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初中科学中考专题特训练习实验探究题2
一、实验探究题
1.(2021·鄞州模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小科设计了如图甲所示的电路,其中电源由3节干电池组成,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“50Ω
2A”,电流表和电压表都是已选择好合适量程。
(1)闭合开关后,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,请你帮小科判断:此时灯泡 (填“有”或“没有”)故障。
(2)某次实验测量中,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“左”或“右”)移动,直至小灯泡正常发光,记下电流表的示数 I1和电压表的示数 U1。
(3)小科想进一步了解发光二极管的发光情况。实验前小科查阅资料发现发光二极管将电能转换成光能的效率更高,功率相同时,发光二极管更亮。然后把电路恢复实验前状态,将小灯泡换成二极管,闭合开关,移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时,记下电流表的示数I2和电压表的示数U2,则U2I2 U1I1。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)没有
(2)右
(3)<
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,滑片在变阻器阻值最大的位置,此时通过电路的电流很小,则灯泡可能不亮,而电流表和电压表却都有示数;
(2)根据乙图确定电压表的示数,与额定电压相比确定灯泡电压的变化方向,再根据U=IR确定电流的变化方向,最后根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化即可。
(3)根据亮度的大小分析二者实际发光功率的大小,再根据转换效率的高低判断实际总功率的大小关系即可。
【解答】(1)闭合开关后,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,此时灯泡没有故障。
(2)根据乙图可知,此时电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V,小于额定电压2.5V,则此时电压表的示数要增大才行。根据U=IR可知,此时通过灯泡的电流要增大,则电路的总电阻要减小,即变阻器的阻值要减小,应将滑片像右移动。
(3)二极管和灯泡的亮度相当,即转换后的发光功率相等,根据“发光二极管将电能转换成光能的效率更高”可知,二极管的总功率应该小于灯泡的总功率。根据P=UI可知,U2I2
2.(2021·丽水)杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下,动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A"处;
③系秤纽:在秤杆的“B"处系上绳子:
④标零线:将5克的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”;
⑤定刻度……
[交流评价]
(1)杆秤是一种测量 的工具:
(2)当在秤盘上放置物体称量时,秤砣应从“0”刻度向 侧移动:
(3)步骤④标零线的目的是 ;
(4)根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的。定刻度时,小科和小思采用不同的方法,你认为 的方法更合理。
小科:先在秤盘上放1克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上1;然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息:在秤盘上放20克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上20,0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
【答案】(1)质量
(2)右
(3)避免杆秤 自身重力对称量的干扰
(4)小思
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可;
(3)杆秤自身也有重力,它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线,可以将自身重力对称量的影响平衡掉,从而保证测量结果的准确性。
(4)可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】(1)根据题目可知,杆秤的量程为20g,而“g”是质量单位,所以杆秤是一种称量质量的工具。
(2)当在秤盘上放置物体称量时,左盘的质量会增大,根据杠杆的平衡条件:G左×L2=G秤砣×L1可知,秤砣的力臂L1会增大,则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
(3)步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰;
(4)小思的方法只需测量1次,然后就能利用刻度尺标注刻度,方便快捷;采用平均法标注刻度,还可以保证刻度的均匀性,减小测量的误差,因此我认为小思的方法更合理。
3.(2021·婺城模拟)某兴趣小组进行了一项关于酵素能否促进物质分解的研究。具体做法是:先在4支相同的试管中加入体积均为1cm3的正方体蛋白块,然后再在各试管加入2mL淀粉液;接下来根据实验的要求分别加入1号酵素、2号酵素、稀盐酸或蒸馏水。最后各试管在室温下静置10小时,结果如表。(“+”表示有加入,“-”表示没有加入)。
试管编号 蛋白方块 淀粉液(mL) 1号酵素(2mL) 2号酵素(2mL) 稀盐酸(2mL) 蒸馏水(2mL) 结果
蛋白块 淀粉
① + + - + + - 消失 存在
② + + - + - + 存在 存在
③ + + + - + - 存在 消失
④ + + + - - + 存在 存在
(1)根据此实验结果,下列评价正确的是 。(填字母编号)
A.1号酵素在中性环境下能使淀粉消失
B.2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失
C.1号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失
D.2号酵素在中性环境下能使淀粉消失
(2)若实验中的两种酵素所含的酶类似于人体的消化酶,那么2号酵素所含的酶可能与人体中 分泌消化酶相似。
(3)为使本实验能在更短的时间内完成,请提出1条改进建议 。
【答案】(1)B
(2)胃腺
(3)把各试管放在37℃的温水中保温(增加酵素)
【知识点】酶及其催化作用;食物的消化与吸收
【解析】【分析】消化酶对食物的消化具有专一性、高效性、最适温度和pH值,蛋白酶在酸性条件下能初步消化蛋白质。
【解答】 (1)、 A: 由④得,试管1号酵素在中性环境下不能使淀粉消失;
B:由 ① 得,试管 2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失 ;
C: 试管 ③得, 1号酵素在酸性环境下不能使蛋白块消失;
D:2号酵素在中性环境下不能使淀粉消失 ;
(2)、由 ①得, 试管 2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失 ,所以跟胃腺的消化液相同;
(3)、消化酶对食物的消化最适温度和适量是酶,人体的体温是37 ℃ 。
故答案为: (1) B; (2) 胃腺 ; (3) 把各试管放在37℃的温水中保温(增加酵素)
4.(2021·婺城模拟)学习了金属的性质之后,同学们决定用实验对铁、铝、铜三种金属的活动性顺序进行验证。请回答:
(一)验证实验
(1)将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中,过一会儿取出铁丝,观察到 就能得出三种金属的活动性顺序为:铝>铁>铜。
(2)将铁丝插入硫酸铜溶液中时,除了上述观象,同学们还发现容液中有较多气泡放出。为了确定生成了什么气体,同学们决定继续进行探究。
[建立猜想]放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种。
[查阅资料]SO2易溶于水,化学性质与二氧化碳相似,也能使澄清石灰水变浑油,生成CaSO3
[方案设计]依据上述猜想,同学们分别设计了如下方案:
甲同学认为气体是O2,检验方法是 ,经检验不是O2。对于另两种气体的验证,同学合作设计了如图组合实验方案:
(3)实验开始时,先将收集到的气体从A通入一段时间后,再点燃C处酒精灯;这样操作的目的是 。
(4)实验过程中根据 现象,可以得出结论:铝丝与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是氢气,硫酸铜溶液中可能含有酸。
【答案】(1)硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现(溶液由蓝色变为浅绿色)
(2)将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃
(3)将装置内的空气排尽,防止爆炸
(4)A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红
【知识点】金属活动性顺序及其应用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据铁不能与硫酸铝溶液反应,能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜分析;
(2)根据氧气的验证方法分析;
(3)根据氢气与空气的混合气体点燃易发生爆炸分析;
(4)根据氢气能与氧化铜反应生成铜分析。
【解答】(1)铁不能与硫酸铝溶液反应,能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,所以取出铁丝,可观察到硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现 ;
(2)验证氧气需将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃 ;
(3)氢气具有可燃性,与空气混合加热可能发生爆炸,所以将收集到的气体从A通入一段时间后再点燃C处酒精灯,是为了 将装置内的空气排尽,防止爆炸 ;
(4)氢气具有还原性,能与氧化铜反应, 若A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红 ,可得出铝与硫酸铜溶液反应产生氢气。
故答案为:(1) 硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现(溶液由蓝色变为浅绿色) ;(2) 带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃 ;(3) 将装置内的空气排尽,防止爆炸 ;(4) A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红 。
5.(2021·南湖模拟)一切做机械运动的物体都具有动能。那么,物体的动能大小跟哪些因素有关呢 科学兴趣小组同学开展了以下实验探究。
①让质量均为m的小球分别从同一斜面A处和B处由静止开始滚下,与放在水平地面上的相同木块相碰,木块被推动一段距离后静止,如图甲和乙所示;
②让质量为2m的小球从上述同一斜面的A处由静止开始滚下,与放在水平地面上的相同木块相碰,木块被推动一段距离后静止,如图丙所示。
请回答下列问题:
(1)动能大小的判断:实验时,通过观察 来比较小球动能的大小;
(2)变量的控制:做甲、丙实验时,要让小球从相同的高度滚下,这样做是为了使质量不同的两小球到达斜面底端时具有 。
(3)影响因素的比较:要研究质量和速度哪个因素对动能影响更大,只要比较 两个实验的结果就能做出判断。
【答案】(1)木块被推动的距离
(2)相同的速度或速度相等、速度大小相等
(3)乙、丙
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)小球撞击木块后,木块在水平面上克服摩擦力做功,根据W=Fs可知,木块移动的距离越远,克服阻力做功越多,则小球的动能越大;
(2)小球到达水平面时的速度大小与它在斜面上的高度有关,即高度越大,它的速度越大;
(3)要探究质量和速度对动能的影响大小,就要一个保持质量不变改变高度,另一个保持高度不变而改变质量,通过木块移动距离的远近判断对动能的影响大小,据此选择对照实验。
【解答】(1)动能大小的判断:实验时,通过观察木块被推动的距离来比较小球动能的大小;
(2)变量的控制:做甲、丙实验时,要让小球从相同的高度滚下,这样做是为了使质量不同的两小球到达斜面底端时具有相同的速度或速度相等、速度大小相等。
(3)影响因素的比较:要研究质量和速度哪个因素对动能影响更大,只要比较乙、丙两个实验的结果就能做出判断。
6.(2021·南湖模拟)在学习了酸碱盐知识后,某科学兴趣小组用黑枸杞取液作了以下实验:
实验一:室温时,将蒸馏水和不同pH的硫酸、氢氧化钠溶液,分别装在14支试管中,并向每支试管中滴加3滴黑枸杞提取液。实验结果如下:
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
颜色 粉红 粉红 粉红 浅紫 浅紫 紫 紫 蓝 蓝 深蓝 深蓝 灰绿 黄 黄棕
实验二:室温时,向4支试管中分别加入相同体积的以下4种物质,各滴加3滴黑枸杞提取液。
实验结果如下:
物质 稀盐酸 牛奶 蒸馏水 炉具清洁剂
颜色 粉色 紫 紫 黄
根据实验,回答下列问题:
(1)炉具清洁剂的pH约为 。
(2)根据实验现象,不能确定牛奶呈中性的理由是 。
(3)小苏打溶液的pH为8.3,向小苏打溶液中加3滴黑枸杞提取液,再滴入pH为4的稀盐酸至过量,观察到的实验现象是 。
【答案】(1)13
(2)呈紫色时 pH 可能是 6 也可能是 7, 故不能判定是中性
(3)溶液由蓝色变紫色,最后变成浅紫色。
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系
【解析】【分析】(1)将炉具清洁剂的颜色与上面表格中的颜色比较,从而确定它的pH值的范围;
(2)根据实验1中的表格可知,滴入黑枸杞提取液后,pH=6或pH=7时,溶液都呈紫色,即溶液可能为中性,也可能呈酸性;
(3)根据溶液pH的变化,确定溶液的颜色变化即可。
【解答】(1)在炉具清洁剂里加入黑枸杞提取液后呈黄色,与实验一的表格比较可知,此时它的pH=13;
(2)在牛奶中加入黑枸杞提取液后呈紫色,与实验一的表格对照可知,不能确定牛奶呈中性的理由是:呈紫色时 pH 可能是 6 也可能是 7, 故不能判定是中性。
(3)小苏打溶液的pH为8.3,此时呈蓝色;向小苏打溶液中加3滴黑枸杞提取液,再滴入pH为4的稀盐酸至过量,这个过程中溶液的pH不断减小,根据实验一表格可知:溶液由蓝色变紫色,最后变成浅紫色。
7.(2021·丽水模拟)课堂上老师演示了锌跟稀硫酸的反应,小明对实验后试管中溶液的成分产生了兴趣,他先用pH试纸测得反应后剩余溶液的pH=1,然后往该试管中逐滴加入氢氧化钡溶液,发现当他滴下第一滴溶液后,立即产生白色沉淀。请回答下列问题:
(1)反应后剩余溶液的成分是 ;
(2)当老师将稀硫酸加入有锌粒的试管后,随着反应的进行,锌粒有上浮到液面的现象,请解释此现象: ;
(3)小明认为滴下第一滴氢氧化钡溶液产生的沉淀不可能是氢氧化锌,理由是 ;
(4)老师根据实验现象面出了沉淀质量随滴加的氢氧化钠溶液质量的变化曲线如图所示。则BC段产生的沉淀是 。(填化学式)
【答案】(1)硫酸锌和硫酸
(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力所以上浮
(3)pH=1,说明硫酸过量,硫酸会与氢氧化锌反应
(4)BaSO4和Zn (OH)2
【知识点】酸的化学性质
【解析】【分析】根据锌与硫酸反应产生硫酸锌,溶液呈酸性则硫酸有剩余,加入氢氧化钡时硫酸与氢氧化钡反应可产生硫酸钡沉淀,氢氧化钡与硫酸锌反应会产生氢氧化锌沉淀,但氢氧化锌能溶于硫酸分析。
【解答】(1) 反应后剩余溶液的pH=1,说明硫酸有剩余,则反应后溶液溶质为硫酸锌和硫酸;
(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力, 锌粒有上浮到液面的现象;
(3)pH=1,说明硫酸过量,加入氢氧化钡,即使产生氢氧化锌,硫酸也会与氢氧化锌发生反应,所以开始产生沉淀不可能是氢氧化锌;
(4)硫酸与氢氧化钡反应可产生硫酸钡沉淀,氢氧化钡与硫酸锌反应会产生氢氧化锌沉淀,所以BC段产生的沉淀是BaSO4和Zn (OH)2 。
故答案为:(1)硫酸锌和硫酸;(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力所以上浮 ;(3) pH=1,说明硫酸过量,硫酸会与氢氧化锌反应 ;(4) BaSO4和Zn (OH)2 。
8.(2021·丽水模拟)小金利用图甲的电路制量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
[实验过程]
(1)连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于 (填“A”或“B”)端:
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦:
(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验:
图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是 。
(4)[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有220V 40W 灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡 更亮。
【答案】(1)B
(2)0.6
(3)B
(4)L1
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,为了防止灯泡等被烧坏,变阻器的滑片必须调到阻值最大的位置;
(2)根据乙图,确定电压表的量程和分度值,并读出示数,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(3)根据功率的计算式P=I2R,结合灯泡电阻随温度变化的规律判断二者图像的形状。
(4)在串联电路中,功率与电阻成正比;灯泡的实际功率越大,亮度越大,据此分析判断。
【解答】(1)根据甲图可知,滑片在B端时阻值最大,因此:连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于B端。
(2)根据乙图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,那么示数为0.24A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(3)根据公式P=I2R可知,如果灯泡的电阻保持不变,那么功率P与I2成正比,即二者变化的图像是一条通过坐标原点的斜线。实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡的实际功率比上面计算出的功率要大,因此图像会向上弯曲,则图像中最合理的是B。
(4)根据公式可知,当额定电压相等时,电阻与功率成反比;
因为P1(40W)所以R1>R2;
在串联电路中,功率与电阻成正比,即电阻越大,功率越大;
因为R1>R2;
所以实际功率P1'>P2';
那么灯泡L1更亮。
9.(2021·温岭模拟)某兴趣小组为了测量小灯泡的电功率。选用电压恒为 3V 的电源、额定电压为 2.5V 的小灯泡(正常发光时的电阻约为 10Ω)。
(1)该小组发现用图甲所示的电路无法完成此实验,经检查各接线柱接触良好、器材均正常,请指出错误所在 。
(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为 2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 。
(3)根据多次实验后的数据绘制出灯泡两端的电压和通过的电流关系如图乙所示。实验结束后断开开关发现电表示数如图丙所示。利用已知信息推测该灯泡的额定功率 。
【答案】(1)“电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 伏或 0.5 伏
(3)“等于 0.6W”“大于 0.5W”;“未调零无法推测”或“不等于 0.5W”
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的元件都是串联。要注意电表的量程和正负接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)要测量灯泡的额定功率,就要测量灯泡电压为2.5V时电流表的示数,而电压表示数的改变依靠调节滑动变阻器来完成。
(3)根据丙图电表的指针情况分析灯泡额定功率的测量情况。
【解答】(1)根据图甲可知,电压表与灯泡串联,且正接线柱与负极相连,负接线柱与正极相连,那么错误为:电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”。
(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为 2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是:调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 伏或 0.5 伏。
(3)根据丙图可知,断开开关后,电压表示数为零,而电流表的指针不是零而是反偏,这说明电流表的指针没有调零,无法推测灯泡额定功率的范围。
根据丙图可知,电流表的指针指在-0.04A,根据乙图可知,当电压为2.5V时电流表示数为0.2A,那么实际上灯泡的额定电流应该:0.2A+0.04A=0.24A,额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
10.(2021·温岭模拟)某同学偶然发现,将高锰酸钾溶液和过氧化氢溶液混合,会有大量气泡产生,静置一段时间后观察到有黑色沉淀生成。该同学为了探究反应后生成物的成分,进行了如下实验:
(1)该同学用集气瓶收集实验产生的气体,然后用带火星的木条靠近瓶口,木条复燃。可用于收集该气体的装置有 。
(2)待两种溶液恰好完全反应后,过滤出沉淀得到黑色粉末和无色滤液,经检测这种黑色粉末是二氧化锰。
为研究上述实验后滤液中的成分,查阅资料后得知:锰酸钾溶液呈墨绿色,含有钾离子的溶液在无色火焰上灼烧呈紫色,含有锰离子的溶液在无色火焰上灼烧呈黄绿色。该同学又设计了如下步骤:
①取少量滤液于试管中,滴加硫酸铜溶液,有蓝色絮状沉淀生成。
②用洁净的铂丝蘸取剩余溶液,在无色火焰上灼烧,观察到火焰颜色为紫色。设计步骤①的作用是 ,由此推测出滤液中一定含有的溶质是 。
【答案】(1)①②③⑥
(2)检验溶液中有氢氧根离子;KOH
【知识点】氧气的检验和验满;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据氧气的检验方法与氧气的收集方法分析;
(2)根据钾离子的焰色反应及铜离子与氢氧根离子反应可生成氢氧化铜沉淀分析。
【解答】(1)用带火星的木条靠近瓶口,木条复燃,说明为气体为氧气,氧气可用排水法或向上排空气法收集,所以图中①②③⑥都可收集该气体;
(2)硫酸铜遇碱溶液时会产生蓝色氢氧化铜沉淀,所以设计步骤①的作用是检验溶液中有氢氧根离子;用洁净的铂丝蘸取剩余溶液,在无色火焰上灼烧,观察到火焰颜色为紫色,说明含有钾离子,则滤液中一定含氢氧化钾;
故答案为:(1)①②③⑥ ;(2)KOH。
11.(2021·桐乡模拟)在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时,小海选用材料不同其他条件相同的两根弹簧甲、乙,一个木块及刻度尺等,按如图所示装置进行实验,得出以下数据:
实验次数 弹箕类型 弹簧被压缩的程度/cm 木块移动的距离/cm
1 弹簧甲 3 S1
2 弹簧甲 8 S2
3 弹簧乙 3 S3
4 弹簧乙 8 S4
(1)小海的实验基于的猜想是 。
(2)由于弹性势能的大小不可直接测量,本实验弹性势能大小可以通过 体现。
(3)但在第4次实验时木块滑到了水平面以外,请你帮助小海想出解决问题的办法 。
【答案】(1)弹簧的弹性势能与跟弹簧的材料和形变程度有关
(2)推动木块移动的距离
(3)增加木块质量后再进行4次实验或第2、4次同时减少弹簧被压缩的程度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】(1)根据表格分析可能影响弹簧弹性势能的因素即可;
(2)弹簧推动木块移动,根据W=fs可知,木块移动的距离越远,克服摩擦做的功越多,即弹簧的弹性势能越大。
(3)木块滑到了水平面以外,说明弹簧的弹性势能太大,据此分析解决方法。
【解答】(1)根据表格可知,实验中研究的因素为弹簧被压缩的程度和弹簧的材料,因此小海的实验基于的猜想是:弹簧的弹性势能与跟弹簧的材料和形变程度有关。
(2)由于弹性势能的大小不可直接测量,本实验弹性势能大小可以通过推动木块移动的距离体现。
(3)但在第4次实验时木块滑到了水平面以外,解决方法:
①木块的质量越大,对水平面的压力越大,木块受到的摩擦力越大,于是移动距离会变小,则:增加木块质量;
②弹簧被压缩的程度越小,它的弹性势能越小,运动的距离越小,则:同时减少弹簧被压缩的程度。
12.(2021·桐乡模拟)某兴趣小组在研究“串联电路特点”的实验中,将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路(如图甲) ,闭合开关S,发现LED灯亮而小灯泡L不亮,小明
实验次数 电压/N 电流/mA 电阻/Ω
1 1.4 12 116.7
2 1.6 14 114.3
3 1.8 16 112.5
… … … …
认为这是因为通过LED灯的电流大于小灯泡的电流引起的。
(1)小应同学反对小明的这种说法,理由是 。
(2)两位同学进行如下实验寻找原因:
实验一:将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端, 观察到小灯泡L发光了。
实验二:在老师帮助下, 他们利用电压表和电流表, 按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,获得多组数据如上表:
①实验一排除了哪种因素导致小灯泡不发光的可能性 。
②根据实验数据, 他们分析“LED灯亮而小灯泡L不亮”的可能原因是 。
【表达与交流】同学们把实验结果向老师汇报之后,老师肯定了他们的研究成果,并引导同学们该实验也说明了LED灯和普通小灯泡的发光原理有所不同,
可以继续探究……
【答案】(1)串联电路中电流处处相等
(2)小灯泡短路;LED灯的实际电功率远大于灯泡L的实际电功率(LED灯的电阻远大于小灯泡的电阻。)(或小灯泡L的实际功率太小)
【知识点】串、并联电路的电流特点;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电流特点分析解答;
(2)①小灯泡L不发光,可能是发生短路,也可能是通过灯泡的电流太小。如图乙所示,将灯泡L与LED并联,此时灯泡L发光了,足以说明灯泡本身是正常的,没有发生短路。
②灯泡与LED灯串联,通过二者的电流相等,RL=10Ω,RLED=112.5Ω,根据P=I2R可知,LED灯泡的实际功率远远大于小灯泡的实际功率,因此前者亮而后者不亮,据此分析解答。
【解答】(1)小应同学反对小明的这种说法,理由是:串联电路中电流处处相等。
(2)①实验一排除小灯泡短路导致小灯泡不发光的可能性;
②根据实验数据, 他们分析“LED灯亮而小灯泡L不亮”的可能原因是:LED灯的实际电功率远大于灯泡L的实际电功率(LED灯的电阻远大于小灯泡的电阻)(或小灯泡L的实际功率太小)。
13.(2021·海曙模拟)小科同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的实物电路。
(1)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A;
(2)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节电阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;
步骤(1)小灯泡的实际功率P1= W;
(3)在实际测量中,若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为可能的是 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
【答案】(1)0.2
(2)0.2
(3)D
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后读出示数I1;
(2)电流表的示数相同,说明总电阻相同。因为滑动变阻器的阻值不变,根据R总=R变+Rx可知,此时变阻器的电阻就等于灯泡的电阻,最后根据公式P=I2R计算功率即可。
(3)灯泡的电阻随温度的升高而增大,结合公式P=I2R分析功率之间的关系即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数I1=0.2A;
(2)小灯泡的电阻RL=R=5Ω,那么步骤(1)中小灯泡的额定功率为:P1=I12RL=(0.2A)2×5Ω=0.2A。
(3)根据公式P=I2R可知,如果灯泡电阻不变,根据 I0=2I1 可知,额定功率P0=4P1。实际上,通过灯泡的电流增大时,灯丝的温度升高,那么它的阻值也会增大,因此额定功率P0>4P1,故选D。
14.(2021·海曙模拟)某实验小组取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,小科认为生石灰已变质,试剂瓶中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3等三种物质,并开展如下探究:称取10.6g样品,并设计实验方案及实验装置( 如图所示)。
①检查装置气密性,在锥形瓶内加入样品10.6g和适量的水并放出热量,并连接好仪器;
②打开分液漏斗活塞,将稀盐酸缓缓注入锥形瓶中,使样品恰好完全反应,准确测得量筒内共收集到1100mL的水(装有水的广口瓶的水面上方铺有一层油);
③拆下装置后,往锥形瓶内的溶液中注入足量硝酸银溶液,至沉淀完全,经过滤、洗涤和干燥后,称量沉淀质量。
注:本实验条件下,二氧化碳的密度2g/L。
(1)试写出样品溶于水放热的化学方程式 。
(2)碳酸钙与盐酸反应属于化学四大基本反应中的 。
(3)若不在水面上铺层油,则实验测得的样品中CaCO3质量 (填“大于”、“小于”或“等于”)实际质量。
(4)在步骤③中,当沉淀质量小于 g时,说明样品中还含有Ca(OH)2。
【答案】(1)CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)复分解反应
(3)小于
(4)43.05
【知识点】根据化学反应方程式的计算;复分解反应及其应用
【解析】【分析】(1)根据氧化钙与水反应生成氢氧化钙放热分析;
(2)根据复分解反应定义分析;
(3)根据二氧化碳的溶解性分析;
(4)根据氧化钙和氢氧化钙与盐酸反应,氧化钙生成氯化钙质量大于氢氧化钙,结合方程式中物质转化时的质量关系,计算生成氯化银质量分析。
【解答】(1) 样品溶于水放热是氧化钙与水反应生成氢氧化钙过程放热,反应方程式为 CaO+H2O=Ca(OH)2 ;
(2) 碳酸钙与盐酸反应属于复分解反应;
(3)因二氧化碳溶于水且能与水反应,若不在水面上铺层油,则二氧化碳溶于水会使测得二氧化碳质量偏小,使得碳酸钙质量小于实际质量;
(4) 量筒内收集到1100mL 的水,即生成二氧化碳体积为1100毫升,则二氧化碳质量为 2g/L×1.1L=2.2g,由碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氯化钙与硝酸银反应生成氯化银的关系,设碳酸钙质量为X,碳酸钙生成的氯化钙与硝酸银反应生成氯化银质量为y
CaCO3---CaCl2---CO2--2AgCl
100 111 44 287
x 2.2g y
x=5g,y=14.35g
设10.6克样品中除碳酸钙外其余为氧化钙,则氧化钙质量为5.6g,氧化钙与盐酸生成的氯化钙,再与硝酸银反应生成氯化银为z
CaO---CaCl2---2AgCl
56 287
5.6g z
z=28.7g
等质量氧化钙、氢氧化钙与盐酸反应,氧化钙产生氯化钙质量大于氢氧化钙,所以与硝酸银反应生成氯化银沉淀氧化钙生成的氯化钙大于氢氧化钙生成的氯化钙,因此在步骤③中,当沉淀质量小于28.7g+14.35g=43.05g时,说明样品中有氢氧化钙。
故答案为:(1) CaO+H2O=Ca(OH)2 ;(2) 复分解反应 ;(3)小于;(4)43.05.
15.(2021·长兴模拟)某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用的器材有:标有“2.5V"”的小灯泡、电压为3V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,根据图甲的电路图,将图乙的实物图连接完整。
(2)实验过程中,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现这个现象的原因可能是小灯泡连接处 (选填“断路”或“短路") 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片可改变电压表示数。若使电压表示数由2.5V变为图丙所示,应向 移动滑动变阻器的滑片。
(4)他调节滑动变阻器,获得多组电压表和电流表示数,并画出U-I图像如图丁所示。若该小灯泡在额定电压下工作10s消耗的电能为W额,小灯泡两端电压为额定电压一半时工作 10s 消耗的电能为W实,则W实 W额(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)A
(4)大于
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系,以及电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)在测灯泡额定功率的实验中,如果灯泡位置发生短路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,它的示数接近电源电压;由于电阻很大,所以通过电路的电流很小,即电流表的示数几乎为零。
(3)根据丙图读出此时电压表的示数,然后与2.5V比较,从而确定电压表的变化,分析电流表的示数变化,确定变阻器的阻值变化,最终确定滑片的移动方向。
(4)首先假设灯丝的电阻不变,根据公式比较实际功率和额定功率的大小,再根据温度对电阻的影响,确定这时功率的大小变化即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,则选择0~3V的量程;变阻器应该与灯泡串联,它的左下角的接线柱已经与开关相连,只需将右上角的接线柱与灯泡左端相连即可,如下图所示:
(2)实验过程中,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现这个现象的原因可能是小灯泡连接处断路。
(3)根据丙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为2V。因为2V<2.5V,所以电压表的示数减小了,根据U=IR可知,总电流变小,而变阻器的阻值变大,则变阻器的滑片向A移动。
(4)根据可知,如果灯泡的电阻不变,当实际电压为额定电压的一半时,实际功率。因为灯泡的电压越低,通过它的电流越小,温度越低,电阻越小,所以实际功率。
16.(2021·江干模拟)在测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中,被测小灯泡的电阻约为10Ω,电源为2节新干电池(每节1.5V)串联。
(1)图甲是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路(注意电流表电压表左侧均为负接线柱)。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将 ;若闭合开关后,电压表的示数为2V,小金应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,同时眼睛注视 ,使小灯泡正常发光。
(3)正常发光时电流表的指针位置如图乙所示,由此可得出小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器滑片移到阻值最大处;左;电压表
(3)0.75
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量灯泡额定功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的电器元件都是串联。要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)在闭合开关前,为了防止电流过大损坏用电器,需要将变阻器的阻值调到最大。将现在的电压与额定电压相比,确定电压表的示数变化方向,从而确定总电流的变化方向和总电阻的变化方向,最后根据变阻器的阻值变化确定滑片的移动方向。
(3)根据乙图确定电流表的示数,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】(1)滑动变阻器与灯泡串联,电压表与灯泡并联。根据甲图可知,变阻器下面的接线柱已经接好,只需将左上角的接线柱与灯泡左端的接线柱相连;电压表的“3V”接线柱已经与灯泡的左端相连,只需将灯泡右端引线与电流表的“0.6A”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;因为2V<2.5V,所以电压表的示数应该增大,根据U=IR可知,总电流应该增大,而总电阻应该减小。根据R总=RL+R变可知,变阻器的阻值应减小,即滑片应该向左移动,同时眼睛注视电压表的示数,使小灯泡正常发光。
(3)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
17.(2021·乐清模拟)小知和小临在老师的帮助下设计“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示∶将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图的四个实验场景
(1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景 进行实验。
(2)小如通过观察木块移动的距离长短,来判断小车动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(3)猜想一下:如果斜面和水平面都是光滑的,把木块固定在水平面上,将小车从斜面上高10厘米处由静止释放,小车与木块碰撞时无能量损失,那么小车被木块反弹后将会运动到斜面高 (选填“小于”或“等于”或“大于”)10厘米处。
【答案】(1)①和③
(2)转换法
(3)等于
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)根据能量转化和守恒定律分析。
【解答】(1)探究小车动能与质量的关系时,必需控制小车的速度相同,即在斜面上的高度相同而改变小车的质量,故选①③。
(2)小如通过观察木块移动的距离长短,来判断小车动能的大小,这种研究方法是转换法;
(3)如果斜面和水平面都是光滑的,把木块固定在水平面上,将小车从斜面上高10厘米处由静止释放,小车与木块碰撞时无能量损失,那么小车被木块反弹后将会运动到斜面上最高处时的重力势能应该与开始时相同,即高度相同,回到斜面上高10cm的地方。
18.(2021·乐清模拟)某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下:规格为“3.8伏”的小灯泡、学生电源(电压恒为8伏)、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏,0~15伏)、滑动变阻器(20欧 2安)、开关及导线若干。
(1)小知组按图甲正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表的示数为3.8伏时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 瓦;
(2)小临组同学检查发现,实验桌上的电流表已损坏,其他器材完好。小组讨论后,他们选用一个阻值已知的定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路,所用电压表量程为“0~15伏”,也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下:
①检查电路无误后,闭合开关S,再闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 伏;
②滑动变阻器滑片不动,断开开关S1,再闭合开关S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额= (用U额、U0、R0表示)。
【答案】(1)1.52
(2)4.2;
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据乙图读出灯泡的额定电流,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率;
(2)找一个定值电阻与灯泡串联,根据串联电路的电流特点可知,当灯泡正常发光时,通过定值电阻的电流等于灯泡的额定电流。让电压表首先与定值电阻和变阻器并联,当灯泡的电压为3.8V时,此时电压表的示数为:8V-3.8V=4.2V,据此可确定灯泡正常发光的状态。然后通过开关的切换,让电压表与定值电阻并联,此时电压表的示数就是定值电阻的电压,就能利用计算灯泡的额定电流,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率即可。
【解答】(1)根据图乙可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.4A,那么灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。
(2)他们的实验操作步骤如下:
①检查电路无误后,闭合开关S,再闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为3.8伏;
②滑动变阻器滑片不动,断开开关S1,再闭合开关S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率。
19.(2021·宁海模拟)为了测定小灯泡的电功率,小明利用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验,闭合开关并移动滑片P,获得相关数据如下表:
实验序号 U/V I/A P/W
1 2.0 0.18 0.36
2 2.5 0.50
3 3.0 0.22 0.66
(1)完成实验2后,要想获得实验3的数据,则实验中滑片P的移动情况是 。
(2)请分析表中数据,确定小灯泡正常发光时电流表的示数,并在图乙中画出此时电流表指针位置。
(3)在滑动变阻器滑片移动过程中,电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示,请判断随电流增大,滑动变阻器的功率大小变化是 。
【答案】(1)滑片P移至最左端
(2)
(3)先增大后减小至零
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据表格确定电压表的示数变化方向,然后根据U=IR分析电流表的示数变化方向,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电阻的变化方向,从而确定滑片的移动方向。
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据电流值确定指针的位置;
(3)根据P变=P总-PL分析变阻器的电功率大小变化。
【解答】(1)根据表格可知,要获得实验3的数据,电压表的示数要增大,根据U=IR可知,通过电路的电流要增大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电路的总电阻要减小;根据R总=R变+RL可知,变阻器的阻值要减小,即滑片向左移动到最左端。
(2)灯泡正常发光时,通过灯泡的额定电流为:
根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的指针应该对准0.2,如下图所示:
(3)根据图丙可知,当电流相等时,图像的纵坐标表示对应的总功率和灯泡的功率,根据P变=P总-PL可知,两个点之间的纵坐标的差就是对应的变阻器的电功率。因为这个差值先变大后变小到零,所以滑动变阻器的功率变化为:先变大后减小到零。
20.(2021·宁海模拟)铁在自然界中以铁矿石形式分布很广。资料显示:在炼铁过程中,Fe2O3是在一定温度下逐步失去其中的氧,依次生成Fe3O4、FeO和Fe。小科在实验室找到一些铁锈样品进行实验探究,他所用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时先点燃的酒精灯是 。(选填“A”或“B”)
(2)待反应完成后,将所得黑色固体物质放入足量的稀硫酸中,小金认为该物质中并不含铁,他的依据是 。
(3)为了解释这一反常现象,他查到某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行的热反应分析,根据相关的数据绘制图像如图乙,通过分析确定实验没有得到铁的主要原因可能是 。
【答案】(1)B
(2)不产生气泡
(3)使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据CO与氧化铁的操作步骤分析;
(2)根据铁与硫酸反应产生氢气分析;
(3)根据氧化铁还原成不同物质时的温度分析。
【解答】(1)实验前应先通CO,CO有毒,排放到空气中会污染空气,所以实验前应先点燃B处酒精灯;
(2) 黑色固体物质放入足量的稀硫酸中 ,若不含铁,则不会产生气泡;
(3)由图像可知,最终氧化铁还原成铁时温度需要800℃,使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃ ,所以实验中没有得到铁。
故答案为:(1)B;(2)不产生气泡;(3) 使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃ 。
21.(2021·宁波模拟)某化学兴趣小组利用“化学喷泉”设计了如下实验:20℃时,用250mL圆底烧瓶收集一瓶纯净的CO2,按如图组装装置。用注射器缓缓注入3mL NaOH溶液,轻轻振荡烧瓶,打开止水夹,玻璃导管尖嘴处很快产生“喷泉”,与此同时,C、E装置中发生连锁反应。
(1)注入NaOH溶液后,烧瓶内发生反应的化学方程式是 。
(2)“连锁反应”后,C试管中溶液的颜色变化为 。
(3)E试管中的现象为 。
【答案】(1)2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
(2)红色变浅或褪色
(3)产生蓝色沉淀
【知识点】碱的化学性质;二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水分析;
(2)根据装置内压强减小,液体产生回流,结合酸和碱发生中和反应分析;
(3)根据氢氧化钠与硫酸铜会发生反应生成蓝色硫酸铜沉淀分析。
【解答】(1)注入NaOH溶液后,烧瓶内发生反应为二氧化碳与氢氧化钠的反应,方程式是 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ;
(2)A反应后装置内压强减小, 发生“连锁反应”,D中盐酸会进入C中,使得C中溶液由红色变成无色。
(3)E中进入F中的氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硫酸铜会发生反应生成蓝色硫酸铜沉淀。
故答案为:(1) 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ;(2)红色变浅或褪色;(3)产生蓝色沉淀。
22.(2021·宁波模拟)小科做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请将图甲实物图连接完整。
(2)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(3)小科受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为 W。小科进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释 。
【答案】(1)
(2)0.75
(3)0.072;LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据P=UI计算出灯泡的额定功率;
(3)从图丙中找到LED灯的额定电流,然后根据P=UI计算它的额定功率;从能量转化的角度分析LED灯比较明亮的原因。
【解答】(1)灯泡应该与变阻器串联,只需将灯泡的左端与变阻器左上角的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.3A,那么小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)根据丙图可知,当LED额定电压为3V时,通过它的额定电流为0.024A,那么它的额定功率为:P'=U'I'=3V×0.024A=0.072W。
科进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,解释:LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
23.(2021·金华模拟)如图所示是测定“小灯泡电功率”实验的装置图,选用2节新干电池、额定电压为2.5伏、阻值约为10欧的小灯泡和滑动变阻器。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小。则接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下一步操作是 ;
(4)小可测出该规格小灯泡的电流与电压的关系数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4 5
U/伏 0.30 1.20 2.00 2.50 2.90
I/安 0.03 0.12 0.18 0.20 0.21
要得到上述实验数据,小可选用的滑动变阻器的最大阻值为 。
【答案】(1)
(2)C
(3)移动滑片,使电压表的示数为2.5V, 同时观察电流表的示数
(4)90欧
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联,其它的元件都是串联。要注意电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)在闭合开关前,为了保护灯泡,需要将变阻器的滑片调到阻值最大的位置,据此分析判断。
(3)根据P=UI可知,要测量灯泡的额定功率,就要测当灯泡两端的电压为额定电压为2.5V时通过灯泡的额定电流,这是依靠调节变阻器的滑片实现的,据此描述操作内容;
(4)当电路中电流最小时,总电阻最大,即此时变阻器的阻值最大。根据表格确定电流最小时电压表的示数,然后根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,再根据计算即可。
【解答】(1)电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,因此选择量程0~3V,只需将“-”接线柱与灯泡在左端相连即可。电流表与灯泡串联,因为<0.6A,因此选择量程0~0.6A,只需将灯泡左端与中间的“0.6”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小,可能是由于变阻器的阻值太大所致,因此接下来的操作应该是:移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故选C。
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下一步操作是:移动滑片,使电压表的示数为2.5V, 同时观察电流表的示数;
(4)根据表格可知,电路的最小电流为0.03A,此时电压表的示数为0.3V;
那么变阻器的电压U变=U总-UL=3V-0.3V=2.7V;
变阻器的最大阻值。
24.(2021·金华模拟)某兴趣小组的同学习了“灭火器原理”后,设计了如图所示实验,并对反应后瓶中残留溶液进行探究。
[提出问题]废液中所含溶质是什么?
[猜想与假设]
猜想1:废液中的溶质是NaCl;
猜想2:废液中的溶质是 ;
猜想3:废液中的溶质是Na2CO3和NaCl。
[讨论与交流]
(1)请将猜想2补充完整 ;
(2)小鹏同学为验证猜想2,取少量废液于试管中,然后滴入酚酞溶液,发现溶液不变色,于是小鹏认为猜想2正确。经过讨论和交流后,小明认为小鹏的结论是不合理的,小明的理由是 ;
(3)[实验与结论]验证猜想3,可选用的试剂有 (填字母);
A.酚酞溶液
B.氢氧化钡溶液
C.稀硫酸
D.氯化钙溶液
(4)[拓展与应用]若废液中的溶质是NaCl和HCl,根据盐酸的性质,无需另加试剂,只要对废液进行 操作即可从废液中得到NaCl固体。
【答案】(1)NaCl和HCl
(2)酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色
(3)ABCD
(4)蒸发
【知识点】酸碱指示剂及其性质;盐的性质及用途
【解析】【分析】(1)根据反应后溶液成分一定有生成物,反应物可能有剩余分析;
(2)根据酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色分析;
(3)根据碳酸钠的性质分析;
(4)根据氯化钠和盐酸的混合溶液蒸发即可得到纯净氯化钠分析。
【解答】 (1)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应后溶液中一定有氯化钠,碳酸钠和氯化氢可能剩余一种,所以猜想2为废液中溶质是NaCl和HCI ;
(2) 酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色,所以小鹏的结论不合理;
(3)要验证废液中的溶质是Na2CO3和NaCl ,只需验证碳酸钠的存在即可,碳酸钠溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,A正确;氢氧化钡溶液与碳酸钠反应可产生碳酸钡沉淀,B正确;稀硫酸与碳酸钠反应可产生二氧化碳气体,C正确; 氯化钙溶液与碳酸钠反应可产生碳酸钙沉淀,D正确;
(4)氯化氢为气体,所以要人氯化钠和氯化氢的混合溶液中得到氯化钠固体,只需蒸发即可得到氯化钠的同时除去氯化氢。
故答案为:(1) NaCl和HCl;(2)酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色;(3)ABCD;(4)蒸发。
25.(2021·金华模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1.2W),电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。
(1)图甲有根导线连接错误。请在这根导线上打“×”用笔画线代替导线,将其改正。
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向左端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像,如图丙所示。分析图像可知;小灯泡的额定功率为 W。
(3)继续实验时灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。下列操作不能判断出故障类型的是 。
A.直接观察电流表示数
B.直接观察电压表示数
C.将一根导线并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数
D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数
(4)小华将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验,并依据实验数据,描出灯泡的I—U图像(如图a),任取图像中一点构成矩形(如图b中阴影部分),则矩形的面积表示的物理含义是 。
【答案】(1)
(2)1
(3)A
(4)滑动变阻器的电功率
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡额定功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的元件都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)根据丙图确定灯泡正常发光时的额定电流,然后根据P额=U额I额计算灯泡的额定功率。
(3)根据各个选项提供的判断方法,分析是否能够确定故障的种类和位置即可。
(4)根据电功率的公式P=UI分析即可。
【解答】(1)电压表应该与灯泡并联,根据甲图可知,可将开关与灯泡相连的导线,从开关上拆下,然后改接在电源负极上即可,如下图所示:
(2)根据丙图可知,当灯泡的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.4A,则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.4A=1W。
(3)A.无论是灯泡断路,还是变阻器断路,电流表都没有示数,即直接观察电流表示数无法确定故障的位置,故A符合题意;
B.直接观察电压表示数,如果电压表有示数,那么灯泡断路;如果电压表没有示数,那么变阻器断路,故B不合题意;
C.将一根导线并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故C不合题意;
D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故D不合题意。
故选A。
(4)根据图b可知,当变阻器的滑片移动到阻值最小时,灯泡两端的电压等于电源电压,即电源电压为U2。当灯泡的电压为U1时,通过电路的电流为I1,根据U变=U总-UL可知,阴影部分的宽U2-U1其实就是变阻器的电压。而阴影部分的面积:S=U变I1,根据P=UI可知,阴影部分的面积表示的就是滑动变阻器的电功率。
26.(2021·余姚模拟)某兴趣小组在进行酸碱反应的实验时,先向烧杯中加入适量稀盐酸,并滴加几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀氢氧化钠溶液,并不断搅拌,一会儿后停止滴加氢氧化钠溶液,观察到烧杯中溶液为无色。同学们对反应后的溶液M的成分进行如下探究:
[猜想假设]猜想Ⅰ:氢氧化钠与盐酸恰好完全中和,溶液M呈中性。猜想Ⅱ: 。
[实验探究]
⑴为了验证自己的猜想,小科设计了实验方案一:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加紫色石蕊溶液 溶液显紫色 猜想Ⅰ正确
⑵小思设计了实验方案二:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸 产生白色沉淀 猜想Ⅱ正确
[分析评价]同学们对小思的实验方案进行了分析,认为他的实验结论不正确。如果猜想Ⅰ正确,按照方案二的实验操作,也会生成白色沉淀,此时发生反应的化学方程式为 。
[再次探究]
如果要验证猜想Ⅱ正确,可以设计实验方案三:取少量溶液M于试管中。然后分别加入下列物质进行实验,能观察到明显现象并得出正确结论的是 (填序号)。
①锌粒;②铜丝;③二氧化碳;④氧化铁;⑤氢氧化钾;⑥硫酸铜:⑦碳酸钙;⑧硝酸铵
【答案】稀盐酸过量,溶液显酸性;NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3;①④⑤⑦
【知识点】酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】根据氢氧化钠与盐酸生成氯化钠和水,酚酞遇中性和酸性溶液都呈无色, 氯化钠与盐酸都会与硝酸银反应产生氯化银沉淀及酸的化学性质分析。
【解答】 [猜想假设] 酚酞溶液呈无色,则可能是氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,也可能是盐酸有剩余,则猜想Ⅱ为稀盐酸过量,溶液显酸性;
[分析评价] 氯化钠与盐酸都会与硝酸银反应产生氯化银沉淀,氯化钠与硝酸银反应的方程式为 NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 ;
[再次探究] ①锌粒与盐酸反应产生氢气,可以得出结论;②铜丝与盐酸不反应,不可以得出结论;③二氧化碳与盐酸不反应,不可以得出结论;④氧化铁可与盐酸反应,使固体溶解,可以得出结论;⑤因溶液中有酚酞,氢氧化钾溶液能使酚酞变红,氢氧化钾与盐酸反应,会使碱性消失,所以开始无红色现象,可以得出结论;⑥硫酸铜不与盐酸反应,不可以得出结论;⑦碳酸钙与盐酸反应可产生二氧化碳气体,可以得出结论;⑧硝酸铵不与盐酸反应,不可以得出结论;
故答案为:稀盐酸过量,溶液显酸性 ;NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 ; ①④⑤⑦ 。
27.(2021·余姚模拟)如图所示,在测量小灯泡电功率实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池。
(1)正确连接电路并测量,得到如表数据:在第1组数据中,电压表和电流表虽然都有示数,却观察到灯泡不发光,主要原因是: 。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.3 2.1 2.5 2.9
电流I/A 0.16 0.22 0.26 0.28 0.30
发光情况 不发光 较暗 较亮 正常发光 强烈发光
(2)用所给电路测量出小灯泡的额定功率后,他们对测量结果进行了误差分析。考虑电表本身对电路的影响,该电路由于所测 (填“电压”或“电流")值偏大导致所测小灯泡电功率偏大。
(3)很多电学实验中用到滑动变阻器,并多次测量电压和电流值,但对测量数据的处理方式以及滑动变阻器的作用并不相同,下列说法正确的是( )
A.探究电流与电压的关系实验,多次测量是为了求平均值来减小误差,滑动变阻器的作用主要是保护电路
B.伏安法测电阻实验中,多次测量是为了寻找普遍规律,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压
C.伏安法测电功率实验中,多次测量是为了比较实际功率与额定功率,滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的电压
【答案】(1)灯的实际功率过小
(2)电流
(3)C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)灯泡的发光强度与实际功率大小有关,即功率越大,它的亮度越大,据此根据表格中第1组数据计算分析即可。
(2)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,然后根据P=UI分析灯泡的变化。
(3)根据各个选项中描述的实验过程,分析其中滑动变阻器的作用即可。
【解答】(1)根据表格可知,第1组数据中,灯泡的实际功率P=UI=0.5V×0.16A=0.08W,则此时灯泡不发光的原因为:灯的实际功率过小。
(2)根据电路图可知,电压表与灯泡并联,那么电流表的示数就是灯泡和电压表的电流之和,根据P=UI可知,灯泡的功率会偏大,因此:该电路由于所测电流值偏大导致所测小灯泡电功率偏大。
(3)A.探究电流与电压的关系实验,多次测量是为了寻找普遍规律,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压,故A错误;
B.伏安法测电阻实验中,多次测量是为了求平均值减小误差,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压,故B错误;
C.伏安法测电功率实验中,多次测量是为了比较实际功率与额定功率,滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的电压,故C正确。
故选C。
28.(2021·余姚模拟)在探究动能大小与哪些因素有关的实验中,小科设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止。
(1)实验中小科是通过观察 来判断钢球的动能大小。
(2)在图甲、丙中,m2>m1,小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2,若s3>s1,则表明物体
的动能与质量的关系是: 。
(3)小思利用丁图来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为t1,B小球通过凹形槽的时间t2,则时间较短的是 。
【答案】(1)木块移动的距离
(2)速度相等时,物体的质量越大,动能越大
(3)t2
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)从斜面上滚下的小球撞击木块,木块在水平面上移动。根据W=fs可知,木块移动的距离越远,克服阻力做的功越大,说明小球的动能越大。
(2)根据题目描述确定哪个因素相同,哪个因素不同,根据木块移动距离确定动能的大小,从而得到结论。
(3)根据弧形槽的形状分析物体的运动状态,从而判断整个过程平均速度的大小,最后根据比较运动时间的长短。
【解答】(1)实验中小科是通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。
(2)在图甲、丙中,m2>m1,小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2,若s3>s1,说明丙图中的小球动能大,则表明物体的动能与质量的关系是:速度相等时,物体的质量越大,动能越大。
(3)A为凸形,在运动过程中,动能先转换为重力势能,再转换为动能,因此速度先变小后变大,则整个过程的平均速度v1小于v;
B为凹形,在运动过程中,重力势能先转换为动能,再转换为重力势能,因此速度先变大后变小,则整个过程的平均速度v2大于v;
根据公式可知,运动时间较短的是t2。
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初中科学中考专题特训练习实验探究题2
一、实验探究题
1.(2021·鄞州模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小科设计了如图甲所示的电路,其中电源由3节干电池组成,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“50Ω
2A”,电流表和电压表都是已选择好合适量程。
(1)闭合开关后,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,请你帮小科判断:此时灯泡 (填“有”或“没有”)故障。
(2)某次实验测量中,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑片向 (填“左”或“右”)移动,直至小灯泡正常发光,记下电流表的示数 I1和电压表的示数 U1。
(3)小科想进一步了解发光二极管的发光情况。实验前小科查阅资料发现发光二极管将电能转换成光能的效率更高,功率相同时,发光二极管更亮。然后把电路恢复实验前状态,将小灯泡换成二极管,闭合开关,移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时,记下电流表的示数I2和电压表的示数U2,则U2I2 U1I1。(填“>”、“<”或“=”)
2.(2021·丽水)杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具,现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下,动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆:选取一根筷子,在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘:取一个小纸杯,剪去上部四分之三,系上细绳,固定在秤杆的“A"处;
③系秤纽:在秤杆的“B"处系上绳子:
④标零线:将5克的砝码系上细绳制成秤砣,挂到秤纽的右边,手提秤纽,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上“0”;
⑤定刻度……
[交流评价]
(1)杆秤是一种测量 的工具:
(2)当在秤盘上放置物体称量时,秤砣应从“0”刻度向 侧移动:
(3)步骤④标零线的目的是 ;
(4)根据杠杆平衡条件可知,杆秤的刻度是均匀的。定刻度时,小科和小思采用不同的方法,你认为 的方法更合理。
小科:先在秤盘上放1克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上1;然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小息:在秤盘上放20克物体,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标上20,0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
3.(2021·婺城模拟)某兴趣小组进行了一项关于酵素能否促进物质分解的研究。具体做法是:先在4支相同的试管中加入体积均为1cm3的正方体蛋白块,然后再在各试管加入2mL淀粉液;接下来根据实验的要求分别加入1号酵素、2号酵素、稀盐酸或蒸馏水。最后各试管在室温下静置10小时,结果如表。(“+”表示有加入,“-”表示没有加入)。
试管编号 蛋白方块 淀粉液(mL) 1号酵素(2mL) 2号酵素(2mL) 稀盐酸(2mL) 蒸馏水(2mL) 结果
蛋白块 淀粉
① + + - + + - 消失 存在
② + + - + - + 存在 存在
③ + + + - + - 存在 消失
④ + + + - - + 存在 存在
(1)根据此实验结果,下列评价正确的是 。(填字母编号)
A.1号酵素在中性环境下能使淀粉消失
B.2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失
C.1号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失
D.2号酵素在中性环境下能使淀粉消失
(2)若实验中的两种酵素所含的酶类似于人体的消化酶,那么2号酵素所含的酶可能与人体中 分泌消化酶相似。
(3)为使本实验能在更短的时间内完成,请提出1条改进建议 。
4.(2021·婺城模拟)学习了金属的性质之后,同学们决定用实验对铁、铝、铜三种金属的活动性顺序进行验证。请回答:
(一)验证实验
(1)将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中,过一会儿取出铁丝,观察到 就能得出三种金属的活动性顺序为:铝>铁>铜。
(2)将铁丝插入硫酸铜溶液中时,除了上述观象,同学们还发现容液中有较多气泡放出。为了确定生成了什么气体,同学们决定继续进行探究。
[建立猜想]放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种。
[查阅资料]SO2易溶于水,化学性质与二氧化碳相似,也能使澄清石灰水变浑油,生成CaSO3
[方案设计]依据上述猜想,同学们分别设计了如下方案:
甲同学认为气体是O2,检验方法是 ,经检验不是O2。对于另两种气体的验证,同学合作设计了如图组合实验方案:
(3)实验开始时,先将收集到的气体从A通入一段时间后,再点燃C处酒精灯;这样操作的目的是 。
(4)实验过程中根据 现象,可以得出结论:铝丝与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是氢气,硫酸铜溶液中可能含有酸。
5.(2021·南湖模拟)一切做机械运动的物体都具有动能。那么,物体的动能大小跟哪些因素有关呢 科学兴趣小组同学开展了以下实验探究。
①让质量均为m的小球分别从同一斜面A处和B处由静止开始滚下,与放在水平地面上的相同木块相碰,木块被推动一段距离后静止,如图甲和乙所示;
②让质量为2m的小球从上述同一斜面的A处由静止开始滚下,与放在水平地面上的相同木块相碰,木块被推动一段距离后静止,如图丙所示。
请回答下列问题:
(1)动能大小的判断:实验时,通过观察 来比较小球动能的大小;
(2)变量的控制:做甲、丙实验时,要让小球从相同的高度滚下,这样做是为了使质量不同的两小球到达斜面底端时具有 。
(3)影响因素的比较:要研究质量和速度哪个因素对动能影响更大,只要比较 两个实验的结果就能做出判断。
6.(2021·南湖模拟)在学习了酸碱盐知识后,某科学兴趣小组用黑枸杞取液作了以下实验:
实验一:室温时,将蒸馏水和不同pH的硫酸、氢氧化钠溶液,分别装在14支试管中,并向每支试管中滴加3滴黑枸杞提取液。实验结果如下:
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
颜色 粉红 粉红 粉红 浅紫 浅紫 紫 紫 蓝 蓝 深蓝 深蓝 灰绿 黄 黄棕
实验二:室温时,向4支试管中分别加入相同体积的以下4种物质,各滴加3滴黑枸杞提取液。
实验结果如下:
物质 稀盐酸 牛奶 蒸馏水 炉具清洁剂
颜色 粉色 紫 紫 黄
根据实验,回答下列问题:
(1)炉具清洁剂的pH约为 。
(2)根据实验现象,不能确定牛奶呈中性的理由是 。
(3)小苏打溶液的pH为8.3,向小苏打溶液中加3滴黑枸杞提取液,再滴入pH为4的稀盐酸至过量,观察到的实验现象是 。
7.(2021·丽水模拟)课堂上老师演示了锌跟稀硫酸的反应,小明对实验后试管中溶液的成分产生了兴趣,他先用pH试纸测得反应后剩余溶液的pH=1,然后往该试管中逐滴加入氢氧化钡溶液,发现当他滴下第一滴溶液后,立即产生白色沉淀。请回答下列问题:
(1)反应后剩余溶液的成分是 ;
(2)当老师将稀硫酸加入有锌粒的试管后,随着反应的进行,锌粒有上浮到液面的现象,请解释此现象: ;
(3)小明认为滴下第一滴氢氧化钡溶液产生的沉淀不可能是氢氧化锌,理由是 ;
(4)老师根据实验现象面出了沉淀质量随滴加的氢氧化钠溶液质量的变化曲线如图所示。则BC段产生的沉淀是 。(填化学式)
8.(2021·丽水模拟)小金利用图甲的电路制量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
[实验过程]
(1)连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于 (填“A”或“B”)端:
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦:
(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验:
图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是 。
(4)[继续探究]小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有220V 40W 灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡 更亮。
9.(2021·温岭模拟)某兴趣小组为了测量小灯泡的电功率。选用电压恒为 3V 的电源、额定电压为 2.5V 的小灯泡(正常发光时的电阻约为 10Ω)。
(1)该小组发现用图甲所示的电路无法完成此实验,经检查各接线柱接触良好、器材均正常,请指出错误所在 。
(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为 2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 。
(3)根据多次实验后的数据绘制出灯泡两端的电压和通过的电流关系如图乙所示。实验结束后断开开关发现电表示数如图丙所示。利用已知信息推测该灯泡的额定功率 。
10.(2021·温岭模拟)某同学偶然发现,将高锰酸钾溶液和过氧化氢溶液混合,会有大量气泡产生,静置一段时间后观察到有黑色沉淀生成。该同学为了探究反应后生成物的成分,进行了如下实验:
(1)该同学用集气瓶收集实验产生的气体,然后用带火星的木条靠近瓶口,木条复燃。可用于收集该气体的装置有 。
(2)待两种溶液恰好完全反应后,过滤出沉淀得到黑色粉末和无色滤液,经检测这种黑色粉末是二氧化锰。
为研究上述实验后滤液中的成分,查阅资料后得知:锰酸钾溶液呈墨绿色,含有钾离子的溶液在无色火焰上灼烧呈紫色,含有锰离子的溶液在无色火焰上灼烧呈黄绿色。该同学又设计了如下步骤:
①取少量滤液于试管中,滴加硫酸铜溶液,有蓝色絮状沉淀生成。
②用洁净的铂丝蘸取剩余溶液,在无色火焰上灼烧,观察到火焰颜色为紫色。设计步骤①的作用是 ,由此推测出滤液中一定含有的溶质是 。
11.(2021·桐乡模拟)在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时,小海选用材料不同其他条件相同的两根弹簧甲、乙,一个木块及刻度尺等,按如图所示装置进行实验,得出以下数据:
实验次数 弹箕类型 弹簧被压缩的程度/cm 木块移动的距离/cm
1 弹簧甲 3 S1
2 弹簧甲 8 S2
3 弹簧乙 3 S3
4 弹簧乙 8 S4
(1)小海的实验基于的猜想是 。
(2)由于弹性势能的大小不可直接测量,本实验弹性势能大小可以通过 体现。
(3)但在第4次实验时木块滑到了水平面以外,请你帮助小海想出解决问题的办法 。
12.(2021·桐乡模拟)某兴趣小组在研究“串联电路特点”的实验中,将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路(如图甲) ,闭合开关S,发现LED灯亮而小灯泡L不亮,小明
实验次数 电压/N 电流/mA 电阻/Ω
1 1.4 12 116.7
2 1.6 14 114.3
3 1.8 16 112.5
… … … …
认为这是因为通过LED灯的电流大于小灯泡的电流引起的。
(1)小应同学反对小明的这种说法,理由是 。
(2)两位同学进行如下实验寻找原因:
实验一:将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端, 观察到小灯泡L发光了。
实验二:在老师帮助下, 他们利用电压表和电流表, 按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,获得多组数据如上表:
①实验一排除了哪种因素导致小灯泡不发光的可能性 。
②根据实验数据, 他们分析“LED灯亮而小灯泡L不亮”的可能原因是 。
【表达与交流】同学们把实验结果向老师汇报之后,老师肯定了他们的研究成果,并引导同学们该实验也说明了LED灯和普通小灯泡的发光原理有所不同,
可以继续探究……
13.(2021·海曙模拟)小科同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的实物电路。
(1)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A;
(2)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节电阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;
步骤(1)小灯泡的实际功率P1= W;
(3)在实际测量中,若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为可能的是 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
14.(2021·海曙模拟)某实验小组取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,小科认为生石灰已变质,试剂瓶中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3等三种物质,并开展如下探究:称取10.6g样品,并设计实验方案及实验装置( 如图所示)。
①检查装置气密性,在锥形瓶内加入样品10.6g和适量的水并放出热量,并连接好仪器;
②打开分液漏斗活塞,将稀盐酸缓缓注入锥形瓶中,使样品恰好完全反应,准确测得量筒内共收集到1100mL的水(装有水的广口瓶的水面上方铺有一层油);
③拆下装置后,往锥形瓶内的溶液中注入足量硝酸银溶液,至沉淀完全,经过滤、洗涤和干燥后,称量沉淀质量。
注:本实验条件下,二氧化碳的密度2g/L。
(1)试写出样品溶于水放热的化学方程式 。
(2)碳酸钙与盐酸反应属于化学四大基本反应中的 。
(3)若不在水面上铺层油,则实验测得的样品中CaCO3质量 (填“大于”、“小于”或“等于”)实际质量。
(4)在步骤③中,当沉淀质量小于 g时,说明样品中还含有Ca(OH)2。
15.(2021·长兴模拟)某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用的器材有:标有“2.5V"”的小灯泡、电压为3V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,根据图甲的电路图,将图乙的实物图连接完整。
(2)实验过程中,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现这个现象的原因可能是小灯泡连接处 (选填“断路”或“短路") 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片可改变电压表示数。若使电压表示数由2.5V变为图丙所示,应向 移动滑动变阻器的滑片。
(4)他调节滑动变阻器,获得多组电压表和电流表示数,并画出U-I图像如图丁所示。若该小灯泡在额定电压下工作10s消耗的电能为W额,小灯泡两端电压为额定电压一半时工作 10s 消耗的电能为W实,则W实 W额(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
16.(2021·江干模拟)在测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中,被测小灯泡的电阻约为10Ω,电源为2节新干电池(每节1.5V)串联。
(1)图甲是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路(注意电流表电压表左侧均为负接线柱)。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将 ;若闭合开关后,电压表的示数为2V,小金应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,同时眼睛注视 ,使小灯泡正常发光。
(3)正常发光时电流表的指针位置如图乙所示,由此可得出小灯泡的额定功率是 W。
17.(2021·乐清模拟)小知和小临在老师的帮助下设计“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示∶将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图的四个实验场景
(1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景 进行实验。
(2)小如通过观察木块移动的距离长短,来判断小车动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(3)猜想一下:如果斜面和水平面都是光滑的,把木块固定在水平面上,将小车从斜面上高10厘米处由静止释放,小车与木块碰撞时无能量损失,那么小车被木块反弹后将会运动到斜面高 (选填“小于”或“等于”或“大于”)10厘米处。
18.(2021·乐清模拟)某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下:规格为“3.8伏”的小灯泡、学生电源(电压恒为8伏)、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏,0~15伏)、滑动变阻器(20欧 2安)、开关及导线若干。
(1)小知组按图甲正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表的示数为3.8伏时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 瓦;
(2)小临组同学检查发现,实验桌上的电流表已损坏,其他器材完好。小组讨论后,他们选用一个阻值已知的定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路,所用电压表量程为“0~15伏”,也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下:
①检查电路无误后,闭合开关S,再闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 伏;
②滑动变阻器滑片不动,断开开关S1,再闭合开关S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额= (用U额、U0、R0表示)。
19.(2021·宁海模拟)为了测定小灯泡的电功率,小明利用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验,闭合开关并移动滑片P,获得相关数据如下表:
实验序号 U/V I/A P/W
1 2.0 0.18 0.36
2 2.5 0.50
3 3.0 0.22 0.66
(1)完成实验2后,要想获得实验3的数据,则实验中滑片P的移动情况是 。
(2)请分析表中数据,确定小灯泡正常发光时电流表的示数,并在图乙中画出此时电流表指针位置。
(3)在滑动变阻器滑片移动过程中,电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示,请判断随电流增大,滑动变阻器的功率大小变化是 。
20.(2021·宁海模拟)铁在自然界中以铁矿石形式分布很广。资料显示:在炼铁过程中,Fe2O3是在一定温度下逐步失去其中的氧,依次生成Fe3O4、FeO和Fe。小科在实验室找到一些铁锈样品进行实验探究,他所用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时先点燃的酒精灯是 。(选填“A”或“B”)
(2)待反应完成后,将所得黑色固体物质放入足量的稀硫酸中,小金认为该物质中并不含铁,他的依据是 。
(3)为了解释这一反常现象,他查到某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行的热反应分析,根据相关的数据绘制图像如图乙,通过分析确定实验没有得到铁的主要原因可能是 。
21.(2021·宁波模拟)某化学兴趣小组利用“化学喷泉”设计了如下实验:20℃时,用250mL圆底烧瓶收集一瓶纯净的CO2,按如图组装装置。用注射器缓缓注入3mL NaOH溶液,轻轻振荡烧瓶,打开止水夹,玻璃导管尖嘴处很快产生“喷泉”,与此同时,C、E装置中发生连锁反应。
(1)注入NaOH溶液后,烧瓶内发生反应的化学方程式是 。
(2)“连锁反应”后,C试管中溶液的颜色变化为 。
(3)E试管中的现象为 。
22.(2021·宁波模拟)小科做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请将图甲实物图连接完整。
(2)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(3)小科受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为 W。小科进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释 。
23.(2021·金华模拟)如图所示是测定“小灯泡电功率”实验的装置图,选用2节新干电池、额定电压为2.5伏、阻值约为10欧的小灯泡和滑动变阻器。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小。则接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下一步操作是 ;
(4)小可测出该规格小灯泡的电流与电压的关系数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4 5
U/伏 0.30 1.20 2.00 2.50 2.90
I/安 0.03 0.12 0.18 0.20 0.21
要得到上述实验数据,小可选用的滑动变阻器的最大阻值为 。
24.(2021·金华模拟)某兴趣小组的同学习了“灭火器原理”后,设计了如图所示实验,并对反应后瓶中残留溶液进行探究。
[提出问题]废液中所含溶质是什么?
[猜想与假设]
猜想1:废液中的溶质是NaCl;
猜想2:废液中的溶质是 ;
猜想3:废液中的溶质是Na2CO3和NaCl。
[讨论与交流]
(1)请将猜想2补充完整 ;
(2)小鹏同学为验证猜想2,取少量废液于试管中,然后滴入酚酞溶液,发现溶液不变色,于是小鹏认为猜想2正确。经过讨论和交流后,小明认为小鹏的结论是不合理的,小明的理由是 ;
(3)[实验与结论]验证猜想3,可选用的试剂有 (填字母);
A.酚酞溶液
B.氢氧化钡溶液
C.稀硫酸
D.氯化钙溶液
(4)[拓展与应用]若废液中的溶质是NaCl和HCl,根据盐酸的性质,无需另加试剂,只要对废液进行 操作即可从废液中得到NaCl固体。
25.(2021·金华模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1.2W),电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。
(1)图甲有根导线连接错误。请在这根导线上打“×”用笔画线代替导线,将其改正。
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向左端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像,如图丙所示。分析图像可知;小灯泡的额定功率为 W。
(3)继续实验时灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。下列操作不能判断出故障类型的是 。
A.直接观察电流表示数
B.直接观察电压表示数
C.将一根导线并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数
D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,观察电流表是否有示数
(4)小华将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验,并依据实验数据,描出灯泡的I—U图像(如图a),任取图像中一点构成矩形(如图b中阴影部分),则矩形的面积表示的物理含义是 。
26.(2021·余姚模拟)某兴趣小组在进行酸碱反应的实验时,先向烧杯中加入适量稀盐酸,并滴加几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀氢氧化钠溶液,并不断搅拌,一会儿后停止滴加氢氧化钠溶液,观察到烧杯中溶液为无色。同学们对反应后的溶液M的成分进行如下探究:
[猜想假设]猜想Ⅰ:氢氧化钠与盐酸恰好完全中和,溶液M呈中性。猜想Ⅱ: 。
[实验探究]
⑴为了验证自己的猜想,小科设计了实验方案一:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加紫色石蕊溶液 溶液显紫色 猜想Ⅰ正确
⑵小思设计了实验方案二:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量溶液M于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸 产生白色沉淀 猜想Ⅱ正确
[分析评价]同学们对小思的实验方案进行了分析,认为他的实验结论不正确。如果猜想Ⅰ正确,按照方案二的实验操作,也会生成白色沉淀,此时发生反应的化学方程式为 。
[再次探究]
如果要验证猜想Ⅱ正确,可以设计实验方案三:取少量溶液M于试管中。然后分别加入下列物质进行实验,能观察到明显现象并得出正确结论的是 (填序号)。
①锌粒;②铜丝;③二氧化碳;④氧化铁;⑤氢氧化钾;⑥硫酸铜:⑦碳酸钙;⑧硝酸铵
27.(2021·余姚模拟)如图所示,在测量小灯泡电功率实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池。
(1)正确连接电路并测量,得到如表数据:在第1组数据中,电压表和电流表虽然都有示数,却观察到灯泡不发光,主要原因是: 。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.3 2.1 2.5 2.9
电流I/A 0.16 0.22 0.26 0.28 0.30
发光情况 不发光 较暗 较亮 正常发光 强烈发光
(2)用所给电路测量出小灯泡的额定功率后,他们对测量结果进行了误差分析。考虑电表本身对电路的影响,该电路由于所测 (填“电压”或“电流")值偏大导致所测小灯泡电功率偏大。
(3)很多电学实验中用到滑动变阻器,并多次测量电压和电流值,但对测量数据的处理方式以及滑动变阻器的作用并不相同,下列说法正确的是( )
A.探究电流与电压的关系实验,多次测量是为了求平均值来减小误差,滑动变阻器的作用主要是保护电路
B.伏安法测电阻实验中,多次测量是为了寻找普遍规律,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压
C.伏安法测电功率实验中,多次测量是为了比较实际功率与额定功率,滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的电压
28.(2021·余姚模拟)在探究动能大小与哪些因素有关的实验中,小科设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止。
(1)实验中小科是通过观察 来判断钢球的动能大小。
(2)在图甲、丙中,m2>m1,小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2,若s3>s1,则表明物体
的动能与质量的关系是: 。
(3)小思利用丁图来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为t1,B小球通过凹形槽的时间t2,则时间较短的是 。
答案解析部分
1.【答案】(1)没有
(2)右
(3)<
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,滑片在变阻器阻值最大的位置,此时通过电路的电流很小,则灯泡可能不亮,而电流表和电压表却都有示数;
(2)根据乙图确定电压表的示数,与额定电压相比确定灯泡电压的变化方向,再根据U=IR确定电流的变化方向,最后根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化即可。
(3)根据亮度的大小分析二者实际发光功率的大小,再根据转换效率的高低判断实际总功率的大小关系即可。
【解答】(1)闭合开关后,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,此时灯泡没有故障。
(2)根据乙图可知,此时电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V,小于额定电压2.5V,则此时电压表的示数要增大才行。根据U=IR可知,此时通过灯泡的电流要增大,则电路的总电阻要减小,即变阻器的阻值要减小,应将滑片像右移动。
(3)二极管和灯泡的亮度相当,即转换后的发光功率相等,根据“发光二极管将电能转换成光能的效率更高”可知,二极管的总功率应该小于灯泡的总功率。根据P=UI可知,U2I22.【答案】(1)质量
(2)右
(3)避免杆秤 自身重力对称量的干扰
(4)小思
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可;
(3)杆秤自身也有重力,它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线,可以将自身重力对称量的影响平衡掉,从而保证测量结果的准确性。
(4)可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】(1)根据题目可知,杆秤的量程为20g,而“g”是质量单位,所以杆秤是一种称量质量的工具。
(2)当在秤盘上放置物体称量时,左盘的质量会增大,根据杠杆的平衡条件:G左×L2=G秤砣×L1可知,秤砣的力臂L1会增大,则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
(3)步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰;
(4)小思的方法只需测量1次,然后就能利用刻度尺标注刻度,方便快捷;采用平均法标注刻度,还可以保证刻度的均匀性,减小测量的误差,因此我认为小思的方法更合理。
3.【答案】(1)B
(2)胃腺
(3)把各试管放在37℃的温水中保温(增加酵素)
【知识点】酶及其催化作用;食物的消化与吸收
【解析】【分析】消化酶对食物的消化具有专一性、高效性、最适温度和pH值,蛋白酶在酸性条件下能初步消化蛋白质。
【解答】 (1)、 A: 由④得,试管1号酵素在中性环境下不能使淀粉消失;
B:由 ① 得,试管 2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失 ;
C: 试管 ③得, 1号酵素在酸性环境下不能使蛋白块消失;
D:2号酵素在中性环境下不能使淀粉消失 ;
(2)、由 ①得, 试管 2号酵素在酸性环境下能使蛋白块消失 ,所以跟胃腺的消化液相同;
(3)、消化酶对食物的消化最适温度和适量是酶,人体的体温是37 ℃ 。
故答案为: (1) B; (2) 胃腺 ; (3) 把各试管放在37℃的温水中保温(增加酵素)
4.【答案】(1)硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现(溶液由蓝色变为浅绿色)
(2)将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃
(3)将装置内的空气排尽,防止爆炸
(4)A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红
【知识点】金属活动性顺序及其应用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据铁不能与硫酸铝溶液反应,能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜分析;
(2)根据氧气的验证方法分析;
(3)根据氢气与空气的混合气体点燃易发生爆炸分析;
(4)根据氢气能与氧化铜反应生成铜分析。
【解答】(1)铁不能与硫酸铝溶液反应,能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,所以取出铁丝,可观察到硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现 ;
(2)验证氧气需将带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃 ;
(3)氢气具有可燃性,与空气混合加热可能发生爆炸,所以将收集到的气体从A通入一段时间后再点燃C处酒精灯,是为了 将装置内的空气排尽,防止爆炸 ;
(4)氢气具有还原性,能与氧化铜反应, 若A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红 ,可得出铝与硫酸铜溶液反应产生氢气。
故答案为:(1) 硫酸铝溶液中的铁丝表面无现象;硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体出现(溶液由蓝色变为浅绿色) ;(2) 带火星的木条伸入收集到的气体中,观察是否复燃 ;(3) 将装置内的空气排尽,防止爆炸 ;(4) A装置中溶液不变浑浊,C装置中铜网表面的黑色CuO变红 。
5.【答案】(1)木块被推动的距离
(2)相同的速度或速度相等、速度大小相等
(3)乙、丙
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)小球撞击木块后,木块在水平面上克服摩擦力做功,根据W=Fs可知,木块移动的距离越远,克服阻力做功越多,则小球的动能越大;
(2)小球到达水平面时的速度大小与它在斜面上的高度有关,即高度越大,它的速度越大;
(3)要探究质量和速度对动能的影响大小,就要一个保持质量不变改变高度,另一个保持高度不变而改变质量,通过木块移动距离的远近判断对动能的影响大小,据此选择对照实验。
【解答】(1)动能大小的判断:实验时,通过观察木块被推动的距离来比较小球动能的大小;
(2)变量的控制:做甲、丙实验时,要让小球从相同的高度滚下,这样做是为了使质量不同的两小球到达斜面底端时具有相同的速度或速度相等、速度大小相等。
(3)影响因素的比较:要研究质量和速度哪个因素对动能影响更大,只要比较乙、丙两个实验的结果就能做出判断。
6.【答案】(1)13
(2)呈紫色时 pH 可能是 6 也可能是 7, 故不能判定是中性
(3)溶液由蓝色变紫色,最后变成浅紫色。
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系
【解析】【分析】(1)将炉具清洁剂的颜色与上面表格中的颜色比较,从而确定它的pH值的范围;
(2)根据实验1中的表格可知,滴入黑枸杞提取液后,pH=6或pH=7时,溶液都呈紫色,即溶液可能为中性,也可能呈酸性;
(3)根据溶液pH的变化,确定溶液的颜色变化即可。
【解答】(1)在炉具清洁剂里加入黑枸杞提取液后呈黄色,与实验一的表格比较可知,此时它的pH=13;
(2)在牛奶中加入黑枸杞提取液后呈紫色,与实验一的表格对照可知,不能确定牛奶呈中性的理由是:呈紫色时 pH 可能是 6 也可能是 7, 故不能判定是中性。
(3)小苏打溶液的pH为8.3,此时呈蓝色;向小苏打溶液中加3滴黑枸杞提取液,再滴入pH为4的稀盐酸至过量,这个过程中溶液的pH不断减小,根据实验一表格可知:溶液由蓝色变紫色,最后变成浅紫色。
7.【答案】(1)硫酸锌和硫酸
(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力所以上浮
(3)pH=1,说明硫酸过量,硫酸会与氢氧化锌反应
(4)BaSO4和Zn (OH)2
【知识点】酸的化学性质
【解析】【分析】根据锌与硫酸反应产生硫酸锌,溶液呈酸性则硫酸有剩余,加入氢氧化钡时硫酸与氢氧化钡反应可产生硫酸钡沉淀,氢氧化钡与硫酸锌反应会产生氢氧化锌沉淀,但氢氧化锌能溶于硫酸分析。
【解答】(1) 反应后剩余溶液的pH=1,说明硫酸有剩余,则反应后溶液溶质为硫酸锌和硫酸;
(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力, 锌粒有上浮到液面的现象;
(3)pH=1,说明硫酸过量,加入氢氧化钡,即使产生氢氧化锌,硫酸也会与氢氧化锌发生反应,所以开始产生沉淀不可能是氢氧化锌;
(4)硫酸与氢氧化钡反应可产生硫酸钡沉淀,氢氧化钡与硫酸锌反应会产生氢氧化锌沉淀,所以BC段产生的沉淀是BaSO4和Zn (OH)2 。
故答案为:(1)硫酸锌和硫酸;(2)锌粒与硫酸反应产生氢气,气泡附着在锌粒表面,增大了浮力,浮力大于重力所以上浮 ;(3) pH=1,说明硫酸过量,硫酸会与氢氧化锌反应 ;(4) BaSO4和Zn (OH)2 。
8.【答案】(1)B
(2)0.6
(3)B
(4)L1
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,为了防止灯泡等被烧坏,变阻器的滑片必须调到阻值最大的位置;
(2)根据乙图,确定电压表的量程和分度值,并读出示数,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(3)根据功率的计算式P=I2R,结合灯泡电阻随温度变化的规律判断二者图像的形状。
(4)在串联电路中,功率与电阻成正比;灯泡的实际功率越大,亮度越大,据此分析判断。
【解答】(1)根据甲图可知,滑片在B端时阻值最大,因此:连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于B端。
(2)根据乙图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,那么示数为0.24A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(3)根据公式P=I2R可知,如果灯泡的电阻保持不变,那么功率P与I2成正比,即二者变化的图像是一条通过坐标原点的斜线。实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡的实际功率比上面计算出的功率要大,因此图像会向上弯曲,则图像中最合理的是B。
(4)根据公式可知,当额定电压相等时,电阻与功率成反比;
因为P1(40W)所以R1>R2;
在串联电路中,功率与电阻成正比,即电阻越大,功率越大;
因为R1>R2;
所以实际功率P1'>P2';
那么灯泡L1更亮。
9.【答案】(1)“电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 伏或 0.5 伏
(3)“等于 0.6W”“大于 0.5W”;“未调零无法推测”或“不等于 0.5W”
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的元件都是串联。要注意电表的量程和正负接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)要测量灯泡的额定功率,就要测量灯泡电压为2.5V时电流表的示数,而电压表示数的改变依靠调节滑动变阻器来完成。
(3)根据丙图电表的指针情况分析灯泡额定功率的测量情况。
【解答】(1)根据图甲可知,电压表与灯泡串联,且正接线柱与负极相连,负接线柱与正极相连,那么错误为:电压表串联”或“正负接线柱接反”或“电压表接错”。
(2)排除故障后闭合开关,电压表示数为 2V,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是:调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 伏或 0.5 伏。
(3)根据丙图可知,断开开关后,电压表示数为零,而电流表的指针不是零而是反偏,这说明电流表的指针没有调零,无法推测灯泡额定功率的范围。
根据丙图可知,电流表的指针指在-0.04A,根据乙图可知,当电压为2.5V时电流表示数为0.2A,那么实际上灯泡的额定电流应该:0.2A+0.04A=0.24A,额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
10.【答案】(1)①②③⑥
(2)检验溶液中有氢氧根离子;KOH
【知识点】氧气的检验和验满;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据氧气的检验方法与氧气的收集方法分析;
(2)根据钾离子的焰色反应及铜离子与氢氧根离子反应可生成氢氧化铜沉淀分析。
【解答】(1)用带火星的木条靠近瓶口,木条复燃,说明为气体为氧气,氧气可用排水法或向上排空气法收集,所以图中①②③⑥都可收集该气体;
(2)硫酸铜遇碱溶液时会产生蓝色氢氧化铜沉淀,所以设计步骤①的作用是检验溶液中有氢氧根离子;用洁净的铂丝蘸取剩余溶液,在无色火焰上灼烧,观察到火焰颜色为紫色,说明含有钾离子,则滤液中一定含氢氧化钾;
故答案为:(1)①②③⑥ ;(2)KOH。
11.【答案】(1)弹簧的弹性势能与跟弹簧的材料和形变程度有关
(2)推动木块移动的距离
(3)增加木块质量后再进行4次实验或第2、4次同时减少弹簧被压缩的程度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】(1)根据表格分析可能影响弹簧弹性势能的因素即可;
(2)弹簧推动木块移动,根据W=fs可知,木块移动的距离越远,克服摩擦做的功越多,即弹簧的弹性势能越大。
(3)木块滑到了水平面以外,说明弹簧的弹性势能太大,据此分析解决方法。
【解答】(1)根据表格可知,实验中研究的因素为弹簧被压缩的程度和弹簧的材料,因此小海的实验基于的猜想是:弹簧的弹性势能与跟弹簧的材料和形变程度有关。
(2)由于弹性势能的大小不可直接测量,本实验弹性势能大小可以通过推动木块移动的距离体现。
(3)但在第4次实验时木块滑到了水平面以外,解决方法:
①木块的质量越大,对水平面的压力越大,木块受到的摩擦力越大,于是移动距离会变小,则:增加木块质量;
②弹簧被压缩的程度越小,它的弹性势能越小,运动的距离越小,则:同时减少弹簧被压缩的程度。
12.【答案】(1)串联电路中电流处处相等
(2)小灯泡短路;LED灯的实际电功率远大于灯泡L的实际电功率(LED灯的电阻远大于小灯泡的电阻。)(或小灯泡L的实际功率太小)
【知识点】串、并联电路的电流特点;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电流特点分析解答;
(2)①小灯泡L不发光,可能是发生短路,也可能是通过灯泡的电流太小。如图乙所示,将灯泡L与LED并联,此时灯泡L发光了,足以说明灯泡本身是正常的,没有发生短路。
②灯泡与LED灯串联,通过二者的电流相等,RL=10Ω,RLED=112.5Ω,根据P=I2R可知,LED灯泡的实际功率远远大于小灯泡的实际功率,因此前者亮而后者不亮,据此分析解答。
【解答】(1)小应同学反对小明的这种说法,理由是:串联电路中电流处处相等。
(2)①实验一排除小灯泡短路导致小灯泡不发光的可能性;
②根据实验数据, 他们分析“LED灯亮而小灯泡L不亮”的可能原因是:LED灯的实际电功率远大于灯泡L的实际电功率(LED灯的电阻远大于小灯泡的电阻)(或小灯泡L的实际功率太小)。
13.【答案】(1)0.2
(2)0.2
(3)D
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后读出示数I1;
(2)电流表的示数相同,说明总电阻相同。因为滑动变阻器的阻值不变,根据R总=R变+Rx可知,此时变阻器的电阻就等于灯泡的电阻,最后根据公式P=I2R计算功率即可。
(3)灯泡的电阻随温度的升高而增大,结合公式P=I2R分析功率之间的关系即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数I1=0.2A;
(2)小灯泡的电阻RL=R=5Ω,那么步骤(1)中小灯泡的额定功率为:P1=I12RL=(0.2A)2×5Ω=0.2A。
(3)根据公式P=I2R可知,如果灯泡电阻不变,根据 I0=2I1 可知,额定功率P0=4P1。实际上,通过灯泡的电流增大时,灯丝的温度升高,那么它的阻值也会增大,因此额定功率P0>4P1,故选D。
14.【答案】(1)CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)复分解反应
(3)小于
(4)43.05
【知识点】根据化学反应方程式的计算;复分解反应及其应用
【解析】【分析】(1)根据氧化钙与水反应生成氢氧化钙放热分析;
(2)根据复分解反应定义分析;
(3)根据二氧化碳的溶解性分析;
(4)根据氧化钙和氢氧化钙与盐酸反应,氧化钙生成氯化钙质量大于氢氧化钙,结合方程式中物质转化时的质量关系,计算生成氯化银质量分析。
【解答】(1) 样品溶于水放热是氧化钙与水反应生成氢氧化钙过程放热,反应方程式为 CaO+H2O=Ca(OH)2 ;
(2) 碳酸钙与盐酸反应属于复分解反应;
(3)因二氧化碳溶于水且能与水反应,若不在水面上铺层油,则二氧化碳溶于水会使测得二氧化碳质量偏小,使得碳酸钙质量小于实际质量;
(4) 量筒内收集到1100mL 的水,即生成二氧化碳体积为1100毫升,则二氧化碳质量为 2g/L×1.1L=2.2g,由碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氯化钙与硝酸银反应生成氯化银的关系,设碳酸钙质量为X,碳酸钙生成的氯化钙与硝酸银反应生成氯化银质量为y
CaCO3---CaCl2---CO2--2AgCl
100 111 44 287
x 2.2g y
x=5g,y=14.35g
设10.6克样品中除碳酸钙外其余为氧化钙,则氧化钙质量为5.6g,氧化钙与盐酸生成的氯化钙,再与硝酸银反应生成氯化银为z
CaO---CaCl2---2AgCl
56 287
5.6g z
z=28.7g
等质量氧化钙、氢氧化钙与盐酸反应,氧化钙产生氯化钙质量大于氢氧化钙,所以与硝酸银反应生成氯化银沉淀氧化钙生成的氯化钙大于氢氧化钙生成的氯化钙,因此在步骤③中,当沉淀质量小于28.7g+14.35g=43.05g时,说明样品中有氢氧化钙。
故答案为:(1) CaO+H2O=Ca(OH)2 ;(2) 复分解反应 ;(3)小于;(4)43.05.
15.【答案】(1)
(2)断路
(3)A
(4)大于
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系,以及电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)在测灯泡额定功率的实验中,如果灯泡位置发生短路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,它的示数接近电源电压;由于电阻很大,所以通过电路的电流很小,即电流表的示数几乎为零。
(3)根据丙图读出此时电压表的示数,然后与2.5V比较,从而确定电压表的变化,分析电流表的示数变化,确定变阻器的阻值变化,最终确定滑片的移动方向。
(4)首先假设灯丝的电阻不变,根据公式比较实际功率和额定功率的大小,再根据温度对电阻的影响,确定这时功率的大小变化即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,则选择0~3V的量程;变阻器应该与灯泡串联,它的左下角的接线柱已经与开关相连,只需将右上角的接线柱与灯泡左端相连即可,如下图所示:
(2)实验过程中,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现这个现象的原因可能是小灯泡连接处断路。
(3)根据丙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为2V。因为2V<2.5V,所以电压表的示数减小了,根据U=IR可知,总电流变小,而变阻器的阻值变大,则变阻器的滑片向A移动。
(4)根据可知,如果灯泡的电阻不变,当实际电压为额定电压的一半时,实际功率。因为灯泡的电压越低,通过它的电流越小,温度越低,电阻越小,所以实际功率。
16.【答案】(1)
(2)滑动变阻器滑片移到阻值最大处;左;电压表
(3)0.75
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量灯泡额定功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的电器元件都是串联。要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)在闭合开关前,为了防止电流过大损坏用电器,需要将变阻器的阻值调到最大。将现在的电压与额定电压相比,确定电压表的示数变化方向,从而确定总电流的变化方向和总电阻的变化方向,最后根据变阻器的阻值变化确定滑片的移动方向。
(3)根据乙图确定电流表的示数,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】(1)滑动变阻器与灯泡串联,电压表与灯泡并联。根据甲图可知,变阻器下面的接线柱已经接好,只需将左上角的接线柱与灯泡左端的接线柱相连;电压表的“3V”接线柱已经与灯泡的左端相连,只需将灯泡右端引线与电流表的“0.6A”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;因为2V<2.5V,所以电压表的示数应该增大,根据U=IR可知,总电流应该增大,而总电阻应该减小。根据R总=RL+R变可知,变阻器的阻值应减小,即滑片应该向左移动,同时眼睛注视电压表的示数,使小灯泡正常发光。
(3)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么灯泡的额定电流为0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
17.【答案】(1)①和③
(2)转换法
(3)等于
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)根据能量转化和守恒定律分析。
【解答】(1)探究小车动能与质量的关系时,必需控制小车的速度相同,即在斜面上的高度相同而改变小车的质量,故选①③。
(2)小如通过观察木块移动的距离长短,来判断小车动能的大小,这种研究方法是转换法;
(3)如果斜面和水平面都是光滑的,把木块固定在水平面上,将小车从斜面上高10厘米处由静止释放,小车与木块碰撞时无能量损失,那么小车被木块反弹后将会运动到斜面上最高处时的重力势能应该与开始时相同,即高度相同,回到斜面上高10cm的地方。
18.【答案】(1)1.52
(2)4.2;
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据乙图读出灯泡的额定电流,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率;
(2)找一个定值电阻与灯泡串联,根据串联电路的电流特点可知,当灯泡正常发光时,通过定值电阻的电流等于灯泡的额定电流。让电压表首先与定值电阻和变阻器并联,当灯泡的电压为3.8V时,此时电压表的示数为:8V-3.8V=4.2V,据此可确定灯泡正常发光的状态。然后通过开关的切换,让电压表与定值电阻并联,此时电压表的示数就是定值电阻的电压,就能利用计算灯泡的额定电流,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率即可。
【解答】(1)根据图乙可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.4A,那么灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。
(2)他们的实验操作步骤如下:
①检查电路无误后,闭合开关S,再闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为3.8伏;
②滑动变阻器滑片不动,断开开关S1,再闭合开关S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率。
19.【答案】(1)滑片P移至最左端
(2)
(3)先增大后减小至零
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据表格确定电压表的示数变化方向,然后根据U=IR分析电流表的示数变化方向,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电阻的变化方向,从而确定滑片的移动方向。
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据电流值确定指针的位置;
(3)根据P变=P总-PL分析变阻器的电功率大小变化。
【解答】(1)根据表格可知,要获得实验3的数据,电压表的示数要增大,根据U=IR可知,通过电路的电流要增大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电路的总电阻要减小;根据R总=R变+RL可知,变阻器的阻值要减小,即滑片向左移动到最左端。
(2)灯泡正常发光时,通过灯泡的额定电流为:
根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的指针应该对准0.2,如下图所示:
(3)根据图丙可知,当电流相等时,图像的纵坐标表示对应的总功率和灯泡的功率,根据P变=P总-PL可知,两个点之间的纵坐标的差就是对应的变阻器的电功率。因为这个差值先变大后变小到零,所以滑动变阻器的功率变化为:先变大后减小到零。
20.【答案】(1)B
(2)不产生气泡
(3)使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据CO与氧化铁的操作步骤分析;
(2)根据铁与硫酸反应产生氢气分析;
(3)根据氧化铁还原成不同物质时的温度分析。
【解答】(1)实验前应先通CO,CO有毒,排放到空气中会污染空气,所以实验前应先点燃B处酒精灯;
(2) 黑色固体物质放入足量的稀硫酸中 ,若不含铁,则不会产生气泡;
(3)由图像可知,最终氧化铁还原成铁时温度需要800℃,使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃ ,所以实验中没有得到铁。
故答案为:(1)B;(2)不产生气泡;(3) 使用酒精灯加热时,达不到氧化铁完全反应所需的温度800℃ 。
21.【答案】(1)2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
(2)红色变浅或褪色
(3)产生蓝色沉淀
【知识点】碱的化学性质;二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水分析;
(2)根据装置内压强减小,液体产生回流,结合酸和碱发生中和反应分析;
(3)根据氢氧化钠与硫酸铜会发生反应生成蓝色硫酸铜沉淀分析。
【解答】(1)注入NaOH溶液后,烧瓶内发生反应为二氧化碳与氢氧化钠的反应,方程式是 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ;
(2)A反应后装置内压强减小, 发生“连锁反应”,D中盐酸会进入C中,使得C中溶液由红色变成无色。
(3)E中进入F中的氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硫酸铜会发生反应生成蓝色硫酸铜沉淀。
故答案为:(1) 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ;(2)红色变浅或褪色;(3)产生蓝色沉淀。
22.【答案】(1)
(2)0.75
(3)0.072;LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据P=UI计算出灯泡的额定功率;
(3)从图丙中找到LED灯的额定电流,然后根据P=UI计算它的额定功率;从能量转化的角度分析LED灯比较明亮的原因。
【解答】(1)灯泡应该与变阻器串联,只需将灯泡的左端与变阻器左上角的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.3A,那么小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)根据丙图可知,当LED额定电压为3V时,通过它的额定电流为0.024A,那么它的额定功率为:P'=U'I'=3V×0.024A=0.072W。
科进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,解释:LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
23.【答案】(1)
(2)C
(3)移动滑片,使电压表的示数为2.5V, 同时观察电流表的示数
(4)90欧
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡电功率的实验中,除了电压表与灯泡并联,其它的元件都是串联。要注意电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)在闭合开关前,为了保护灯泡,需要将变阻器的滑片调到阻值最大的位置,据此分析判断。
(3)根据P=UI可知,要测量灯泡的额定功率,就要测当灯泡两端的电压为额定电压为2.5V时通过灯泡的额定电流,这是依靠调节变阻器的滑片实现的,据此描述操作内容;
(4)当电路中电流最小时,总电阻最大,即此时变阻器的阻值最大。根据表格确定电流最小时电压表的示数,然后根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,再根据计算即可。
【解答】(1)电压表应该与灯泡并联,因为2.5V<3V,因此选择量程0~3V,只需将“-”接线柱与灯泡在左端相连即可。电流表与灯泡串联,因为<0.6A,因此选择量程0~0.6A,只需将灯泡左端与中间的“0.6”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度的较小,可能是由于变阻器的阻值太大所致,因此接下来的操作应该是:移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故选C。
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电功率,小可应进行的下一步操作是:移动滑片,使电压表的示数为2.5V, 同时观察电流表的示数;
(4)根据表格可知,电路的最小电流为0.03A,此时电压表的示数为0.3V;
那么变阻器的电压U变=U总-UL=3V-0.3V=2.7V;
变阻器的最大阻值。
24.【答案】(1)NaCl和HCl
(2)酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色
(3)ABCD
(4)蒸发
【知识点】酸碱指示剂及其性质;盐的性质及用途
【解析】【分析】(1)根据反应后溶液成分一定有生成物,反应物可能有剩余分析;
(2)根据酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色分析;
(3)根据碳酸钠的性质分析;
(4)根据氯化钠和盐酸的混合溶液蒸发即可得到纯净氯化钠分析。
【解答】 (1)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应后溶液中一定有氯化钠,碳酸钠和氯化氢可能剩余一种,所以猜想2为废液中溶质是NaCl和HCI ;
(2) 酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色,所以小鹏的结论不合理;
(3)要验证废液中的溶质是Na2CO3和NaCl ,只需验证碳酸钠的存在即可,碳酸钠溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,A正确;氢氧化钡溶液与碳酸钠反应可产生碳酸钡沉淀,B正确;稀硫酸与碳酸钠反应可产生二氧化碳气体,C正确; 氯化钙溶液与碳酸钠反应可产生碳酸钙沉淀,D正确;
(4)氯化氢为气体,所以要人氯化钠和氯化氢的混合溶液中得到氯化钠固体,只需蒸发即可得到氯化钠的同时除去氯化氢。
故答案为:(1) NaCl和HCl;(2)酚酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色;(3)ABCD;(4)蒸发。
25.【答案】(1)
(2)1
(3)A
(4)滑动变阻器的电功率
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在测量小灯泡额定功率的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的元件都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)根据丙图确定灯泡正常发光时的额定电流,然后根据P额=U额I额计算灯泡的额定功率。
(3)根据各个选项提供的判断方法,分析是否能够确定故障的种类和位置即可。
(4)根据电功率的公式P=UI分析即可。
【解答】(1)电压表应该与灯泡并联,根据甲图可知,可将开关与灯泡相连的导线,从开关上拆下,然后改接在电源负极上即可,如下图所示:
(2)根据丙图可知,当灯泡的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.4A,则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.4A=1W。
(3)A.无论是灯泡断路,还是变阻器断路,电流表都没有示数,即直接观察电流表示数无法确定故障的位置,故A符合题意;
B.直接观察电压表示数,如果电压表有示数,那么灯泡断路;如果电压表没有示数,那么变阻器断路,故B不合题意;
C.将一根导线并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故C不合题意;
D.将另一个完好的灯泡并联在灯泡两端,如果电流表有示数,那么灯泡断路;如果电流表没有示数,那么变阻器断路,故D不合题意。
故选A。
(4)根据图b可知,当变阻器的滑片移动到阻值最小时,灯泡两端的电压等于电源电压,即电源电压为U2。当灯泡的电压为U1时,通过电路的电流为I1,根据U变=U总-UL可知,阴影部分的宽U2-U1其实就是变阻器的电压。而阴影部分的面积:S=U变I1,根据P=UI可知,阴影部分的面积表示的就是滑动变阻器的电功率。
26.【答案】稀盐酸过量,溶液显酸性;NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3;①④⑤⑦
【知识点】酸与碱的反应及用途
【解析】【分析】根据氢氧化钠与盐酸生成氯化钠和水,酚酞遇中性和酸性溶液都呈无色, 氯化钠与盐酸都会与硝酸银反应产生氯化银沉淀及酸的化学性质分析。
【解答】 [猜想假设] 酚酞溶液呈无色,则可能是氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,也可能是盐酸有剩余,则猜想Ⅱ为稀盐酸过量,溶液显酸性;
[分析评价] 氯化钠与盐酸都会与硝酸银反应产生氯化银沉淀,氯化钠与硝酸银反应的方程式为 NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 ;
[再次探究] ①锌粒与盐酸反应产生氢气,可以得出结论;②铜丝与盐酸不反应,不可以得出结论;③二氧化碳与盐酸不反应,不可以得出结论;④氧化铁可与盐酸反应,使固体溶解,可以得出结论;⑤因溶液中有酚酞,氢氧化钾溶液能使酚酞变红,氢氧化钾与盐酸反应,会使碱性消失,所以开始无红色现象,可以得出结论;⑥硫酸铜不与盐酸反应,不可以得出结论;⑦碳酸钙与盐酸反应可产生二氧化碳气体,可以得出结论;⑧硝酸铵不与盐酸反应,不可以得出结论;
故答案为:稀盐酸过量,溶液显酸性 ;NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 ; ①④⑤⑦ 。
27.【答案】(1)灯的实际功率过小
(2)电流
(3)C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)灯泡的发光强度与实际功率大小有关,即功率越大,它的亮度越大,据此根据表格中第1组数据计算分析即可。
(2)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,然后根据P=UI分析灯泡的变化。
(3)根据各个选项中描述的实验过程,分析其中滑动变阻器的作用即可。
【解答】(1)根据表格可知,第1组数据中,灯泡的实际功率P=UI=0.5V×0.16A=0.08W,则此时灯泡不发光的原因为:灯的实际功率过小。
(2)根据电路图可知,电压表与灯泡并联,那么电流表的示数就是灯泡和电压表的电流之和,根据P=UI可知,灯泡的功率会偏大,因此:该电路由于所测电流值偏大导致所测小灯泡电功率偏大。
(3)A.探究电流与电压的关系实验,多次测量是为了寻找普遍规律,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压,故A错误;
B.伏安法测电阻实验中,多次测量是为了求平均值减小误差,滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压,故B错误;
C.伏安法测电功率实验中,多次测量是为了比较实际功率与额定功率,滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的电压,故C正确。
故选C。
28.【答案】(1)木块移动的距离
(2)速度相等时,物体的质量越大,动能越大
(3)t2
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】(1)从斜面上滚下的小球撞击木块,木块在水平面上移动。根据W=fs可知,木块移动的距离越远,克服阻力做的功越大,说明小球的动能越大。
(2)根据题目描述确定哪个因素相同,哪个因素不同,根据木块移动距离确定动能的大小,从而得到结论。
(3)根据弧形槽的形状分析物体的运动状态,从而判断整个过程平均速度的大小,最后根据比较运动时间的长短。
【解答】(1)实验中小科是通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。
(2)在图甲、丙中,m2>m1,小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2,若s3>s1,说明丙图中的小球动能大,则表明物体的动能与质量的关系是:速度相等时,物体的质量越大,动能越大。
(3)A为凸形,在运动过程中,动能先转换为重力势能,再转换为动能,因此速度先变小后变大,则整个过程的平均速度v1小于v;
B为凹形,在运动过程中,重力势能先转换为动能,再转换为重力势能,因此速度先变大后变小,则整个过程的平均速度v2大于v;
根据公式可知,运动时间较短的是t2。
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