氮去除pH＝ 为效果最佳。当pH太低时，处理效果不佳的可能原
因是 。
（3）通过调节溶液pH在碱性条件下，用漂白粉溶液也可将废水中的CN－转化为碳酸盐和
N2而除去。该反应的离子方程式为 。
（4）废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS)=1.1×10-21，Ksp(CuS)=1.3×10-36，
国家规定的排放标准：镍低于1.1×10-5 molL-1，铜低于7.8×10-5 molL-1。则需要控制
溶液中S2－的浓度不低于 molL-1。
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