2022-2023学年浙江省宁波市慈溪实验初中九年级(上)期中科学试卷
一、选择题(本题共15大题,第1-10小题,每小题4分,第11-15小题,每小题3分,共55分。请选出每小题中一个符合题意的选项,多选、不选、错选均不给分)
1.(4分)油桃因其酸甜可口的味道而受到大家的喜爱。它表面呈鲜红色的原因是其表面含丰富的花青素,花青素的颜色随pH值的变化如表:
pH值 0~2 3~5 6~7 8~9 10~11 12~14
花青素的颜色 红色 粉色 紫色 蓝色 绿色 黄色
则油桃用碳酸钠溶液洗过之后呈现绿色,说明碳酸钠溶液的pH值约为( )
A.6 B.8 C.11 D.13
2.(4分)公筷公勺是文明新“食尚”。当你用筷子夹菜时,你就在使用杠杆了。下列工具正常使用时与筷子是同类型杠杆的是( )
A.开瓶盖的起子 B.剪钢丝的钳子
C.掀泥土的铁锹 D.撬石块的木棒
3.(4分)在一密闭的容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物W,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是( )
物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 W
反应前的质量/g 50 1 1 23
反应后的质量/g 2 45 28 x
A.物质W只含碳和氢两种元素
B.物质W一定含碳、氢、氧三种元素
C.根据质量守恒定律,x的值为0
D.反应后的生成物是二氧化碳和水
4.(4分)在①氯化钡溶液、②金属锌、③氢氧化铜、④氧化铁四种物质中,跟稀硫酸、稀盐酸都能发生反应且反应中表现了“酸的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
5.(4分)有两份等质量的固体M和N,M是混有少量二氧化锰的氯酸钾,N是纯净的氯酸钾。将它们分别均匀加热,则下列图像中关于放出氧气的质量与时间的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(4分)物质的结构决定性质,性质决定用途。下列物质的结构、性质和用途之间匹配正确的是( )
选项 结构 性质 用途
A 稀盐酸中含有氢离子 具有酸性 检验溶液中是否含有银离子
B 稀盐酸中含有氯离子 具有酸性 检验溶液中是否含有银离子
C 氢氧化钠溶液中含有钠离子 具有碱性 吸收二氧化硫气体
D 氢氧化钠溶液中含有氢氧根离子 具有碱性 吸收二氧化硫气体
A.A B.B C.C D.D
7.(4分)智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间,这其实是( )
A.减小了手机功率 B.增加了电池电量
C.增大了电池电压 D.降低了散热能力
8.(4分)非洲旱季,常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。下列选项中,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
9.(4分)甲灯标有“36V 7.2W”,乙灯标有“12V 1.2W”。将它们串联后接在电源上,其中一个灯泡能正常发光。下列说法正确的是( )
A.正常发光的灯泡是甲灯
B.甲灯与乙灯的实际功率相等
C.两灯的总功率是3W
D.电源电压是48V
10.(4分)如图所示,一根质量不计的弹簧,上端固定,下端挂一个小球,小球静止时距地面高度为h,现用力向下拉小球使其与地面接触,然后从静止释放小球,不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,下列说法错误的是( )
A.小球上升到最高点时受力方向竖直向下
B.小球上升到距离地面高度为h时,速度最大
C.小球上升过程中,整个系统的势能不断增大
D.小球运动过程中,整个系统的机械能守恒
11.(3分)小金将一定量的氢氧化钠溶液与稀硫酸混合,如图1所示,发现没有明显的现象。小金分别取图B烧杯中溶液进行以下实验,结果如图2所示。以下说法正确的是( )
A.实验一能证明图1中的反应已经发生
B.D中溶液为无色,说明溶液中没有H2SO4
C.将试管C静置,上层清液中一定含有的溶质是NaCl
D.根据实验一、二,可以判断氢氧化钠与硫酸恰好完全反应
12.(3分)如图所示,重400N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%。在此过程中下列选项正确的是( )
A.物体与地面间的滑动摩擦力为200N
B.拉力F做的功为100J
C.额外功的功率是4W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
13.(3分)下列各组溶液只用括号内试剂不能一次鉴别出来的是( )
A.硫酸铜、氯化镁、硝酸钾(石灰水)
B.氯化钠、硝酸银、碳酸钠(稀盐酸)
C.醋酸、纯碱、食盐(酚酞试液)
D.硫酸、硝酸钡、氯化钾(碳酸钠溶液)
14.(3分)一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,溶液的质量与加入NaOH固体的质量变化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng
B.P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态
C.m=c﹣a
D.生成Fe(OH)3的质量为(n﹣b+a)g
15.(3分)向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量为b克(b>0)。下列分析有错误的是( )
①若0<b<a,滤液中一定没有Fe(NO3)2
②若b=a,滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
③若b>a,向滤渣中加稀盐酸,不可能有气泡产生
④若b>a,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
二、填空题(本题共8小题,每空2分,共40分)
16.(4分)学习了酸的化学性质后,小科同学以稀硫酸为主题,绘制了“多彩酸世界”思维导图。请据图回答:
(1)若用紫色石蕊试液实现①,会得到 色溶液。
(2)若要实现④,可选用 (填化学式)和稀硫酸反应。
17.(6分)葛洪是我国晋朝著名炼丹家.一次,葛洪之妻鲍姑用铁勺盛“曾青”(硫酸铜溶液).几天以后,葛洪发现了一个奇妙的现象:铁勺变成了“铜勺”,葛洪的徒弟高兴得跳了起来:“点铁成金啦.”葛洪把“铜勺”放在火上一烤,“铜勺”逐渐变黑.(以上节选自《黄白篇》一书.)
(1)写出“点铁成金”的化学方程式: .
(2)“铜勺”变黑的反应属于化学反应基本反应类型中的 反应.
(3)葛洪在炼丹过程中,常用到一种名叫“黄丹”的物质,它与硝酸反应的化学方程式为:“黄丹”+4HNO3→PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,请你推测“黄丹”的化学式为: .
18.(4分)敞口久置氢氧化钠会变质,其变质的原理用化学方程式表示: ,氢氧化钠是否变质?
有的同学取样品溶于水配成溶液A,用足量的稀盐酸进行检验,也可以往其中滴入下列物质进行检验: 。
①紫色石蕊试液 ②无色酚酞试液 ③pH试纸 ④氢氧化钙溶液或氯化钙溶液
19.(4分)请你根据下列实验装置图回答:
(1)若用氯酸钾制取一瓶干燥的O2应选用的发生装置和收集装置分别是 。(用编号表示)
(2)实验室若用块状固体和液体且无需加热来制取气体,改用E装置(多孔隔板用来放块状固体)代替B装置的优点是 。
20.(4分)如图所示电路,闭合开关,标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光,电动机线圈的电阻为1Ω,通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 A,2min内电动机产生的热量是 J。
21.(4分)如图是一款健身拉力器原理图。斜面的倾角为30°,重500N的物体与固定在斜面底端的弹簧相连。小衢通过定滑轮拉着物体沿斜面向上匀速运动1m的过程中(此过程弹簧一直处于被拉伸状态),小衢对绳的拉力所做的功为500J,克服弹簧拉力做功为150J,则克服物体重力做功为 J;物体与斜面之间摩擦力的大小为 N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
22.(4分)有一圆柱铁块,想用甲、乙两种方法使它倒下成丙图状。
(1)比较F1和F2的大小:F1 F2;
(2)比较使用甲、乙两种方法,人至少要做的功的大小:W1 W2.(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
23.(4分)在家庭电路中,触电事故通常是由于人们直接或间接与 (选填“火线”或“零线”)接触所造成的。如图所示,小明将台灯的两脚插头插入两孔插座AB中(图乙是台灯的电路图,CD表示台灯插头的两脚),连接情况是A与C、B与D连接。这种插入法,在断开开关情况下,手指接触台灯接点N时 (选填“会”或“不会”)触电。
三、实验探究题(本题共4小题,每空3分,共45分)
24.(9分)小科在验证Al和Cu的活动性实验时,把表面打磨过的铝片放入盛有CuSO4溶液的试管中,发现无明显现象。难道是铝的金属活动性比铜弱?小科查阅资料得知铝参加反应速率与液体中所含离子的种类有关,于是重新设计实验,如图甲、乙、丙、丁,观察到的现象如下表:
甲 乙 丙 丁
现象 不明显 反应剧烈,铝片表面产生大量气泡,放热 反应剧烈,铝片表面产生大量气泡,放热 ?
(1)小科实验时打磨铝片的目的是 。
(2)小明认为要确定Cl﹣能否促进铝反应,实验中 (选填“应该”或“不应该”)采用NaCl溶液,理由是 。
(3)改进实验后,小明也进行了上述实验,若Cl能促进铝反应,则丁“?”处预期观察到的现象为 。
25.(15分)在某些食品的包装袋内,有一个装有白色颗粒状固体的小纸袋,上面写着“干燥剂,主要成分为生石灰”(如图)。如果将小纸袋拿出来放在空气中,经过一段时间后,会发现纸袋内的白色固体颗粒黏在一起成为块状。同学们在老师的指导下,对纸袋内的物质进行了探究。
【提出问题】白色块状固体的成分是什么?
【猜想假设】同学们猜想该固体有CaO、Ca(OH)2中的一种或两种。你认为还可能有 。
【实验验证】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取样品于试管中,加水溶解,用手触摸试管外壁。 试管外壁 ,试管底部有白色固体 样品中一定含有CaO
实验2 将实验1中液体过滤,取少量滤液于试管中,向其中通入 气体。 滤液变浑浊 样品中一定含有Ca(OH)2
实验3 取少量实验2中的滤渣,加入足量的稀盐酸。 样品中含有你猜想的物质
【反思评价】同学们经过讨论,认为滤液中一定含有Ca(OH)2,样品中不一定含有Ca(OH)2。理由用化学方程式表示为 。
【拓展应用】(1)若证明实验2滤液中Ca(OH)2的存在,选用下列物质中的 (填字母)也可达到实验目的。
A.稀硝酸
B.酚酞溶液
C.碳酸钠溶液
(2)实验室中,易与空气中某些物质反应的药品更要 保存。
26.(9分)(1)在“探究杠杆平衡条件”实验中:小科同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆处于 (填“平衡”或“不平衡”)状态。
(2)小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中,装置图如图所示。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
①在探究定滑轮时,照图乙操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会 (“变大”、“变小”或“不变”)。
②在探究动滑轮时,照图丙操作,记录数据如下表,分析数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是 。
27.(12分)如图是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时小灯泡电阻约为8欧,他找来了A、B两个不同规格的滑动变阻器,铭牌分别标有“10欧1安“和“20欧2安“字样。
(1)本实验中小明应该选择 (选填“A”或“B”)滑动变阻器才能测出小灯泡在2V~3V不同电压下的电功率。
(2)连接好电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针有较大偏转,电压表几乎不偏转,出现这种现象的原因可能是小灯泡 。
(3)排除故障后进行实验,并将实验数据记录在下表中:
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W
1 2.0 0.28
2 2.5 I0
3 3.0 0.34
①移动滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图所示为I0,则小灯泡额定功率为 瓦。
②以电流的平方(I2)为横坐标,以实际功率(P)为纵坐标,下列各项坐标图与实验数据最相符的是 。
四、解答题(本题共5小题,第28、29、32题每题8分,第30、31题每题6分,共36分)
28.(8分)电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB,相距5km,一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h,这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW h/km。
(1)从A地到B地,电动汽车的速度为 km/h。
(2)从A地到B地,电动汽车消耗的电能为 kW h。
(3)不同能源的单位能耗的碳排放量不同,其中电能的CO2排放系数为:1.00kg/kW h(消耗1kW h的电能相当于排放1.00kg的CO2)。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素?
(4)从A地到B地的行程中,电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进,求汽车受到的阻力大小。
29.(8分)为测定某氧化铜和铜的固体混合物中氧化铜的质量分数,小勇同学取20g固体混合物置于烧杯中,将100g稀硫酸分为四等份依次加入其中进行实验,测得数据如下:
次序 ① ② ③ ④
加入稀硫酸的质量/g 25 25 25 25
剩余固体的质量/g 16 a 10 10
回答下列问题:
(1)上表中,a的值为 。
(2)原固体混合物中,氧化铜的质量分数为 。
(3)求该实验所用稀硫酸的溶质质量分数。
(4)求实验②所得溶液中溶质的质量分数。(精确到0.1%)
30.(6分)为了测定某硫酸钠样品中硫酸钠的质量分数(已知样品中只含氯化钠一种杂质),取样品15克,加入180克水使其完全溶解,再加入100克氯化钡溶液恰好完全反应,过滤得271.7克滤液(不考虑实验过程中质量的损失),试计算:
(1)反应生成硫酸钡沉淀的质量为 克.
(2)样品中硫酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%).
(3)反应后所得滤液中溶质的质量.
31.(6分)向53g质量分数为10%的碳酸钠溶液中逐滴加入质量分数为5%的稀盐酸,生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系如图所示。(不考虑CO2的溶解)
已知:
OB段反应的化学方程式为Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3
BD段(不含B点)反应的化学方程式为NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
请回答:
(1)A点对应溶液中溶质有 (填化学式)。
(2)B点横坐标为 (计算结果保留1位小数,下同)。
(3)假设C点横坐标为54.75,计算C点对应的二氧化碳质量。(写出计算过程)
32.(8分)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
2022-2023学年浙江省宁波市慈溪实验初中九年级(上)期中科学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共15大题,第1-10小题,每小题4分,第11-15小题,每小题3分,共55分。请选出每小题中一个符合题意的选项,多选、不选、错选均不给分)
1.(4分)油桃因其酸甜可口的味道而受到大家的喜爱。它表面呈鲜红色的原因是其表面含丰富的花青素,花青素的颜色随pH值的变化如表:
pH值 0~2 3~5 6~7 8~9 10~11 12~14
花青素的颜色 红色 粉色 紫色 蓝色 绿色 黄色
则油桃用碳酸钠溶液洗过之后呈现绿色,说明碳酸钠溶液的pH值约为( )
A.6 B.8 C.11 D.13
【分析】根据题中信息进行分析判断即可。
【解答】解:油桃用碳酸钠溶液洗过之后呈现绿色,从图中可以看出,花青素遇到pH为10~11的碱性溶液时显绿色,因此说明碳酸钠溶液的pH值约为11.
故选C。
2.(4分)公筷公勺是文明新“食尚”。当你用筷子夹菜时,你就在使用杠杆了。下列工具正常使用时与筷子是同类型杠杆的是( )
A.开瓶盖的起子 B.剪钢丝的钳子
C.掀泥土的铁锹 D.撬石块的木棒
【分析】结合图片和生活经验,先判断题中杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A、开瓶盖的起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、剪钢丝的钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C、掀泥土的铁锹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D、撬石块的木棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
3.(4分)在一密闭的容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物W,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是( )
物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 W
反应前的质量/g 50 1 1 23
反应后的质量/g 2 45 28 x
A.物质W只含碳和氢两种元素
B.物质W一定含碳、氢、氧三种元素
C.根据质量守恒定律,x的值为0
D.反应后的生成物是二氧化碳和水
【分析】根据质量守恒定律的质量守恒,结合表格中的数据,可推测x的值;根据物质的质量增加或减少,可判断其为反应物还是生成物.
【解答】解:
根据质量守恒定律:50+1+1+23=2+45+28+x,则x=0,则可知反应物为:氧气、W;生成物为二氧化碳与水蒸气。二氧化碳中的碳元素的质量为44××100%=12克,水中的氢元素的质量为27××100%=3克,12+3=15克小于23克,故W含有碳、氢、氧元素。
A、物质W只含碳和氢两种元素,说法错误,因为W含有碳、氢、氧元素,故A错误;
B、物质W一定含碳、氢、氧三种元素,说法正确,故B正确;
C、根据质量守恒定律,x的值为0,说法正确,故C正确;
D、反应后的生成物是二氧化碳和水,说法正确,故D正确。
故选:A。
4.(4分)在①氯化钡溶液、②金属锌、③氢氧化铜、④氧化铁四种物质中,跟稀硫酸、稀盐酸都能发生反应且反应中表现了“酸的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
【分析】根据酸的化学性质(能与酸碱指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、盐等反应),据此进行分析解答。
【解答】解:金属锌与稀盐酸、稀硫酸均能发生置换反应,生成盐和氢气;氢氧化铜与稀盐酸、稀硫酸均能发生中和反应,生成盐和水;氧化铁与稀盐酸、稀硫酸均能反应,生成盐和水;氯化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,与稀盐酸不反应。故表现了“酸的通性”的组合是②③④。
故选:D。
5.(4分)有两份等质量的固体M和N,M是混有少量二氧化锰的氯酸钾,N是纯净的氯酸钾。将它们分别均匀加热,则下列图像中关于放出氧气的质量与时间的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气,利用催化剂时反应速率快一些。
【解答】解:氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气,旅游催化剂时反应速率快一些,有两份等质量的固体M和N,M是混有少量二氧化锰的氯酸钾,N是纯净的氯酸钾。将它们分别均匀加热,含有二氧化锰的氯酸钾反应速率较快,反应需要时间短,生成氧气质量比不含有二氧化锰的氯酸钾反应生成的氧气多,D图符合题意。
故选:D。
6.(4分)物质的结构决定性质,性质决定用途。下列物质的结构、性质和用途之间匹配正确的是( )
选项 结构 性质 用途
A 稀盐酸中含有氢离子 具有酸性 检验溶液中是否含有银离子
B 稀盐酸中含有氯离子 具有酸性 检验溶液中是否含有银离子
C 氢氧化钠溶液中含有钠离子 具有碱性 吸收二氧化硫气体
D 氢氧化钠溶液中含有氢氧根离子 具有碱性 吸收二氧化硫气体
A.A B.B C.C D.D
【分析】根据酸和碱的化学性质,结合结构、性质和用途的关系,进行分析判断。
【解答】解:A、稀盐酸中含有氢离子,具有酸性,与检验溶液中是否含有银离子无关,检验溶液中是否含有银离子与氯离子有关,故选项说法错误。
B、稀盐酸中含有氯离子,可检验溶液中是否含有银离子,与具有酸性无关,故选项说法错误。
C、氢氧化钠溶液中含有钠离子,与具有碱性无关,具有碱性是因为氢氧化钠溶液中含有氢氧根离子,故选项说法错误。
D、氢氧化钠溶液中含有氢氧根离子,具有碱性,可用于吸收二氧化硫气体,故选项说法正确。
故选:D。
7.(4分)智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间,这其实是( )
A.减小了手机功率 B.增加了电池电量
C.增大了电池电压 D.降低了散热能力
【分析】省电模式是切断个人电脑部件供电以实现省电的功能,根据P=分析。
【解答】解:当手机“电量”所剩无几时,即W一定,由P=可得,要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选:A。
8.(4分)非洲旱季,常用Hippo roller(中间有转轴的塑料桶)运水。下列选项中,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
【分析】物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断。
【解答】解:由图可知,AB中小华是用背背、用手抱,即力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意。
故选:C。
9.(4分)甲灯标有“36V 7.2W”,乙灯标有“12V 1.2W”。将它们串联后接在电源上,其中一个灯泡能正常发光。下列说法正确的是( )
A.正常发光的灯泡是甲灯
B.甲灯与乙灯的实际功率相等
C.两灯的总功率是3W
D.电源电压是48V
【分析】A、由两灯字样,根据P=UI分别求出甲、乙两灯的额定电流,由于两灯串联,根据串联电路电流规律可知,额定电流较小的灯泡正常发光,由此得出结论;
B、根据欧姆定律求出甲、乙两灯的电阻,由于甲、乙两灯串联,通过甲、乙两灯的电流相等,再根据P=UI=I2R可知,电阻大的灯泡实际功率大,由此得出结论;
C、根据串联电路电阻规律求出总电阻,根据欧姆定律求出总电压,根据P=UI求出总功率,由此得出结论;
D、由选项C分析可得出结论。
【解答】解:A、由甲灯字样“36V 7.2W”可知,甲灯的额定电流I额甲===0.2A,由乙灯的字样“12V 1.2W”可知,乙灯的额定电流I额乙===0.1A,由于0.1A<0.2A;因为串联电路电流处处相等,所以两灯串联时,乙灯泡正常发光,故A错误;
B、甲灯的电阻R甲===180Ω,乙灯的电阻R乙===120Ω,由于甲、乙两灯串联,通过甲、乙两灯的电流相等,根据P=UI=I2R可知,电阻大的灯泡实际功率大,故B错误;
C、由于甲、乙两灯串联,所以总电阻R总=R甲+R乙=180Ω+120Ω=300Ω,总电压U总=I总R总=0.1A×300Ω=30V,所以甲、乙两灯串联后的总功率P总=U总I总=30V×0.1A=3W,故C正确;
D、由选项C分析可知,总电压为30V,故D错误。
故选:C。
10.(4分)如图所示,一根质量不计的弹簧,上端固定,下端挂一个小球,小球静止时距地面高度为h,现用力向下拉小球使其与地面接触,然后从静止释放小球,不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,下列说法错误的是( )
A.小球上升到最高点时受力方向竖直向下
B.小球上升到距离地面高度为h时,速度最大
C.小球上升过程中,整个系统的势能不断增大
D.小球运动过程中,整个系统的机械能守恒
【分析】重力势能的大小与质量、高度有关,不计空气阻力,整个系统的机械能是守恒的;根据小球的受力情况分析其速度的变化。
【解答】解:
A、小球上升到最高点时,受到竖直向下的重力、竖直向下的弹簧的弹力的作用,所以受力方向竖直向下,故A正确;
B、小球在上升的过程中,开始时弹簧的弹力大于重力,小球向上做加速运动,当上升到距离地面高度为h时,弹力等于重力,速度最大,继续向上运动,弹力小于重力,向上做减速运动,所以小球上升到距离地面高度为h时,速度最大,故B正确;
C、小球上升过程中,整个系统的机械能守恒,小球的动能变大,则整个系统的势能减小,故C错误;
D、小球运动过程中,不计空气阻力,整个系统的机械能是守恒的,故D正确。
故选:C。
11.(3分)小金将一定量的氢氧化钠溶液与稀硫酸混合,如图1所示,发现没有明显的现象。小金分别取图B烧杯中溶液进行以下实验,结果如图2所示。以下说法正确的是( )
A.实验一能证明图1中的反应已经发生
B.D中溶液为无色,说明溶液中没有H2SO4
C.将试管C静置,上层清液中一定含有的溶质是NaCl
D.根据实验一、二,可以判断氢氧化钠与硫酸恰好完全反应
【分析】氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红色,稀硫酸显酸性,不能使酚酞变色,氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸根离子和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡。
【解答】解:A、实验一不能证明图1中的反应已经发生,是因为稀硫酸也能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡,该选项不正确。
B、D中溶液为无色,不能说明溶液中没有H2SO4,是因为过量的稀硫酸显酸性,也不能使酚酞变色,该选项不正确。
C、将试管C静置,上层清液中一定含有的溶质是NaCl,是因为硫酸钠能和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,该选项正确。
D、根据实验一、二,不能判断氢氧化钠与硫酸恰好完全反应,是因为恰好完全反应、稀硫酸过量时实验现象完全相同,该选项不正确。
故选:C。
12.(3分)如图所示,重400N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%。在此过程中下列选项正确的是( )
A.物体与地面间的滑动摩擦力为200N
B.拉力F做的功为100J
C.额外功的功率是4W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
【分析】(1)利用s=vt求物体移动的距离,由图可知n=2,拉力端移动的距离s=ns物,利用W总=Fs求拉力做的总功;
(2)知道滑轮组的机械效率,利用η=求拉力做的有用功,再利用W有=fs物求物体与地面间的滑动摩擦力;
(3)利用W总=W有+W额求额外功,利用P=求额外功的功率;
(4)根据滑动摩擦力的影响因素分析物体所受摩擦力的变化,根据W有=fs物分析有用功的变化,根据机械效率公式得出机械效率变化情况。
【解答】解:B、由v=可知,物体移动的距离:s物=v物t=0.1m/s×10s=1m,
由图可知n=2,拉力端移动的距离:s=ns物=2×1m=2m,
拉力做的总功:W总=Fs=100N×2m=200J,故B错误;
A、由η=可知,拉力做的有用功:
W有用=ηW总=80%×200J=160J,
由W有用=fs物可知,物体与地面间的滑动摩擦力:
f===160N,故A错误;
C、额外功:W额=W总﹣W有=200J﹣160J=40J
额外功的功率:P===4W,故C正确;
D、如果只增大接触面的粗糙程度,压力大小不变,物体受到的滑动摩擦力增大,由W有=fs物可知,增大了有用功,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值变大,滑轮组的机械效率变大,故D错误。
故选:C。
13.(3分)下列各组溶液只用括号内试剂不能一次鉴别出来的是( )
A.硫酸铜、氯化镁、硝酸钾(石灰水)
B.氯化钠、硝酸银、碳酸钠(稀盐酸)
C.醋酸、纯碱、食盐(酚酞试液)
D.硫酸、硝酸钡、氯化钾(碳酸钠溶液)
【分析】A、硫酸铜溶于水溶液为蓝色;氯化镁与石灰水生成沉淀,硝酸钾与石灰水不反应;
B、稀盐酸与硝酸银生成沉淀,与碳酸钠生成气体、与氯化钠不反应;
C、酚酞试液遇醋酸、食盐都不变色;
D、碳酸钠与硫酸生成气体、与硝酸钡生成沉淀、与氯化钾不反应.
【解答】解:
A、用石灰水作试剂,石灰水与硫酸铜反应生成蓝色沉淀,与氯化镁生成氢氧化镁白色沉淀,与硝酸钾不反应,现象不同,可以鉴别,故A不可选;
B、用稀盐酸作试剂,稀盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,与氯化钠不反应,现象不同,可以鉴别,故B不可选;
C、用酚酞试液作溶剂,醋酸呈酸性,食盐呈中性,酚酞试液醋酸、食盐都不变色,现象相同,不能鉴别,故C可选;
D、用碳酸钠溶液作试剂,碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳气体,与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀,与氯化钾不反应,现象不同,可以鉴别,故D不可选;
故选:C。
14.(3分)一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,溶液的质量与加入NaOH固体的质量变化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng
B.P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态
C.m=c﹣a
D.生成Fe(OH)3的质量为(n﹣b+a)g
【分析】一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,当氯化铁完全反应后,氢氧化钠固体还能继续溶解,但是不能无限溶解,当氢氧化钠达到饱和状态时,再加入氢氧化钠,溶液的质量也不再改变。
【解答】解:一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,则开始加入的ng氢氧化钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,由图象可知,Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng;再加入的(m﹣n)g氢氧化钠固体溶解于水中,当加到mg时氢氧化钠固体时,溶液的质量不再增加,说明氢氧化钠溶液已达到饱和状态,即P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态。
A.由以上分析可知,Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng,选项说法正确;
B.由以上分析可知,P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态,选项说法正确;
C.由化学方程式FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl可知,加入氢氧化钠固体的质量并不是溶液增重的质量,即m≠c﹣a,选项说法错误;
D.由质量守恒定律可知,当加入的氢氧化钠固体与氯化铁溶液恰好反应时,氯化铁溶液的质量与加入氢氧化钠固体的质量总和等于生成氢氧化铁沉淀的质量与氯化钠溶液的质量总和,即ag+ng=生成Fe(OH)3沉淀质量+bg,则生成Fe(OH)3的质量为(n﹣b+a)g,选项说法正确。
故选:C。
15.(3分)向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量为b克(b>0)。下列分析有错误的是( )
①若0<b<a,滤液中一定没有Fe(NO3)2
②若b=a,滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
③若b>a,向滤渣中加稀盐酸,不可能有气泡产生
④若b>a,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【分析】一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,硝酸镁不能和锌、铁反应,硝酸铜先和锌反应生成硝酸锌和铜,反应后固体质量减小,后和铁反应生成硝酸亚铁和铜,反应后固体质量增大。
【解答】解:①若0<b<a,滤液中可能有硝酸亚铁,例如锌和硝酸铜反应导致的固体质量增大幅度小于铁和硝酸铜反应导致的固体质量减小时,滤液中有硝酸亚铁,该选项不正确。
②若b=a,锌完全反应,铁部分或全部反应,滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2,例如硝酸铜过量时,该选项正确。
③若b>a,锌和硝酸铜反应导致的固体质量增大幅度大于铁和硝酸铜反应导致的固体质量减小,向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生,例如铁过量时,产生气泡,该选项不正确。
④若b>a,锌和硝酸铜反应导致的固体质量增大幅度大于铁和硝酸铜反应导致的固体质量减小,,且忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定<原混合溶液溶质的质量,该选项正确。
故选:B。
二、填空题(本题共8小题,每空2分,共40分)
16.(4分)学习了酸的化学性质后,小科同学以稀硫酸为主题,绘制了“多彩酸世界”思维导图。请据图回答:
(1)若用紫色石蕊试液实现①,会得到 红 色溶液。
(2)若要实现④,可选用 Fe2O3(合理即可) (填化学式)和稀硫酸反应。
【分析】根据酸的化学性质(能与酸碱指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、盐等反应),据此进行分析解答。
【解答】解:(1)稀硫酸显酸性,若用紫色石蕊试液实现①,会得到红色溶液。
(2)若要实现④,可选用氧化铁,氧化铁(Fe2O3)与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,生成的硫酸铁溶液显黄色。
故答案为:
(1)红;
(2)Fe2O3(合理即可)。
17.(6分)葛洪是我国晋朝著名炼丹家.一次,葛洪之妻鲍姑用铁勺盛“曾青”(硫酸铜溶液).几天以后,葛洪发现了一个奇妙的现象:铁勺变成了“铜勺”,葛洪的徒弟高兴得跳了起来:“点铁成金啦.”葛洪把“铜勺”放在火上一烤,“铜勺”逐渐变黑.(以上节选自《黄白篇》一书.)
(1)写出“点铁成金”的化学方程式: Fe+CuSO4 ═Cu+FeSO4 .
(2)“铜勺”变黑的反应属于化学反应基本反应类型中的 化合 反应.
(3)葛洪在炼丹过程中,常用到一种名叫“黄丹”的物质,它与硝酸反应的化学方程式为:“黄丹”+4HNO3→PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,请你推测“黄丹”的化学式为: Pb3O4 .
【分析】(1)“点铁成金”,反应物为铁与硫酸铜,生成物为铜与硫酸亚铁,可以书写化学方程式;
(2)“金勺”变成黑色,铜与氧气反应生成黑色氧化铜;化合反应:指的是由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应;
(3)根据质量守恒定律,反应前后各元素的原子个数相等,可以推测X的化学式.
【解答】解:
(1)“点铁成金”,反应物为铁与硫酸铜,生成物为铜与硫酸亚铁,故可以书写化学方程式Fe+CuSO4 ═Cu+FeSO4;
(2)“金勺”变成黑色,铜与氧气反应生成黑色氧化铜,故可以书写化学方程式2Cu+O2 2CuO;此反应为化合反应;
(3)由化学方程式X+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,再根据质量守恒定律:反应前后,元素的种类相同,原子的个数相等,故可以推测X的化学式Pb3O4.
故答案为:
(1)Fe+CuSO4 ═Cu+FeSO4;
(2)化合;
(3)Pb3O4.
18.(4分)敞口久置氢氧化钠会变质,其变质的原理用化学方程式表示: 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ,氢氧化钠是否变质?
有的同学取样品溶于水配成溶液A,用足量的稀盐酸进行检验,也可以往其中滴入下列物质进行检验: ④ 。
①紫色石蕊试液 ②无色酚酞试液 ③pH试纸 ④氢氧化钙溶液或氯化钙溶液
【分析】根据氢氧化钠易潮解,潮解之后会和空气的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质分析;根据氢氧化钠和碳酸钠的水溶液都呈碱性以及碳酸根离子与钙离子可结合成白色沉淀分析。
【解答】解:氢氧化钠易潮解,潮解之后会和空气的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质,该反应的化学方程式为:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;氢氧化钠变质后生成碳酸钠,氢氧化钠和碳酸钠的水溶液都呈碱性,因此都可以使紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞变红,用pH试纸测得pH都大于7,但碳酸根离子与钙离子可结合成白色沉淀,因此可用氢氧化钙溶液或氯化钙溶液进行检验;故答案为:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;④。
19.(4分)请你根据下列实验装置图回答:
(1)若用氯酸钾制取一瓶干燥的O2应选用的发生装置和收集装置分别是 AD 。(用编号表示)
(2)实验室若用块状固体和液体且无需加热来制取气体,改用E装置(多孔隔板用来放块状固体)代替B装置的优点是 可以控制反应的发生与停止 。
【分析】(1)根据反应物的状态、反应发生需要的条件及气体的密度和溶解性及特殊要求选择发生装置和收集装置;
(2)根据装置特点分析。
【解答】解:(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时,该反应属于固体加热型,适合用装置A作发生装置;氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集,用向上排空气法收集的气体比较干燥,故选D收集。
(2)装置E可以通过活塞控制固体药品与液体药品接触和分离,从而可以控制反应的发生与停止。
故答案为:(1)AD;
(2)可以控制反应的发生与停止。
20.(4分)如图所示电路,闭合开关,标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光,电动机线圈的电阻为1Ω,通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 1.3 A,2min内电动机产生的热量是 30 J。
【分析】利用P=UI计算出小灯泡正常发光时的电流,根据并联电路的电流规律可求出干路中的电流;
知道通过电动机的电流和电动机的线圈电阻,利用焦耳定律计算出2min内电动机产生的热量。
【解答】解:由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流:IL===0.8A;
根据并联电路的电流规律可知,干路电流I=IL+IM=0.8A+0.5A=1.3A;
2min内电动机产生的热量:Q=IM2RMt=(0.5A)2×1Ω×2×60s=30J。
故答案为:1.3;30。
21.(4分)如图是一款健身拉力器原理图。斜面的倾角为30°,重500N的物体与固定在斜面底端的弹簧相连。小衢通过定滑轮拉着物体沿斜面向上匀速运动1m的过程中(此过程弹簧一直处于被拉伸状态),小衢对绳的拉力所做的功为500J,克服弹簧拉力做功为150J,则克服物体重力做功为 250 J;物体与斜面之间摩擦力的大小为 100 N。(忽略绳重、滑轮与轴的摩擦)
【分析】根据W=Gh可求得克服物块重力做的功;对绳的拉力所做的功减去克服弹簧拉力做的功,再减去克服物块重力做的功即为额外功,然后利用W额=fs可求得物块与斜面之间摩擦力的大小。
【解答】解:已知斜面的倾角为30°,物块沿斜面向上匀速运动距离为s=1m,
则竖直方向上运动的距离h=sin30°×s=×1m=0.5m,
克服物块重力做的功W2=Gh=500N×0.5m=250J;
忽略绳重、滑轮与轴的摩擦,所做的额外功W额=W总﹣W1﹣W2=500J﹣250J﹣150J=100J,
由W额=fs可得,物块与斜面之间摩擦力的大小f===100N。
故答案为:250;100。
22.(4分)有一圆柱铁块,想用甲、乙两种方法使它倒下成丙图状。
(1)比较F1和F2的大小:F1 < F2;
(2)比较使用甲、乙两种方法,人至少要做的功的大小:W1 = W2.(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
【分析】(1)利用杠杆平衡条件,分析图示方法中力臂大小,确定用力大小加以比较;
(2)克服重力做功,利用功的原理分析解答。
【解答】解:(1)由甲、乙两图可知,
按照甲的方法,支点为B,F1力臂为BD,按照乙图方法,支点为C,F2力臂为D′C,因为BD大于D′C,故F1<F2;
(2)无论如何将圆柱铁块倒下都是克服重力做功,两种方法使得柱体重心移动距离相等,故两个力做功相等,故比较使用甲、乙两种方法,人至少要做的功的大小:W1=W2
故答案为:<;=。
23.(4分)在家庭电路中,触电事故通常是由于人们直接或间接与 火线 (选填“火线”或“零线”)接触所造成的。如图所示,小明将台灯的两脚插头插入两孔插座AB中(图乙是台灯的电路图,CD表示台灯插头的两脚),连接情况是A与C、B与D连接。这种插入法,在断开开关情况下,手指接触台灯接点N时 会 (选填“会”或“不会”)触电。
【分析】(1)触电是指人直接或间接与火线接触,使电流从人体通过,对人造成了一定的伤害;
(2)开关应该接在火线和用电器之间,若开关接在零线和用电器之间是不安全的。
【解答】解:(1)在家庭电路中,触电事故通常是由于人们直接或间接与火线接触所造成的;
(2)按照小明的接法可知开关连在了零线和电灯之间,即使断开开关的情况下台灯仍与火线相通,手指接触台灯接点N时会触电。
故答案为:火线;会。
三、实验探究题(本题共4小题,每空3分,共45分)
24.(9分)小科在验证Al和Cu的活动性实验时,把表面打磨过的铝片放入盛有CuSO4溶液的试管中,发现无明显现象。难道是铝的金属活动性比铜弱?小科查阅资料得知铝参加反应速率与液体中所含离子的种类有关,于是重新设计实验,如图甲、乙、丙、丁,观察到的现象如下表:
甲 乙 丙 丁
现象 不明显 反应剧烈,铝片表面产生大量气泡,放热 反应剧烈,铝片表面产生大量气泡,放热 ?
(1)小科实验时打磨铝片的目的是 去除表面氧化铝保护膜 。
(2)小明认为要确定Cl﹣能否促进铝反应,实验中 不应该 (选填“应该”或“不应该”)采用NaCl溶液,理由是 无法排出钠离子的影响 。
(3)改进实验后,小明也进行了上述实验,若Cl能促进铝反应,则丁“?”处预期观察到的现象为 铝片表面有红色固体析出,蓝色溶液变为无色,放热 。
【分析】(1)根据铝的性质分析回答此题;
(2)根据实验唯一变量原则分析回答此题;
(3)根据实验结论推断实验现象。
【解答】解:(1)铝容易被氧化,形成氧化铝保护膜,覆盖铝表面,抑制铝与反应物接触,所以需要打磨去除表面的氧化铝保护膜;
故答案为:去除表面氧化铝保护膜。
(2)验证氯离子是否促进反应,因此变量只能是氯离子,所以加入氯化钠增加钠离子的影响因素,因此不能选择氯化钠溶液;
故答案为:不应该;无法排出钠离子的影响。
(3)加入氯离子,则反应可以进行,因此铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,所以看到铝表面有红色固体析出,硫酸铝溶液为无色,所以看到溶液由蓝色变为无色,反应过程放热;
故答案为:铝片表面有红色固体析出,蓝色溶液变为无色,放热。
25.(15分)在某些食品的包装袋内,有一个装有白色颗粒状固体的小纸袋,上面写着“干燥剂,主要成分为生石灰”(如图)。如果将小纸袋拿出来放在空气中,经过一段时间后,会发现纸袋内的白色固体颗粒黏在一起成为块状。同学们在老师的指导下,对纸袋内的物质进行了探究。
【提出问题】白色块状固体的成分是什么?
【猜想假设】同学们猜想该固体有CaO、Ca(OH)2中的一种或两种。你认为还可能有 CaCO3 。
【实验验证】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取样品于试管中,加水溶解,用手触摸试管外壁。 试管外壁 发热 ,试管底部有白色固体 样品中一定含有CaO
实验2 将实验1中液体过滤,取少量滤液于试管中,向其中通入 二氧化碳 气体。 滤液变浑浊 样品中一定含有Ca(OH)2
实验3 取少量实验2中的滤渣,加入足量的稀盐酸。 固体全溶,有气泡产生 样品中含有你猜想的物质
【反思评价】同学们经过讨论,认为滤液中一定含有Ca(OH)2,样品中不一定含有Ca(OH)2。理由用化学方程式表示为 CaO+H2O=Ca(OH)2 。
【拓展应用】(1)若证明实验2滤液中Ca(OH)2的存在,选用下列物质中的 BC (填字母)也可达到实验目的。
A.稀硝酸
B.酚酞溶液
C.碳酸钠溶液
(2)实验室中,易与空气中某些物质反应的药品更要 密封 保存。
【分析】猜想假设:根据Ca(OH)2可以和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钙和水进行分析;
实验验证:实验1:根据氧化钙和水反应产生氢氧化钙的同时放出大量的热进行分析;
实验2:根据氢氧化钙和二氧化碳反应会产生碳酸钙沉淀和水进行分析;
实验3:根据碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳气体进行分析;
反思评价:根据滤液中的氢氧化钙,有可能是氧化钙和水反应产生的氢氧化钙进行分析;
拓展应用:根据硝酸和氢氧化钙反应产生硝酸钙和水,没有现象,氢氧化钙溶液显碱性,酚酞溶液遇到碱性溶液会变红,碳酸钠和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠进行分析;
(2)根据易与空气中的物质反应的药品,需要将其与空气隔绝进行分析。
【解答】解:猜想假设:Ca(OH)2可以和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钙和水,则还可能有碳酸钙;故答案为:CaCO3;
实验验证:实验1:样品中有氧化钙,氧化钙和水反应产生氢氧化钙的同时放出大量的热,则会观察到试管外壁发热;故答案为:发热;
实验2:氢氧化钙和二氧化碳反应会产生碳酸钙沉淀和水,则滤液变浑浊,则通入的是二氧化碳气体;故答案为:二氧化碳;
实验3:滤渣中有碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳气体,加入的盐酸足量,将碳酸钙完全反应,则会观察到固体全溶,有气泡产生;故答案为:固体全溶,有气泡产生;
反思评价:滤液中的氢氧化钙,有可能是氧化钙和水反应产生的氢氧化钙,方程式是:CaO+H2O=Ca(OH)2,所以样品中不一定含有氢氧化钙;故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2;
拓展应用:(1)证明实验2滤液中Ca(OH)2的存在,
A、硝酸和氢氧化钙反应产生硝酸钙和水,没有现象;故A错误;
B、因为氢氧化钙溶液显碱性,酚酞溶液遇到碱性溶液会变红,如果滴入酚酞溶液后溶液变红,则有氢氧化钙,反之则没有氢氧化钙;故B正确;
C、碳酸钠和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠,溶液中有氢氧化钙,则会有沉淀产生;反之,则没有沉淀产生;故D正确;
故答案为:BC;
(2)易与空气中的物质反应的药品,需要将其与空气隔绝,则要密封保存,故答案为:密封。
26.(9分)(1)在“探究杠杆平衡条件”实验中:小科同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆处于 平衡 (填“平衡”或“不平衡”)状态。
(2)小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”实验中,装置图如图所示。
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
①在探究定滑轮时,照图乙操作,觉得读数不方便,于是把测力计倒过来,即测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会 变小 (“变大”、“变小”或“不变”)。
②在探究动滑轮时,照图丙操作,记录数据如下表,分析数据发现,测力计的示数F大于物重G的一半,与课本结论存在差异,其原因是 动滑轮本身有重力 。
【分析】(1)物体做匀速直线运动或物体静止时物体处于平衡状态;
(2)①把测力计倒过来使用时,根据对弹簧测力计进行受力分析可以找到问题所在;
②使用动滑轮提升重物省一半力,但本题的实验数据与这一结论有偏差,需考虑动滑轮重力,考查同学对数据产生的误差进行合理分析的能力。
【解答】解:(1)杠杆静止在如图所示的位置,此时杠杆处于平衡状态;
(2)①测力计倒过来使用时,弹簧测力计受力情况是:受到绳子向上的拉力,受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力,大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时,根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。
②人在提升重物时把动滑轮也提起了,所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因;由于转轴之间有摩擦,绳也有一定重量,导致拉力增大。
故答案为:(1)静止;(2)①变小;②动滑轮本身有重力。
27.(12分)如图是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时小灯泡电阻约为8欧,他找来了A、B两个不同规格的滑动变阻器,铭牌分别标有“10欧1安“和“20欧2安“字样。
(1)本实验中小明应该选择 B (选填“A”或“B”)滑动变阻器才能测出小灯泡在2V~3V不同电压下的电功率。
(2)连接好电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针有较大偏转,电压表几乎不偏转,出现这种现象的原因可能是小灯泡 短路 。
(3)排除故障后进行实验,并将实验数据记录在下表中:
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W
1 2.0 0.28
2 2.5 I0
3 3.0 0.34
①移动滑片P使电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图所示为I0,则小灯泡额定功率为 0.8 瓦。
②以电流的平方(I2)为横坐标,以实际功率(P)为纵坐标,下列各项坐标图与实验数据最相符的是 D 。
【分析】(1)根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电流,根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,进而选择滑动变阻器的规格;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针有较大偏转,说明电路是通路;电压表几乎不偏转,说明电压表并联的电路短路;
(3)①根据实物图确定电流表量程,由电流表的示数确定分度值读数;根据P=UI求出灯泡的额定功率;
②根据P=I2R,若R不变,则P与I2成正比,根据灯的电阻随电流变大而变大分析。
【解答】解:(1)根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时通过电路的电流:
I===0.3125A,
根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑====11.2Ω>10Ω,故选B滑动变阻器;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针有较大偏转,说明电路是通路;电压表几乎不偏转,说明电压表并联的电路短路,故出现这种现象的原因可能是小灯泡短路;
(3)①由实物图可知,电流表选用小量程,电流表的示数如图所示,其分度值为0.02A,示数为0.32A,小灯泡额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.32A=0.8W;
②根据P=I2R,若R不变,则P与I2成正比,图线为过原点的直线,因灯的电阻随电流变大而变大,当电流小于I0时,此时电阻小于R,其功率小于P,图线应在直线的下方;当电流大于I0时,此时电阻大于R,其功率大于P,图线应在直线的上方,所以P与I2的关系图线应向上弯曲,故D正确,ABC错误。
故答案为:(1)B;(2)短路;(3)①0.8;②D。
四、解答题(本题共5小题,第28、29、32题每题8分,第30、31题每题6分,共36分)
28.(8分)电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB,相距5km,一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h,这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW h/km。
(1)从A地到B地,电动汽车的速度为 100 km/h。
(2)从A地到B地,电动汽车消耗的电能为 1.1 kW h。
(3)不同能源的单位能耗的碳排放量不同,其中电能的CO2排放系数为:1.00kg/kW h(消耗1kW h的电能相当于排放1.00kg的CO2)。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素?
(4)从A地到B地的行程中,电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进,求汽车受到的阻力大小。
【分析】(1)根据速度公式得出从A地到B地,电动汽车的速度。
(2)根据这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW h/km得出从A地到B地,电动汽车消耗的电能。
(3)根据电能的CO2排放系数得出汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放的碳元素的质量。
(4)根据W牵=W×75%得出牵引力做的功,根据F=得出牵引力的大小,电动汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,根据f=F得出汽车受到的阻力大小。
【解答】解:(1)从A地到B地,电动汽车的速度v===100km/h。
(2)从A地到B地,电动汽车消耗的电能W=0.22kW h/km×5km=1.1kW h=3.96×106J。
(3)汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放的CO2的质量m=1.00kg/kW h×1.1kW h=1.1kg。
相当于排放多少千克的碳元素mC=1.1kg×=0.3kg。
(4)从A地到B地的行程中,电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进,
牵引力做的功W牵=W×75%=3.96×106J×75%=2.97×106J,
牵引力的大小F===594N,
电动汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,故汽车受到的阻力大小f=F=594N。
故答案为:(1)100。
(2)1.1。
(3)汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放0.3kg的碳元素。
(4)汽车受到的阻力大小为594N。
29.(8分)为测定某氧化铜和铜的固体混合物中氧化铜的质量分数,小勇同学取20g固体混合物置于烧杯中,将100g稀硫酸分为四等份依次加入其中进行实验,测得数据如下:
次序 ① ② ③ ④
加入稀硫酸的质量/g 25 25 25 25
剩余固体的质量/g 16 a 10 10
回答下列问题:
(1)上表中,a的值为 12 。
(2)原固体混合物中,氧化铜的质量分数为 50% 。
(3)求该实验所用稀硫酸的溶质质量分数。
(4)求实验②所得溶液中溶质的质量分数。(精确到0.1%)
【分析】根据第一次固体减少4g,而第三次后质量不变,为10g,说明第二次也减少4g,第三次氧化铜完全反应,剩余的10g为铜单质,所以氧化铜的质量为10g,结合25g稀硫酸与4g氧化铜完全反应求算该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数。
【解答】解:(1)根据第一次固体减少4g,而第三次后质量不变,为10g,说明第二次也减少4g,所以a=12;
(2)第三次氧化铜完全反应,剩余的10g为铜单质,所以氧化铜的质量为10g,原固体混合物中,氧化铜的质量分数为×100%=50%;
(3)设该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数为x。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 98
4g 25gx
x=19.6%
答:所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。
(4)设实验②所得溶液中溶质的质量为y。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 160
20g﹣12g y
y=16g
实验②所得溶液中溶质的质量分数为×100%≈27.6%。
答:实验②所得溶液中溶质的质量分数为27.6%。
故答案为:(1)12;
(2)50%;
(3)19.6%;
(4)27.6%。
30.(6分)为了测定某硫酸钠样品中硫酸钠的质量分数(已知样品中只含氯化钠一种杂质),取样品15克,加入180克水使其完全溶解,再加入100克氯化钡溶液恰好完全反应,过滤得271.7克滤液(不考虑实验过程中质量的损失),试计算:
(1)反应生成硫酸钡沉淀的质量为 23.3 克.
(2)样品中硫酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%).
(3)反应后所得滤液中溶质的质量.
【分析】氯化钠和氯化钡不能反应,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠;
反应前后的质量差即为反应生成沉淀硫酸钡的质量,根据硫酸钡的质量可以计算硫酸钠的质量和生成的氯化钠的质量,进一步可以计算反应后所得溶液中溶质的质量.
【解答】解:(1)生成沉淀硫酸钡的质量为:15g+100g+180g﹣271.7g=23.3g,
故填:23.3;
(2)设硫酸钠的质量为x,生成氯化钠的质量为y,
BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl,
142 233 117
x 23.3g y
x=14.2g,y=11.7g
样品中硫酸钠的质量分数:=94.7%
答:样品中硫酸钠的质量分数为94.7%;
(3)反应后所得滤液中溶质的质量:15g﹣14.2g+11.7g=12.5g
答:反应后所得滤液中溶质的质量为12.5g.
31.(6分)向53g质量分数为10%的碳酸钠溶液中逐滴加入质量分数为5%的稀盐酸,生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系如图所示。(不考虑CO2的溶解)
已知:
OB段反应的化学方程式为Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3
BD段(不含B点)反应的化学方程式为NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
请回答:
(1)A点对应溶液中溶质有 Na2CO3、NaCl、NaH CO3 (填化学式)。
(2)B点横坐标为 36.5 (计算结果保留1位小数,下同)。
(3)假设C点横坐标为54.75,计算C点对应的二氧化碳质量。(写出计算过程)
【分析】(1)根据生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系分析A点对应溶液中溶质;
(2)根据在B点时Na2CO3与盐酸恰好反应生成了氯化钠和碳酸氢钠计算分析;
(3)根据碳酸氢钠与盐酸反应的方程式及参加该反应盐酸的质量计算C点对应的二氧化碳质量。
【解答】解:(1)由生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系可知,在如图A点时,溶液中碳酸钠部分与盐酸反应生成了氯化钠和碳酸氢钠,所以,对应溶液中溶质有:Na2CO3、NaCl、NaHCO3;故答案为:Na2CO3、NaCl、NaH CO3;
(2)由生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系可知,在如图B点时,溶液中碳酸钠恰好与盐酸反应生成了氯化钠和碳酸氢钠,
设与碳酸钠反应生成了氯化钠和碳酸氢钠的盐酸的质量为x。
Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3
106 36.5
53g×10% x×5%
=
x=36.5g
故答案为:36.5;
(3)设C点对应的二氧化碳质量为y。
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
36.5 44
(54.75g﹣36.5g)×5% y
=
y=1.1g
答:C点对应的二氧化碳质量为1.1g。
32.(8分)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
【分析】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;
(1)由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,从图象中读出对应的电流和电功率,根据P=UI=I2R求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时的电流和电功率,根据P=UI=I2R求出滑动变阻器接入电路中阻值,根据串联电路的电阻和欧姆定律表示出电源电压,解方程求出R0的阻值和电源电压;
(3)由P=UI可知,当电路中电流最小时,电路中消耗的电功率最小,根据P=UI求出最小电功率,当电路中的电流最大时,电路消耗的电功率最大,根据电路图分析出电流最大时滑片的位置,根据P=求出最大电功率,进而求出整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
【解答】解:由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;
(1)由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,且Ib=0.2A,Pb=2W,
由P=UI=I2R可知,滑动变阻器的最大阻值为:Rb===50Ω;
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时,电路中的电流Ic=0.4A,Pc=3.2W,所以滑动变阻器接入电路的阻值Rc===20Ω;
当滑片P在b端时,电源电压:U=Ib(R0+Rb)=0.2A×(R+50Ω)……①
当滑片P在某点c处时,电源电压:U=Ic(R0+Rc)=0.4A×(R+20Ω)……②
由①②解得:R0=10Ω,U=12V;
(3)当滑片P在b端时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率最小,最小电功率:P最小=UIb=12V×0.2A=2.4W,
当滑片P在a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,最大电功率:P最大===14.4W,
则整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比:==。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;
(2)R0的阻值为10Ω,电源电压为12V;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为1:6。