2012年卓越联盟自主招生自然科学考试真题

1、卓越培养合作高校 2012 年自然科学选拔学业能力测试本试卷分物理和化学两部分，共 100 分，用时 90 分钟。注意事项：1答卷前，考生务必将自己的、准考证号、考点名称填写在答题卡上，并在规定位置粘贴用条形码。2客观题选出后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他标号。题用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡相应位置上。答在试卷上的无效。3结束后，将本试卷和答题卡一并交回。物 理 部 分（70 分）一、选择题（每小题 4 分，共 32 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，或不答的得 0 分

2、）1我国于 2011 年发射的“天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船顺利实现了对接。在对接过程中，“天宫一号”与“神舟八号”的相对速度非常小，可以认为具有相同速率。它们的运动可以看作绕地球的匀速圆周运动，设“神舟八号”的质量为 m ，对接处距离地球中心为r ，地球的半径为 R ，地球表面处的重力加速度为 g ，不考虑地球自转的影响，“神舟八号”在对接时gR2gRrA向心加速度为B角速度为r3r 2mgR2C周期为2D动能为gR32r的坐标系内，带有等量负电荷的两点电荷 A 、B 固定在 x 轴上，并相对于2在自然科学 第 1 页（共 15 页）y 轴对称，在 y方向上的 M 点处有一带正电的

3、检验电荷由开始。若不考虑检验电荷的重力，那么检验电荷运动到O 点的过程中yMA电势能逐渐变小B电势能先变大后变小，最后为零xOABC先做加速运动后做运动D始终做加速运动，到达O 点时加速度为零3在两端开口竖直放置的 U 形管内，两段水银封闭着长度为 L 的空气柱，a 、b 两水银面的高度差为h ，现保持温度不变，则若再向左管注入些水银，稳定后h 变大若再向左管注入些水银，稳定后h 不变ahbLC若再向右管注入些水银，稳定后h 变大D若两管同时注入些水银，稳定后h 变大4如图， A 和 B 两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O 沿OC 方向射出，且这两种光照射同种金属，都

4、能发生光电效应，则下列说法正确的是A A 光照射该金属的光电子的最大初动能一定比 B 光的大ABB A 光时间内照射该金属的光电子数一定比 B 光的多C分别通过同一双缝装置， A 光比 B 光的相邻亮条纹间距小OCD两光在同一介质中， A 光的速度比 B 光的速度大5A 、B 为一列简谐横波上的两个质点，它们在方向上相距20 m ，当 A 在波峰时，B 恰在平衡位置。经过2 s 再观察， A 恰在波谷， B 仍在平衡位置，则该波40B波长可能是m3A最大波长是80 mC最小频率是0.25 HzD最小波速是20 m/s6如图，固定在水平桌面上的两个光滑斜面 M 、 N ，其高度相同，斜面的总长度

5、也相自然科学 第 2 页（共 15 页）同。现有完全相同的两物块 a 、b 同时由分别从 M 、 N 的顶端，假设b 在通过斜面转折处时始终沿斜面运动且量损失。则A物块b 较物块a 先滑至斜面底端abB两物块滑至斜面底端时速率相等MNC两物块下滑过程中的平均速率相同D两物块开始下滑时加速度大小相等7如图，电阻分布均匀的电阻丝的闭合线框abcd 水平放置在竖直向下的匀强磁场中，电阻不可忽略的导体棒 MN 两端搭接在ad 和bc 上， MN 在水平外力 F 的作用下，从靠近 ab 处无摩擦地匀速运动到cd 附近。 MN 与线框始终保持良好接触，在运动过程中MadMN 中的电流先减小，后增大MN 两

6、端的电压先增大，后减小MN 上外力的功率先减小，后增大cbND MN 上消耗的电功率先增大，后减小8用等长的丝线分别悬挂两个质量、电荷量都相同的带电小球 A 、B ，两线上端固定在同一点O ，把 B 球固定在O 点的正下方，当 A 球时，两悬线夹角为 ，如图所示。若在其他条件不变，只改变下列某些情况，能够保持两悬线夹角不变的方法是A同时使两悬线的长度都减半OB同时使 A 球的质量、电荷量都减半C同时使 A 、 B 两球的质量、电荷量都减半ABD同时使两悬线的长度和两球的电荷量都减半二、综合题自然科学 第 3 页（共 15 页）F9（12 分）一质量为m 40 kg 的孩童，站在质量为 M 20

7、 kg 的长木板的一端，孩童与木板在水平光滑冰面上以v 2 m/s 的速度向右运动。若孩童以 a 2 m/s2 相对木板0的匀加速度跑向另一端，并从端点水平跑离木板时，木板恰好。（1）判断孩童跑动的方向；（2）求出木板的长度l 。10（16 分）（1）液体的粘滞系数是描述液体粘滞性大小的物理量。落球法测定蓖麻油的粘滞系数 ，通常是将蓖麻油装满长为1m 左右圆柱型玻璃筒，通过测得小球竖直落入蓖麻油后做匀速运动时的速度来获得。小球在蓖麻油中下落时受到重力、浮力和粘滞阻力 F 的作用，其中粘滞阻力 F 3vd （其中 d 、v 分别是小球的直径和速度）。当小球匀速运动时，利用受力平衡等条件便可求得

8、，于是测得小球匀速运动的速度是这个实验的关键。若你手边只有秒表和毫米刻度尺可以利用， 1 你怎样确定小球已经做匀速运动了；2 如何测得小球匀速运动的速度。（2）某同学设计了一个测量电阻 Rx （约为10 ）阻值的电路，。图中直ERS1流电流表的量程为50 A ，内阻 R 约为3 k ；电源 E 3V ，gRxR0内阻不计； R0 为六钮电阻箱（ 0 99999.9 ）； R 为滑动变阻器（ 0 500 ，额定电流1.5 A ）； S1 为开关； S2 为双刀双掷开关。1 请简要写出实验步骤；2 请用测量量表示出Rx ；3 分析该电路的适用条件。S2A自然科学 第 4 页（共 15 页）11（1

9、0 分）通过荧光光谱分析可以探知元素的性质，荧光光谱分析仪是通过测量电子从激发态跃迁到基态时的光子频率来实现的。激发态的原子可离子数以采用激光照射基态原子的方法来获得。现用激光照射迎着激光而来的一离子束，使其电子从基态跃迁到激发态，已知离子质量OV0V (m / s)为 m ，电荷量为e （ e 0 ），假设该离子束处于基态时的速度，V0 为该离子束中离子的最大速度（V0 c ）。分布（1）速度为V 的离子束迎着发射频率为 的激光运动时，根据经典效应，接收到此激光的频率为 (1 V ) ，其中 c 为光速。设波长为 的激光能够激发速度0cV 0 的基态离子，若要激发全部离子，试推断激光的波长范

10、围。（2）若用电压为U 的加速电场加速处于基态的离子束，试推断离子束的速度分布的范围是变大了还是变小了；加速后的基态离子束再被激发，那么激光的波长范围与（1）问的结论相比如何变化。自然科学 第 5 页（共 15 页）自然科学 第 6 页（共 15 页）化 学 部 分（30 分）相对原子质量：H1C12O16K39Fe5612（3 分）碳和硅是元素周期表中同一主族的两种元素，请从不同方面（如元素性质、单质、氢化物、氧化物、最高价氧化物的水化物）择其三项简要对比其差异。13（15 分）三草酸合铁()酸钾（K3Fe(C2O4)33H2O，Mr = 491）易溶于水，难溶于乙醇，是具有多种用途的化学品

11、。其方法之一如下：热水浴中反应过滤除去过量铁屑加入 H2C2O4 溶液，并加热煮沸弃去溶液，洗涤沉淀加入 K2C2O4 溶液水浴加热至 40C，慢慢滴加H2O2加热煮沸加入 H2C2O4 溶液加入乙醇，并冷却，结晶减压过滤（1）第步沉淀洗涤后，如何检验已将杂质洗净？（2）第步加热煮沸的作用是什么？（3）写出 AD 的化学反应方程式（A 含有 2 分子结晶水）。3+3H O中，Fe2（4）K Fe(C O ) 与C O所形成的化学键为。32 4 322 4a离子键b共价键c金属键d配位键（5）产品中结晶水的含量可用热重分析法测定，10011.8%其热重分析曲线如右图所示。根据图中数908.4%据

12、计算 1 mol 产品中含有mol 结晶80水。（保留 2 位有效数字）0100200300400温度（）自然科学 第 7 页（共 15 页）质量（%）K3Fe(C2O4)33H2O翠绿色溶液 D黄色沉淀 A浅绿色溶液铁屑 + 稀硫酸（6）产品中某些成分的含量可用氧化还原滴定法测定，其步骤为： 准确称取一定量的样品，溶于含有适量硫酸的水中，用KMnO4溶液滴定至终点； 向溶液中加入Zn粉，充分反应后，过滤除去过量的Zn粉，再用KMnO4溶液滴定至终点。分别写出两步滴定反应的离子方程式。（7）第步中，为什么不能用蒸干溶液的方法得到产品？14（12 分）近日，季铵盐-15 成为公众所关注的焦点，它

13、是卫浴产品和化妆品中常用的防腐剂，但过量使用则对有害。季铵盐-15 可由化合物Z（C6H12N4），因Z水解产生，能起到防腐作用。（1）Z 分子中，同种元素的原子均处于相同的环境，写出 Z 的键线式结构。（2）写出 Z 在一定条件下完全水解得到和氨的反应方程式。（3）的毒性是由于它与蛋白质中的氨基反应，使蛋白质结构发生变化。写出下列反应的产物：OCH C NH2OCR1NH CH R2NHOH C H?R3CHH2N（CH2）4+NHCOCH NHCONHCO蛋白质季铵盐-15 的一个路线如下：NaOH/C2H5OH,ZClCH CHCHXY（C H ClQ（C H Cl N ）29 16 2

14、 4季铵盐-1523 4 2（4）Y 存在顺反异构，写出 Y 的名称。（5）第步反应的试剂为；第步反应的类型为。（6）第步反应 Y + Z Q 为亲核取代反应，写出 Q（季铵盐-15）的结构简式。（提示：与不饱和碳相连的卤素反应活性差；季铵盐的结构为R4N+X ）自然科学 第 8 页（共 15 页）启用前启用后不得阅后收回卓越2012 年自然科学培养合作高校选拔学业能力测试及评分参考评分说明：1各题均按及评分参考评分。2若考生的非选择题与参考不完全相同但言之有理，可酌情评分，但不得超过该题所分配的分数。一、选择题（每小题 4 分，共 32 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部

15、选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，或不答的得 0 分）二、综合题9（12分）（1）孩童应沿着木板运动的方向跑动，即孩童开始时应站在木板的左端，向右跑。（2）设孩童跑离木板时相对木板的速度为u ，根据匀加速直线运动规律得u2 2al设孩童跑离木板时木板相对于冰面的速度为v ，孩童相对冰面的速度为v u v12由于冰面光滑，孩童和木板组成的系统在水平方向上不受外力，所以动量守恒。选冰面为参照系， v0 的方向为坐标正方向，则有自然科学 第 9 页（共 15 页）1BD2AD3BCD4AC5AC6AB7ABC8BD(M m)v0 Mv mv，即要求木板相对冰面的速度v = 0，由此3若木板恰

16、好u M m v40m综合上述各式得 M m 21l v252a 0m将已知数据代入上式得l 2.25 m6评分标准：（1）3 分；（2）9 分，1 2 4 6 式各 1 分， 35 式 2 分。式 3 分，10（16分）（1）1 在玻璃筒下部选取一段距离，让小球贴近蓖麻油面下落，测量其通过这段距离的时间，然后再将小球从油面上某一高度处下落，测量其通过同样区域的时间，若两次时间在误差允许范围内相同，即可判断小球在该区域做匀速运动。或在玻璃筒下部选取上下两段相同的距离，若小球通过这两段距离所用的时间在误差允许范围内相同，即可判断小球在该区域做匀速运动。其他正确均得分。(2 分)2 小球匀速下落时

17、，用刻度尺测量玻璃筒侧壁上选取的那段距离的长度，用秒表测量其通过的时间，其长度与时间之比即为小球的下落速度（1 分），同时要多次测量取平均值（2 分）。（2）1 实验步骤：选择 R0 的阻值略大于 Rx（1 分）自然科学 第 10 页（共 15 页）2闭合S1 ，将S2 合向 R0 一侧，调节 R 使电流表指针指到满偏电流 3 以上的刻度（1 分）记下电流值 I0保持 R 的滑动触头位置不变（1 分）（1 分）将S2 合向 Rx 一侧，读出电流表读数 I12 计算式：（1 分）I1R R（2 分）x0I03 适用条件： Rx 的阻值应远远小于50 A 直流电流表的内阻 R0 阻值的取值应与 R

18、x 相近（2 分）（2 分）11（10 分）（1）因为波长为 0 的激光能够激发速度V 0 的基态离子，因此，以速度为V 运动的离子若要被激发，该离子接收到的激光波长（即固定于以速度V 运动的参考系上测到的激光波长）也必须是0 。由经典效应，迎着激光以速度V 运动的离子束接收到激光的频率为 (1 V ) ，因此，离子能被激发的频率是cc0 1设激发速度为V 的离子束的激光波长为 ，则 (1 V )20c若要激发全部离子，激光的波长范围为 (1 V0 )300c自然科学 第 11 页（共 15 页）（2）设初速度为V 的离子经加速电场后的速度为V ，由动能定理得eU 1 mV 2 1 mV 24

19、22V V 2 2e Um5原来速度为零的离子加速后的速度最小，速度为V0 的离子加速后的速度最大，设加速后速度分布的范围为V ，则V V 2 2e U 2e U m0m整理得V 2V 06V 2 2e U 2e U0mm加速前离子的速度分布范围为V V0 0 ，所以V V离子束经加速电场后，速度分布的范围变小了。设（1）问中激光的波长范围为07 (1) 0 VV800000cc设经加速电场加速后所需激光的波长范围为 ，综合256式得 0 V 9c由7 8 9 式得 0为激发经加速电场后的全部离子，激光的波长范围变小。10评分标准：（1）5 分，1 3 式各 2 分，2 式 1 分；自然科学

20、第 12 页（共 15 页）（2）5 分，4 式 2 分，6 7 10 式各 1 分。本题的第一问也可以从如下角度进行考虑：运动的离子束受迎面而来激光照射而被激发所需的能量应小于激发离子所需的能量。速度为V 的离子被激发所需的激光能量为h h (1 V )110c由c 得c(1 V )c120c整理得1 0V(1)c1(1 V )c 0V 21c2由于V c ，因此激光器的波长为 (1 V )130c若要激发全部离子，可变激光器的波长范围为 (1 V0 )1400c评分标准： 5 分，11 14 式各 2 分，13 式 1 分。12（3 分）要求从三个方面进行对比，每方面 1 分；以下参考，其他合理可酌情给分。（1）元素性质：原子半径 C Si；或电负性 C Si；）（2）单质：单质碳有多种存在形式，如石、石墨、富勒烯等，单质硅有晶体和无定形两种（或石墨具有导电性，晶体硅是半导体；）自然科学 第 13 页（共 15 页）氢化物：C 的氢化物种类多，且较稳定，Si 的氢化物种类少，且不稳定（或C 的氢化物不