年北京高考预测理科综合试题及答案.pdf

2014 高 考 理 综 预 测 卷 理科 绝密 启封前 机密 使用完毕 理科综合能力测试题 本试卷共 300 分 考试时长 150 分钟 考生务必将答案答在答题卡上 在试卷上作答无效 考试结束后 将本试卷和答题卡一并交回 第一部分 选择题 共 120 分 本部分共 20 小题 每小题 6 分 共 120 分 在每小题列出的四个选项中 选出最符合题目 要求的一项 1 细胞代谢受酶的调节和控制 下列叙述正确的是 A 激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢 B 代谢的终产物可反馈调节相关酶活性 进而调节代谢速度 C 同一个体各种体细胞酶的种类相同 数量不同 代谢不同 D 对于一个细胞来说 酶的总类和数量不会发生变化 2 哺乳动物红细胞的部分生命历程如下图所示 图中除成熟红细胞外 其余细胞中均有核 基因转录的 RNA 下列叙述错误的是 A 成熟红细胞在细胞呼吸过程中不产生二氧化碳 B 网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质 C 造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同 D 成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达 3 少数人注射青霉素后出现胸闷 气急和呼吸困难等过敏 超敏 反应症状 严重者发生 休克 以下有关叙述 正确的是 A 青霉素过敏反应的主要原因是机体免疫防御功能低下 B 青霉素引起的病理性免疫反应 具有特异性和记忆性 C 机体初次接触青霉素后 活化的浆细胞分泌淋巴因子 D 已免疫的机体再次接触青霉素后会发生自身免疫反应 4 下列有关实验的说法正确的是 A 亚硝酸盐遇二苯胺形成蓝色物质 可用比色法测定亚硝酸盐的含量 B DNA 在 2mol L 的氯化钠溶液中溶解度最低 可用于提取 DNA C 成熟的番茄汁中含有丰富的果糖和葡萄糖 可用作还原糖鉴定的替代材料 D 用低倍镜能观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原过程 5 1937 年 有人把原产于丹麦和德国的白三叶草移到气候比较寒冷的瑞典栽培 最初白三 叶草的单位面积产量很低 但若干年后产量显著提高 人们针对这一事实做出以下叙述 符 合达尔文进化理论的是 A 这是白三叶草发生基因突变的结果 B 这是自然选择的结果 C 在适应环境过程中白三叶草种群的基因频率发生了变化 D 若干年后的白三叶草与原来的种群产生了生殖隔离 6 如表用品 或其有效成分 及其对应用途错误的是 选项 A B C D 用品 用途 NaCl 做调味品 Al OH 3 抗酸胃药 防火剂 O2 作燃料 7 下列实验能达到预期目的的是 A 从含 I 的溶液中提取碘 加入硫酸酸化的 H2O2溶液 再用酒精萃取 B 检验溶液中是否一定含有 CO32 滴加稀盐酸 将产生的气体通入澄清石灰水 C 检验蔗糖水解产物是否有还原性 向水解后的溶液中加入新制 Cu OH 2并加热 D 除去粗盐溶液中的 Ca2 SO42 依次加入过量的 BaCl2溶液 Na2CO3溶液 过滤后再加 适量盐酸 8 以下实验装置中能够达到实验目的 A 可用图 所示装置收集 SO2 B 可用图 所示装置比较 KMnO4 Cl2 S 的氧化性强弱 C 可用图 所示装置除去 CH4中混有的少量 C2H4 D 可用图 所示装置防止铁钉生锈 9 短周期元素 X Y Z W Q 的原子序数依次增大 且只有一种金属元素 其中 X 和 W 处于同一主族 Z 元素原子半径在短周期中最大 稀有气体除外 W Z 之间与 W Q 之间原子序数之差相等 五种元素原子最外层电子数之和为 21 下列说法正确的是 A Y 的简单离子半径小于 Z 的简单离子半径 B Z 最高价氧化物对应的水化物分别与 X Y 最高价氧化物对应的水化物反应生成 1mol 水时所放出的热量相同 C Q 可分别与 X Y Z W 形成化学键类型相同的化合物 D Y 的气态氢化物在一定条件下可被 Q 单质氧化 10 常温时 pH 2 的 CH3COOH 溶液 pH 2 的 HCl 溶液 pH 12 的氨水 pH 12 的 NaOH 溶液 相同条件下 有关上述溶液的比较中 不正确 的是 A 由水电离的 c H B 将 溶液混合后 pH 7 消耗溶液的体积 C 等体积的 溶液分别与足量铝粉反应 生成 H2的量 最大 D 向溶液中加入 100mL 水后 溶液的 pH 11 某兴趣小组设计如下微型实验装置 实验时 先断开 K2 闭合 K1 两极均有气泡产生 一段时间后 断开 K1 闭合 K2 发现电流计 A 指针偏转 下列有关描述正确的是 A 断开 K2 闭合 K1时 总反应的离子方程式为 22 22ClHHCl 通电 B 断开 K2 闭合 K1时 a 是电源的正极 铁电极发生氧化反应 C 断开 K1 闭合 K2时 石墨电极附近溶液变红 铁电极上的电极反应为 Cl2 2e 2Cl D 断开 K1 闭合 K2时 石墨电极作正极 12 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197 kJ mol 1 向同温 同体积的三个 密闭容器中分别充入气体 甲 2 mol SO2和1 mol O2 乙 1 mol SO2和0 5 mol O2 丙 2 mol SO3 恒温 恒容下反应达平衡时 下列关系一定正确的是 A SO3的质量 m m甲 m丙 2m乙 B 容器内压强 P P甲 P丙 2P乙 C 反应物的转化率 甲 丙 乙 D 反应放出或吸收热量的数值 Q Q甲 Q丙 2Q乙 13 下列说法中正确的是 A 已知某物质的摩尔质量和分子质量 可以算出阿伏加德罗常数 B 已知某物质的摩尔质量和分子体积 可以算出阿伏加德罗常数 C 当两个分子之间的距离增大时 分子引力和斥力的合力一定减小 D 当两个分子之间的距离增大时 分子势能一定减小 14 下列说法中正确的是 A 泊松亮斑证实了光的粒子性 B 光的偏振现象说明光是一种纵波 C 康普顿效应进一步证实了光的粒子性 D 干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理 15 用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上 在如图所示的四种挂法中 细绳对镜框拉力最小的 是 16 一列沿 x 轴传播的简谐横波革时刻的波形图线如图中甲所示 若从此时刻开始计时 则 A 若该波沿 x 轴正方向传播 则图乙可能是 a 质点的振动图线 B 若该波沿 x 轴正方向传播 则图乙可能是 c 质点的振动图线 C 若该波沿 x 轴负方向传播 则图乙可能是 b 质点的振动图线 D 若该波沿 x 轴负方向传播 则图乙可能是 d 质点的振动图线 17 一交流电路如图甲所示 T 为理想变压器 原副线圈的匝数比为 11 1 C 为电容器 灯 泡 L 的电阻为 20 变压器的输入电压 u 随时间 t 变化的图线如图乙所示 闭合开关 S 后 下列说法正确的是 图甲 图乙 A 变压器输入电压瞬时值的表达式为220 2sin50 ut V B 由于电容器 C 可以通过交流电 灯泡 L 将不发光 C 通过灯泡 L 的电流有效值为 2A D 灯泡 L 每分钟产生的热量为 1200J 18 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场 图中的正方形为其边界 一细 束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从 O 点入射 这两种粒子 带同种电荷 它们的电荷量 质量均不同 但其比荷相同 且都包含不同速 率的粒子 不计重力 下列说法正确的是 A 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C 在磁场中运动时间相同的粒子 其运动轨迹一定相同 D 在磁场中运动时间越长的粒子 其轨迹所对的圆心角一定越小 19 构建和谐型 节约型社会深得民心 遍布于生活的方方面面 自动充电式电动车就是 很好的一例 电动车的前轮装有发电机 发电机与蓄电池连接 当在骑车者用力蹬车或电动 自行车自动滑行时 自行车就可以连通发电机向蓄电池充电 将其他形式的能转化成电能储 存起来 现有某人骑车以 500J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行 第一次关闭自充电装置 让车自由滑行 其动能随位移变化关系如图 所示 第二次启动自充电装置 其动能随位移 变化关系如图线 所示 则第二次向蓄电池所充的电能是 A 200J B 250J C 300J D 500J 20 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时 有可能不发射光子 例如在某种条件下 铬 原子的 n 2 能级上的电子跃迁到 n 1 能级上时并不发射光子 而是将相应的能量转交给 n 4 能级上的电子 使之能脱离原子 这一现象叫做俄歇效应 以这种方式脱离了原子的电 子叫做俄歇电子 已知铬原子的能级公式可简化表示为 2 n A En 式中 n l 2 3 表 示不同能级 A 是正的已知常数 上述俄歇电子的动能是 A A 16 3 B A 16 7 C A 16 11 D A 16 13 第二部分 非选择题 共 180 分 21 18 分 1 在 测定玻璃的折射率 实验中 某同学经正确的操作 插好了 4 枚大头针 P1 P2和 P3 P4 如图所示 在坐标线上画出完整的光路图 并标出入射角 1和折射角 2 对你画出的光路图进行测量 求出该玻璃的折射率n 结果保留2位有效数字 2 某同学用单摆测定当地的重力加速度 g 如图 2 所示 用游标卡尺测摆球直径 摆球直径 d mm 实验操作步骤如下 A 取一根细线 下端系住一个金属小球 上端固定在铁架台上 B 用米尺 最小刻度为 1mm 测得摆线长 l C 在摆线偏离竖直方向较小夹角的位置由静止释放小球 D 用秒表记录小球完成 n 次全振动的总时间 t 得到周期 T t n E 改变摆线长 重复 B C D 的操作 该同学采用两种方法处理实验数据 第一种方法 根据每一组 T 和 l 利用 2 2 4 T l g 求出多 组 g 值 然后计算 g 值的平均值 求得当地的重力加速度 g 第二种方法 根据每一组 T 和 l 在图 3 中描点 然后连线 根据图线的斜率 求出当地的重力加速度 g a 如果实验中测量摆线长 l 和单摆周期 T 的偶然误差都比较小 那么 第一种方法求出的重 力加速度 当地的重力加速度 选填 大于 等于 或 小于 b 根据该同学在图 3 中描出的点 请在图 3 中描绘出 T2 l 图线 0 10 20 图 2 0 10 20 0m1cm 2 3 4 2 3 1 cm c 该同学从图 3 中求出图线斜率 k 则重力加速度 g 与斜率 k 的关系式为 g 代 入数据求得 g m s2 结果保留 3 位有效数字 22 计划发射一颗距离地面高度为地球半径 R0的圆形轨道地球卫星 卫星轨道平面与赤道片 面重合 已知地球表面重力加速度为 g 1 求出卫星绕地心运动周期 T 2 设地球自转周期 T0 该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同 则在赤道上一点的人能 连续看到该卫星的时间是多少 23 18 分 如图 1 所示 两根间距为 l1的平行导轨 PQ 和 MN 处于同一水平面内 左端连 接一阻值为 R 的电阻 导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中 一质量为 m 横截面为正方 形的导体棒 CD 垂直于导轨放置 棒到导轨左端 PM 的距离为 l2 导体棒与导轨接触良好 不计导轨和导体棒的电阻 1 若 CD 棒固定 已知磁感应强度 B 的变化率 t B 随时间 t 的变化关系式为 图 3 90 110 120 l cm T2 s 130 4 0 5 0 4 5 5 5 100 140 6 0 3 5 tk t B sin 求回路中感应电流的有效值 I 2 若 CD 棒不固定 棒与导轨间最大静摩擦力为 fm 磁感应强度 B 随时间 t 变 化的关系式为 B kt 求从 t 0 到 CD 棒刚要运动 电阻 R 上产生的焦耳热 Q 3 若 CD 棒不固定 不计 CD 棒与导轨间的摩擦 磁场不随时间变化 磁感应强度为 B 现对CD棒施加水平向右的外力F 使CD棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动 请在图 2 中定性画出外力 F 随时间 t 变化的图象 并求经过时间 t0 外力 F 的冲量大小 I 24 20 分 如图甲所示 静电除尘装置中有一长为 L 宽为 b 高为 d 的矩形通道 其前 后面板使用绝缘材料 上 下面板使用金属材料 图乙是装置的截面图 上 下两板 与电压恒定的高压直流电源相连 质量为 m 电荷量为 q 分布均匀的尘埃以水平速度 v0 进入矩形通道 当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和 同时被收集 通过调整两板 间距 d 可以改变收集效率 当 d d0时 为 81 即离下板 0 81d0范围内的尘埃能够被收 集 不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用 1 求收集效率为 100 时 两板间距的最大值为 m d 2 求收集率 与两板间距d的函数关系 3 若单位体积内的尘埃数为 n 求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量 Mt 与两板间距 d 的函数关系 并绘出图线 25 16 分 烃基烯基醚 R CH CH O R 是重要的有机合成中间体 A J 均为有机物 其 相互转化关系如下图所示 R D C B O t F P Q N M 图 1 图 2 请回答 1 B 的结构简式为 F 的名称为 2 反应 的反应类型为 3 检验 A 中含有氯原子的实验方法为 4 反应 的化学方程式为 反应 的化学方程式为 5 同时满足下列条件的 I 的同分异构体共有 种 不考虑立体异构 写出其中 任意一种的结构简式 苯环上有三个取代基 能与 FeCl3溶液发生显色反应 能与新制的 Cu OH 2悬 浊液混合加热生成砖红色沉淀 26 16 分 实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策 是应对全 球气候问题 建设资源节约型 环境友好型社会的必然选择 化工行业的发展必须符合 国家节能减排的总体要求 依靠理论知识做基础 试运用所学知识 解决下列问题 1 已知某反应的平衡表达式为 它所对应的化学反应为 2 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下 2H2 g CO g CH3OH g H 90 8 kJ mol 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H 23 5 kJ mol CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 3 kJ mol 总反应 3H2 g 3CO g CH3OCH3 g CO2 g 的 H 二甲醚 CH3OCH3 直接作燃料电池具有启动快 效率高等优点 若电解质为酸性 该电 池的负极反应为 3 煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题 已知等体积的一氧化 碳和水蒸气进入反应器时 会发生如下反应 CO g H2O g H2 g CO2 g 该反应平衡常数随温度的变化如下表所示 温度 400 500 800 平衡常数 K 9 94 9 1 该反应的正反应方向是 反应 填 吸热 或 放热 若在 500 时进行 设起始时 CO 和 H2O 的起始浓度均为 0 020mol L 在该条件下 CO 的平衡转化率为 4 从氨催化氧化可以制硝酸 此过程中涉及氮氧化物 如 NO NO2 N2O4等 1 1 1 进气 进气 A极B极 49 硫酸 浓硫酸 水 水 质子膜 只允许质子通过 对反应 N2O4 g 2NO2 g H 0 在温度为 T1 T2时 平衡体系中 NO2的体积 分数随压强变化曲线如图所示 下列说法正确的是 A A C 两点的反应速率 A C B A C 两点气体的颜色 A 深 C 浅 C B C 两点的气体的平均相对分子质量 B C D 由状态 B 到状态 A 可以用加热的方法 E A C 两点的化学平衡常数 A C 5 NO2可用氨水吸收生成 NH4NO3 25 时 将 m mol NH4NO3溶 于水 溶液显酸性 向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性 则滴加氨水的过程中水的电离平 衡将 填 正向 不 或 逆向 移动 6 某科研单位利用原电池原理 用 SO2和 O2来制备硫酸 装置如右图 电极为多孔 的材料能吸附气体 同时也能使气体与电解质溶液充分接触 溶液中 H 的移动方向由 极到 极 用 A B 表示 B 电极的电极反应式为 27 12 分 轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶 塑料 食品和医药工业的化工产品 以卤块 主 要成分为 MgCl2 含 Fe2 Fe3 Mn2 等杂质离子 为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程 如下 已知生成氢氧化物沉淀的 pH 见下表 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe OH 3 2 7 3 7 Fe OH 2 7 6 9 6 Mn OH 2 8 3 9 8 Mg OH 2 9 9 11 1 1 氧化 一步中发生反应的离子方程式为 2 调节 pH 一步应调节溶液的 pH 范围 其目的是 3 热解 一步温度控制在 75 左右 其原因是 4 从 过滤 2 步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有 填化学式 5 轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁 MgCO3 Mg OH 2 3H2O 则 热解 一步发生反应的离子 方程式为 28 14 分 高铁酸钾 K2FeO4 是一种高教净水剂 某实验小组用下列两种方法制取 I 次氯酸钾氧化法 已知 Cl2 2KOH 冷 KClO H2O KCl 3C12 6KOH 浓 5KC1 KC1O3 3H2O 1 a 仪器的名称是 物质 X 是 2 开关 K 可多次关闭 请简述其中一次作用 3 将 D 中试管取出 依次加入 KOH 溶液 90 Fe NO3 3溶液 充分振荡并水浴加热 溶液变紫红色 含 K2FeO4 该反应的离子方程式 电解法 1 开始阴极有气体产生 其电极反应式为 2 开始时阳极有紫红色物质生成 一段时间后阳极变细 紫红色消失 出现红褐色沉淀 针对紫红色消失的原因 甲小组做了如图所示实验 则该小组提出的假设可能是 乙小组认为 可能是随着 c H 增加 K2FeO4发生自身氧化还原反应 为验证该假设 请尝试设计实验简案 可用试剂 1 mo1 L K2FeO4溶液 1 mol L H2SO4 溶液 4 mol L H2SO4溶液 l mo1 L KOH 溶液 8 mol L KOH 溶液 实验的主要步骤 需要记录的现象及数据 29 16 分 生长素的主要作用是促进细胞纵向伸长 其作用机理如图所示 请回答下列问 题 1 生长素作用的第一步是与细胞膜上的受体结合 形成 激素 受体复合物 这一过程 体现了细胞膜的 功能 2 被激活的 激素 受体复合物 能引起内质网释放 Ca2 Ca2 促使细胞内的 H 以 的方式运往细胞外 增加了细胞壁的延展性 使细胞壁对细胞的压力减小 导致细 胞吸水 体积增大而发生不可逆增长 细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是 实验发现 细胞在持续生长过程中 细胞壁的厚度能基本保持不变 出现这种现象的原因是 由于 填细胞器 为细胞壁添加了新的成分 3 此外 Ca2 还能激活细胞中的转录因子 它进入细胞核后 能引起 酶催化mRNA 的合成 4 生长素促进根系生长的最适宜浓度要比茎低得多 稍高浓度的生长素能促进乙烯的生 物合成 从而抑制了根的伸长 这说明生长素的作用具有 5 科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长 原因是紫外线增加了植物体内吲哚乙酸氧 化酶的活性 从而促进了生长素氧化为 3 亚甲基氧代吲哚 而后者没有促进细胞伸长的作 用 现在提供生长状况相同的健康的小麦幼苗若干作为实验材料 请完成下列实验方案 以 验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关 步骤 1 将小麦幼苗平均分为甲组和乙组 步骤 2 给予甲组 光照 给予乙组 光照 步骤 3 观察两组幼苗的 并测量 的含量 30 18 分 正常小鼠体内常染色体上的 B 基因编码胱硫醚 裂解酶 G 酶 体液中的 H2S 主要由 G 酶催化产生 为了研究 G 酶的功能 需要选育基因型为 B B 的小鼠 通过将小 鼠一条常染色体上的 B 基因去除 培育出一只基因型为 B B 的雄性小鼠 B 表示具有 B 基因 B 表示去除了 B 基因 B 和 B 不是显隐性关系 请回答 1 现提供正常小鼠和一只 B B 雄性小鼠 欲选育 B B 雌性小鼠 请用遗传图解表 示选育过程 遗传图解中表现型不作要求 2 B 基因控制 G 酶的合成 其中翻译过程在细胞质的 上进行 通过 tRNA 上的 与 mRNA 上的碱基识别 将氨基酸转移到肽链上 酶的催化反应具有高 效性 胱硫醚在 G 酶的催化下生成 H2S 的速率加快 这是因为 3 右图表示不用基因型小鼠血浆中 G 酶浓度和 H2S 浓度的关系 B B 个体的血浆中 没有 G 酶而仍有少量 H2S 产生 这是因为 通过比较 B B 和 B B 个 体的基因型 G 酶浓度与 H2S 浓度之间的关系 可得出的结论是 31 16 分 江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类 后改造为人工鱼塘 投饵养殖植食性鱼类 和肉食性鱼类 两类鱼均无滤食浮游生物的能力 养殖前后生态调查的数据见下表 请回答 下列问题 1 改为人工鱼塘后 该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化 2 从种间关系的角度分析 水生高等植物明显减少的直接原因是 3 从表中可以推测 与 2007 年相比 2010 年湖水中生物体内所含的总能量显著增加 其主要原因是 4 虾 贝等小型动物能摄食鱼饵料 如果肉食性鱼类只摄食虾 贝等小型动物 可以推 测在相同饲养条件下 2010 年肉食性鱼类的总量将会 植食性鱼类的总量将会 5 若对该湖泊进行生态修复 除停止养鱼外 还需恢复水生高等植物 以抑制浮游藻类 生长 在这一过程中水生高等植物的直接作用是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B D B D B D D B D C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D A A C B B D B A C 13 答案 A 解析 阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值 A 正确 B 错误 两个分子之间 的距离增大时 分子引力和斥力都要减小 但在 r r0区域 随着分子间距的增大 分子引 力和斥力的合力表现为引力 是先变大到最大再减小 C 错误 在 r r0区域 随着分子间距 的增大 分子引力和斥力的合力表现为引力 且引力做负功 分子势能增加 D 错误 14 答案 C 15 答案 B 解析 由力的合成与分解知 合力一定时夹角越大分力越大 夹角越小时分力越小 故答 案 B 正确 来 16 答案 B 17 答案 D 18 答案 B 解析 在磁场中半径 运动时间 为转过圆心角 故 B 正确 D 错 当 粒子从 O 点所在的边上射出的粒子时 轨迹可以不同 但圆心角相同为 1800 因而 AC 错 19 答案 A 解析 设自行车与路面的摩擦阻力为 Ff 由图可知 关闭自动充电装置时 由动能定理得 0 Ek0 Ff x1 可得 Ff 50N 启动自充电装置后 自行车向前滑行时用于克服摩擦做功 为 W Ffx2 300J 设克服电磁阻力做功为 W 由动能定理得 W W 0 Ek0 可得 W 200J 故 A 正确 20 答案 C mv r qB m t qB 21 答案 18 分 1 答案如下图所示 4 分 1 4 2 分 2 16 50 3 分 a 小于 2 分 b 连线如图 2 所示 2 分 c k 2 4 3 分 9 68 9 78 2 分 22 答案 1 卫星做圆周运动 1 2 2 0 2 2 4 2 2 2 0 4 分 图 2 90 00 110 00 120 00 l cm T2 s2 130 00 4 00 5 00 4 50 5 50 100 00 140 00 6 00 3 50 32 0 3 2 1 1 2 4 分 2 如图 设地心为 O 点 人在地球上的 A 点 过 A 点做地球表面切线 交卫星轨道于 B C 两点 则 OA BC 且 OA R0 OB 2R0 2 分 由几何关系可知 B0C 120 2 分 当卫星运行到劣弧 BC 上时 人可以看见 则 120 360 1 3 32 0 3 2 1 1 2 4 分 23 18 分 1 根据法拉第电磁感应定律 回路中的感应电动势 所以 电动势的最大值 2 分 由闭合电路欧姆定律 2 分 由于交变电流是正弦式的 所以 2 分 2 根据法拉第电磁感应定律 回路中的感应电动势 tlkl t e sin 21 21m lklE R lkl R E I 21m m R lkl I 2 21 2121 lkl t B l lE OA B C 根据闭合电路欧姆定律 CD 杆受到的安培力 2 分 当 CD 杆将要开始运动时 满足 2 分 由上式解得 CD 棒运动之前 产生电流的时间 所以 在时间 t 内回路中产生的焦耳热 2 分 3 CD 棒切割磁感线产生的感应电动势 时刻 t 的感应电流 1 分 CD 棒在加速过程中 根据由牛顿第二定律 2 分 解得 1 分 根据上式 可得到外力 F 随时间变化的图像如图所示由以上图像面积可知 经过时间 t0 外力 F 的冲量 I 解得 2 分 24 20 分 分 1 收集效率 为 81 即离下板 0 81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘 设高压电源的 R lkl R E I 21 t R llk BIlF 2 2 1 2 1A mA fF 2 2 1 2 llk Rf t m 2 2 lfRtIQ m vBlE 1 R atBl R E I 1 maBIlF 1 mat R alB F 2 1 2 00 2 1 2 2 1 tmamat R alB I 0 2 0 2 1 2 2 mat R atlB I F t O ma t0 电压为U 在水平方向有 tvL 0 1 分 在竖直方向有 2 0 2 1 81 0atd 1 分 其中 0 md qU m qE m F a 1 分 当减少两板间距是 能够增大电场强度 提高装置对尘埃的收集效率 收集效率恰好为 100 时 两板间距为 m d 如果进一步减少d 收集效率仍为 100 1 分 因此 在水平方向有tvL 0 在竖直方向有 2 2 1 tadm 1 分 其中 m md qU m Eq m F a 1 分 联立 可得 0 9 0 ddm 1 分 2 通过前面的求解可知 当 0 9 0 dd 时 收集效率 为 100 1 分 当 0 9 0 dd 时 设距下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘 此时有 2 0 2 1 v L md qU x 2 分 根据题意 收集效率为 d x 联立 可得 2 0 81 0 d d 2 分 当 0 9 0 dd 时 收集效率 为 100 当 0 9 0 dd 时 收集率 2 0 81 0 d d 1 分 3 稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量 Mt 0 nmbdv 1 分 当