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1.科学实践小组开展“制作无动力小车”项目化学习,活动包括:合适材料的选择、无动力小车的制作、无动力小车的测试、无动力小车的评价等几个环节。
(1)【选材】:制作无动力小车可以选择生活中常见的一些废弃材料作为无动力小车的材料,下列选项中哪个材料一定是用不到的 ;
A.瓶盖 B.罐
C.电动机 D.筷子
(2)【制作】:同学们在制作之前进行了激烈的讨论;
各小组同学在讨论结束后,完成了各组无动力小车的制作;
(3)【测试】:
在测试过程中,A组同学想要探究如何让小车在水平面上行驶地更远,做了如图甲所示的实验;
①图甲,A组同学做了如图实验,该探究基于的假设是在初速度一定时,小车受到的阻力越大,滑行的距离越小;
②在实验过程中,A组同学发现如图乙③组小车行驶地最远,请分析该现象的原因; ;
(4)【交流】:
如何让乙图中的③小车运动的更远?A组提出可以通过增加小车的质量让小车行驶地更远,并做了如下所示实验(如图丙),请你通过分析以及结合所学知识,得出结论 。
【答案】C 见解析 物体的质量越大,惯性越大,其运动状态越不容易改变
【知识点】动能的影响因素、阻力对物体运动影响的探究实验
【详解】(1)[1]要制作无动力小车,而电动机是产生动力的,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(2)[2]由乙图①②两次实验可知,小车在斜面①的高度较高,滑行到水平面的初速度较大,且水平表面为木板表面,小车所受的阻力较小,因此①实验小车滑行的较远;对比①③两次实验可知,斜面倾角越大,小车对斜面的压力越小摩擦力越小,当小车处于同一高度时,③中小车滑到底面时的速度较大,在水平面时滑行的距离最远。
(3)[3]增加小车的质量,小车到达水平面时的速度不变,小车的动能增加,由于木板的摩擦力较小,可以让小车行驶地更远,可以得到的结论是:物体的质量越大,惯性越大,其运动状态越不容易改变。
2.小乐受骑自行车上坡的启发,提出了“物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关”的问题,并建立了如下猜想:
猜想一:物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关;
猜想二:物体冲上斜坡的最大距离与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想一,小乐多次改变长木板与水平面的倾角θ,让同一木块从弧形滑道同一位置静止释放,测出木块冲上长木板后滑行的最大距离,相关实验数据如表所示:
次数 1 2 31 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
长木板上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
(1)实验中,木块从弧形滑道同一位置静止释放的目的是 ;
(2)据表中数据,可得出的结论是 ;
(3)请设计实验方案,利用图示装置验证猜想二
【答案】控制木块在冲上斜坡前的速度大小相同 随倾角的增大,木块上滑的最大距离s先减小后增大 见解析
【知识点】动能的影响因素、阻力对物体运动影响的探究实验
【详解】(1)[1]研究物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡倾角的大小有关,应控制木块在上斜坡前的速度大小相同,实验中,木块从弧形滑道同一位置静止释放的目的是控制木块在冲上斜坡前的速度大小相同。
(2)[2]由实验数据可以发现,从10°到53°这个过程,物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在减小,从53°到85°这个过程,物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在增大,故得结论:随倾角的增大,木块上滑的最大距离s先减小后增大。
(3)[3]验证猜想二:物体冲上斜坡的最大距离与冲上斜坡前的速度有关,要控制物体的质量大小,斜坡的倾角大小相同;让同意木块从斜面的不同高度滑下,以不同的速度冲上同一斜坡,比较冲上斜坡的距离,从而得出冲上斜坡的距离与速度的关系。
3.冰壶比赛中,为减小冰壶与冰面间的摩擦,运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰,如图甲。
(1)为探究刷冰长度的影响因素,小科和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料,将木块分别放在木板、绸布、棉布上,用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动,发现测力计示数关系是F棉>F水>F绸。若用木板模拟未刷冰区域,则应选 (填“棉布”或“绸布”)模拟刷冰区域;
(2)他们用图丙装置,将长为的l所选材料M平铺在木板上,代表刷冰区域。让木块从斜面上滑下,经过M后停在木板上的固定位置P。为使木块每次都能运动到固定位置P,所需M的长度l与哪些因素有关?大家提出以下猜想:
猜想1:与木块由静止滑下时的高度h有关;
猜想2:与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时,保持x不变,将木块从不同高度由静止滑下,改变l,使木块最终都停在位置P,数据记录如下表所示。得到的结论是 ;
序号 1 2 3 4 5
释放的高度h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
M的长度l/m 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20
②验证猜想2时,小科改变M左端到斜面底端的距离x,让木块从不同高度由静止滑下,最终都停在位置P,测量出对应的所铺材料M的长度l记录数据,得出结论。该实验操作中存在的问题是 。
【答案】 绸布 所需M的长度l与木块由静止滑下时的高度h有关 没有控制木块从斜面上同一位置滑下
【知识点】动能的影响因素、阻力对物体运动影响的探究实验
【详解】(1)[1]将木块分别放在木板、绸布、棉布上,用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动,发现测力计示数关系是F棉>F水>F绸,说明木块和绸面之间的摩擦力较小;冰壶在冰面上运动是滑动摩擦,刷冰的目的是使冰的表面变光滑,当压力一定时,滑动摩擦力减小;当用木板模拟未刷冰区域,刷冰之后表面变光滑,滑动摩擦力减小,故绸布模拟刷冰区域。
(2)①[2]根据由保持x不变,让木块从不同高度处由静止滑下,改变l,使木块最终都能停在位置P,由表中数据可知。木块放的高度越高,长为的l所选材料越短,木块走过的摩擦力大的距离越长,可得的结论是:所需M的长度l与木块由静止滑下时的高度h有关。
②[3]在研究所需M的长度l与M左端到斜面底端的距离x有关时,需保持其它条件不变,只改变斜面底端的距离x;探究所需M的长度l是否变化;分析实验中存在的问题是:没有控制木块从斜面上同一位置滑下。
4.在古代,人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙,杂质不参加反应且不溶于水)和纯碱为原料制取烧碱,某小组同学按图所示流程进行实验,请你参与讨论并回答相关问题。
(1)贝壳高温煅烧时,发生反应的化学方程式是 ;
(2)操作I的名称是 ;
(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是 ;
【问题与发现】该小组同学所得到固体C一定是纯净的NaOH吗?
【猜想与假设】根据反应原理,甲、乙、丙三位同学提出以下猜想:
甲:纯净的NaOH乙:NaOH和Na2CO3的混合物丙:NaOH和Ca(OH)2的混合物
【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案,对自己的猜想进行验证。实验操作、现象和结论如下表,请参与他们的探究并完成所缺内容。
实验操作 现象 结论
甲 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴酚酞试液 溶液变红 猜想成立
乙 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加足量稀盐酸 无气泡产生 猜想不成立
丙 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴饱和Na2CO3溶液 有白色沉淀产生 猜想成立
【反思与评价】同学们认真研究实验流程,讨论后一致认为乙、丙两同学的方案、现象和推理均正确,请你根据实验流程对甲同学设计的方案进行合理的评价: 。
【答案】(1)
(2)过滤
(3) 使液体受热均匀,防止液滴飞溅 甲的设计方案不严密;实验过程中纯碱溶液与氢氧化钙不一定恰好反应,而纯碱溶液和氢氧化钙溶液均显碱性,无论哪种物质过量,滴加酚酞均会变红,故不能据溶液变红确定只有氢氧化钠(合理即可)
【知识点】酸的化学性质、盐的性质及用途
【详解】(1)贝壳高温煅烧时,含有的碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式是:;
(2)操作I是将固体和液体分离,操作的名称是过滤;
(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是:使液体受热均匀,防止液滴外溅;
[反思与评价]根据实验流程,可以判定甲同学设计的方案不严密,理由是:因为碳酸钠、氢氧化钙的水溶液都显碱性,无论碳酸钠过量还是氢氧化钙过量,混有碳酸钠或氢氧化钙的氢氧化钠配成溶液后,都能够使酚酞试液变红色,所以酚酞试液变红色,不能说明是纯净的氢氧化钠,故甲同学设计的方案是错误的。
5.“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的学科观念,能有效建立物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径。如“物质检验”可建构如图甲思维模型:
请回答:
(1)物质检验:乙图1为探究酸的性质实验根据实验②可确定X是盐酸。
①在中滴加溶液和稀,是检验上述思维模型中的 (填“阴离子”或“阳离子”)。
②根据思维模型的检验路径推断,乙图1实验①中Y可以是 。
(2)确定溶质成分:从微观角度分析,乙图2实验①、实验②中共有六种离子,根据实验③的现象,可以确定实验③烧杯中一定存在的离子有 。
(3)小金同学认为,实验③烧杯里的溶液中还有一种离子是可能存在的,请你写出该可能存在的离子并说明理由 。
【答案】(1) 阴离子 碳酸钠/紫色石蕊试液
(2)
(3)可能存在与溶液中的、可能恰好反应,可能过量
【知识点】盐的性质及用途、常见离子的检验方法及现象、酸碱指示剂及其性质
【详解】(1)①在中滴加溶液和稀,硝酸银与是检验上述思维模型中的阴离子,因为溶液和稀可以检验氯离子,而氯离子是盐酸中的阴离子,故填:阴离子;
②根据思维模型的检验路径推断,乙图1实验①中Y可以是碳酸钠或紫色石蕊试液,因为碳酸钠溶液可以盐酸反应生成二氧化碳气体,紫色石蕊试液遇酸性溶液变红,从而证明盐酸的存在,故填:碳酸钠或紫色石蕊试液;
(2)乙图2实验①、实验②中的阳离子为H+、Ca2+、Na+,阴离子为Cl-、OH-、,由于乙图2实验②碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,将反应后混合物倒入同一个烧杯中,最终得到无色澄清溶液,说明乙图2实验①中盐酸有剩余,盐酸与碳酸钙、氢氧根离子、碳酸根离子不能共存,钠离子、氯离子不会产生沉淀,则溶液中一定含有钠离子、氯离子、钙离子,可能含有氢离子,故填:;
(3)由(2)的分析可知,可能存在与溶液中的、可能恰好反应,可能过量,故填:可能存在与溶液中的、可能恰好反应,可能过量。
6.“氧漂剂”是一种强力清洁剂,具有很好的去污和漂白效果。某科学实验小组对该产品与水反应后的生成物开展探究活动。
【查阅资料】“氧漂剂”的主要成分是过氧碳酸钠,俗称固体双氧水,白色粉末状固体,遇热易分解,其溶于水后,会产生一种碳酸盐和其他化合物。
【作出猜想】猜想一:、;猜想二:、;猜想三:、、。
【实验探究】
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 取适量氧漂剂溶于水,充分搅拌 得到无色溶液
② 取①中溶液于试管中,加入过量氯化钙溶液 产生白色沉淀 存在碳酸钠
③ 取①中溶液于试管中,向其中加入★ 产生大量气泡 存在过氧化氢
④ 收集③中产生的气体,将带火星的木条伸入试管 木条复燃
⑤ 取①中溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞试液 溶液变红 存在氢氧化钠
(1)步骤③中“★”处应填 (填物质名称)。
【实验结论】猜想三正确,“氧漂剂”与水反应后的生成物为。
【交流讨论】
(2)从燃烧的条件分析,步骤④中木条复燃的原因是 。
(3)小科对结论提出质疑,认为步骤⑤不能证明存在,理由是 。
【方案修正】
(4)取 (填序号)中溶液,滴加无色酚酞试液,无明显现象,证明不存在。
【结论修正】猜想二正确,“氧漂剂”与水反应后的生成物为。
【答案】 二氧化锰 过氧化氢分解产生氧气,为木条燃烧提供助燃物(合理即可) 碳酸钠溶液呈碱性,也会使无色酚酞试液变红 ②
【知识点】碱的化学性质、盐的性质及用途
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用会生成水和氧气,观察到产生大量气泡;
(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用会生成水和氧气,氧气能支持燃烧,使带火星的木条复燃;
(3)碳酸钠溶液也显碱性,能使酚酞试液变红;
(4)氯化钙和碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀,氯化钙溶液显中性,所以取②中溶液,滴加无色酚酞试液,无明显现象,证明不存在氢氧化钠。
7.某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数),组内一同学设计了如下实验:
【设计实验方案】实验装置(如图2所示,固定装置略去):
需要测定的实验数据:纯碱样品的质量;实验前后C装置(包含氢氧化钠固体)的质量。
(1)为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应,其操作是 。
(2)补充D装置 (简单要叙述或画出装置示意图)。
【交流与表达】
(3)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低,原因是 。
(4)为了克服图2装置的不足,有同学提出,还应增加图1装置与A装置连接(A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞),在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入空气。反应前,断开B、C装置之间的连接,用图1装置鼓入空气,反应后,用图1装置鼓入空气。在A装置中的反应发生时,开关R处于关闭状态,其原因是 。
【数据处理】
(5)称得纯碱样品的质量为10.8g,实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g。则可计算纯碱的纯度为多少?(计算结果保留小数点后1位)。
【反思与评价】
(6)能否用稀盐酸代替稀硫酸?同学们经过讨论认为不能,理由是 。
(7)改进后的实验装置能减少测定的误差,原因:
①反应生成的尽可能被装置C吸收;
② 。
【答案】(1)从分液漏斗中加入过量的稀硫酸(合理即可)
(2)再加一个球形干燥管,防止空气中的二氧化碳进入C(合理即可)
(3)装置内留有二氧化碳(合理即可)
(4)防止产生的二氧化碳与图1中的氢氧化钠固体反应(合理即可)
(5)根据质量守恒定律可知,生成二氧化碳的质量为:,设参加反应的纯碱的质量为x,
x=10.6g,
纯碱的纯度为:,
答:纯碱的纯度为98.1%;
(6)盐酸容易挥发出氯化氢气体,使二氧化碳不纯(合理即可)
(7)反应前装置中的二氧化碳被排尽(合理即可)
【知识点】根据化学反应方程式的计算、盐的性质及用途
【详解】(1)为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应,其操作是:从分液漏斗中加入过量的稀硫酸;
(2)根据实验目的,补充D装置:再加一个球形干燥管,防止空气中的二氧化碳进入C;
(3)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低,原因是:装置内留有二氧化碳;
(4)在A装置中的反应发生时,开关R处于关闭状态,其原因是:防止产生的二氧化碳与图1中的氢氧化钠固体反应;
(5)见答案;
(6)不能用稀盐酸代替稀硫酸,因为盐酸容易挥发出氯化氢气体,使二氧化碳不纯;
(7)改进后的实验装置能减少测定的误差,原因:①反应生成的CO2尽可能被装置C吸收;②反应前装置中的二氧化碳被排尽。
8.《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、炒制、烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,剩余的废液中含有氢氧化钠和碳酸钠,对废液如下探究活动。
【任务一】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如图所示的实验,取废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿,然后称量装置的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿后,测得装置分别增重和。
(1)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿,其原因是
(2)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)
(3)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务二】废液的处理
(4)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
【答案】(1)使生成的二氧化碳全部被吸收,防止部分气体残留在装置中,影响实验结果
(2)5.3%
(3)偏大
(4)Ca(OH)2+Na2CO3= CaCO3↓+2NaOH
【知识点】盐的性质及用途、根据化学反应方程式的计算
【详解】(1)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿N2,其原因是使生成的二氧化碳全部被吸收,防止部分气体残留在装置中,影响实验结果。
(2)测得装置分别增重和,说明反应生成了2.2g的二氧化碳。设废液中碳酸钠的溶质质量分数是x
解的x=5.3%
废液中碳酸钠的溶质质量分数是5.3%。
(3)装置B的作用是除去水蒸气,如果缺少装置B,部分水蒸气随着二氧化碳进入C中,会使测定的碳酸钠含量偏大
(4)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的氢氧化钙溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式是Ca(OH)2+Na2CO3= CaCO3↓+2NaOH。
9.泡菜作为一种传统发酵食品,深受大众喜爱,其制作主要依靠乳酸菌发酵。然而,制作过程中若产生过多亚硝酸盐,会对人体健康造成威胁。某兴趣小组为探究“食盐水浓度对泡菜中亚硝酸盐含量的影响”,开展了如下实验:
【查阅资料】
①乳酸菌适宜发酵的温度在30℃-35℃。
②泡菜中的亚硝酸盐是其他杂菌生长繁殖过程中产生的,当乳酸增多时酸性增强,杂菌繁殖会受到抑制。
【制作泡菜】清洗蔬菜切段晾干装坛加食盐水密封发酵
【探究亚硝酸盐含量的变化】在老师的帮助下,他们获得了下表数据。
泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量(单位:毫克/千克,发酵温度:15℃)
组别 盐水浓度 … 第5天 第7天 第9天 第11天 第13天
甲坛 496 … 3.2 3.8 3.5 3.4 3.2
乙坛 696 … 5.5 4.0 1.8 1.31 1.2
丙坛 896 … 2.0 1.8 1.4 1.1 1.0
(1)乳酸菌是单细胞的原核生物,因为它的细胞中没有 。
(2)制作泡菜时既要加盖,又要水封,这样做的目的是 。
(3)小组成员讨论认为,此方案设计不严谨,还应增设一组对照实验,用 替代盐水。
(4)小科在35℃下重复上述实验,发现相应盐水浓度和时间下,测定的亚硝酸盐含量均低于15℃时的数值,请解释其原因: 。
【答案】(1)成形的细胞核
(2)达到发酵所需的无氧条件,避免其他微生物进入(使乳酸菌进行无氧呼吸)
(3)等量的蒸馏水(只写“蒸馏水”得一分;答“清水”不得分)
(4)乳酸菌在适宜的温度下发酵产生较多乳酸,酸性增强,抑制了杂菌的繁殖
【知识点】制定探究方案、细菌
【分析】1、发酵技术是指利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模地生产发酵产品的技术。
2、对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。这个不同的条件就是唯一的变量。
【详解】(1)在对照实验中,除了实验变量不同之外,其它因素都相同。要探究“食盐水对泡菜中亚硝酸盐含量的影响”,故实验变量为食盐水浓度。该实验方案中有一处明显的错误是没有设置对照实验,应增设对照组,为了控制单一变量,应用等量蒸馏水替代盐水。
(2)用于发酵泡菜的微生物是乳酸菌,乳酸菌是厌氧菌,所以泡菜坛要加盖并用一圈水来封口,以避免外界空气的进入,否则如果有空气进入,就会抑制乳酸菌的活动,影响泡菜的质量。因此,加水封坛的目的是:可以达到发酵所需的无氧条件,还可以避免其他微生物进入。
(3)在对照实验中,除了实验变量不同之外,其它因素都相同。要探究“食盐水对泡菜中亚硝酸盐含量的影响”,故实验变量为食盐水浓度。该实验方案中有一处明显的错误是没有设置对照实验,应增设对照组,为了控制单一变量,应用等量蒸馏水替代盐水。
(4)在35℃时,重复进行了上述实验,测定的各发酵天数亚硝酸盐含量都低于15℃时测定的数据,出现这种现象的主要原因:在适宜温度下,乳酸菌通过分裂生殖快速繁殖,并分解糖类产生大量的乳酸,抑制了杂菌的生长繁殖,同时发酵形成的酸性环境也能分解一部分亚硝酸盐。
10.乒乓球是我国的“国球”,由于直径38mm的球速度快、旋转强,比赛时,回合数太少,观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性,现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为,乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性,于是展开了相关实验。
[实验准备]
选择同一厂家生产的材料、质量相同,直径不同的乒乓球各一,在同一台面上,探究其弹性强弱。
[实验数据]
由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm
30 24 23
60 44 42
[实验分析及结论]
当由静止释放的高度相同时,可根据 比较两种乒乓球的弹性。
由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。
[反思与完善]
为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是 (答出一点即可)
[拓展]
小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示,他发了一个“旋转球”,箭头表示乒乓球的旋转方向,请预测乒乓球将会向 (选填“a”“b”或“c”)方向运动。
【答案】 乒乓球弹起的高度 如:①各多用几个同款乒乓球,重复实验;②多次改变由静止释放的高度,重复实验 c
【知识点】流体压强与流速的关系、制定探究方案
【详解】[1]实验分析及结论:
当由静止释放的高度相同时,可根据乒乓球弹起高度比较两种乒乓球的弹性,这是转换法。
[2]反思与完善:
为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是①各多用几个同款乒乓球,重复实验;②多次改变由静止释放的高度,重复实验。
[3]拓展:
由于球逆时针旋转,球上方的空气流动速度小,压强大,球下方的空气流动速度大,压强小,因此,球受到向下的压力,在空中会沿弧线迅速下落,乒乓球将会向c方向运动。
11.油菜素内酯(BL)被称为第六大植物激素,能在一定程度上促进种子萌发。科学家为研究不同浓度油菜素内酯对玉米种子萌发的影响,设计如下实验:
【步骤一】随机选取500粒完整、籽粒饱满且有活性的玉米种子,平均分成五组。
【步骤二】采集普通土壤和盐碱地土壤样本,配制不同浓度油菜素内酯溶液,均匀混于土壤中。
【步骤三】将分好的玉米种子组分别播种于处理过的土壤中,在温度、湿度适宜和氧气充足的条件下培养,并记录玉米种子的发芽情况。
结果记录如表所示。
组别 土地类型 处理方法 种子发芽率
1 普通土地 适量的乙醇 88%
2 盐碱地 ① 42%
3 盐碱地 适量的溶液 55%
4 盐碱地 适量的溶液 80%
5 盐酸地 适量的溶液 58%
查阅资料可知:①油菜素内酯可溶于乙醇,不易溶于水;②BL溶液指油菜素内酯的乙醇溶液。
(1)步骤一中,选取完整、籽粒饱满且有活性的玉米种子的目的是 。
(2)表中①的处理方法是 。
(3)比较2、3、4组实验,能得出的结论是 。
(4)根据实验结果,下列结论、推测及计划合理的是______________________(填字母)。
A.过高浓度的油菜素内酯溶液会抑制玉米种子的萌发
B.添加任何浓度的BL溶液,都无法使盐碱地中的玉米种子发芽率达到在不做处理的普通土地中的发芽率
C.若要推广油菜素内酯在盐碱地种植中的应用,还需针对多种不同作物进行重复实验
【答案】(1)满足种子萌发所需的自身条件,排除种子自身条件对萌发半所造成的影响
(2)适量的乙醇
(3)在一定浓度范围内,盐碱地中玉米种子的发芽率随添加的油菜素内酯浓度的增大而增大
(4)AC
【知识点】种子的萌发、植物激素、制定探究方案
【分析】(1)科学探究的一般过程:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
(2)对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设计对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
(3)种子在环境条件和自身条件都具备时才能萌发。种子萌发的环境条件为一定的水分、适宜的温度和充足的空气;自身条件是胚是完整的、胚是活的、种子不在休眠期以及具有足够的胚发育所需的营养物质。
【详解】(1)结合分析可知,在步骤一中,选取完整、籽粒饱满且有活性的玉米种子的目的是为了确保实验开始时所有种子都满足萌发所需的自身条件,如胚完整、有活力等。这样可以排除因种子自身条件不足而对实验结果造成的影响,使得实验结果更加准确可靠。
(2)根据实验设计的对照原则,表中①的处理方法应该是与实验组(添加了不同浓度BL溶液的组)形成对照的,即只添加与BL溶液相同溶剂的组。由于BL溶液是油菜素内酯的乙醇溶液,因此①的处理方法应该是添加适量的乙醇。
(3)比较2、3、4组实验,我们可以发现这三组实验的土地类型都是盐碱地,但添加的BL溶液浓度不同。随着BL溶液浓度的增加(从0到24μg/L),玉米种子的发芽率也呈现上升趋势。因此,我们可以得出结论:在一定浓度范围内,盐碱地中玉米种子的发芽率随添加的油菜素内酯浓度的增大而增大。
(4)A.对比4组(24μg/L的BL溶液,发芽率80%)和5组(48μg/L的BL溶液,发芽率58%),可以发现过高浓度(48μg/L)的油菜素内酯溶液会使发芽率降低,即过高浓度的油菜素内酯溶液会抑制玉米种子的萌发,A正确。B.实验结果并不能表明添加任何浓度的BL溶液都无法使盐碱地中的玉米种子发芽率达到在不做处理的普通土地中的发芽率。因为实验中只测试了特定浓度的BL溶液,并没有测试所有可能的浓度范围。此外,即使BL溶液能够提高盐碱地中玉米种子的发芽率,也可能无法达到普通土地中的水平,但这需要通过更多实验来验证,B错误。C.若要推广油菜素内酯在盐碱地种植中的应用,确实需要针对多种不同作物进行重复实验。因为不同作物对油菜素内酯的响应可能不同,而且盐碱地对不同作物的影响也可能不同,C正确。故选AC。
12.小明所在的物理实验小组利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,电源由三节新干电池串联组成。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,请你在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙A所示的图像,根据图像可知小灯泡的电流与电压并不成正比,原因是 ;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)另一组的小李想设计一个电路测灯泡的额定功率,老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻,电源电压未知。小李设计的电路如图丁,请将以下实验步骤补充完整;
①闭合开关S、,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为0.3A;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,电流表示数为0.2A;将滑动变阻器的滑片P移到最左端,电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1)
(2)灯泡的电阻随温度的升高而增大
(3)9.5
(4)0.9
【知识点】测定小灯泡的功率、电功率计算式的应用、欧姆定律的应用
【详解】(1)实验中,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,电流更改如图所示:
(2)灯泡的电阻随温度的升高而增大,当灯泡的电压、电流改变时,电功率改变,温度改变,灯丝电阻改变。所以小灯泡的电流与电压并不成正比。
(3)由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.4A,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻是
(4)保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S1,定值电阻R0与变阻器串联,电流表测量电路电流,电流表示数为0.2A;将滑动变阻器的滑片P移到最左端,电路化为定值电阻R0的简单电路,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律得,电源电压为
变阻器与定值电阻R0串联时,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压为
此时变阻器的电压为
变阻器接入电路中电阻为
灯泡与变阻器串联,且灯泡正常发光时,变阻器的电压为
灯泡的额定电压为
小灯泡的额定功率为
13.同学们探究原件Q的I、V关系;
(1)根据图甲补全乙的实物图 。
(2)考虑电表内阻影响,原件电阻测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
(3)闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数均不为0,原因是 (选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”)接触不良。
【答案】(1)
(2)小于
(3)f
【知识点】电路的动态分析、欧姆定律的应用
【详解】(1)由原理图可知,滑动变阻器采用了分压接法,即先将下面两个固定的接线柱接在电源两端;再将用电器的一端接在上面任意一个接线柱上,另一端接到下面任意一个接线柱上;同时电流表采用外接法,注意电表的正极流入。实物图如图:
(2)电流表外接时,通过元件的电流值的测量值大于真实值,根据可知,该元件的电阻的测量值小于真实值。
(3)由题意可知,电流与电源应相连,不能调节到零说明滑动变阻器起不到分压作用,故应是f点接触不良造成的。
14.AI无止境,携手创未来。2024年6月28日,作为无人机领域的领军企业,一飞智控携1000架烟花无人机于深圳湾人才公园冉冉升空,开启深圳首场无人机烟花秀。这场无人机烟花秀不仅给观众带来了视觉盛宴,更展现了电子烟花环保理念的独特魅力。观看烟花秀后,物理学习小组的同学结合已学习的电学知识,开展学习与制作“电子烟花”的项目式学习。下面是该小组同学交流与实践过程,请帮助他们完成下列内容。
【项目任务】(1)测试其核心部件LED的性能;
(2)制作一个“电子烟花”,模拟出烟花的效果。
【项目设计】
经查阅,电子烟花的核心部件是一个微型电子发光装置,这些发光装置通常由发光二极管(LED)组成,如图1是LED的电路符号,它有两根引线,分别为正极(+)和负极(-),接直流电路时,它只允许电流从它的正极流向负极。当给LED加上合适的正向电压后,不同型号的LED能发出不同颜色的光,其发光效率很高,几乎不会产生热量。如果加上反向电压,则视为断路不能发光。
LED灯两端的电压(伏) LED灯发光的颜色
1.8 红
2.4 黄
3.0 蓝
LED具有 性,把这样的LED灯接入如图2所示电路,闭合开关,当滑动变阻器的滑片在图示位置,LED灯发出黄色的光。其发光的颜色与电压的对应关系如上表所示,向 (选填“左”或者“右”)移动滑片P,可使LED灯发红色的光。
【项目实施】
为了测试LED发光时的性能,将其接入图2所示电路,已知电源电压恒为4.5V。调节变阻器滑片,记录多组电压表、电流表数据,描绘出如图3所示的图像;
①闭合开关S,向左移动滑片时,LED灯的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②当LED灯正常发蓝色光时,保持滑片位置不变,对调LED灯的正负极后再闭合S,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
③为了模拟出的蓝色烟花效果更加明显,需要在图2电路中同时接入12颗LED灯,为确保LED灯能独立正常工作,12颗LED灯应 (选填“串联”或“并联”),此时电流表的示数为 。
【项目小结】
小组同学根据各项资料,理解了LED的部分性能,并按照设计好的电路图,完成了红黄蓝三色简易“电子烟花”,模拟出了“烟花”的效果,更多颜色有待进一步开发。
【答案】 单向导电 右 变小 变大 并联 0.24A
【知识点】欧姆定律的应用、串、并联电路的电压特点、串、并联电路的电流特点
【详解】[1]LED是发光二极管,LED具有单向导电性。
[2]闭合开关,当滑动变阻器的滑片在图示位置,LED灯发出黄色的光,LED灯发红色的光时两端的电压低于发黄光时的电压,电路中的电流减小,电阻增大,故应将滑动变阻器的滑片向右移动。
①[3]闭合开关S,向左移动滑片时,电路中的电阻减小,电流增大,通过LED灯的电流增大,由图3可知,电流的变化率大于电压的变化率,由可知,LED灯的电阻变小。
②[4]当LED灯正常发蓝色光时,保持滑片位置不变,对调LED灯的正负极后,LED灯反接,再闭合S,LED处断路,电压表串联在电路中,示数为电源电压,故电压表的示数变大。
③[5]电路中同时接入12颗LED灯,为确保LED灯能独立正常工作,互不影响,12颗LED灯应并联。
[6]由图3可知,LED灯两端的电压为3V时,通过的电流为20mA,12颗LED灯应并联,则总电流为
此时电流表的示数为0.24A。
15.一次台风发生时,屋外的气压急剧降到,因为当时门窗紧闭,可以近似的认为室内的气压是;
(1)为什么台风发生时,室外气压急剧下降?
(2)若室内屋顶的面积为100m2,求屋内外的大气压力差是多少?
【答案】(1)流体流速越大的位置,压强越小;(2)106
【知识点】大气压的综合应用
【详解】解:(1)龙卷风刮过时,室外空气流速较大,由于流体流速越大的位置,压强越小,所以台风发生时,室外压强减小。
(2)屋内外的大气压强差
Δp=1.0×105Pa-9×104Pa=10000Pa
所以屋内外的大气压力差
ΔF=ΔpS=10000Pa×100m2=106N
答:(1)流体流速越大的位置,压强越小,所以台风发生时,室外压强减小;
(2)屋内外的大气压力差为106N。
16.学习小组同学对洗衣剂的变迁产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:谈古——古代洗衣剂“灰”。《礼记·内则》:“冠带垢,和灰清簌;衣裳垢,和灰清浣。”古人洗衣用的“灰”指的是草木灰。
活动一:获得草木灰。在实验室里焚烧秸秆,获得草木灰。
活动二:了解草木灰
【实验准备】称取一定质量的草木灰,用热水浸泡并过滤,将滤液平均分成两份。
【探究实验一】
(1)检验草木灰浸出液的酸碱性。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液 溶液变 色 草木灰浸出液显碱性
【探究实验二】测定草木灰中碳酸钾的含量。对另一份滤液进行实验,部分实验如图所示:
【实验反思】
(2)装置B中盛放的试剂是浓硫酸,其作用是 。
(3)实验测定装置C质量增重了,装置C发生反应的化学方程式 。
(4)查阅资料:发现测得草木灰中碳酸钾的含量偏高,可能原因是______(填序号)。
A.用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验
B.装置中残留的二氧化碳没有被吸收
C.氢氧化钠溶液与空气直接接触
任务二:现代洗涤剂——碳酸钠。碳酸钠俗称“纯碱”,碳酸钠溶液呈碱性,可用于清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。某兴趣小组对影响溶液去油污效果的因素进行探究。用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的溶液,并测定溶液pH,记录数据如下:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
溶质质量分数 2% 2% 2% 6% 6% 6% 10% 10% 10%
溶液温度/℃ 20 40 60 20 50 60 20 40 70
溶液pH 10.90 11.18 11.26 11.08 11.27 11.30 11.22 11.46 11.50
(5)去油污效果最好的是 (填序号)。
(6)用适量碳酸钠粉末洗涤沾有油污的餐具,为达到较好的洗涤效果,可采取的措施有 (写1条)。
【答案】(1)红
(2)吸收二氧化碳中的水蒸气,防止对后续二氧化碳质量测定产生干扰
(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。 (4)AC (5)⑨
(6)用温度较高的水配制碳酸钠溶液(合理即可)
【知识点】碱的化学性质、浓硫酸的性质及浓硫酸的稀释、酸碱指示剂及其性质、溶液的酸碱性与pH值的关系
【详解】(1)草木灰浸出液显碱性,碱性溶液能使无色酚酞溶液变红,取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液变红色;
(2)装置 B 中浓硫酸的作用是干燥二氧化碳气体,因为从 A 装置中产生的二氧化碳气体中混有水蒸气,若不除去,会影响装置 C 中吸收二氧化碳质量的测定,导致实验误差;
(3)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,装置 C 中氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(4)A、用浓盐酸代替稀硫酸进行实验,浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体也会被氢氧化钠溶液吸收,使装置 C 质量增重偏大,从而导致测得草木灰中碳酸钾的含量偏高,符合题意;B、装置中残留的二氧化碳没有被吸收,会使测得二氧化碳质量偏小,导致碳酸钾含量偏低,不符合题意;C、氢氧化钠溶液与空气直接接触,会吸收空气中的二氧化碳,使装置 C 质量增重偏大,导致测得草木灰中碳酸钾的含量偏高,符合题意。故选AC;
(5)因为溶液碱性越强,去油污效果越好,根据表格数据,⑨号实验溶液的 pH 最大,碱性最强,所以去油污效果最好;
(6)从表格数据可知,溶液温度越高、溶质质量分数越大,碳酸钠溶液的 pH 越大,碱性越强。所以为达到较好的洗涤效果,可采取的措施有用温度较高的水配制碳酸钠溶液或适当增大碳酸钠溶液的溶质质量分数等。
1.网红食品“自嗨锅”日渐风靡,很多小伙伴都很喜欢它,好吃又方便。某兴趣小组同学设计实验对自嗨锅的发热包的反应原理进行了探究。
【查阅资料】
(1)发热包的主要成分:生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠。
(2)一般自热火锅放入水的量为一瓶矿泉水,遇水后20秒就能升温超过90℃,过程中还会产生大量气体,操作不当很有可能引发爆炸。
(3)铝和强碱的水溶液易发生置换反应。
【进行实验】
如图1,将发热包倒入锥形瓶,向长颈漏斗中加入足量水后发现有大量未溶解的固体并产生气泡。
【提出问题1】未溶解的固体成分是什么?
【提出猜想1】
在仔细查看了发热包的主要成分表后,小组同学认为未溶解的固体中可能有:①活性炭、②铝粉、③铁粉、④ ,或上述固体中部分或全部混合物。
【实验探究1】
取一定量未溶解的固体于锥形瓶中,滴入稀盐酸,观察到有大量气泡产生,反应停止后仍有少量黑色固体剩余。由此可推出剩余固体中一定含有的成分有 。
【提出问题2】实验探究1中出现的气体是什么?
【实验探究2】
利用所示图2、3装置进行实验,观察到澄清石灰水变浑浊,说明气体中一定含有 (用化学式表示)。在图3的a端点燃气体,未产生燃烧现象,说明剩余固体不能与稀盐酸反应产生可燃性气体。有同学认为这种说法不严谨,请写出改进措施: 。
【提出问题3】
发热包中加入足量水后产生的气体成分是什么(不考虑水蒸气)?
【提出猜想2】 。
【实验探究3】 (写出实验操作和现象)。
【问题与讨论】
(1)结合物质性质从安全角度分析,自热食品正常操作情况下不会爆炸的原因是 。
(2)试写出铝和氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
【答案】 碳酸钙/CaCO3 活性炭 CO2 在图2、3中间加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶 氢气 在密封体系内反应,在导管口验纯后点燃,并在火焰上方罩干燥的小烧杯,烧杯内壁有水雾 密闭体系,没有氧气且氢气有爆炸极限,没达到一定浓度不会爆炸
【知识点】解释、检验与评价、金属的化学性质、碱的化学性质、盐的性质及用途
【详解】提出猜想1:生石灰(CaO)与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙会与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,所以未溶解固体可能有碳酸钙(CaCO3)。
实验探究1:铝粉、铁粉与稀盐酸反应产生气泡,而活性炭不与稀盐酸反应且呈黑色 ,反应停止后有少量黑色固体剩余,所以剩余固体中一定含活性炭。
实验探究2:能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳,所以气体中一定含有CO2;
在图3的a端点燃气体,未产生燃烧现象,是因为生成的气体含有二氧化碳,二氧化碳不支持燃烧,单质可燃性气体不能被点燃,因此需要除去混合气体中的二氧化碳,氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳,改进措施是:在图2、3中间加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶。
提出猜想2:发热包成分中铝粉能与水和碱性物质反应产生氢气所以可猜想气体成分为氢气。
实验探究3:氢气燃烧生成水,证明气体是氢气的方案是:在密封体系内反应,在导管口验纯后点燃,并在火焰上方罩干燥的小烧杯,烧杯内壁有水雾。
问题与讨论:结合物质性质从安全角度分析,自热食品正常操作情况下不会爆炸的原因是:密闭体系,没有氧气且氢气有爆炸极限,没达到一定浓度不会爆炸;铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为。
2.某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱,夏天晒盐”获得大量湖盐。小伟同学取该湖盐样品进行探究。【提出问题】该湖盐样品的成分是什么?
【查阅资料】冬天捞碱的“碱”指Na2CO3,夏天晒盐的“盐”指NaCl。
【猜想与假设】猜想一:Na2CO3;猜想二:NaCl;猜想三:Na2CO3和NaCl
通过【实验探究】得到的实验结论是猜想三成立。
【拓展延伸】为进一步确定该湖盐样品中Na2CO3的质量分数,小伟同学再取该湖盐样品10.0g做了如图所示的补充实验。
(1)反应结束之后通入空气的目的是 。
(2)装置A中浓NaOH溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(3)实验结束后测得装置D增重0.44g,则湖盐样品中Na2CO3的质量分数为 %(保留一位小数)。
【答案】(1)使生成的二氧化碳气体全部被碱石灰吸收
(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(3)10.6
【知识点】根据化学反应方程式的计算、盐的性质及用途、碱的化学性质
【详解】(1)反应结束之后通入空气的目的是排出残留在装置中的二氧化碳,使反应生成的二氧化碳全部被装置 D吸收;
(2)装置 A 中浓 NaOH 溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,防止影响实验结果,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;
(3)实验结束后测得装置D增重0.44g,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应生成过程中生成二氧化碳质量为0.44g;
设:湖盐样品中Na2CO3的质量分数为x。
x=10.6%.
答:湖盐样品中Na2CO3的质量分数为10.6%。
3.“绿水青山,就是金山银山!”在习总书记的号召下,绿色环保意识早就深入我们的生活。小组同学对某工厂排放的气体成分进行探究,猜想可能含有CO2、CO、H2中的一种或几种,该小组的同学为了探究气体的组成,结合气体检验———气体净化———气体转化———气体检验———尾气处理的思维模型,设计了如下装置进行实验(夹持装置已省略)。实验后发现A装置中溶液变浑浊,C中的固体由黑色变红色,D中的固体由白色变蓝色。
在反应前后对C、D装置进行了质量的测量(各步反应均完全),测量结果如下表:
反应前后 反应前 反应后
C装置中的试管与固体的总质量/克 a c
D装置的中U形管与固体的总质量/克 b d
请分析回答下列问题:
(1)小组同学发现该套装置有一明显的不足,请你指出: 。
(2)装置C体现的是上述思维模型中的 。
(3)通过表格数据分析,小组同学得出原混合气体还含有CO,他们的依据是 (用字母a、b、c、d表示)。
(4)实验中有同学提出来,钡离子是重金属离子,会污染环境,是不是可以用其他物质来代替呢 于是分小组展开了讨论。根据现有的NaCl溶液、CaCl2溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液,你认为替代氢氧化钡溶液的最佳选项是 。
A.NaOH和NaCl的混合液B.Ca(OH)2和CaCl2的混合液
C.NaCl和CaCl2的混合液D.NaOH和CaCl2的混合液
【答案】缺少尾气处理装置 气体转化 D
【知识点】质量守恒定律及其应用、有关化学式的计算和推断、碱的化学性质、金属的冶炼
【详解】(1)在化学实验中,特别是涉及到有毒或有害气体的实验时,尾气处理是非常重要的,以避免未反应的气体直接排放到环境中造成污染;该实验中可能存在CO,CO具有毒性,该实验装置的一个明显不足是缺少尾气处理装置;
(2)装置C的作用是在高温下使气体与氧化铜反应,这属于气体转化的过程。气体中的还原性气体如CO和H2可以将黑色的氧化铜还原为红色的铜,同时自身被氧化。装置C体现了上述思维模型中的“气体转化”环节;
(3)一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能被碱石灰吸收,C装置中减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量,D装置中增加的质量为水的质量,水中氧元素的质量为(d﹣b)××100%=,若参加反应的氧化铜中氧元素质量大于与水中氧元素质量,则证明混合气体中含CO,即(a﹣c)>;
(4)氢氧化钡溶液与二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀和水,其作用是检验并吸收二氧化碳。A、氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氯化钠与二氧化碳不能反应,该组试剂只能吸收二氧化碳,不能检验二氧化碳,不符合题意;B、氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,氯化钙与二氧化碳不能反应,该组试剂能检验二氧化碳,但氢氧化钙微溶于水,吸收二氧化碳的量较少,不符合题意;C、NaCl和CaCl2都不能与二氧化碳反应,不符合题意;D、氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,NaOH和CaCl2的混合液中存在氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,该组试剂既能检验二氧化碳又能吸收二氧化碳,符合题意。故选D。
4.某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 (填字母)。
A .打开甲处分液漏斗活塞 B .点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 g。
【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)AB
(3) 成本低、污染小、反应条件温和等 4.8
【难度】0.65
【知识点】有关化学式的计算和推断、金属的冶炼、金属的化学性质
【详解】(1)方法①步骤2中,发生的反应铁与硫酸铜生成铜和硫酸亚铁,反应化学方程式是:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(2)氢气具有可燃性,在有限的空间中,和空气混合达到一定浓度遇明火或加热会发生爆炸;为保证实验安全,排尽试管内的空气,加热前先通氢气,方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是打开甲处分液漏斗活塞,通入一段时间氢气,排尽装置内的空气后,点燃丙处的酒精灯,故填AB;
(3)方法③中生物炼铜的优点有:成本低、污染小、反应条件温和等;
硫化铜(CuS)中铜的质量分数=, 制得3.2g铜,需要硫化铜的质量=。
5.某校科技活动小组利用学校空地建立了一个小型农业生态园,在园内同学们开展了一系列植物栽培和探究活动。请分析回答:
(1)在向生态园内移栽花卉时,同学们采取了三项措施:一是选择在傍晚或阴雨天进行移栽;二是去掉移栽花卉的部分叶片:三是让移栽花卉的根部尽量带着一个土坨。其中,前两项措施都是为了 , 第三项措施是为了 。
(2)为探究无机盐对植物的影响,同学们在园内选取了发育情况相同的两株健壮天竺葵幼苗,分别放在等质量的甲、乙两瓶液体中培养(甲中装蒸馏水、乙中装土壤浸出液)。一段时间后,甲、乙两瓶中的植株变化如表:
植株 实验前质量/克 实验后质量/克 生长情况
甲 92 116 矮小、纤细、叶色变黄
乙 91 258 茎粗、枝多、叶色浓绿
你认为乙瓶植株质量大增,主要是其进行了 作用的结果;比较甲、乙两瓶植株的变化,可以得出的结论是 ;小明在上述探究的基础上,回家用土壤浸出液栽培了一株天竺葵,但后来他发现栽培的天竺葵生长情况并不理想,甚至还出现了烂根,试分析其可能的原因:
【答案】(1)降低植物的蒸腾作用/减缓植物的蒸腾作用 保护幼根和根毛 (2) 光合 植物生长需要无机盐 根部浸入液体中,无法进行呼吸作用/没有经常向培养液中通气,导致根的呼吸作用受阻
【知识点】光合作用的条件和产物、蒸腾作用、植物的呼吸作用、科学探究的基本环节
【分析】水和无机盐对植物的生长具有重要作用,植物生长需要水和无机盐。 绿色植物的生活需要水,水是植物体的重要组成成分,植物体内水分充足时,植株才能硬挺,保持直立的姿态,叶片才能舒展,有利于光合作用,提高产量。植物的生长也需要多种无机盐,无机盐必须溶解在水中植物才能吸收利用。施肥的目的就是提供植物生长必需的无机盐。
(1)在移栽植物时,为了提高植物的成活率,应尽量保护植物的根部、降低植物的蒸腾作用,可采取的措施有: ①带土移栽。移栽植物时,要保留根部的土坨,目的是为了保护幼根和根毛,提高植物的吸水能力,从而提高移栽的成活率; ②去掉部分枝条和叶片。由于叶是植物体进行蒸腾作用的主要器官,移栽时去掉部分枝和叶,能减少水分的散失,提高移栽的成活率; ③在傍晚或阴天移栽。因为傍晚或阴天的光照不强,植物蒸腾作用弱,水分散失的少,利于移栽植物的成活;移栽的幼苗还需进行遮荫也是同样的道理。因此,在向生态园内移栽花卉时,同学们采取了三项措施:一是选择在傍晚或阴雨天进行移栽;二是去掉移栽花卉的部分叶片;三是让移栽花卉的根部尽量带着一个土坨。其中,前两项措施都是为了降低植物的蒸腾作用,第三项措施是为了保护幼根和根毛。
(2)光合作用制造有机物,乙瓶植株质量大增,主要是其进行了光合作用的结果。
甲、乙两瓶是以无机盐为变量形成的对照实验,甲中装蒸馏水,植株矮小、纤细、叶色变黄;乙中装土壤浸出液(含有无机盐)植株茎粗、枝多、叶色浓绿;比较甲、乙两瓶植株的变化,可以得出的结论是植物的生长需要无机盐。植物的根呼吸的是空气中的氧气,用土壤浸出液栽培天竺葵,需要经常向培养液中通气,否则会出现烂根。
6.流行性乙型脑炎(简称乙脑)是由乙脑病毒引发的传染病。科研人员对乙脑减毒活疫苗和乙脑灭活疫苗的免疫效果进行如下研究。
【实验1】取120只大小、生理状况一致的健康小鼠均分为6组。按如表所示注射物对小鼠进行皮下注射,获得免疫小鼠;几天后,每组选取10只小鼠抽取血清进行稀释,测量达到标准抗原一抗体反应效果的血清稀释倍数(稀释倍数越大,表示免疫效果越好),以此反映小鼠体内的抗体水平。
组别 注射物 血清稀释倍数(平均值)
A组 乙脑减毒活疫苗 原液 40
C组 104倍的稀释液 10
B组 103倍的稀释液 10
D组 105倍的稀释液 <10
E组 乙脑灭活疫苗原液 40
F组 不做处理 <10
(1)该实验的变量为 和不同稀释倍数的减毒活疫苗。
(2)分析表中数据,可得出的结论是 (写出1点)。
【实验2】研究人员取每组剩余10只免疫小鼠进行实际免疫效果的测定。测定时,将乙脑病毒注射入小鼠体内,观察14天,记录小鼠的存活数量,结果如图所示。
(3)科研人员推测:乙脑减毒活疫苗相较乙脑灭活疫苗,还存在除产生抗体外其他的增强免疫能力的机制,其证据是 。
【结论】由上述研究可知,两种乙脑疫苗进入小鼠体内,都能够刺激机体启动 (选填“非特异性”或“特异性”)免疫,注射 (选填“乙脑减毒活疫苗或“乙脑灭活疫苗”)更有利于提高机体对乙脑病毒的免疫力。
【答案】(1)疫苗的种类 (2)两种疫苗都能诱导小鼠产生抗体,且随着减毒活疫苗稀释倍数的增加,抗体水平下降 (3) A组和E组血清中抗体水平一致,但A组小鼠的存活率比E组小鼠的存活率要高 特异性 乙脑减毒活疫苗
【知识点】特异性免疫、制定探究方案、科学探究的基本环节
【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。
(1)从表中的实验设置来看,该实验的变量为疫苗的种类和不同稀释倍数的减毒活疫苗。
(2)实验用血清稀释倍数来反映小鼠体内的抗体水平。从表中A~D组可以看出,乙脑减毒活疫苗可以诱导小鼠产生抗体,从表中E组可以看出,乙脑灭活疫苗也可以诱导小鼠产生抗体,所以由表分析得出结论:两种疫苗都能诱导小鼠产生抗体,且随着减毒活疫苗稀释倍数的增加,抗体水平下降。
(3)从表中可以看出A组和E组血清中抗体水平一致,但从曲线图中却看出A组小鼠的存活率比E组小鼠的存活率要高,说明乙脑减毒活疫苗相较乙脑灭活疫苗,还存在除产生抗体外其他的增强免疫能力的机制。由上述研究可知,两种乙脑疫亩进入小鼠体内,都能够刺激机体产生抗体,抗体具有特异性,故启动特异性免疫,分析图中,存活鼠数A组>E组>F组,说明乙脑减毒活疫苗相比乙脑灭活疫苗更有利于提高机体对乙脑病毒的免疫力。
7.如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关,将滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。由上述信息可知:
(1)电源电压U为 V;
(2)为 Ω;
(3)当的电功率为0.2W时,滑动变阻器接入的阻值是 Ω;
(4)求滑片从位置1移到位置2的过程中,电路总功率的变化范围?
【答案】 2.5 5 7.5 0.25W~0.75W
【知识点】电功率计算式的应用、电路的动态分析
【详解】(1)(2)[1][2]根据题意可知电源电压不变,故图像可知
故
(3)[3]当R1的电功率为0.2W时,此时电流为
故R2的阻值为
(4)[4]滑片从1到2电流I的范围是0.1A~0.3A,根据
可得
所以电路总功率的变化范围是0.25W~0.75W。
8.某项目化学习小组准备制作一个“电子秤”,不同组员设计了如图甲、乙不同的“电子秤”的结构简图 其原理为:将待测物体放到托盘上,力敏电阻受到压力时其电阻就会发生改变,电流表的示数也就会发生改变,再从已标注相应质量值的电流表刻度盘上读出待测物体的质量 其中电源电压U为12伏,电流表的量程为0-0.6安,定值电阻R0的阻值为10欧,R是力敏电阻,其阻值与所受压力F的关系如图丙所示 图乙中AB是以O为支点的杠杆,AO=3厘米,BO=15 厘米,当托盘中不放物体时,A端会给力敏电阻5牛向上的压力
(1)往甲的托盘中加入一定质量的待测物体时,电流表的示数将 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)请你计算出乙的测量范围;( )
(3)在甲中,若要用电压表替换电流表,重新设计“电子秤”,其要求为:电压表的示数随着托盘中物体质量的增加而增大 请你画出相应的电路图 ( )
【答案】 变大 0-0.4千克
【知识点】杠杆的平衡条件、电路的动态分析、欧姆定律的应用
【详解】(1)[1]往甲的托盘中加入一定质量的待测物体时,力敏电阻受到的压力增大,则它的电阻减小,根据“电流与电阻成反比”可知,电流表的示数将变大。
(2)[2]根据欧姆定律可得
从丙图可知当
时,力敏电阻受到压力为25牛,又因当托盘中不放物体时,A端会给力敏电阻5牛向上的压力,因被测物体给力敏电阻增加的压力为
根据杠杆平衡原理
可知
由上式可得
即待测物体受到的最大重力为4N,
图乙电子秤的测量范围为0-0.4kg。
(3)[3]若要用电压表替换电流表,重新设计“电子秤”,其要求为:电压表的示数随着托盘中物体质量的增加而增大,已知压敏电阻的阻值会随着压力的增大而减小,故当物体质量增大时,压敏电阻的阻值变小,由串联电路分压原理可得此时电阻R0两端的电压变大,故由此可知电压表应该与R0并联,电路图如下
9.实验室里有一种测电阻的欧姆表,如图虚线框内的是欧姆表的简化结构图,他是由灵敏电随表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,电路中就有一个对应的电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应的关系,这样根据电流表的指针位置就可以知道电阻的大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前要先调零,即把 ab两接线柱短接,调节滑动变阻器,使电流表指针在最大刻度处。
(1)普通电流表示数标识情况为“左小右大”,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为 。
(2)欧姆表上的示数标识是不均匀的,其疏密特点是 。
(3)若某欧姆表的刻度值是按电源电压1.5V来刻度的,刻度的最大值为10mA,在使用一段时间后,若电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际阻值是(不考虑电源本身的电阻) Ω。
【答案】(1)左大右小 (2)左密右疏 (3)280
【知识点】欧姆定律的应用、电路的动态分析
【详解】(1)根据题意可知,欧姆表是由灵敏电流表、电源、变阻器等组成的;
由欧姆定律可知,当电流比较大时(电流表指针偏右),说明a、b间的电阻比较小,则标出的电阻值较小;当电流比较小时(电流表指针偏左),说明a、b间的电阻比较大,则标出的电阻值较大。所以,改装后的欧姆表示数的标识情况为左大右小。
(2)在a、b 间接入一个电阻R时,电路中电流
当接入的电阻较小(电流表指针偏右),且电阻变化量相同时,由欧姆定律可知对应的电流变化量较大;而接入的电阻较大(电流表指针偏左),且电阻变化量相同时,则对应的电流变化量较小。所以欧姆表的示数分布特点是左密右疏。
(3)电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig=10mA时,欧姆表的内阻
由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,所以刻度值为350Ω所对应的电流值:
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻
电流为I'=0.003A时,电路的总电阻
则这个电阻的实际值R实=R总′-R内′==400Ω-120Ω=280Ω
10.小科同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,选择的器材有:新干电池三节,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,“30Ω 0.5A”的滑动变阻器一个,电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片向右端移动时,电流表的示数变小): 。
(2)在连接电路时,开关处于断开状态,正确连接电路后,将滑动变阻器滑片置于最大阻值处,闭合开关,小科发现两电表的指针处于图乙所示的位置,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,小科探究电流与电压的关系,他所测得的几组电流、电压值如右表所示,在第2次实验中,电流表的示数为 A。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.4
(4)探究电流与电阻的关系时,小科根据测得的实验数据绘制出电流I随电阻R的变化图像如图丙所示。当他用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现实验无法进行下去,为继续用30Ω的电阻完成探究,在前面几次实验不变的前提下,同学们给出了如下几种方案,其中可行的有______(填字母编号)。
A.将电压表的量程换为0~15V继续实验
B.将电源电压由4.5V更换为3V继续实验
C.将本次30Ω电阻两端的电压调整为3V继续实验
D.将滑动变阻器规格更换为“50Ω 1A”继续实验
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.3
(4)BD
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验、欧姆定律的应用
【详解】(1)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中滑动变阻器串联在电路中,滑片P向右端移 动时,电流表的示数变小,说明滑片右移滑动变阻器接入电路的电阻增大,即滑动变阻器左下部分电 路接入电路,据此完成电路连接如下图所示:
(2)根据乙图可知,右边为电流表示数0,说明电路断路,左表为电压表,示数满偏,说明电压表与电源连通,因此与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)根据表格可知,电流与电压成正比,电压变为1V电压的1.5倍,则电流也变为原来的1.5倍,为0.3A。
(4)A.根据题意可知,更换电压表的量程对电阻两端电压的分配没有影响,故A不符合题意;B.如果重新开始实验,只更换电源,将电压为4.5V的电源更换为电压为3V的电源,定值电阻两端电压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为
根据串联分压原理得
滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍,当他们30的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
小于滑动变阻器的最大值30Ω,因此该方法可行,故B符合题意;
C.如果重新开始实验,只改变控制电压U0,使U0为3V,则当5Ω的定值电阻接入电路时,电路中的电流为
大于滑动变阻器的最大允许通过的电流0.5A,因此该方法不可行,故C不符合题意;
D.由图可知,电源电压为4.5V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为2.5V,根据串联分压原理得
滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍,当他们用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得RP=37.5Ω,如果只更换滑动变阻器,则可更换的滑动变阻器最大阻值为50Ω的,因此该方法可行,故D符合题意。 故选BD。
11.如图所示,一个重为500N的实心长方体A,体积为10﹣2m3,其底面积为500cm2,用一滑轮组拉着将其从空气中缓慢放入水中,直到最后沉在水池底部(池底水平),已知动滑轮重为100N,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg,求:
(1)A未浸入水中时,拉力F的大小;
(2)A未浸入水中时,滑轮组的机械效率;
(3)A自由沉在水底时,对池底的压强。
【答案】(1)200N;(2)83.3%;(3)8000Pa
【知识点】机械效率的计算、滑轮组及其工作特点、阿基米德原理、压强的大小及其计算
【详解】解:(1)由图知道,n=3,不计绳重和摩擦,A未浸入水中时,拉力F的大小为
(2)A未浸入水中时,滑轮组的机械效率为
(3)A自由沉在水底时,受到水的浮力为
A自由沉在水底时,对池底的压力为
则A对池底的压强为
答:(1)A未浸入水中时,拉力F的大小为200N;
(2)A未浸入水中时,滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)A自由沉在水底时,对池底的压强为8000Pa。
12.近年来,电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶,如表为某型号双轮电动车平衡车的部分数据,则:
质量 10kg
每个轮胎与地面接触面积 30cm2
最大速度 16km/h
充满电行程 24km
(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?
(2)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?
(3)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上以最大速度匀速行驶30min。若所受阻力为总重力的0.2倍,求该过程中牵引力所做的功。
【答案】(1)1.5h;(2)1×105Pa;(3)9.6×105J
【知识点】功的计算公式的应用、压强的大小及其计算、速度公式及其应用
【详解】解:(1)根据题意知道,充满电的行程是24km,最大速度是16km/h,由知道,以最大速度行驶,能行驶的最长时间是
(2)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压力
F压=G总=G人+G车=600N
则车对水平地面的压强
(3)由题意知道,该车受到的阻力
因该车在水平地面上匀速行驶,处于平衡状态,其受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以此时该车受到的牵引力
在水平地面上以最大速度匀速行驶30min,行驶的距离
该过程中牵引力所做的功
答:(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是1.5h;
(2)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是1×105Pa;
(3)该过程中牵引力所做的功是9.6×105J。
13.如图一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,将边长5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆A点,G2=40N,将G2放在B点时,G1对地面的压强为2×104Pa,已知OA=0.2m,OB=0.1m
(1)此时细绳作用于A的拉力;
(2)正方体G1的重力;
(3)现用F=5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动,经过一段时间使G1对地面的压力恰好为零,在这段时间内拉力做功。
【答案】(1)20N;(2)70N;(3)1.25J
【知识点】功的计算公式的应用、杠杆的动态平衡分析、压强的大小及其计算
【详解】解:(1)设此时细绳作用于A的拉力为FA,由杠杆的平衡条件知道
则绳子的拉力
(2)此时G1对地面的压强为2×103Pa,则由 知道,G1对地面的压力
因正方体对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力,所以,正方体G1的重力
(3)G1对地面的压力恰好为零时,绳子的拉力
设此时G2向右运动到D位置,由杠杆的平衡条件
则
G2向右运动的距离
在这段时间内拉力做功
答:(1)此时细绳作用于A的拉力20N;
(2)正方体G2的重力70N;
(3)在这段时间内拉力做功1.25J。
14.图甲为高压锅的构造,图乙为水的沸点与气压的关系图象。
(1)请说明高压锅为什么能将食物加热到以上?
(2)若高压锅出气孔的面积为,压在出气孔上的安全阀的质量为,则高压锅内的气压是多少?(外界大气压为)
(3)若要把这种高压锅销售到西藏地区,在保证高压锅安全使用的前提下,用这种高压锅烧水时,水的沸点要达到,应使用质量为多大的限压阀?(西藏地区外界大气压平均值为)
【答案】(1)见解析(2)2.2×105Pa;(3)0.054kg
【知识点】大气压的综合应用、压强的大小及其计算、沸点及沸点与气压的关系
【详解】解:(1)标准大气压下,液体的沸点是100℃,气压越高液体的沸点越高,当高压锅内的气压大于标准大气压时,液体的沸点就大于100℃了。
(2)高压锅内的气压等于安全阀在气孔上产生的压强与外界大气压之和
(3)由乙图知道,当温度达到115℃时,气压为1.6×105Pa,此时限压阀产生的压强
出气孔的面积
S=6.75mm2=6.75×10-6m2
限压阀的重力
限压阀的质量
答:(1)标准大气压下,液体的沸点是100℃,气压越高液体的沸点越高,当高压锅内的气压大于标准大气压时,液体的沸点就大于100℃了;
(2)高压锅内的气压是2.2×105Pa;
(3)应使用质量为0.054kg的限压阀。
15.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。
(3)图D和图E中,物体上下表面压力差 (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为F1(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为F2(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为F3(如图丙所示),则物体的密度是 (用F1,F2,F3和ρ水表示)
【答案】(1)D、E (2) 1 2.7×103 (3)相等 (4)
【知识点】密度公式的应用、阿基米德原理、浮力大小的计算
【详解】(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,液体的密度相同时,浸没深度不同,浮力相同,由此可知选实验步骤中的A和D、E。
(2)[1][2]由图A可知,金属块的重力为2.7N,根据称重法可知:物块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度
(3)图D和图E中,物体都是浸没在液体中,液体密度和排开液体的体积都相同,物体上、下表面压力差就等于浮力,浮力大小相同,故物体上、下表面压力差相等。
(4)图甲中弹簧测力计测量小桶和水的总重力,图乙中弹簧测力计测量小桶、水和物体的总重力,则物体的重力
G=F2-F1
则物体的质量
图丙中弹簧测力计的小桶和水的重力加上物体对水的作用力,则物体对水的作用力
F=F3-F1
由力的作用是相互的可知,物体受到的浮力
F浮=F3-F1
因为物体浸没在水中,所以,由阿基米德原理可知,物体的体积
则物体的密度
16.学完热机的知识后,项目式学习小组的同学们对发动机产生了浓厚的兴趣,同学们进行了关于发动机的研究性学习,请你帮助项目式学习小组的同学们完成研究性学习报告。
【研究目标】了解发动机的相关知识
【研究方法】汽车使用说明书,上网查阅相关信息
【研究结果】
同学们查阅资料了解到了课本外的一种发动机——转子发动机。转子发动机不同于一般的活塞式发动机,它将活塞替换成了三角形转子,如图所示,当转子转动时,吸气、压缩、做功和排气四个过程在转子周围的空间里同时进行。同时小杨了解到,一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次,所以搭载转子发动机的汽车动力更强劲,但由于转子转速过快,燃料燃烧不充分,故油耗偏高,污染偏重。现有一辆搭载了转子发动机的汽车10min匀速行驶了40km,消耗燃油8kg,该发动机转子的转速为5000r/min,每次做功500J。
【研究拓展】
(1)加油时,闻到了燃油味,说明分子在 ;
(2)由以上资料可判断,转子发动机做功更 (选填“多”或“快”);
(3)该汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 J;()
(4)此转子发动机10min做的功为 J;
(5)若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,则此过程汽车受到的牵引力为 N;
(6)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10min,节约的燃油最多可使1吨的水温度升高 ℃。[,最终计算结果保留一位小数]
【答案】(1)不停地做无规则运动
(2)快
(3)
(4)
(5)
(6)35.7
【知识点】比热容、热量的计算、功的计算公式的应用
【详解】(1)加油时,闻到了燃油味,是汽油分子无规则运动的结果,属于扩散现象。
(2)一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次。转子发动机做功更快。
(3)该汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
(4)此转子发动机10分钟做的功
(5)该发动机的效率
若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,W=7.5×107J,由W=Fs知道,则此过程汽车受到的牵引力
(6)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10分钟,节约的燃油燃烧产生的热量是
由知道节约的燃油最多可使1吨的水温度升高
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1.科学实践小组开展“制作无动力小车”项目化学习,活动包括:合适材料的选择、无动力小车的制作、无动力小车的测试、无动力小车的评价等几个环节。
(1)【选材】:制作无动力小车可以选择生活中常见的一些废弃材料作为无动力小车的材料,下列选项中哪个材料一定是用不到的 ;
A.瓶盖 B.罐
C.电动机 D.筷子
(2)【制作】:同学们在制作之前进行了激烈的讨论;
各小组同学在讨论结束后,完成了各组无动力小车的制作;
(3)【测试】:
在测试过程中,A组同学想要探究如何让小车在水平面上行驶地更远,做了如图甲所示的实验;
①图甲,A组同学做了如图实验,该探究基于的假设是在初速度一定时,小车受到的阻力越大,滑行的距离越小;
②在实验过程中,A组同学发现如图乙③组小车行驶地最远,请分析该现象的原因; ;
(4)【交流】:
如何让乙图中的③小车运动的更远?A组提出可以通过增加小车的质量让小车行驶地更远,并做了如下所示实验(如图丙),请你通过分析以及结合所学知识,得出结论 。
2.小乐受骑自行车上坡的启发,提出了“物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关”的问题,并建立了如下猜想:
猜想一:物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关;
猜想二:物体冲上斜坡的最大距离与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想一,小乐多次改变长木板与水平面的倾角θ,让同一木块从弧形滑道同一位置静止释放,测出木块冲上长木板后滑行的最大距离,相关实验数据如表所示:
次数 1 2 31 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
长木板上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
(1)实验中,木块从弧形滑道同一位置静止释放的目的是 ;
(2)据表中数据,可得出的结论是 ;
(3)请设计实验方案,利用图示装置验证猜想二
3.冰壶比赛中,为减小冰壶与冰面间的摩擦,运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰,如图甲。
(1)为探究刷冰长度的影响因素,小科和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料,将木块分别放在木板、绸布、棉布上,用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动,发现测力计示数关系是F棉>F水>F绸。若用木板模拟未刷冰区域,则应选 (填“棉布”或“绸布”)模拟刷冰区域;
(2)他们用图丙装置,将长为的l所选材料M平铺在木板上,代表刷冰区域。让木块从斜面上滑下,经过M后停在木板上的固定位置P。为使木块每次都能运动到固定位置P,所需M的长度l与哪些因素有关?大家提出以下猜想:
猜想1:与木块由静止滑下时的高度h有关;
猜想2:与M左端到斜面底端的距离x有关。
①验证猜想1时,保持x不变,将木块从不同高度由静止滑下,改变l,使木块最终都停在位置P,数据记录如下表所示。得到的结论是 ;
序号 1 2 3 4 5
释放的高度h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
M的长度l/m 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20
②验证猜想2时,小科改变M左端到斜面底端的距离x,让木块从不同高度由静止滑下,最终都停在位置P,测量出对应的所铺材料M的长度l记录数据,得出结论。该实验操作中存在的问题是 。
4.在古代,人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙,杂质不参加反应且不溶于水)和纯碱为原料制取烧碱,某小组同学按图所示流程进行实验,请你参与讨论并回答相关问题。
(1)贝壳高温煅烧时,发生反应的化学方程式是 ;
(2)操作I的名称是 ;
(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是 ;
【问题与发现】该小组同学所得到固体C一定是纯净的NaOH吗?
【猜想与假设】根据反应原理,甲、乙、丙三位同学提出以下猜想:
甲:纯净的NaOH乙:NaOH和Na2CO3的混合物丙:NaOH和Ca(OH)2的混合物
【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案,对自己的猜想进行验证。实验操作、现象和结论如下表,请参与他们的探究并完成所缺内容。
实验操作 现象 结论
甲 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴酚酞试液 溶液变红 猜想成立
乙 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加足量稀盐酸 无气泡产生 猜想不成立
丙 取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴饱和Na2CO3溶液 有白色沉淀产生 猜想成立
【反思与评价】同学们认真研究实验流程,讨论后一致认为乙、丙两同学的方案、现象和推理均正确,请你根据实验流程对甲同学设计的方案进行合理的评价: 。
5.“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的学科观念,能有效建立物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径。如“物质检验”可建构如图甲思维模型:
请回答:
(1)物质检验:乙图1为探究酸的性质实验根据实验②可确定X是盐酸。
①在中滴加溶液和稀,是检验上述思维模型中的 (填“阴离子”或“阳离子”)。
②根据思维模型的检验路径推断,乙图1实验①中Y可以是 。
(2)确定溶质成分:从微观角度分析,乙图2实验①、实验②中共有六种离子,根据实验③的现象,可以确定实验③烧杯中一定存在的离子有 。
(3)小金同学认为,实验③烧杯里的溶液中还有一种离子是可能存在的,请你写出该可能存在的离子并说明理由 。
6.“氧漂剂”是一种强力清洁剂,具有很好的去污和漂白效果。某科学实验小组对该产品与水反应后的生成物开展探究活动。
【查阅资料】“氧漂剂”的主要成分是过氧碳酸钠,俗称固体双氧水,白色粉末状固体,遇热易分解,其溶于水后,会产生一种碳酸盐和其他化合物。
【作出猜想】猜想一:、;猜想二:、;猜想三:、、。
【实验探究】
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 取适量氧漂剂溶于水,充分搅拌 得到无色溶液
② 取①中溶液于试管中,加入过量氯化钙溶液 产生白色沉淀 存在碳酸钠
③ 取①中溶液于试管中,向其中加入★ 产生大量气泡 存在过氧化氢
④ 收集③中产生的气体,将带火星的木条伸入试管 木条复燃
⑤ 取①中溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞试液 溶液变红 存在氢氧化钠
(1)步骤③中“★”处应填 (填物质名称)。
【实验结论】猜想三正确,“氧漂剂”与水反应后的生成物为。
【交流讨论】
(2)从燃烧的条件分析,步骤④中木条复燃的原因是 。
(3)小科对结论提出质疑,认为步骤⑤不能证明存在,理由是 。
【方案修正】
(4)取 (填序号)中溶液,滴加无色酚酞试液,无明显现象,证明不存在。
【结论修正】猜想二正确,“氧漂剂”与水反应后的生成物为。
7.某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数),组内一同学设计了如下实验:
【设计实验方案】实验装置(如图2所示,固定装置略去):
需要测定的实验数据:纯碱样品的质量;实验前后C装置(包含氢氧化钠固体)的质量。
(1)为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应,其操作是 。
(2)补充D装置 (简单要叙述或画出装置示意图)。
【交流与表达】
(3)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低,原因是 。
(4)为了克服图2装置的不足,有同学提出,还应增加图1装置与A装置连接(A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞),在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入空气。反应前,断开B、C装置之间的连接,用图1装置鼓入空气,反应后,用图1装置鼓入空气。在A装置中的反应发生时,开关R处于关闭状态,其原因是 。
【数据处理】
(5)称得纯碱样品的质量为10.8g,实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g。则可计算纯碱的纯度为多少?(计算结果保留小数点后1位)。
【反思与评价】
(6)能否用稀盐酸代替稀硫酸?同学们经过讨论认为不能,理由是 。
(7)改进后的实验装置能减少测定的误差,原因:
①反应生成的尽可能被装置C吸收;
② 。
8.《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、炒制、烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,剩余的废液中含有氢氧化钠和碳酸钠,对废液如下探究活动。
【任务一】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如图所示的实验,取废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿,然后称量装置的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿后,测得装置分别增重和。
(1)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿,其原因是
(2)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)
(3)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务二】废液的处理
(4)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
9.泡菜作为一种传统发酵食品,深受大众喜爱,其制作主要依靠乳酸菌发酵。然而,制作过程中若产生过多亚硝酸盐,会对人体健康造成威胁。某兴趣小组为探究“食盐水浓度对泡菜中亚硝酸盐含量的影响”,开展了如下实验:
【查阅资料】
①乳酸菌适宜发酵的温度在30℃-35℃。
②泡菜中的亚硝酸盐是其他杂菌生长繁殖过程中产生的,当乳酸增多时酸性增强,杂菌繁殖会受到抑制。
【制作泡菜】清洗蔬菜切段晾干装坛加食盐水密封发酵
【探究亚硝酸盐含量的变化】在老师的帮助下,他们获得了下表数据。
泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量(单位:毫克/千克,发酵温度:15℃)
组别 盐水浓度 … 第5天 第7天 第9天 第11天 第13天
甲坛 496 … 3.2 3.8 3.5 3.4 3.2
乙坛 696 … 5.5 4.0 1.8 1.31 1.2
丙坛 896 … 2.0 1.8 1.4 1.1 1.0
(1)乳酸菌是单细胞的原核生物,因为它的细胞中没有 。
(2)制作泡菜时既要加盖,又要水封,这样做的目的是 。
(3)小组成员讨论认为,此方案设计不严谨,还应增设一组对照实验,用 替代盐水。
(4)小科在35℃下重复上述实验,发现相应盐水浓度和时间下,测定的亚硝酸盐含量均低于15℃时的数值,请解释其原因: 。
10.乒乓球是我国的“国球”,由于直径38mm的球速度快、旋转强,比赛时,回合数太少,观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性,现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为,乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性,于是展开了相关实验。
[实验准备]
选择同一厂家生产的材料、质量相同,直径不同的乒乓球各一,在同一台面上,探究其弹性强弱。
[实验数据]
由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm
30 24 23
60 44 42
[实验分析及结论]
当由静止释放的高度相同时,可根据 比较两种乒乓球的弹性。
由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。
[反思与完善]
为使实验结论更为可靠,在上述实验基础上,还可以补充进行的操作是 (答出一点即可)
[拓展]
小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示,他发了一个“旋转球”,箭头表示乒乓球的旋转方向,请预测乒乓球将会向 (选填“a”“b”或“c”)方向运动。
11.油菜素内酯(BL)被称为第六大植物激素,能在一定程度上促进种子萌发。科学家为研究不同浓度油菜素内酯对玉米种子萌发的影响,设计如下实验:
【步骤一】随机选取500粒完整、籽粒饱满且有活性的玉米种子,平均分成五组。
【步骤二】采集普通土壤和盐碱地土壤样本,配制不同浓度油菜素内酯溶液,均匀混于土壤中。
【步骤三】将分好的玉米种子组分别播种于处理过的土壤中,在温度、湿度适宜和氧气充足的条件下培养,并记录玉米种子的发芽情况。
结果记录如表所示。
组别 土地类型 处理方法 种子发芽率
1 普通土地 适量的乙醇 88%
2 盐碱地 ① 42%
3 盐碱地 适量的溶液 55%
4 盐碱地 适量的溶液 80%
5 盐酸地 适量的溶液 58%
查阅资料可知:①油菜素内酯可溶于乙醇,不易溶于水;②BL溶液指油菜素内酯的乙醇溶液。
(1)步骤一中,选取完整、籽粒饱满且有活性的玉米种子的目的是 。
(2)表中①的处理方法是 。
(3)比较2、3、4组实验,能得出的结论是 。
(4)根据实验结果,下列结论、推测及计划合理的是______________________(填字母)。
A.过高浓度的油菜素内酯溶液会抑制玉米种子的萌发
B.添加任何浓度的BL溶液,都无法使盐碱地中的玉米种子发芽率达到在不做处理的普通土地中的发芽率
C.若要推广油菜素内酯在盐碱地种植中的应用,还需针对多种不同作物进行重复实验
12.小明所在的物理实验小组利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,电源由三节新干电池串联组成。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,请你在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙A所示的图像,根据图像可知小灯泡的电流与电压并不成正比,原因是 ;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)另一组的小李想设计一个电路测灯泡的额定功率,老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻,电源电压未知。小李设计的电路如图丁,请将以下实验步骤补充完整;
①闭合开关S、,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为0.3A;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,电流表示数为0.2A;将滑动变阻器的滑片P移到最左端,电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率 W。
13.同学们探究原件Q的I、V关系;
(1)根据图甲补全乙的实物图 。
(2)考虑电表内阻影响,原件电阻测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
(3)闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数均不为0,原因是 (选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”、“f”)接触不良。
14.AI无止境,携手创未来。2024年6月28日,作为无人机领域的领军企业,一飞智控携1000架烟花无人机于深圳湾人才公园冉冉升空,开启深圳首场无人机烟花秀。这场无人机烟花秀不仅给观众带来了视觉盛宴,更展现了电子烟花环保理念的独特魅力。观看烟花秀后,物理学习小组的同学结合已学习的电学知识,开展学习与制作“电子烟花”的项目式学习。下面是该小组同学交流与实践过程,请帮助他们完成下列内容。
【项目任务】(1)测试其核心部件LED的性能;
(2)制作一个“电子烟花”,模拟出烟花的效果。
【项目设计】
经查阅,电子烟花的核心部件是一个微型电子发光装置,这些发光装置通常由发光二极管(LED)组成,如图1是LED的电路符号,它有两根引线,分别为正极(+)和负极(-),接直流电路时,它只允许电流从它的正极流向负极。当给LED加上合适的正向电压后,不同型号的LED能发出不同颜色的光,其发光效率很高,几乎不会产生热量。如果加上反向电压,则视为断路不能发光。
LED灯两端的电压(伏) LED灯发光的颜色
1.8 红
2.4 黄
3.0 蓝
LED具有 性,把这样的LED灯接入如图2所示电路,闭合开关,当滑动变阻器的滑片在图示位置,LED灯发出黄色的光。其发光的颜色与电压的对应关系如上表所示,向 (选填“左”或者“右”)移动滑片P,可使LED灯发红色的光。
【项目实施】
为了测试LED发光时的性能,将其接入图2所示电路,已知电源电压恒为4.5V。调节变阻器滑片,记录多组电压表、电流表数据,描绘出如图3所示的图像;
①闭合开关S,向左移动滑片时,LED灯的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②当LED灯正常发蓝色光时,保持滑片位置不变,对调LED灯的正负极后再闭合S,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
③为了模拟出的蓝色烟花效果更加明显,需要在图2电路中同时接入12颗LED灯,为确保LED灯能独立正常工作,12颗LED灯应 (选填“串联”或“并联”),此时电流表的示数为 。
【项目小结】
小组同学根据各项资料,理解了LED的部分性能,并按照设计好的电路图,完成了红黄蓝三色简易“电子烟花”,模拟出了“烟花”的效果,更多颜色有待进一步开发。
15.一次台风发生时,屋外的气压急剧降到,因为当时门窗紧闭,可以近似的认为室内的气压是;
(1)为什么台风发生时,室外气压急剧下降?
(2)若室内屋顶的面积为100m2,求屋内外的大气压力差是多少?
16.学习小组同学对洗衣剂的变迁产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:谈古——古代洗衣剂“灰”。《礼记·内则》:“冠带垢,和灰清簌;衣裳垢,和灰清浣。”古人洗衣用的“灰”指的是草木灰。
活动一:获得草木灰。在实验室里焚烧秸秆,获得草木灰。
活动二:了解草木灰
【实验准备】称取一定质量的草木灰,用热水浸泡并过滤,将滤液平均分成两份。
【探究实验一】
(1)检验草木灰浸出液的酸碱性。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液 溶液变 色 草木灰浸出液显碱性
【探究实验二】测定草木灰中碳酸钾的含量。对另一份滤液进行实验,部分实验如图所示:
【实验反思】
(2)装置B中盛放的试剂是浓硫酸,其作用是 。
(3)实验测定装置C质量增重了,装置C发生反应的化学方程式 。
(4)查阅资料:发现测得草木灰中碳酸钾的含量偏高,可能原因是______(填序号)。
A.用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验
B.装置中残留的二氧化碳没有被吸收
C.氢氧化钠溶液与空气直接接触
任务二:现代洗涤剂——碳酸钠。碳酸钠俗称“纯碱”,碳酸钠溶液呈碱性,可用于清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。某兴趣小组对影响溶液去油污效果的因素进行探究。用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的溶液,并测定溶液pH,记录数据如下:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
溶质质量分数 2% 2% 2% 6% 6% 6% 10% 10% 10%
溶液温度/℃ 20 40 60 20 50 60 20 40 70
溶液pH 10.90 11.18 11.26 11.08 11.27 11.30 11.22 11.46 11.50
(5)去油污效果最好的是 (填序号)。
(6)用适量碳酸钠粉末洗涤沾有油污的餐具,为达到较好的洗涤效果,可采取的措施有 (写1条)。
1.网红食品“自嗨锅”日渐风靡,很多小伙伴都很喜欢它,好吃又方便。某兴趣小组同学设计实验对自嗨锅的发热包的反应原理进行了探究。
【查阅资料】
(1)发热包的主要成分:生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠。
(2)一般自热火锅放入水的量为一瓶矿泉水,遇水后20秒就能升温超过90℃,过程中还会产生大量气体,操作不当很有可能引发爆炸。
(3)铝和强碱的水溶液易发生置换反应。
【进行实验】
如图1,将发热包倒入锥形瓶,向长颈漏斗中加入足量水后发现有大量未溶解的固体并产生气泡。
【提出问题1】未溶解的固体成分是什么?
【提出猜想1】
在仔细查看了发热包的主要成分表后,小组同学认为未溶解的固体中可能有:①活性炭、②铝粉、③铁粉、④ ,或上述固体中部分或全部混合物。
【实验探究1】
取一定量未溶解的固体于锥形瓶中,滴入稀盐酸,观察到有大量气泡产生,反应停止后仍有少量黑色固体剩余。由此可推出剩余固体中一定含有的成分有 。
【提出问题2】实验探究1中出现的气体是什么?
【实验探究2】
利用所示图2、3装置进行实验,观察到澄清石灰水变浑浊,说明气体中一定含有 (用化学式表示)。在图3的a端点燃气体,未产生燃烧现象,说明剩余固体不能与稀盐酸反应产生可燃性气体。有同学认为这种说法不严谨,请写出改进措施: 。
【提出问题3】
发热包中加入足量水后产生的气体成分是什么(不考虑水蒸气)?
【提出猜想2】 。
【实验探究3】 (写出实验操作和现象)。
【问题与讨论】
(1)结合物质性质从安全角度分析,自热食品正常操作情况下不会爆炸的原因是 。
(2)试写出铝和氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
2.某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱,夏天晒盐”获得大量湖盐。小伟同学取该湖盐样品进行探究。【提出问题】该湖盐样品的成分是什么?
【查阅资料】冬天捞碱的“碱”指Na2CO3,夏天晒盐的“盐”指NaCl。
【猜想与假设】猜想一:Na2CO3;猜想二:NaCl;猜想三:Na2CO3和NaCl
通过【实验探究】得到的实验结论是猜想三成立。
【拓展延伸】为进一步确定该湖盐样品中Na2CO3的质量分数,小伟同学再取该湖盐样品10.0g做了如图所示的补充实验。
(1)反应结束之后通入空气的目的是 。
(2)装置A中浓NaOH溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(3)实验结束后测得装置D增重0.44g,则湖盐样品中Na2CO3的质量分数为 %(保留一位小数)。
3.“绿水青山,就是金山银山!”在习总书记的号召下,绿色环保意识早就深入我们的生活。小组同学对某工厂排放的气体成分进行探究,猜想可能含有CO2、CO、H2中的一种或几种,该小组的同学为了探究气体的组成,结合气体检验———气体净化———气体转化———气体检验———尾气处理的思维模型,设计了如下装置进行实验(夹持装置已省略)。实验后发现A装置中溶液变浑浊,C中的固体由黑色变红色,D中的固体由白色变蓝色。
在反应前后对C、D装置进行了质量的测量(各步反应均完全),测量结果如下表:
反应前后 反应前 反应后
C装置中的试管与固体的总质量/克 a c
D装置的中U形管与固体的总质量/克 b d
请分析回答下列问题:
(1)小组同学发现该套装置有一明显的不足,请你指出: 。
(2)装置C体现的是上述思维模型中的 。
(3)通过表格数据分析,小组同学得出原混合气体还含有CO,他们的依据是 (用字母a、b、c、d表示)。
(4)实验中有同学提出来,钡离子是重金属离子,会污染环境,是不是可以用其他物质来代替呢 于是分小组展开了讨论。根据现有的NaCl溶液、CaCl2溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液,你认为替代氢氧化钡溶液的最佳选项是 。
A.NaOH和NaCl的混合液B.Ca(OH)2和CaCl2的混合液
C.NaCl和CaCl2的混合液D.NaOH和CaCl2的混合液
4.某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 (填字母)。
A .打开甲处分液漏斗活塞 B .点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 g。
5.某校科技活动小组利用学校空地建立了一个小型农业生态园,在园内同学们开展了一系列植物栽培和探究活动。请分析回答:
(1)在向生态园内移栽花卉时,同学们采取了三项措施:一是选择在傍晚或阴雨天进行移栽;二是去掉移栽花卉的部分叶片:三是让移栽花卉的根部尽量带着一个土坨。其中,前两项措施都是为了 , 第三项措施是为了 。
(2)为探究无机盐对植物的影响,同学们在园内选取了发育情况相同的两株健壮天竺葵幼苗,分别放在等质量的甲、乙两瓶液体中培养(甲中装蒸馏水、乙中装土壤浸出液)。一段时间后,甲、乙两瓶中的植株变化如表:
植株 实验前质量/克 实验后质量/克 生长情况
甲 92 116 矮小、纤细、叶色变黄
乙 91 258 茎粗、枝多、叶色浓绿
你认为乙瓶植株质量大增,主要是其进行了 作用的结果;比较甲、乙两瓶植株的变化,可以得出的结论是 ;小明在上述探究的基础上,回家用土壤浸出液栽培了一株天竺葵,但后来他发现栽培的天竺葵生长情况并不理想,甚至还出现了烂根,试分析其可能的原因:
6.流行性乙型脑炎(简称乙脑)是由乙脑病毒引发的传染病。科研人员对乙脑减毒活疫苗和乙脑灭活疫苗的免疫效果进行如下研究。
【实验1】取120只大小、生理状况一致的健康小鼠均分为6组。按如表所示注射物对小鼠进行皮下注射,获得免疫小鼠;几天后,每组选取10只小鼠抽取血清进行稀释,测量达到标准抗原一抗体反应效果的血清稀释倍数(稀释倍数越大,表示免疫效果越好),以此反映小鼠体内的抗体水平。
组别 注射物 血清稀释倍数(平均值)
A组 乙脑减毒活疫苗 原液 40
C组 104倍的稀释液 10
B组 103倍的稀释液 10
D组 105倍的稀释液 <10
E组 乙脑灭活疫苗原液 40
F组 不做处理 <10
(1)该实验的变量为 和不同稀释倍数的减毒活疫苗。
(2)分析表中数据,可得出的结论是 (写出1点)。
【实验2】研究人员取每组剩余10只免疫小鼠进行实际免疫效果的测定。测定时,将乙脑病毒注射入小鼠体内,观察14天,记录小鼠的存活数量,结果如图所示。
(3)科研人员推测:乙脑减毒活疫苗相较乙脑灭活疫苗,还存在除产生抗体外其他的增强免疫能力的机制,其证据是 。
【结论】由上述研究可知,两种乙脑疫苗进入小鼠体内,都能够刺激机体启动 (选填“非特异性”或“特异性”)免疫,注射 (选填“乙脑减毒活疫苗或“乙脑灭活疫苗”)更有利于提高机体对乙脑病毒的免疫力。
7.如图甲所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关,将滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。由上述信息可知:
(1)电源电压U为 V;
(2)为 Ω;
(3)当的电功率为0.2W时,滑动变阻器接入的阻值是 Ω;
(4)求滑片从位置1移到位置2的过程中,电路总功率的变化范围?
8.某项目化学习小组准备制作一个“电子秤”,不同组员设计了如图甲、乙不同的“电子秤”的结构简图 其原理为:将待测物体放到托盘上,力敏电阻受到压力时其电阻就会发生改变,电流表的示数也就会发生改变,再从已标注相应质量值的电流表刻度盘上读出待测物体的质量 其中电源电压U为12伏,电流表的量程为0-0.6安,定值电阻R0的阻值为10欧,R是力敏电阻,其阻值与所受压力F的关系如图丙所示 图乙中AB是以O为支点的杠杆,AO=3厘米,BO=15 厘米,当托盘中不放物体时,A端会给力敏电阻5牛向上的压力
(1)往甲的托盘中加入一定质量的待测物体时,电流表的示数将 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)请你计算出乙的测量范围;( )
(3)在甲中,若要用电压表替换电流表,重新设计“电子秤”,其要求为:电压表的示数随着托盘中物体质量的增加而增大 请你画出相应的电路图 ( )
9.实验室里有一种测电阻的欧姆表,如图虚线框内的是欧姆表的简化结构图,他是由灵敏电随表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,电路中就有一个对应的电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应的关系,这样根据电流表的指针位置就可以知道电阻的大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前要先调零,即把 ab两接线柱短接,调节滑动变阻器,使电流表指针在最大刻度处。
(1)普通电流表示数标识情况为“左小右大”,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为 。
(2)欧姆表上的示数标识是不均匀的,其疏密特点是 。
(3)若某欧姆表的刻度值是按电源电压1.5V来刻度的,刻度的最大值为10mA,在使用一段时间后,若电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际阻值是(不考虑电源本身的电阻) Ω。
10.小科同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,选择的器材有:新干电池三节,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,“30Ω 0.5A”的滑动变阻器一个,电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片向右端移动时,电流表的示数变小): 。
(2)在连接电路时,开关处于断开状态,正确连接电路后,将滑动变阻器滑片置于最大阻值处,闭合开关,小科发现两电表的指针处于图乙所示的位置,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,小科探究电流与电压的关系,他所测得的几组电流、电压值如右表所示,在第2次实验中,电流表的示数为 A。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.4
(4)探究电流与电阻的关系时,小科根据测得的实验数据绘制出电流I随电阻R的变化图像如图丙所示。当他用30Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现实验无法进行下去,为继续用30Ω的电阻完成探究,在前面几次实验不变的前提下,同学们给出了如下几种方案,其中可行的有______(填字母编号)。
A.将电压表的量程换为0~15V继续实验
B.将电源电压由4.5V更换为3V继续实验
C.将本次30Ω电阻两端的电压调整为3V继续实验
D.将滑动变阻器规格更换为“50Ω 1A”继续实验
11.如图所示,一个重为500N的实心长方体A,体积为10﹣2m3,其底面积为500cm2,用一滑轮组拉着将其从空气中缓慢放入水中,直到最后沉在水池底部(池底水平),已知动滑轮重为100N,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg,求:
(1)A未浸入水中时,拉力F的大小;
(2)A未浸入水中时,滑轮组的机械效率;
(3)A自由沉在水底时,对池底的压强。
12.近年来,电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶,如表为某型号双轮电动车平衡车的部分数据,则:
质量 10kg
每个轮胎与地面接触面积 30cm2
最大速度 16km/h
充满电行程 24km
(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?
(2)质量为50kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?
(3)质量为50kg的人驾驶该车,在水平地面上以最大速度匀速行驶30min。若所受阻力为总重力的0.2倍,求该过程中牵引力所做的功。
13.如图一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,将边长5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆A点,G2=40N,将G2放在B点时,G1对地面的压强为2×104Pa,已知OA=0.2m,OB=0.1m
(1)此时细绳作用于A的拉力;
(2)正方体G1的重力;
(3)现用F=5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动,经过一段时间使G1对地面的压力恰好为零,在这段时间内拉力做功。
14.图甲为高压锅的构造,图乙为水的沸点与气压的关系图象。
(1)请说明高压锅为什么能将食物加热到以上?
(2)若高压锅出气孔的面积为,压在出气孔上的安全阀的质量为,则高压锅内的气压是多少?(外界大气压为)
(3)若要把这种高压锅销售到西藏地区,在保证高压锅安全使用的前提下,用这种高压锅烧水时,水的沸点要达到,应使用质量为多大的限压阀?(西藏地区外界大气压平均值为)
15.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。
(3)图D和图E中,物体上下表面压力差 (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为F1(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为F2(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为F3(如图丙所示),则物体的密度是 (用F1,F2,F3和ρ水表示)
16.学完热机的知识后,项目式学习小组的同学们对发动机产生了浓厚的兴趣,同学们进行了关于发动机的研究性学习,请你帮助项目式学习小组的同学们完成研究性学习报告。
【研究目标】了解发动机的相关知识
【研究方法】汽车使用说明书,上网查阅相关信息
【研究结果】
同学们查阅资料了解到了课本外的一种发动机——转子发动机。转子发动机不同于一般的活塞式发动机,它将活塞替换成了三角形转子,如图所示,当转子转动时,吸气、压缩、做功和排气四个过程在转子周围的空间里同时进行。同时小杨了解到,一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次,所以搭载转子发动机的汽车动力更强劲,但由于转子转速过快,燃料燃烧不充分,故油耗偏高,污染偏重。现有一辆搭载了转子发动机的汽车10min匀速行驶了40km,消耗燃油8kg,该发动机转子的转速为5000r/min,每次做功500J。
【研究拓展】
(1)加油时,闻到了燃油味,说明分子在 ;
(2)由以上资料可判断,转子发动机做功更 (选填“多”或“快”);
(3)该汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 J;()
(4)此转子发动机10min做的功为 J;
(5)若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,则此过程汽车受到的牵引力为 N;
(6)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10min,节约的燃油最多可使1吨的水温度升高 ℃。[,最终计算结果保留一位小数]
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