【决胜中考·临门一脚】2024浙江中考科学考前冲刺
07 综合、创新型实验探究（一）参考答案
1．1 正比 B
2．A 不能 加入少量稀盐酸无法排除对检验的干扰
3．装置的气密性 浅绿 空气
4．B 倒立、放大 像会上移
5．10cm 向左 ①④ 不变
6．乙 接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 0.10
7．2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 二氧化碳 3 图3中使用水和铁片，在酸雨环境中更容易被腐蚀，即能通过一个实验现象显示酸雨的危害
8．等于 云母片所插部位 等于 受光一侧的生长素分解速率比背光一侧快
9．增大反应物间的接触面积，使反应更充分 无水硫酸铜变蓝 使反应生成的水蒸气、CO2完全被BCD装置吸收（或防止液体回流）
10．胃蛋白酶 专一性 不能；由图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现
11．无菌 食竹叶季节的大熊猫肠道菌群 食笋季节的大熊猫肠道菌群更有利于小鼠体重的增加
12．电流 相同 A A
13．甲 增加 D
14． B 定值电阻两端的电压 滑动变阻器的最大电阻太小
15．重力势 数量 将A球拉至不同的高度由静止释放 无关
乙 将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起定高度后同时释放，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，即摆动球的速度与撞击球的速度相等，而在传递速度的过程中机械能守恒，即摆动球的质量和撞击球的质量相等，所以会有两个球被弹起
16．不使用手机 使用手机后入睡时间变长，睡眠质量变低，睡前使用手机会影响睡眠 手机的光信号会使松果体分泌褪黑素受抑制
17．气孔 光照强度增强，植物的光合作用强度增强，消耗的二氧化碳增多，导致大棚内二氧化碳浓度降低 根据表格数据可知，氨气和二氧化碳在水中的溶解度差异极大，氨气的高溶解度使其在水中留存，而二氧化碳的低溶解度使其易于逸出并被植物利用 1.32
18．弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm） 换用不同的弹簧多次实验 ab a到b机械能不变，b到c机械能增大
19．杠杆平衡条件 右 AB 2500
20．②①④③⑤ 取出适量大米，直到天平水平平衡 偏小 1.67
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【决胜中考·临门一脚】2024浙江中考科学考前冲刺
07 综合、创新型实验探究（一）
1．小科利用弹簧自制弹簧测力计时，突发奇想：如果将两个一样的弹簧串在一起，会怎么样呢？于是，他展开了探究。
【实验一】将一根弹簧水平放置测出其自然长度为10cm，然后竖直悬挂让其自然下垂，在弹簧弹性限度内，在其下端竖直向下施加外力F1，得到F1与弹簧伸长量x1的图像一。
【实验二】将两根弹簧串在一起，重复上述实验，得到F2与弹簧伸长量x2的图像二。
（1）由实验一结果可知，一根弹簧的自重为 N。
（2）结合两个实验，我们发现弹簧的伸长量与受到的拉力成 。
（3）图像二的A、B、C三条曲线中，绘制正确的是： 。
2．如图所示是古代的造纸流程。该过程产生的黑液含有木质素、半纤维素等有机物，呈黑褐色，故称作黑液。黑液除了上述有机物外还有哪些成分呢？对此，小科进行了相关探究（忽略有机物对实验的影响）。
【查阅资料】
①草木灰的主要成分是K2CO3。②“抄纸”相当于过滤操作。
【初步思考】
在实验室中经常用滤纸对物质进行过滤分离，下列各图为过滤后展开的滤纸，若黑色部分代表不溶物，则滤纸上不溶物的分布情况最接近下图中的 。
A． B． C． D．
【实验步骤】
①取少量黑液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，无明显现象。
②取少量黑液于另一支试管中，加入过量稀盐酸，有气泡产生。
【实验结论】根据以上实验现象可知，黑液中的溶质成分是 。
【实验思考】小宁提出实验步骤②中加入的稀盐酸不一定要过量，只要少量也能得出相同结论。你认为能否得出相同的结论？ （选填“能”或“不能”），理由是 。
3．氢氧化亚铁可以用于制备颜料、药物等。某兴趣小组在实验室按如图甲所示方法制备氢氧化亚铁时，观察到白色沉淀中混有红褐色沉淀。小科进行如下探究：
【查阅资料】
氢氧化亚铁在常温常压下为白色固体，但极易被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁呈现红褐色。
【改进装置】
小科在老师的帮助下，组装了如图乙所示装置，重新制备氢氧化亚铁。
【实验步骤】
①组装装置，检查★___________。
②装入试剂和药品，打开弹簧夹K，观察试管A中现象。
③待试管B中有连续均匀气泡冒出时，关闭弹簧夹K，观察到试管B中产生白色沉淀。
【实验分析】
（1）“★”处应填 。
（2）实验步骤②试管A中除了出现气泡、试管壁发热等现象外，还能观察到溶液变为 色。步骤②的目的除了制取硫酸亚铁外，还能利用产生的氢气将装置内原有的 排尽。
（3）试管B中发生的反应可用化学方程式表示为 ；
4．甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）实验甲中，在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时，人眼的观察位置应该是 （填字母）；
A．从玻璃板后观察蜡烛 B．在玻璃板前蜡烛A这一侧 C．A与B都需要
（2）实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰 的实像（填像的性质）；
（3）实验中，不改变蜡烛的位置，把甲中M玻璃板和乙中烧瓶分别都竖直向上移，则甲和乙所成的像的位置如何变化？答： 。
5．小金用如图甲所示的实验装置“探究凸透镜成像规律”：
（1）小金同学正确实验，并根据实验数据绘制了如图乙的图像（v表示像距，u表示物距），则该凸透镜的焦距是 ；
（2）小金同学在实验中将蜡烛置于如图甲所示的位置，则将光屏从图甲所示位置 （选填“向左”或“向右”或“不需要”）移动，光屏上可得到蜡烛清晰的像；
（3）实验过程中小金发现像成在了光屏上方（如图丙所示），若要使像成在光屏的中心，以下方法可行的有 。
①将蜡烛位置适当调高 ②将蜡烛位置适当调低 ③将透镜位置适当升高
④将透镜位置适当降低 ⑤将光屏位置适当远离透镜 ⑥将光屏位置适当降低
（4）在实验过程中，小金将蜡烛移到该透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜，光屏上的光斑大小将 （选填“变小”或“不变”或“变大”）。
6．某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，右侧面与竖直传送带接触，启动电机，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表所示：
实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N）
1 0.60 1 0.70 0.10
2 0.60 2 0.82 0.22
3 0.60 3 0.95 0.35
4 1.20 1 1.30 0.10
5 1.80 1 1.90 ？
（1）启动电机后传送带转动的方向应为图中的 （选填“甲”或“乙“）方式；
（2）比较1、2、3次实验的数据可得出的实验结论是 ；
（3）第5次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是 N。
7．学习了酸雨及酸的性质后，同学们知道了煤（含有C、H、O、S等元素）燃烧产生的二氧化硫是形成酸雨的主要原因之一。同学们在老师指导下制作了“酸雨形成及危害的模型”来研究酸雨形成的原因及危害，并设计了评价表。图1是小科制作的模型。
模型评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 密封性好，能除去小部分污染气体 密封性好，能除去大部分污染气体 密封性不好，不能除去污染气体
指标二 能通过实验现象说明煤燃烧产生的气体是SO2 有实验现象，但不能说明煤燃烧产生SO2 没有明显实验现象
指标三 能通过多个实验现象显示酸雨的危害 能通过一个实验现象显示酸雨的危害 不能通过实验现象显示酸雨的危害
（1）根据评价表，该模型的指标一可被评为优秀。因为该装置可以除去大部分污染气体，原因是 。（用化学方程式表示）
（2）该模型的指标二被评为合格的原因是，煤燃烧还能产生 气体，也能使浸有紫色石蕊试液的棉花变红。
（3）该模型的指标三被评为待改进，于是小科设计了图2、图3两种模型。这两种改进模型中，图 的模型能被评为合格，请说明理由 。
8．生长素是重要的植物激素之一，可以从产生部位运输到作用部位，加快植物细胞生长速率。生长素含量可以用琼脂块进行收集和检测，科研小组做了均匀光照和单侧光照两组实验，如图所示。（图中□代表琼脂块）
（1）图中单侧光照组放在转盘上向右匀速转动，一段时间后检测结果：琼脂块A与琼脂块B中生长素含量相等，琼脂块C中生长素含量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）琼脂块D；
（2）单侧光能使植物茎尖生长素发生横向运输，即生长素可以从受光一侧移到背光一侧，引起植物向光生长。生长素横向运输是在尖端完成还是在尖端下面部位完成？科研小组为了研究生长素横向运输的部位，用植物茎尖、琼脂块、云母片（不透水）做了如下实验。
回答下列问题：
①本实验研究的变量是 ；
②若甲组琼脂块E中生长素含量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）琼脂块F，乙组琼脂块G中生长素含量大于琼脂块H，则生长素横向运输的部位在尖端；
③对于植物向光性的解释，除了单侧光引起生长素从受光一侧运输到背光一侧的解释外，还有可能的原因是 。
9．戴口罩是疫情防控的重要措施。熔喷布是生产一次性口罩的主要原材料。为了探究熔喷布的元素组成，某小组设计了如下实验。请回答：
【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝；熔喷布易燃，由C、H、O元素中的一种或多种组成。
【实验探究】连接如图所示装置，检查装置的气密性，将mg某熔喷布样品碎片装入玻璃管中，先通入一段时间氧气，再点燃酒精灯。一段时间后，样品完全燃烧，无灰分残留。熄灭酒精灯，再持续通一会儿氧气。
（1）实验前将熔喷布样品剪成碎屑的目的是 。
（2）装置B中观察到 ，证明生成了水。
（3）冷却称量，B、C装置共增重ag，D装置增重bg。若 （用含m、a、b的关条式表示），说明该熔喷布不含氧元素。
（4）【思考拓展】实验完后再持续通一段时间氧气的原因是 。（写出一条即可）
10．大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。小金尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究，请分析回答下列问题：
（1）如图1为18℃时大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性随pH变化的图像，由图可知，最不适宜在碱性环境中起催化作用的酶是 。
（2）查资料：大菱鲆人工养殖温度常年在15℃~18℃之间。小金假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15-18℃之间。他设置了15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①探究中以蛋白质为分解对象，因为酶具有 性。
②小金将实验结果绘制成如图2所示图像，你认为此图像能否支持他的假设 请作出判断并说明理由： 。
11．2023年4月27日，旅美大熊猫丫丫终于回国。相比归来，目前丫丫已经恢复了胖嘟嘟的样子。大熊猫顿顿吃素，为啥还是羘？我国科学家揭开了其中的奥秘。研究表明，大熊猫的肠道菌群会出现季节性变化。为弄清食笋使大熊猫体重增加更多的原因，研究者以小鼠为实验动物，探究食叶季节与食笋季节大熊猫肠道菌群对体重的影响，实验如下。
组别 实验过程 甲组 乙组 丙组
肠道无菌小鼠 10只 10只 10只
菌群移植 生理盐水 ？ 食笋季节的大熊猫肠道菌群
食物 投喂相同竹粉饮食
记录结果 记录移植7、14、21天后小鼠的体重，结果如图2
（1）为了排除小鼠原有肠道菌群对实验结果产生的干扰，实验所采用的小鼠应为肠道 小鼠。
（2）给乙组小鼠移植的是 。
（3）据图的实验结果，可以得出的结论是 。
12．探究电流热效应的影响因素。
（1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 的关系，相同烧瓶内装满了煤油，为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”）；
（2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液而均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 ；
A．R0发生断路 B．R0发生短路
（3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h - I关系的是 。
13．为了探究“影响液体压强的因素与液体压强的产生原因”，小科利用开口的空矿泉水瓶自制简易压强计进行实验。
【实验步骤】
①取一空矿泉水瓶在侧壁沿竖直方向由上至下戳两个小孔，分别记为a、b，并用橡胶塞堵住。
②向空矿泉水瓶内注入一定量的水至a点上方。
③拔下橡胶塞，观察a、b水流射程，如图所示。
【实验分析】
（1）若观察到如图 （选填“甲”或“乙”）所示实验现象，则说明同种液体深度越深，液体压强越大；
（2）按以上实验步骤进行实验，若要使实验效果显著，应尽量 a、b小孔之间的距离；
（3）小科继续探究“液体压强产生的原因”，查阅资料发现：当物体做自由落体时，物体处于失重状态，对支持它的物体不产生压力作用。由此推测，将实验用装满水的矿泉水瓶在空中竖直静止释放，落地前，侧壁小孔a、b处将 。
A．都有水流出 B．只有a孔有水流出
C．只有b孔有水流出 D．a和b孔都没有水流出
14．探究“电流与电阻的关系”时，可供实验的器材有：三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。实验小组的同学设计了如图甲所示的电路图。
（1）请按图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整 ▲ ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 端（填“A”或“B”）；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的图像，则图像中阴影部分的“面积”表示的物理量是 ；
（4）实验中，在接入50Ω的定值电阻后，实验小组的同学发现：无论怎样移动滑片，都不能使电压表的示数达到原来数值，原因是 。
15．小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？
接着他做出以下猜想：
①可能与撞击球撞击时的速度大小有关；
②可能与撞击球的数量多少有关；
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A～E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：
（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），由静止开始释放。释放后，A球向右摆动过程中，将 能转化为动能；
（2）探究猜想①时，必须先控制每次撞击球的 相等，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是： 。释放后，当钢球A以不同速度发生碰撞时，每次均仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度 （选填 “有关”或“无关”）；
（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想2，将A、B两球作为撞击球紧挨着，拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的 （选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由： 。
16．有些人会在晚上睡前使用手机玩游戏、看新闻等，这样的习惯好吗 研究人员对睡前使用手机是否会影响睡眠，进行了如下探究。
①在某大学中选取有睡前使用手机习惯的健康大学生200名，随机平均分为甲、乙两组。
②睡前1小时，甲组使用手机，乙组________？。
③持续监测两组大学生的入睡时间和睡眠质量指数。30天后，统计数据如下：
（注：睡眠质量指数越低，睡眠质量越好）
（1）将步骤②中乙组的“ ”处补充完整： 。
（2）根据实验结果，研究人员可以得出实验结论： 。
（3）研究发现，褪黑素是人体分泌的一种促进睡眠的激素。褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律，白天（光信号）分泌受抑制，晚上（暗信号）分泌活跃。下图表示暗信号条件下，人体褪黑素分泌调节的过程。
由此可知，睡前使用手机会对睡眠造成影响的原因是 。
17．二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强三氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）植物经过一夜的呼吸作用，使大棚内二氧化碳的浓度升高，产生的二氧化碳丛植物叶片上的
（填结构）离开植物体内，进入大气。但是白天二氧化碳的浓度又会下降，结合图甲、图乙，分析从7：00到11·00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵(NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3→NH3↑+CO2↑+H20。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经过由气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
溶解物质/温度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3，产生二氧化碳，使大棚内二氧化碳维持在0.1%-0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生二氧化碳。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为0.79千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生二氧化碳的质量为 千克。
18．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔，小明利用圆珠笔开展了以下实验研究；
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度；弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落；
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是： ；
（2）为使得到的实验结论更可靠，需进行 ；
（3）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置 之间；（选填“ab”或“bc”）
（4）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况？ 。
19．项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的．使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 ；
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）；
④以两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动 B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积 D．换用更细的秤杆
（4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC=10cm、OA=5cm、OD=55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。
20．小启想测量大米的密度，但由于大米容易吸水，导致体积明显变化，因此用排水法测量大米的体积是不合理的。于是小启进行了如下实验和思考：
方法一：按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积，由此计算出大米的密度。
（1）①在天平的两盘中各放入一张相同的纸片，调节天平横梁平衡；
②将天平放在水平桌面上，游码调零；
③在天平的左盘中缓慢加入大米；
④在天平的右盘中加入5g砝码；
⑤使天平再次平衡，完成大米量取。
上述操作中你认为合理的操作顺序是 （用序号表示）。
使用托盘天平称量5g大米，称量过程中发现天平指针左偏，接下来应该如何操作？ ；
（2）由于米粒间存在较大的空隙，按图乙方式测量，会导致大米的密度测量结果会 ；（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。
小明思考：能否用排空气的方法测量大米的体积呢？他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢？
查阅资料得知：温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了下面的实验：称取5克大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为p；而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2p时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变），整理相关数据记录如表。
状态 注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积 注射器内空气体积
压缩前 p 23毫升 V
压缩后 2p 13毫升 0.5V
（3）由实验测得大米的密度 g/cm3。（计算结果精确到0.01）
试卷第2页，共13页
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【决胜中考·临门一脚】2024浙江中考科学考前冲刺
07 综合、创新型实验探究（一）
1．小科利用弹簧自制弹簧测力计时，突发奇想：如果将两个一样的弹簧串在一起，会怎么样呢？于是，他展开了探究。
【实验一】将一根弹簧水平放置测出其自然长度为10cm，然后竖直悬挂让其自然下垂，在弹簧弹性限度内，在其下端竖直向下施加外力F1，得到F1与弹簧伸长量x1的图像一、
【实验二】将两根弹簧串在一起，重复上述实验，得到F2与弹簧伸长量x2的图像二、
（1）由实验一结果可知，一根弹簧的自重为 N。
（2）结合两个实验，我们发现弹簧的伸长量与受到的拉力成 。
（3）图像二的A、B、C三条曲线中，绘制正确的是： 。
【答案】 1 正比 B
【详解】（1）[1]在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比，所以有
故有
解得G= 1N。
（2）[2]结合两个实验，弹簧伸长量与受到的拉力成正比。
（3）[3]由图像一，在弹簧下端竖直向下施加外力为0时，弹簧伸长0.5cm，即：弹簧在自身重力作用下，弹簧伸长0.5cm，由图像一，弹簧加伸长0.5cm，受到的拉力增加1N。所以，一根 弹簧的重力为1N。 将两个一样的弹簧(重力相等)串在一起，上面的弹簧除了受到自身重力外，还受到下面弹簧对它向下的拉力，所以上面的弹簧受到向下的力为：1N + 1N = 2N。上面的弹簧将伸长
x=0.5cm/N×2N =1cm
下面的弹簧受到向下的力只有自重为1 N，下面 的弹簧将伸长
x′=0.5cm/N×1N =0.5cm
所以，将两个一样的弹簧串在一起，不施加 竖直向下的外力时，两个弹簧一共伸长
x总= x+ x′=1cm+0.5cm=1.5cm
所以，由图像二知，绘制正确的是B。
2．如图所示是古代的造纸流程。该过程产生的黑液含有木质素、半纤维素等有机物，呈黑褐色，故称作黑液。黑液除了上述有机物外还有哪些成分呢？对此，小科进行了相关探究（忽略有机物对实验的影响）。
【查阅资料】
①草木灰的主要成分是。②“抄纸”相当于过滤操作。
【初步思考】
在实验室中经常用滤纸对物质进行过滤分离，下列各图为过滤后展开的滤纸，若黑色部分代表不溶物，则滤纸上不溶物的分布情况最接近下图中的 。
A．B．C．D．
【实验步骤】①取少量黑液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，无明显现象。
②取少量黑液于另一支试管中，加入过量稀盐酸，有气泡产生。
【实验结论】根据以上实验现象可知，黑液中的溶质成分是 。
【实验思考】小宁提出实验步骤②中加入的稀盐酸不一定要过量，只要少量也能得出相同结论。你认为能否得出相同的结论？ （选填“能”或“不能”），理由是 。
【答案】 A 不能 加入少量稀盐酸无法排除对检验的干扰
【详解】[初步思考]
过滤器的制作过程是先将滤纸对折成半圆，然后折成四分之一圆制成一个圆锥形，且过滤时液面低于滤纸的边缘，所以难溶物在滤纸上的分布情况是小于滤纸的半圆，故选A；
[实验结论]
氧化钙和水反应生成氢氧化钙，碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾。
①取少量黑液于试管中，滴入适量的碳酸钠溶液，无明显变化，说明溶质中不含有氢氧化钙（氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠）；
②碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，取少量黑液于另一支试管中，加入过量稀盐酸，有气泡产生，说明溶质中含有碳酸钾；
综上所述，黑液中的溶质成分是氢氧化钾、碳酸钾；
[实验思考]
少量稀盐酸先与氢氧化钾反应，不会与碳酸钾反应，所以不能确定碳酸钾的存在，所以实验步骤②中加入的稀盐酸一定要过量。
3．氢氧化亚铁可以用于制备颜料、药物等。某兴趣小组在实验室按如图甲所示方法制备氢氧化亚铁时，观察到白色沉淀中混有红褐色沉淀。小科进行如下探究：
【查阅资料】
氢氧化亚铁在常温常压下为白色固体，但极易被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁呈现红褐色。
【改进装置】
小科在老师的帮助下，组装了如图乙所示装置，重新制备氢氧化亚铁。
【实验步骤】
①组装装置，检查★___________。
②装入试剂和药品，打开弹簧夹K，观察试管A中现象。
③待试管B中有连续均匀气泡冒出时，关闭弹簧夹K，观察到试管B中产生白色沉淀。
【实验分析】
（1）“★”处应填 。
（2）实验步骤②试管A中除了出现气泡、试管壁发热等现象外，还能观察到溶液变为 色。步骤②的目的除了制取硫酸亚铁外，还能利用产生的氢气将装置内原有的 排尽。
（3）试管B中发生的反应可用化学方程式表示为 ；
【答案】 装置的气密性 浅绿 空气
【详解】（1）组装装置后，加入药品前，一定要检查装置的气密性；
（2）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的现象有：溶液中有气泡出现，放出热量，溶液由无色变成浅绿色；打开弹簧夹K，随着反应的不断进行，氢气的体积逐渐增大，装内的压强大于外界压强后，可以将装置内的空气顺利排出，防止对实验造成干扰；
（3）待试管B中有连续均匀气泡冒出时，关闭弹簧夹K，可以将A中生成的硫酸亚铁压入到B中，氢氧化钠会和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：。
4．甲图是“探究平面镜成像特点”和乙图是用蜡烛和烧瓶来“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）实验甲中，在确定蜡烛B和蜡烛A的像是否完全重合时，人眼的观察位置应该是 （填字母）；
A．从玻璃板后观察蜡烛
B．在玻璃板前蜡烛A这一侧
C．A与B都需要
（2）实验乙调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰 的实像（填像的性质）；
（3）实验中，不改变蜡烛的位置，把甲中M玻璃板和乙中烧瓶分别都竖直向上移，则甲和乙所成的像的位置如何变化？答： 。
【答案】 B 倒立、放大 见解析
【详解】（1）[1]因为平面镜成像的原理是光的反射，在玻璃板前蜡烛A这一侧不同的位置观察才能看到蜡烛的像，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（2）[2]由图乙图知，烧瓶可看作是凸透镜，物距小于像距，根据凸透镜成实像的规律可知，此时光屏上成倒立、放大的实像。
（3）[3]像与物关于镜面对称，若实验中竖直向上移动玻璃板，则像的位置不改变；根据过光心的位置光的传播方向不变可知，凸透镜竖直向上移光屏上的像会上移。
5．小金用如图甲所示的实验装置“探究凸透镜成像规律”：
（1）小金同学正确实验，并根据实验数据绘制了如图乙的图像（v表示像距，u表示物距），则该凸透镜的焦距是 ；
（2）小金同学在实验中将蜡烛置于如图甲所示的位置，则将光屏从图甲所示位置 （选填“向左”或“向右”或“不需要”）移动，光屏上可得到蜡烛清晰的像；
（3）实验过程中小金发现像成在了光屏上方（如图丙所示），若要使像成在光屏的中心，以下方法可行的有 。
①将蜡烛位置适当调高 ②将蜡烛位置适当调低
③将透镜位置适当升高 ④将透镜位置适当降低
⑤将光屏位置适当远离透镜 ⑥将光屏位置适当降低
（4）在实验过程中，小金将蜡烛移到该透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜，光屏上的光斑大小将 （选填“变小”或“不变”或“变大”）。
【答案】 10cm 向左 ①④ 不变
【详解】（1）[1]由图像可知，当u=v时，成倒立等大的实像，此时
u=v=2f=20cm即焦距f=10cm。
（2）[2]将蜡烛置于如图甲所示的位置，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm>2f则像在一倍焦距和二倍焦距之间，应在60cm~70cm之间，所以将光屏向左移动，光屏上可得到蜡烛清晰的像。
（3）[3]①②因为凸透镜成的实像是倒立的，像成在了光屏上方，将蜡烛位置适当调高，像会下移，成在光屏的中心，故①符合题意，②不符合题意；
③④像成在了光屏上方，将透镜位置适当降低，像会下移，成在光屏的中心，故④符合题意，③不符合题意；
⑤⑥像成在了光屏上方，将光屏位置适当升高，使像成在光屏的中心，故⑤⑥不符合题意。
故①④符合题意。
（4）[4]凸透镜对光有会聚会用，经过焦点的光经凸透镜后平行于主光轴射出，将蜡烛移到该透镜的焦点处，在透镜另一侧得到一束平行于主光轴的光，将光屏沿主光轴远离透镜，光屏上的光斑大小将不变。
6．某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，右侧面与竖直传送带接触，启动电机，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表所示：
实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N）
1 0.60 1 0.70 0.10
2 0.60 2 0.82 0.22
3 0.60 3 0.95 0.35
4 1.20 1 1.30 0.10
5 1.80 1 1.90 ？
（1）启动电机后传送带转动的方向应为图中的 （选填“甲”或“乙“）方式；
（2）比较1、2、3次实验的数据可得出的实验结论是 ；
（3）第5次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是 N。
【答案】 乙 接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 0.10
【详解】（1）[1]由图可知，启动电机后，木块受到的摩擦力方向应该是竖直向下的，传送带转动的方向应为图中的乙方式。
（2）[2]比较1、2、3次实验的数据，螺杆旋转的圈数不同，对木块的压力不同，同一个接触面，粗糙程度相同；摩擦力越来越大，故得出的实验结论为：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[3]滑动摩擦力的大小跟压力和接触面的粗糙程度有关，第5次实验中，压力和接触面粗糙程度与第4次实验相同，故摩擦力与第4次实验中摩擦力相同，为0.10N。
7．学习了酸雨及酸的性质后，同学们知道了煤（含有C、H、O、S等元素）燃烧产生的二氧化硫是形成酸雨的主要原因之一。同学们在老师指导下制作了“酸雨形成及危害的模型”来研究酸雨形成的原因及危害，并设计了评价表。图1是小科制作的模型。
模型评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 密封性好，能除去小部分污染气体 密封性好，能除去大部分污染气体 密封性不好，不能除去污染气体
指标二 能通过实验现象说明煤燃烧产生的气体是SO2 有实验现象，但不能说明煤燃烧产生SO2 没有明显实验现象
指标三 能通过多个实验现象显示酸雨的危害 能通过一个实验现象显示酸雨的危害 不能通过实验现象显示酸雨的危害
（1）根据评价表，该模型的指标一可被评为优秀。因为该装置可以除去大部分污染气体，原因是 。（用化学方程式表示）
（2）该模型的指标二被评为合格的原因是，煤燃烧还能产生 气体，也能使浸有紫色石蕊试液的棉花变红。
（3）该模型的指标三被评为待改进，于是小科设计了图2、图3两种模型。这两种改进模型中，图 的模型能被评为合格，请说明理由 。
【答案】 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 二氧化碳 3 图3中使用水和铁片，在酸雨环境中更容易被腐蚀，即能通过一个实验现象显示酸雨的危害
【详解】（1）根据评价表，该模型的指标一可被评为优秀。因为该装置可以除去大部分污染气体，原因是氢氧化钠溶液能够与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O；
（2）该模型的指标二被评为合格，即有实验现象，但不能说明煤燃烧产生SO2，原因是，煤中含有碳元素，燃烧还能产生二氧化碳气体，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，也会使紫色石蕊变红，故无法判断煤燃烧产生的是二氧化硫，故按照指标而被评为合格；
（3）图1模型不能通过实验现象显示酸雨的危害，所以按照指标三被评为待改进，于是设计了图2、图3两种模型。图2中使用水和金片，金的化学性质不活泼，无法通过实验现象显示酸雨的危害，按照指标三被评为待改进，而图3中使用水和铁片，铁能够和酸反应，在酸雨环境中更容易被腐蚀，即能通过一个实验现象显示酸雨的危害，所以两种改进模型中，图3的模型能被评为合格。
8．生长素是重要的植物激素之一，可以从产生部位运输到作用部位，加快植物细胞生长速率。生长素含量可以用琼脂块进行收集和检测，科研小组做了均匀光照和单侧光照两组实验，如图所示。（图中□代表琼脂块）
（1）图中单侧光照组放在转盘上向右匀速转动，一段时间后检测结果：琼脂块A与琼脂块B中生长素含量相等，琼脂块C中生长素含量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）琼脂块D；
（2）单侧光能使植物茎尖生长素发生横向运输，即生长素可以从受光一侧移到背光一侧，引起植物向光生长。生长素横向运输是在尖端完成还是在尖端下面部位完成？科研小组为了研究生长素横向运输的部位，用植物茎尖、琼脂块、云母片（不透水）做了如下实验。
回答下列问题：
①本实验研究的变量是 ；
②若甲组琼脂块E中生长素含量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）琼脂块F，乙组琼脂块G中生长素含量大于琼脂块H，则生长素横向运输的部位在尖端；
③对于植物向光性的解释，除了单侧光引起生长素从受光一侧运输到背光一侧的解释外，还有可能的原因是 。
【答案】 等于 云母片所插部位 等于 受光一侧的生长素分解速率比背光一侧快
【分析】生长素在植物幼嫩的芽、叶、发育中的种子中合成，集中分布在生长旺盛的部位，生理功能是：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花蔬果。
【详解】（1）生长素含量可以用琼脂块进行收集和检测。图中单侧光照组放在转盘上向右匀速转动，一段时间后检测结果：琼脂块A与琼脂块B中生长素含量相等，琼脂块C中生长素含量等于琼脂块D，因此图中的植物茎尖能直立生长，不弯曲。
（2） ①对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个唯一的不同条件，就是该对照实验的变量。结合题图可知，本实验研究的变量是云母片所插部位。
②单侧光能使植物茎尖生长素发生横向运输，即生长素可以从受光一侧移到背光一侧，引起植物向光生长。结合题图可知，甲组的云母片插在尖端，能阻止尖端的生长素发生横向运输，而乙组的云母片插在尖端下方，能阻止尖端下方的生长素发生横向运输。可见，若甲组琼脂块E中生长素含量等于琼脂块F，乙组琼脂块G中生长素含量大于琼脂块H，则说明：生长素横向运输的部位在尖端，而不是在尖端以下。
③生长素可以加快植物细胞生长速率，而光可能会加速生长素的分解，因此对于植物向光性的解释，除了单侧光引起生长素从受光一侧运输到背光一侧的解释外，还有可能的原因是：受光一侧的生长素分解速率比背光一侧快。
9．戴口罩是疫情防控的重要措施。熔喷布是生产一次性口罩的主要原材料。为了探究熔喷布的元素组成，某小组设计了如下实验。请回答：
【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝；熔喷布易燃，由C、H、O元素中的一种或多种组成。
【实验探究】连接如图所示装置，检查装置的气密性，将mg某熔喷布样品碎片装入玻璃管中，先通入一段时间氧气，再点燃酒精灯。一段时间后，样品完全燃烧，无灰分残留。熄灭酒精灯，再持续通一会儿氧气。
（1）实验前将熔喷布样品剪成碎屑的目的是 。
（2）装置B中观察到 ，证明生成了水。
（3）冷却称量，B、C装置共增重ag，D装置增重bg。若 （用含m、a、b的关条式表示），说明该熔喷布不含氧元素。
（4）【思考拓展】
实验完后再持续通一段时间氧气的原因是 。（写出一条即可）
【答案】 增大反应物间的接触面积，使反应更充分 无水硫酸铜变蓝 使反应生成的水蒸气、完全被BCD装置吸收（或防止液体回流）
【详解】（1） 实验前将熔喷布样品剪成碎屑是为了增大反应物间的接触面积，使反应更充分，故填增大反应物间的接触面积，使反应更充分。
（2）水能使无水硫酸铜变蓝，当装置B中观察到无水硫酸铜变蓝，可证明生成了水，故填无水硫酸铜变蓝。
（3）BC装置增重质量即吸收水的质量，D增重质量为吸收二氧化碳质量，水中氢元素质量、二氧化碳中碳元素质量即为 熔喷布中碳、氢元素质量，元素的质量等于化合物质量乘以元素质量分数，而元素的质量分数等于相对原子质量乘以原子个数除以相对分子质量，则氢元素质量为，碳元素质量为，若 ， 说明该熔喷布不含氧元素。
（4） 实验时装置内会有气体残留，实验完后再持续通一段时间氧气是为了使反应生成的水蒸气、完全被BCD装置吸收，且防止酒精灯熄灭后液体回流，故填使反应生成的水蒸气、完全被BCD装置吸收（或防止液体回流）。
10．大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。小金尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究，请分析回答下列问题：
（1）如图1为18℃时大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性随pH变化的图像，由图可知，最不适宜在碱性环境中起催化作用的酶是 。
（2）查资料：大菱鲆人工养殖温度常年在15℃~18℃之间。小金假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15-18℃之间。他设置了15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①探究中以蛋白质为分解对象，因为酶具有 性。
②小金将实验结果绘制成如图2所示图像，你认为此图像能否支持他的假设 请作出判断并说明理由: 。
【答案】 胃蛋白酶 专一性 不能；由图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的，就是实验组，没有对实验变量进行处理的就是对照组。 为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】（1）酸性溶液的pH<7，中性溶液的pH=7，碱性溶液的pH>7。由图甲可知，胃蛋白酶的最适pH在2左右，幽门盲囊蛋白酶和肠蛋白酶的最适pH在8左右。因此最不适宜在碱性环境中起催化作用的酶是胃蛋白酶。
（2）①专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。可见，该实验探究中出现的都是蛋白酶，因为酶具有专一性，因此只能用蛋白质作为分解对象。
②由图2可以看出，当温度从15～18℃变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，酶活性峰值未出现，没有出现下降的拐点。所以，不能得出大菱鲤蛋白酶的最适温度在15～18℃之间的结论。可见，此图像不能支持小金的假设。
11．2023年4月27日，旅美大熊猫丫丫终于回国。相比归来，目前丫丫已经恢复了胖嘟嘟的样子。大熊猫顿顿吃素，为啥还是羘？我国科学家揭开了其中的奥秘。研究表明，大熊猫的肠道菌群会出现季节性变化。为弄清食笋使大熊猫体重增加更多的原因，研究者以小鼠为实验动物，探究食叶季节与食笋季节大熊猫肠道菌群对体重的影响，实验如下。
组别 实验过程 甲组 乙组 丙组
肠道无菌小鼠 10只 10只 10只
菌群移植 生理盐水 ？ 食笋季节的大熊猫肠道菌群
食物 投喂相同竹粉饮食
记录结果 记录移植7、14、21天后小鼠的体重，结果如图2
（1）为了排除小鼠原有肠道菌群对实验结果产生的干扰，实验所采用的小鼠应为肠道 小鼠。
（2）给乙组小鼠移植的是 。
（3）据图的实验结果，可以得出的结论是 。
【答案】 无菌 食竹叶季节的大熊猫肠道菌群 食笋季节的大熊猫肠道菌群更有利于小鼠体重的增加
【分析】1．对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的，就是实验组，没有对实验变量进行处理的就是对照组。
2．为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
3．科学监测发现，一年中大熊猫吃竹笋的时间远少于吃竹叶的时间，但是吃竹笋的季节大熊猫的体重增加显著。经食物营养成分对比后发现，竹笋中蛋白质含量更高，该物质是建造身体的重要原料。
【详解】（1） 根据题干中“探究食叶季节与食笋季节大熊猫肠道菌群对体重的影响”可知，此实验的变量为大熊猫的肠道菌群。所以，实验采用的小鼠应该均为肠道无菌小鼠，这样做的目的是排除小鼠原有肠道菌群对实验结果的影响。
（2） 该实验要探究“食叶季节与食笋季节大熊猫肠道菌群对体重的影响”，根据表格信息可知，给乙组小鼠移植的应该是：食竹叶季节的大熊猫肠道菌群。
（3）甲组为对照组，乙组移植食竹叶季节的大熊猫肠道菌群，丙组移植食竹笋季节的大熊猫肠道菌群。根据折线图可知，丙组体重变化最大，说明：食竹笋季节的大熊猫肠道菌群更有利于小鼠体重的增加。
12．探究电流热效应的影响因素。
（1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 的关系，相同烧瓶内装满了煤油，为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”）；
（2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液而均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 ；
A．R0发生断路 B．R0发生短路
（3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映关系的是 。
【答案】 电流 相同 A A
【详解】（1）[1][2]如图1，烧瓶中装入的煤油是绝缘体，左侧烧瓶中的电阻R1与电阻R0并联，再与右侧烧瓶中的电阻R2串联，通过两个电阻的电流不同，可以探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”；此时应控R1和R2电阻相等，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等。
（2）[3]通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多，但是甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，说明通过两个电阻的电流相等，左侧并联的电阻不起作用，则故障原因可能是R0发生断路，故选A。
（4）[4]小红用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，根据焦耳定律可知， 可知， Q关于I的图线应为抛物线，且开向上；烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与热量Q成正比，故图4中能正确反映关系的图像也是抛物线，故选A。
13．为了探究“影响液体压强的因素与液体压强的产生原因”，小科利用开口的空矿泉水瓶自制简易压强计进行实验。
【实验步骤】
①取一空矿泉水瓶在侧壁沿竖直方向由上至下戳两个小孔，分别记为a、b，并用橡胶塞堵住。
②向空矿泉水瓶内注入一定量的水至a点上方。
③拔下橡胶塞，观察a、b水流射程，如图所示。
【实验分析】
（1）若观察到如图 （选填“甲”或“乙”）所示实验现象，则说明同种液体深度越深，液体压强越大；
（2）按以上实验步骤进行实验，若要使实验效果显著，应尽量 a、b小孔之间的距离；
（3）小科继续探究“液体压强产生的原因”，查阅资料发现：当物体做自由落体时，物体处于失重状态，对支持它的物体不产生压力作用。由此推测，将实验用装满水的矿泉水瓶在空中竖直静止释放，落地前，侧壁小孔a、b处将 。
A．都有水流出
B．只有a孔有水流出
C．只有b孔有水流出
D．a和b孔都没有水流出
【答案】 甲 增加 D
【详解】（1）[1]甲图中，小孔所处的深度越深，则受到的压强越大，水柱射出的水平距离越远，因此甲图符合。
（2）[2]实验中为使水柱射出距离明显，则应使a、b小孔之间的距离增大。
（3）[3]液体压强产生的原因是因为液体受到重力的作用，当物体处于失重状态，对支持它的物体不产生压力作用，则不会产生液体压强，则a和b孔都没有水流出，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
14．探究“电流与电阻的关系”时，可供实验的器材有：三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。实验小组的同学设计了如图甲所示的电路图。
（1）请按图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整 ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 端（填“A”或“B”）；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的图像，则图像中阴影部分的“面积”表示的物理量是 ；
（4）实验中，在接入50Ω的定值电阻后，实验小组的同学发现：无论怎样移动滑片，都不能使电压表的示数达到原来数值，原因是 。
【答案】 B 定值电阻两端的电压 滑动变阻器的最大电阻太小
【详解】（1）[1]滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，定值电阻与滑动变阻器串联，如下图所示
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即B端。
（3）[3]根据画出I-R图像知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U=IR，阴影面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
（4）[4]由图丙可知，定值电阻的两端电压为
三节新干电池的电压是4.5V，根据串联电路特点可得
即
解得，滑动变阻器的最大电阻为
R滑大=25Ω>20Ω
所以无论怎样移动滑片，都不能使电压表的示数达到原来数值，原因是滑动变阻器的最大电阻太小。
15．小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他做出以下猜想：
①可能与撞击球撞击时的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关；
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A～E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：
（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），由静止开始释放。释放后，A球向右摆动过程中，将 能转化为动能；
（2）探究猜想①时，必须先控制每次撞击球的 相等，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是： 。释放后，当钢球A以不同速度发生碰撞时，每次均仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度 （选填：“有关”或“无关”）；
（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想2，将A、B两球作为撞击球紧挨着，拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的 （选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由： 。
【答案】 重力势 数量 将A球拉至不同的高度由静止释放 无关 乙 见解析
【详解】（1）[1]释放后，A球向右摆动过程中，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能。
（2）[2][3][4]探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时，需要控制撞击球的数量相同，改变撞击球的速度的大小，即将A球拉至不同的高度由静止释放，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关。
（3）[5][6]由图1乙可得：5个完全相同的钢球说明每个钢球的质量相同；5个球紧挨着排列在同一水平直线上，高度相同，则5个球的重力势能也相同；由于撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，说明A球刚撞击B球时与球E刚摆动时具有相同的动 能，即 BCD球在传递速度的过程中机械能守恒。将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起定高度后同时释放，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，即摆动球的速度与撞击球的速度相等，而在传递速度的过程中机械能守恒，即摆动球的质量和撞击球的质量相等，所以会有两个球被弹起，故乙正确。
16．有些人会在晚上睡前使用手机玩游戏、看新闻等，这样的习惯好吗 研究人员对睡前使用手机是否会影响睡眠，进行了如下探究。
①在某大学中选取有睡前使用手机习惯的健康大学生200名，随机平均分为甲、乙两组。
②睡前1小时，甲组使用手机，乙组___？。
③持续监测两组大学生的入睡时间和睡眠质量指数。30天后，统计数据如下：
（注：睡眠质量指数越低，睡眠质量越好）
（1）将步骤②中乙组的“ ”处补充完整： 。
（2）根据实验结果，研究人员可以得出实验结论： 。
（3）研究发现，褪黑素是人体分泌的一种促进睡眠的激素。褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律，白天（光信号）分泌受抑制，晚上（暗信号）分泌活跃。下图表示暗信号条件下，人体褪黑素分泌调节的过程。
由此可知，睡前使用手机会对睡眠造成影响的原因是 。
【答案】 不使用手机 使用手机后入睡时间变长，睡眠质量变低，睡前使用手机会影响睡眠 手机的光信号会使松果体分泌褪黑素受抑制
【分析】对照实验就是为了防止其他因素的影响，再设置一组对照实验，使它除了原实验本身改变的条件外，其他条件保持相同，最后与原实验所得结果进行对照，观察异同，对照实验用来证明某种因素对实验结果的确切影响。
【详解】（1）本实验是为了探究睡前使用手机是否对睡眠造成影响，实验变量为睡前是否使用手机，故睡前1小时，甲组自由使用手机，乙组不使用手机，睡前使用手机会影响睡眠。
（2）分析柱形图可知，甲组比乙组入睡时间长。甲组比乙组睡眠指数高，而由题图可知，睡眠指数越低，睡眠效果越好，故说明甲组比乙组睡眠质量差。睡前使用手机会影响睡眠。
（3）反射弧的组成：感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。图中甲表示反射弧中的传入神经。据图分析，睡前使用手机会对睡眠造成影响的原因是睡前使用手机使白天（光信号）延长，抑制褪黑素的分泌，进而使得睡眠质量下降。
17．二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强三氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）植物经过一夜的呼吸作用，使大棚内二氧化碳的浓度升高，产生的二氧化碳丛植物叶片上的 （填结构）离开植物体内，进入大气。但是白天二氧化碳的浓度又会下降，结合图甲、图乙，分析从7：00到11·00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵(NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3→NH3↑+CO2↑+H20。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经过由气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
溶解物质/温度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3，产生二氧化碳，使大棚内二氧化碳维持在0.1%-0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生二氧化碳。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为0.79千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生二氧化碳的质量为 千克。
【答案】 气孔 光照强度增强，植物的光合作用强度增强，消耗的二氧化碳增多，导致大棚内二氧化碳浓度降低 根据表格数据可知，氨气和二氧化碳在水中的溶解度差异极大，氨气的高溶解度使其在水中留存，而二氧化碳的低溶解度使其易于逸出并被植物利用 1.32
【分析】（1）光合作用是绿色植物利用光能，在叶绿体内，把二氧化碳和水转化成贮存能量的有机物，并释放出氧气的过程。
（2）呼吸作用是细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。
（3）水分以气体状态通过叶片表皮上的气孔从植物体内散失到植物体外的过程叫做蒸腾作用。
【详解】（1）气孔是植物蒸腾失水的“门户”，也是二氧化碳和氧气等气体进出叶片的“窗口”。可见，植物产生的二氧化碳从植物叶片上的气孔离开植物体内，进入大气。
光合作用需要光，呼吸作用有光无光都可进行；光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用释放二氧化碳。结合图甲、图乙可知，从7：00到11：00，光照强度增强，植物的光合作用强度增强，消耗的二氧化碳增多，大于植物的呼吸作用，导致大棚内二氧化碳浓度降低。
（2）根据表格数据可知，在0℃时，氨气溶解度可达89.9，即使温度上升到40℃，其溶解度也有31.6。相比之下，二氧化碳在水中的溶解度要低得多，0℃时为0.33，40℃时仅为0.1。这表明氨气在水中的溶解度远远高于二氧化碳。所以，氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因可这样解释：氨气和二氧化碳在水中的溶解度差异极大，氨气的高溶解度使其在水中留存，而二氧化碳的低溶解度使其易于逸出并被植物利用。
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解碳酸氢铵，产生二氧化碳，使大棚内二氧化碳维持在0.1%-0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生二氧化碳。结合题图甲可知，二氧化碳浓度值在9点低于0.1%，17时日落，所以碳酸氢铵的分解时间段是9时至17时，共8个小时。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为0.79千克/小时，则8个小时分解了6.32千克。根据化学方程式“NH4HCO3→NH3↑+CO2↑+H2O”可知该二氧化碳发生器一天中产生二氧化碳的质量为：碳酸氢铵的质量×二氧化碳的相当分子质量÷碳酸氢铵的相当分子质量=6.32×44÷79=3.52千克。
18．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔，小明利用圆珠笔开展了以下实验研究；
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度；弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落；
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是： ；
（2）为使得到的实验结论更可靠，需进行 ；
（3）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置 之间；（选填“ab”或“bc”）
（4）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况？ 。
【答案】 弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm） 换用不同的弹簧多次实验 ab a到b机械能不变，b到c机械能增大
【详解】（1）[1]实验表明：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，用公式表示为
F=kx
其中k是比例常数，是弹簧弹力与压缩量的比值，故实验一表中的“k”应该填入的项目是：弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm）。
（2）[2]为了使得到的实验结论更可靠，应换用不同的弹簧多次实验，得到普遍规律，避免结论的偶然性。
（3）[3]由a到b时，开始弹力大于笔的外壳重力，笔的外壳向上做加速运动，当弹力等于笔的外壳重力时，笔外壳的速度最大，此时弹簧还未恢复原状，故笔外壳的最大速度处于位置ab之间。
（4）[4]由图丙可知，位置a是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大；从位置a到b，弹簧恢复至原长，弹簧的弹性势能全部转化为外壳的动能和重力势能，内芯速度和高度均不变，所以其机械能不变；从位置b到c，外壳带着内芯向上运动，外壳的一部分机械能转移给内芯，内芯的机械能增大，所以从a到b到c位置笔的内芯的机械能先不变后增大。
19．项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的．使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 ；
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）；
④以两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动 B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积 D．换用更细的秤杆
（4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC=10cm、OA=5cm、OD=55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。
【答案】 杠杆平衡条件 右 AB 2500
【详解】（1）[1]杆秤是利用重物的力臂和秤砣的重力不变，杆秤平衡时，物重越大，秤砣的重力臂越大的原理工作的，故杆秤的工作原理是杠杆平衡条件。
（2）[2]秤杆出现左低右高现象（如图丙），表明左边物重和物重的力臂乘积大一些，要调至水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，在物重和物重的力臂不变，秤砣的重力不变时，秤砣的力臂应增加，故应往右侧移动。
（3）[3]为了制作出精确度更高的“密度秤”，即秤砣的力臂要大一些，物重和秤砣重一定时，根据杠杆平衡条件，可得
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，相当于增加物重的力臂l1，在物重和秤砣的重力不变时，l2变大，故A符合题意；
B．在物重和物重的力臂l1不变时，减小秤砣的质量，l2变大，故B符合题意；
C．秤砣重和l1不变，减少加入杯中的液体体积，即物重减小，l2变小，故C不符合题意；
D．换用更细的秤杆，如果制作前已以对杠杆进行了调节平衡，杠杆自重不影响杠杆平衡，故D不符合题意。
故选AB。
（4）[4]根据杠杆平衡条件可知
①
②
③
联立①②可得
联立②③两式可得
该杆秤D点的密度为
20．小启想测量大米的密度，但由于大米容易吸水，导致体积明显变化，因此用排水法测量大米的体积是不合理的。于是小启进行了如下实验和思考：
方法一：按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积，由此计算出大米的密度。
（1）①在天平的两盘中各放入一张相同的纸片，调节天平横梁平衡；
②将天平放在水平桌面上，游码调零； ③在天平的左盘中缓慢加入大米；
④在天平的右盘中加入5g砝码； ⑤使天平再次平衡，完成大米量取。
上述操作中你认为合理的操作顺序是 （用序号表示）。
使用托盘天平称量5g大米，称量过程中发现天平指针左偏，接下来应该如何操作？ ；
（2）由于米粒间存在较大的空隙，按图乙方式测量，会导致大米的密度测量结果会 ；（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）。
小明思考：能否用排空气的方法测量大米的体积呢？他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢？
查阅资料得知：温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了下面的实验：称取5克大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为p；而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2p时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变），整理相关数据记录如表。
状态 注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积 注射器内空气体积
压缩前 p 23毫升 V
压缩后 2p 13毫升 0.5V
（3）由实验测得大米的密度 g/cm3。（计算结果精确到0.01）
【答案】 ②①④③⑤ 取出适量大米，直到天平水平平衡 偏小 1.67
【详解】（1）[1]要量取5g大米，要先通过增减砝码并调节游码使天平测量值为5g，然后缓慢加入大米使天平平衡，故测量次序为：②①④③⑤。
[2]称量过程中发现天平指针偏向左边，说明左盘大米质量大于5g，接下来应取出适量大米，直至天平平衡。
（2）[3]由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值偏大；由知道，测得大米的密度会偏小。
（3）[4]根据温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。所以压缩前注射器内空气的体积
压缩后注射器内空气的体积
根据题意知道
所以大米的体积
所以大米的密度
试卷第18页，共27页
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