25．(15分)美国计划2015年再次登陆月球，继而在月球上建立基地，给人类登陆火星作准备。为了早日实现梦想，1992年美国进行了第一次利用实际的月球岩石――玄武岩(FeTiO₃，钛酸亚铁)来制造氧气的试验。已知FeTiO₃被H₂还原后，生成Fe、TiO₂和水，被C还原后生成Fe、TiO₂和CO₂；TiO₂经过一系列处理后，可以制得纳米TiO₂。请参与探究，并回答下列问题：

[探究一]为测定钛铁矿中可提取氧的质量分数，某研究性学习小组设计了以下两套实验装置：

(1)学生甲设想用图－1装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO₃在加热时被H₂还原的化学方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　 和最简便的实验步骤　　　 　　　　　　　　　　　　(选填下列数字编号)。

①通入N₂；②停止通N₂；③通入H₂；④停止通H₂；⑤加热；⑥停止加热；⑦称取装置B的质量。

(2)学生乙设想用图－2装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧，并且认为该方案的意义在于：反应产生的CO₂可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质，同时产生氧气：6CO₂+6H₂O C₆H₁₂O₆(葡萄糖)+6O₂。实验过程中，称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag，炭粉的质量为bg，反应后装置B中产生CaCO₃的质量为cg，则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为　　　　 　　　　　　。

(3)经专家评审后，认定两个方案都很有意义，但实验设计方面还存在不足之处，例如图－2装置在加热时，生成的CO₂不可能全部被澄清石灰水吸收，同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO，给实验带来误差。

①请对学生乙的设想提出改进措施：改用图－1装置，并在U型管B之前增加盛有　　　　　 的燃烧管，　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。

②改进后，实验自始至终需持续向装置A中通入N₂的目的是　　　　　　 　　　　　　　　　。

[探究二]纳米TiO₂作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用。

(4)某科研小组在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO₂薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如右图所示，下列说法正确的是　　　　　 。

(a)不同载体，无论何种温度一定是钛片最好

(b)约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好

(c)无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高

(d)不同负载TiO₂薄膜的光催化活性不同

24．(15分)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

Ⅰ．用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N₂是燃煤烟气的一种脱硝(除NO_x)技术。其脱硝机理如下图1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如下图2所示。

图1　　　　　　　　　　　 　　　　　　图2

①写出该脱硝过程中乙烯和NO₂反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

Ⅱ．有学者设想以右图所示装置用电化学原理将燃煤烟气中的CO₂、SO₂转化为重要化工原料。

(1)若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则正极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄。科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/LH₂SO₄，则A处通入烟气(SO₂的体积分数为1%)的速率为　　　　 L/min(标准状况)。

Ⅲ．粗CuO是将工业废铜、废电线及废铜合金高温焙烧而成的，杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备CuSO₄·5H₂O的主要步骤如下图所示：

Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺转化为相应氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：

(1)加入3 % H₂O₂之前需将热溶液冷却，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，H₂O₂的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)加入2 mol/L氨水后，溶液的pH应在　　　　　　　 范围内。

(3)经操作Ⅰ得到粗胆矾，经操作Ⅱ得到精制胆矾。两步操作相同，都包括　　　　　　 　、过滤、洗涤、干燥等步骤。

23．(15分)A、B、D、E、G、J六种短周期主族元素，原子半径依次减小。A、F、G位于相邻的不同周期，有机化合物均含有E元素。

(1)常见发酵粉、加碘盐、味精及某些食品防腐剂的主要成分都含有金属元素A的离子。A离子的结构示意图为　　　　　 　　　　。

(2)写出E₂J₄与水反应的化学方程式　　　　　　　　　 　　　；其反应类型为　　　　 。

(3)利用右图装置设计一简单实验证明元素非金属性D＞B。甲中应盛放某种弱电解质的溶液，其溶质的化学式为　　　　　　　 ，所通入气体与乙中某强电解质溶液反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)元素D的最高价氧化物为无色液体，0.20mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出QkJ的热量，该反应的热化学方程式为　　　　　　　 　　　　。

(5)G的最简单氢化物溶于水得溶液X，D的氢化物溶于水得溶液Y。常温下，将X、Y等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH，如下表：

①组混合溶液中由水电离出的c(H⁺)＝ 　　　　　　mol·L^－1。

②组混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序是　　　 　　　　　　　　　　。

22．(20分)如图为某生产流水线工作原理示意图。足够长的工作平台上有一小孔A，一定长度的操作板(厚度可忽略不计)静止于小孔的左侧，某时刻开始，零件(可视为质点)被无初速度地放上操作板中点，同时操作板在电动机带动下向右做匀加速直线运动直至运动到A孔的右侧(忽略小孔对操作板运动的影响)，最终零件运动到A孔时速度恰好为零，并由A孔下落进入下一道工序。已知零件与操作板间的动摩擦因素，与工作台间的动摩擦因素，操作板与工作台间的动摩擦因素。试问：

(1)电动机对操作板所施加的力是恒力还是变力(只要回答是“变力”或“恒力”即可)？

(2)操作板做匀加速直线运动的加速度a的大小为多少？

(3)若操作板长L=2m,质量M = 3kg，零件的质量m = 0.5kg,重力加速度取 g = 10m/s²,则操作板从A孔左侧完全运动到右侧过程中，电动机至少做了多少功？

21．(19分)如图所示，相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，下端连接阻值为2Ω的电阻R，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上．ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5kg、电阻均为2Ω．ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻R上产生的热量为0.5J，已知细线能承受的最大拉力为5N．求细绳被拉断时：(g=10m/s²，sin37°=0.6)

(1)ab棒中的电流；

(2)cd棒的速度；

(3)cd棒下滑的距离

20．(15分)跳台滑雪是一种极为壮观的运动，运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，如图所示。设运动员连同滑雪板的总质量m=50 kg，从倾角θ=37°的坡顶A点以速度=20m/s沿水平方向飞出，恰落到山坡底的水平面上的B处。(g=10m/s²，sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

　(1)运动员在空中飞行的时间t和AB间的距高s；

(2)运动员落到水平面上的B处时顺势屈腿以缓冲，使他垂直于水平面的分速度在△t=0.20s的时间内减小为零。试求缓冲过程中滑雪板对水平面的平均压力。

19．(Ⅰ)(6分)某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。

a. 该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间的距离，并计算出它们与O点之间的速度平方差△V²(△V²= V ²－V ₀²)，填入下表：

若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为　　　 N

b.若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是　　　　　　　　　　　　　　 ，如何消除这一误差________.

(Ⅱ)．(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：

A．待测电压表V(量程3V，内阻约3K)　　　　　　　　　 B．电流表A(量程3A，内阻0．01)

C．定值电阻(阻值2k，额定电流50mA)　　

D．蓄电池(电动势略小于3V，内阻不计)　　

E．多用电表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 F．开关、，导线若干

(1)有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

①用多用电表正确测量了一个约10Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是3kΩ左右的待测电压电阻。请选择以下必须的步骤，按操作顺序写出：　　　　 。

A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指零

B．将红表笔和黑表笔接触

C．把选择开关旋转到“×1k”位置

D．把选择开关旋转到“×100”位置

E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“0”刻度

F．用表笔接触约3 kΩ左右的电阻并测量

②若测量结果如右图所甲示，则该电阻的测量值为　　　 kΩ

(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、图丙的实验电路，你认为其中较合理的电路图是　　　　 ，其理由是　　　　　　 。

(3)在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好。

(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：　　　　　　　　 。

用上述所测量物理量的符号表示电压表的内阻　　　　　　

18． 真空中，两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为Q_E和Q_F，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向。电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，

且∠NEF>∠NFE。则(　 )　　

A.E带正电，F带负电，且Q_E> Q_F

B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点

C.过N点的等势面与过N点的切线垂直　　

D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

第Ⅱ卷

必考部分

第II卷必考部分共9小题，共157分。

17．如图20图所示，一空间内有磁感应强度大小均为B的两匀强磁场区域以半径为R的圆周为界，圆周内磁场方向垂直纸面向里，圆周外磁场方向垂直纸面向外且范围足够大。一质量为、电量为的粒子以速度从圆周上的A点正对圆心O进入圆周内磁场，不许粒子重力和空气阻力，已知，粒子经过时间t再次到达A点，则时间至少为(　　 )

　　　 A．　　　　　　　　　　　 B．

　　　 C．　　　　　　　　　　 D．

16．如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的O点后，折射光发生了色散照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜色的单色光，则(　　 )

　　　 A．由A到O，a光的传播时间等于b光的传播时间

　　　 B．若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射

　　　 C．a光和b光分别通过同一单狭缝,a光在屏上产生的中心亮条纹比光窄.

D．用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽