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【素养精练·备战期末】浙教版八年级科学下册期末复习最后一练
能力提升三 新考向备训
1．某科学小组欲为蔬菜大棚设计“二氧化碳补充装置”，进行了项目化学习。
（1）设计气体发生装置。为更灵活地控制反应，小组成员利用大小不同的矿泉水瓶、多孔塑料板设计了如图甲装置，其中可通过盖紧瓶盖使反应停止的是 D 。
（2）设计自动报警器。为防止大棚内CO2浓度过高，他们设计了报警电路。当CO2浓度超过设定值时，红灯亮，反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小。则红灯应该接在图乙abcd中的 a 位置。
【答案】（1）D；（2）a。
【分析】（1）根据固体药品放在多孔塑料板上，反应开始后，盖紧瓶盖时，试管中的气体增多，压强增大进行分析。
（2）a点在静触点附近，当CO2浓度超过设定值时，气敏电阻Rx的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点与静触点接通，a处灯泡亮，反之不亮，灯在a处符合题意。
【解答】解：（1）应该选择D选项去底小矿泉水瓶，在装置中，固体药品放在多孔塑料板上，反应开始后，盖紧瓶盖时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入大矿泉水瓶瓶底，固体和液体分离，反应停止，故该装置可以控制反应的停止。
（2）a点在静触点附近，当CO2浓度超过设定值时，气敏电阻Rx的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点与静触点接通，a处灯泡亮，反之不亮，灯在a处符合题意；
b点在电磁铁所在电路上，只要开关闭合，无论电流大小，都有电流通过b点，b处的灯泡即会发光，不符合题意；cd在干路上，只要有电流，cd处的灯泡即会发光，不符合题意；
故红灯应该接在图乙abcd中的a位置。
故答案为：（1）D；（2）a。
【点评】本题考查了电磁继电器在实际生活中的应用和化学实验中反应装置的选择，属于理化综合题，难度中等。
2．1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，为原子模型的建立做出了重大贡献。小科同学在项目化学习中，使用若干辐射环磁体（如图乙所示，两个磁极分别位于内外两环）、金属板、橡皮筋等器材制作了一个演示模型，用以模拟α粒子散射的动态过程，演示模型的制作过程如下。
①如图甲所示，将长条金属板弯折成环形（保留10cm的缺口），并固定在桌面上。
②在环形金属板中央放置一块直径5cm、重40g的辐射环磁体。
③在环形金属板的缺口处连接一段橡皮筋（图中未画出），用以向环内“发射α粒子”。
根据演示模型并结合所学知识回答。
（1）固定在环形金属板中央的磁体，用来模拟的是原子中的哪一结构 原子核 ？
（2）下列四个辐射环磁体中最适合用作模拟被发射的“α粒子”的是 C （填字母编号）。
A．直径2cm、重5g、内环N极、外环S极
B．直径5cm、重40g、内环S极、外环N极
C．直径2cm、重5g、内环S极、外环N极
D．直径5cm、重40g、内环N极、外环S极
（3）该实验很好地模拟了卢瑟福α粒子散射实验的现象，即α粒子穿过金属箔后的运动情况为： 大多数α粒子几乎不发生偏转，只有少数发生了小角度的偏转，极少数发生了大角度的偏转 。
（4）小科同学通过环形金属板的缺口处向内依次发射12颗“α粒子”，这些“α粒子”最终会吸附在环形金属板上。在模拟实验完成后，将环形金属板展平，图中最符合实际情况的是 D （填字母编号，金属板上的点代表被吸附的“α粒子”）。
A.
B.
C.
D.
【答案】（1）原子核；（2）C；（3）大多数α粒子几乎不发生偏转，只有少数发生了小角度的偏转，极少数发生了大角度的偏转；（4）D。
【分析】本题主要考查了卢瑟福的α粒子散射实验及其解释，这是理解原子核式结构模型的重要基础。卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部 的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。
【解答】解：（1）在卢瑟福的α粒子散射实验中，由于原子核带正电，而α粒子也带正电，因此它们之间会相互排斥。为了模拟这种排斥作用，实验中使用了固定在环形金属板中央的磁体。这个磁体产生的磁场可以模拟原子核对α粒子的排斥力，使得α粒子在接近原子核时受到偏转。因此，这个磁体在这里用来模拟的是原子中的原子核。
（2）考虑到α粒子带正电，并且质量相对大（尽管在原子尺度上仍然很小），我们需要选择一个同样带正电且质量相对更大的物体。C选项5g质量小，符合α粒子在原子尺度上质量相对较大的特点（尽管与辐射环磁体相比仍然很小）。同时，内环S极、外环N极的配置使得它在磁场中会受到与α粒子相似的力（如果假设辐射环磁体产生的磁场类似于原子核周围的电场）。故答案为C。
（3）关于α粒子散射的结果，卢瑟福发现大多数α粒子几乎不发生偏转，只有少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子甚至发生了大角度的偏转（偏转角度超过90度，有的甚至几乎达到180度，被反弹回来）。这个现象表明原子核内部大部分是空的。
（4）由于大多数α粒子几乎不发生偏转，只有少数发生了小角度的偏转，极少数发生了大角度的偏转，因此我们需要选择一个能够反映这种分布情况的环形金属板空间构型。选项D中的构型符合这种情况：大多数α粒子沿着直线穿过环形金属板（对应实验结果中的“大多数α粒子几乎不发生偏转”），少数α粒子在穿过环形金属板时发生了小角度的偏转（对应实验结果中的“少数α粒子发生了较大的偏转”），极少数α粒子甚至被反弹回来（对应实验结果中的“极少数α粒子发生了大角度的偏转”）。故答案为D。
故答案为：（1）原子核；（2）C；（3）大多数α粒子几乎不发生偏转，只有少数发生了小角度的偏转，极少数发生了大角度的偏转；（4）D。
【点评】卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部 的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。解答此题目需要深入掌握原子核式结构模型。
3．在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，指南针制作过程如下：
步骤Ⅰ：取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次（如图甲），使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ：将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，如图乙所示，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ：用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ：在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强，且能自 由转动 指针磁性强，不能自 由转动 指针磁性弱，不能自 由转动
指标二 能准确指示南北方 向，能保持平衡 能指示南北方向，不 能保持平衡 不能指示南北方向， 不能保持平衡
（1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖位置应标为 S 极。
（2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作 可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较 。
（3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议： 调整指南针的重心位置 。
【答案】（1）S；（2）可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较；（3）调整指南针的重心位置。
【分析】（1）同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引。
（2）指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。
（3）指南针的重心刚好在支架上时可以保持平衡。
【解答】解：（1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖位置应标为S极。
（2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较。
（3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，可以调整指南针的重心位置。
故答案为：（1）S；（2）可以将自制的指南针放在水平支架上，静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较；（3）调整指南针的重心位置。
【点评】会自制指南针；知道地磁场的特点。
4．某兴趣小组开展“制作呼吸模型”项目化学习，如表为模型的评价量表。
人体呼吸模型评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 既能模拟横膈膜运动又能模拟肋骨运动 只能模拟横膈膜运动或只能 模拟肋骨运动 不能模拟横膈膜运动和肋骨运动
指标二 材料能体现结构的特征 部分材料能体现结构的特征 材料无法体现结构的特征
该小组利用吸管、玻璃罩、气球和橡皮膜等材料制作模型，内部形成一个密闭环境，如图所示。
（1）如图模型中气球模拟的人体器官是 肺 。
（2）如图是模拟的人呼气过程。请通过此模型阐述人体呼气的原理： 膈肌顶部上升，胸廓上下径变小，容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体气体呼出肺，完成呼气 。
（3）根据评价量表，请对该模型的指标一进行评价并说明理由： 合格；理由是呼吸模型只能模拟横膈膜运动，不能模拟肋骨运动 。
【答案】（1）肺；
（2）膈肌顶部上升，胸廓上下径变小，容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体气体呼出肺，完成呼气；
（3）合格；理由是呼吸模型只能模拟横膈膜运动，不能模拟肋骨运动。
【分析】当膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，膈肌顶部下降，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，完成吸气。呼气时，膈肌与肋间肌舒张，引起胸腔前后、左右及上下径均缩小，膈肌顶部上升，胸廓的容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体呼出肺，完成呼气。
【解答】解：（1）如图模型中气球能扩大和缩小，因此，模拟的人体器官是肺。
（2）如图是模拟的人呼气过程。请通过此模型阐述人体呼气的原理：膈肌顶部上升，胸廓上下径变小，容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体呼出肺，完成呼气。
（3）根据评价量表，请对该模型的指标一进行评价并说明理由：合格；理由是呼吸模型只能模拟横膈膜运动，不能模拟肋骨运动。
故答案为：（1）肺；
（2）膈肌顶部上升，胸廓上下径变小，容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体气体呼出肺，完成呼气；
（3）合格；理由是呼吸模型只能模拟横膈膜运动，不能模拟肋骨运动。
【点评】掌握呼气的原理是解题的关键。
5．某校研习小组对某地区雾霾成分及防治产生了浓厚的兴趣，并开启了项目化学习之旅。
【查阅资料】霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分有不溶性有机物（含碳元素的化合物）、黑碳、金属元素和一些无机盐（受热不分解）等。
【项目任务】探究某地区霾中是否含有黑碳。
【项目设计】设计一体化实验装置如图所示。将预先收集的霾残渣干燥后置于装置中间凹槽内。
（1）装置中二氧化锰的作用是 催化作用 。
【项目实施】小组同学完成了如下三步实验操作：
①向右边的凹槽内逐滴滴入澄清石灰水。
②接通电源，用红热电阻丝加热残渣。
③滴入过氧化氢溶液产生O2，排出装置内空气后，再将导管口接上气球。
（2）小东发现以上步骤次序乱了，正确的顺序是 ③①② （填数字）。
【现象与结论】残渣剧烈燃烧，澄清石灰水变浑浊，气球变大。推测：霾中含有黑炭。
【交流反思】
（3）小东分析霾的主要成分后对“霾中有黑炭”的结论产生质疑，理由是 霾中含有不溶性有机物，含有碳元素，燃烧时也会产生二氧化碳 。
【社会调查】
（4）请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表
项目 雾霾频发的原因 控制雾霾频发的做法 政府采取的应急措施
① 能源结构不合理 推广新能源发电 人工降雨
② 汽车尾气排放 推广新能源汽车 私家车限号出行
③ …… …… ……
【答案】（1）催化作用；
（2）③①②；
（3）霾中含有不溶性有机物，含有碳元素，燃烧时也会产生二氧化碳；
（4）推广新能源汽车。
【分析】（1）根据二氧化锰是该反应的催化剂，起催化作用来分析解答；
（2）根据探究某地区霾中是否含有黑碳的操作步骤来分析解答；
（3）根据霾中含有不溶性有机物，含有碳元素，燃烧时也会产生二氧化碳来分析解答；
（4）根据汽车尾气也是雾霾频发的原因，可推广新能源汽车来分析解答。
【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，则装置中二氧化锰的作用是催化作用；
（2）探究某地区霾中是否含有黑碳的操作步骤是滴入过氧化氢溶液产生O2，排出装置内空气后，再将导管口接上气球，向右边的凹槽内逐滴滴入澄清石灰水，接通电源，用红热电阻丝加热残渣，故正确的顺序是③①②；
（3）由于霾中含有不溶性有机物，含有碳元素，燃烧时也会产生二氧化碳，所以“霾中有黑炭”的结论不正确；
（4）汽车尾气也是雾霾频发的原因，因此可推广新能源汽车。
故答案为：（1）催化作用；
（2）③①②；
（3）霾中含有不溶性有机物，含有碳元素，燃烧时也会产生二氧化碳；
（4）推广新能源汽车。
【点评】在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的知识进行分析解答。
6．灭火器是常见的消防设备，有多种类型，某项目化小组计划制作一款简易泡沫灭火器模型。
【项目学习】在一个密闭的容器中装有两种物质，并添加发泡剂（混入气体时能产生大量泡沫）。灭火器不使用时，两种物质彼此分离；使用时，将两种物质混合能快速产生大量气体，将液体、泡沫从管口喷出。
【产品设计】器材：吸滤瓶，小试管，橡皮塞，乳胶管，细线等。
试剂：浓盐酸，碳酸钠粉末，饱和碳酸钠溶液，发泡剂。
装置：如图所示。
【评价量表】
指标 优秀 合格 待改进
指标一：喷射物的速度 液体、泡沫喷射距离大 液体、泡沫喷射距离较大 液体、泡沫喷射距离小
指标二：泡沫的量 泡沫多、均匀 泡沫多、不均匀 泡沫少、不均匀
指标三：喷出液体的安全性 酸性物质和碱性物质恰好完全反应 反应后酸性物质或碱性物质有少量剩余 喷出的液体酸性或碱性较强
【产品制作】（1）从指标一考虑，小组需要选择与盐酸反应的碳酸钠。经讨论，大家一致认定选用饱和碳酸钠溶液比碳酸钠粉末效果好，其原因是 反应物浓度高、接触面积大，反应速率快，快速增大容器内部压强，使液体和泡沫快速被压出 。
（2）泡沫灭火器产生的泡沫中含有水分，泡沫里的一个个“泡泡”也会帮助二氧化碳更好地“粘附”在燃烧物表面。请你解释发泡剂能提升灭火效果的原理。 发泡剂会产生大量二氧化碳和泡沫，覆盖在可燃物表面，隔绝氧气或空气灭火。 。
（3）将含有5.3克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，小试管中装入20克质量分数为36.5%浓盐酸，按照指标三等级，通过计算说明该项目是否符合优秀标准。
（反应化学方程式：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑）
【答案】（1）反应物浓度高、接触面积大，反应速率快，快速增大容器内部压强，使液体和泡沫快速被压出；
（2）发泡剂会产生大量二氧化碳和泡沫，覆盖在可燃物表面，隔绝氧气或空气灭火。
（3）该项目不符合优秀标准。
【分析】（1）根据影响反应速率的因素分析；
（2）依据灭火原理解答；
（3）根据常见反应的碳酸钠的质量，由反应的化学方程式列式计算出参加反应的浓盐酸的质量即可。
【解答】解：（1）制作简易泡沫灭火器，需要液体、泡沫喷出速度快，喷射距离远，选择饱和碳酸钠溶液时，反应物浓度高、接触面积大，反应速率快，快速增大容器内部压强，使液体和泡沫快速被压出；
（2）二氧化碳不支持燃烧，且密度大于空气的密度，所以发泡剂会产生大量二氧化碳和泡沫，覆盖在可燃物表面，隔绝氧气或空气灭火。
（3）设理论上需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量为x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73
5.3g 36.5%x
x＝10g
因为20g＞10g，所以该项目不符合优秀标准。
答：该项目不符合优秀标准。
故答案为：
（1）反应物浓度高、接触面积大，反应速率快，快速增大容器内部压强，使液体和泡沫快速被压出；
（2）发泡剂会产生大量二氧化碳和泡沫，覆盖在可燃物表面，隔绝氧气或空气灭火。
（3）该项目不符合优秀标准。
【点评】本题有一定难度，掌握利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，根据碳酸钠的质量进行计算是正确解答本题的前提和关键。
7．草系鱼缸中的植物利用水中的二氧化碳进行光合作用为鱼缸中的鱼类提供氧气。但水中二氧化碳相对匮乏，某项目小组为鱼缸设计了二氧化碳补给器，下表为该产品的评价量表。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出且速度可以观测。 气体能直接排出，但速度无法观察。 气体无法排出
（1）该项目学习经历时间较长，包含的重要环节有：①学习补给器的工作原理；②小组合作设计补给器结构图；③小组合作制作补给器；④公布补给器评价标准；⑤补给器展示评比。你认为上述环节最合理的排序是 ①④②③⑤ 。
（2）查阅资料后知道草系鱼缸先要通入二氧化碳，使水草长势茂盛后再放入宠物鱼，小组成员采用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。图甲和图乙是项目组成员设计的两种二氧化碳补给器。最后小组选用了图乙的装置，根据评价量表，你认为他们的理由是： 可以通过压挤A瓶，控制进入B瓶中稀盐酸的量，进而控制生成二氧化碳的量 。
（3）小科查阅到如下信息：20℃时，标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度约为1.45克/升。若要使装有80升水的鱼缸中溶解的二氧化碳达到饱和，至少需要含碳酸钙80%的石灰石多少克？（忽略水中已有的二氧化碳，写出计算过程，计算结果保留一位小数。）
【答案】（1）①④②③⑤。
（2）可以通过压挤A瓶，控制进入B瓶中稀盐酸的量，进而控制生成二氧化碳的量；
（3）329.5g。
【分析】（1）根据项目学习的环节来分析；
（2）根据装置特点以及评价标准来分析；
（3）根据二氧化碳的体积与质量，利用化学方程式计算所需石灰石的质量。
【解答】解：（1）该项目学习经历时间较长，包含的重要环节有：①学习补给器的工作原理；④公布补给器评价标准；②小组合作设计补给器结构图；③小组合作制作补给器；⑤补给器展示评比；故答案为：①④②③⑤。
（2）选用图乙的装置的原因是可以通过压挤A瓶，控制进入B瓶中稀盐酸的量，进而控制生成二氧化碳的量；故答案为：可以通过压挤A瓶，控制进入B瓶中稀盐酸的量，进而控制生成二氧化碳的量；
（3）80升水中最多所能溶解的二氧化碳的质量为80升×1.45克/升＝116克。设需要含碳酸钙80%的石灰石的质量为x，则：
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
80%x 116g
x≈329.5g
答：至少需要含碳酸钙80%的石灰石329.5g。
【点评】本题难度不大，掌握气体制备装置的评价方法、根据化学方程式的计算方法是解题的关键。
8．某学校以“植物中的水”为主题开展相关的大单元学习。某小组同学利用头脑风暴绘制了如图所示的“植物中的水”思维导图，然后分成若干子主题开展学习活动。
（1）小杭同学针对思维导图内容画出叶片上的物质流动图甲，其中代表水分流动路径的是 ③① （填序号）
（2）如图乙树枝茎被环剥后形成的节瘤，是因为叶制造的有机物通过树皮中 筛管 向下运输受阻而形成的。
（3）如图丙，叶片的营养组织是②，它们的细胞内部含有 叶绿体 ，是光合作用的场所。
（4）图丁是某项目小组利用橡皮泥制作的气孔生理活动模型。请结合表中的评价指标给出作品的等级 待改进 ，并提出改进办法。 可使用气球等注水后能膨胀的物品来模拟保卫细胞
等级 优秀 良好 待改进
指标 形态相似，且能模拟气孔连续地进行关闭与张开 形态相似，只能分别模拟气孔的关闭与张开 形态相似，仅表示了气孔的关闭或张开
【答案】（1）③①
（2）筛管
（3）叶绿体
（4）待改进；可使用气球等注水后能膨胀的物品来模拟保卫细胞。
【分析】图丙中：①表皮、②叶肉、③叶脉、④气孔。
【解答】解：（1）水分在植物体内是通过导管向上运输，并经过叶片上的气孔蒸发到大气中。故甲图中代表水分流动路径的是③水分通过导管运输、①水蒸汽通过气孔蒸发。
（2）植物茎中的筛管主要位于韧皮部，故图乙树枝茎被环剥后筛管被切断，叶制造的有机物通过树皮中筛管向下运输受阻而形成节瘤。
（3）由图丙可知，②是叶肉，主要由营养组织构成，它们的细胞内部含有叶绿体，是光合作用的场所。
（4）气孔是由一对保卫细胞围成的空腔，保卫细胞吸水膨胀，气孔就张开，因此利用橡皮泥制作的气孔生理活动模型只能形态相似，不能模拟气孔的关闭与张开，故作品的等级待改进，改进办法是：可使用气球等注水后能膨胀的物品来模拟保卫细胞。
故答案为：（1）③①
（2）筛管
（3）叶绿体
（4）待改进；可使用气球等注水后能膨胀的物品来模拟保卫细胞。
【点评】掌握叶片的结构和主要功能、导管和筛管的功能、气孔的结构及开闭原理是解答本题的关键。
9．如图1所示，小王同学制作了一个家庭制氧装置1.0版本。该制氧装置由2个塑料瓶、2根软管和药剂构成。药剂主要是过碳酸钠（Na2CO4）。制氧时，先往两个饮料瓶中加入适量的水，再往甲瓶中加入药剂，产生的气体通过B管从乙瓶导出，即可供人吸氧。
（1）针对图1洗气装置中B软管伸入液面下，同组其他同学认为小王同学存在错误，请你分析其中错误的原因： 气体无法导出 。
（2）改正错误后，同组同学针对小王同学的制氧装置提出的迭代思想，该小组同学在原版本的基础上经历了如图2所示不同版本的迭代，推测该小组改进的理由 节省材料 （写出一点即可）。
适用情况 吸氧浓度
日常保健 30%﹣40%
一般缺氧性疾病 40%﹣60%
急救 ≥60%
（3）迭代改进后的制氧机出氧流量（每分钟产生氧气体积）平稳，其中吸氧浓度＝[21%+4%×出氧流量（升/分钟）]，适用情况如表所示。某次在推广使用中，小组同学在反应装置中放入610克过碳酸钠，待药品完全反应后，可供一位病人吸氧25分钟，计算吸氧浓度为多少？根据计算判断本次使用属于哪种适用情况？（过碳酸钠反应的化学方程式：2Na2CO42Na2CO3+O2↑，ρ氧＝1.28克/升）
【答案】（1）气体无法导出；
（2）节省材料；
（3）31%；日常保健。
【分析】（1）根据洗气装置的作用分析；
（2）根据更新能节省材料分析；
（3）根据氧气的体积和密度求出氧气质量，再根据化学方程式计算。
【解答】解：（1）针对图1洗气装置中A软管伸入液面下，B软管刚好露出瓶塞即可，如果B软管伸入液面下，则气体无法导出；
（2）制氧机的反应和洗气装置在原版本的基础上经历了如图乙所示的迭代，这样的更新不仅能节省材料，还能使氧气更顺畅的进入吸气装置；
（3）设生成氧气的质量为x。
2Na2CO42Na2CO3+O2↑
244 32
610g x
x＝80g
氧气的体积为62.5L；
则吸氧浓度＝21%+4%31%，根据表中数据本次使用属于日常保健。
答：吸氧浓度＝21%+4%31%；本次使用属于日常保健。
故答案为：（1）气体无法导出；
（2）节省材料；
（3）31%；日常保健。
【点评】本题主要考查了根据化学方程式的计算，根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整。
10．学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作烟雾报警器的项目化学习。
【项目名称】制作烟雾报警器。
【相关资料】烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成（如图甲所示）。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接收电路接收到的光强度越弱。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化成报警信号。
【项目任务】小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：
供电电源：6V
报警电流：≥250mA
功能：当环境中的烟雾浓度升高至一定值时，立刻报警鸣叫。
【方案设计】小组同学讨论后，利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示。其中，光敏电阻的阻值大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化。
【器材选择】根据上述要求，该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材，其中，电源电压U恒为6V，滑动变阻器规格为“2A 50Ω”，要想实现烟雾报警器的功能，他们选择的光敏电阻Rx的阻值大小随光照强度变化的图象应为 D 。
A.
B.
C.
D.
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通过线圈的电流为200mA时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值RP＝15Ω（线圈电阻不计）。在光照强度不变的情况下，为了符合制作要求（即报警电流＞250mA），应调节滑动变阻器连入电路的阻值为多少？
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度（即在烟雾更少条件下就能报警），该组同学提出以下几种方法，其中可行的是 ABD 。
A.更换阻值较小的保护电阻
B.增大电源电压
C.增大线圈和衔铁之间的距离
D.增加线圈匝数
E.增大滑动变阻器的阻值
【答案】（1）D；（2）应调节滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω；（3）ABD
【分析】（1）根据图乙，结合题目的描述，分析光敏电阻Rx的阻值随光照强度的变化规律。
（2）当线圈电流为200毫安时，首先根据公式计算出总电阻，再根据串联电路特点计算出Rx的阻值。当通过线圈的电流为250mA时，再根据计算出总电阻，最后根据串联电路特点计算出变阻器此时接入阻值。
（3）当烟雾较小时，光敏电阻的阻值增大，而电磁铁吸合需要的磁场力不变，根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析判断。
【解答】解：
（1）根据图乙可知，当烟雾增大时，接受电路接收到的光强度越弱，衔铁被吸下来，接通报警器所在的电路而报警。此时电磁铁的磁场增强，电流增大，而总电阻减小，也就是光敏电阻的阻值减小，反之，当接受电路接收到的光强度越强时，电磁铁的磁场减弱，电流变小，而总电阻增大，也就是光敏电阻的阻值会增大，故选：D。
（2）由图乙可知，控制电路中光敏电阻Rx与滑动变阻器串联；
由题知，闭合开关S，发现当通过线圈的电流为200毫安时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值Rp＝16Ω，
由欧姆定律可知，此时电路的总电阻为：R30Ω，
根据串联电路的电阻特点可知报警时光敏电阻的阻值：Rx＝R﹣Rp＝30Ω﹣16Ω＝14Ω；
当通过线圈的电流为250mA时，电路的总电阻为：R′24Ω，
报警时光敏电阻的阻值不变，则此时滑动变阻器连入电路的阻值应为：RP′＝R′﹣Rx＝24Ω﹣15Ω＝9Ω。
（3）A、更换阻值较小的保护电阻，在吸合电流不变的情况下，此时的气敏电阻的阻值变大，使得电路在烟雾浓度更小的情况下闭合电路，故A符合题意；
B、为了保持磁场强度不变，需要保持电流不变，根据R总＝R1+R2可知，此时总电阻增大，根据U＝IR可知，此时需要增大电源电压，故B符合题意；
C、增大线圈和衔铁之间的距离时，根据杠杆的平衡原理可知，此时磁力的力臂减小，为了吸合需要更大的磁场，故C不符合题意；
D、总电阻增大时，通过电磁铁的电流减小。为了保持电磁铁的磁场强度不变，可以换用线圈匝数更多的电磁铁，故D符合题意；
E、为了保持磁场强度不变，需要保持电流不变。当电源电压不变时，需要控制总电阻不变。根据R总＝R1+R2可知，增大滑动变阻器的阻值，会使通过电磁铁的电流减小，不能达到目的，故E不符合题意；
故选：ABD。
故答案为：（1）D；（2）应调节滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω；（3）ABD。
【点评】本题考查了电磁铁的应用、欧姆定律的应用，难度不大。
11．【项目背景】
2023年2月11日，永嘉历史上投资规模最大的水资源综合利用项目——水嘉抽水蓄能电站主体工程开工，抽水蓄能电站在下半夜用电低谷时，利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库，其工作原理如图，某项目化学习小组设计一个“可逆水轮电动发电机”的功能转化电路，并制定如下评价量表。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 电路能随时控制实现抽水和发电功能 电路只能实现抽水或发电功能 电路不能实现抽水和发电功能
指标二 能实现远距离、低电压控制，安全方便 能实现远距离、低电压控制，操作复杂，存在安全隐患 不能实现远距离、低电压控制
（1）【方案设计】完善如图的电路连接，要求：
当控制电路开关S断开时，“可逆水轮电动发电机”在电源U2供电下实现抽水功能：当控制电路开关S闭合时，“可逆水轮电动发电机”实现发电为灯泡L提供照明电源。
（2）【装置测试】小组同学根据设计的电路进行测试，其中R0为定值电阻，线圈电阻为10Ω，当电流达到0.04A时开始吸合衔铁。已知电源电压U1＝4V，U2＝220V。则需取阻值最大为多少才符合设计要求。（写出计算分析过程）
（3）【迭代升级】项目小组同学发现该设计指标一智能化水平不够，如白天和夜晚不能自动控制需要人为操作，请你提出一种解决方法。 将控制电路中的开关换成光控开关 。
【答案】（1）见解答图；
（2）定值电阻R0的最大阻值不超过90Ω；
（3）将控制电路中的开关换成光控开关。
【分析】（1）根据要求连接电路图；
（2）控制电路R0和线圈串联，当电流达到0.04A时开始吸合衔铁，已知电源电压U1＝4V，根据R计算电路中的总电阻，根据串联电路电阻的规律得出电阻R0的最大值；
（3）要实现自动控制需使用传感器制成的开关。
【解答】解：（1）当控制电路开关S断开时，“可逆水轮电动发电机”在电源U2供电下实现抽水功能：当控制电路开关S闭合时，“可逆水轮电动发电机”实现发电为灯泡L提供照明电源，连接的电路图如下：
；
（2）控制电路R0和线圈串联，当电流达到0.04A时开始吸合衔铁，即最小电流为0.04A，已知电源电压U1＝4V，电路中的总电阻R总100Ω，串联电路总电阻等于各电阻之和故定值电阻R0＝R总﹣R线圈＝100Ω﹣10Ω＝90Ω，故定值电阻R0的最大阻值不超过90Ω；
（3）要实现白天黑夜的自动切换，需使用传感器制成的开关，可以将控制电路中的开关换成光控开关。
答：（1）答案见上图；
（2）定值电阻R0的最大阻值不超过90Ω；
（3）将控制电路中的开关换成光控开关。
【点评】本题主要考查电磁继电器的工作原理和欧姆定律的计算，有一定的综合性。
12．测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是 乙 （选填”甲”“乙”“丙”或“丁”）的观点。
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置（已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒）。比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 ABC 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于五分之一。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中“消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案选代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。实验过程中利用传感器测得甲、丙两个实验中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示。结合图丁从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 铁生锈消耗氧气比红磷更彻底 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
【答案】（1）乙；
（2）ABC；
（3）铁生锈消耗氧气比红磷更彻底。
【分析】红磷燃烧能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，水进入容器，进入容器中的水的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
铁生锈能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，容器内体积减小，减少的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。
【解答】解：（1）以上原因分析中，乙同学的观点被大家一致否定，是因为将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出，导致实验结果偏大。
故答案为：乙。
（2）A、利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准，该选项正确。
B、可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题，该选项正确。
C、改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准，该选项正确。
D、没有彻底地解决实验的安全性问题，例如仍然存在瓶塞飞出的可能性，该选项不正确。
故选：ABC。
（3）从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是铁生锈消耗氧气比红磷更彻底。
故答案为：铁生锈消耗氧气比红磷更彻底。
【点评】可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。
13．以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。
【项目名称】设计自动折叠伞控制系统。
【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中（如图甲）讨论问题。遇到下雨时，巨大的折叠伞打开操作困难。
【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时，工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开。
【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。
【器材选择】电磁继电器（线面电阻不计，当通过电磁继电器的电流达时0.03安时，衔铁被吸下），控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安 200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿轴电阻Rg、开关、导线等。
（1）要满足上述项目要求，他们应该选得的湿敏电阻是表中 A （选填字母）。
空气相对温度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 28 13
湿敏电阻B/Ω 10 20 30 42 56 72 80 86 90 92
【项目调试】（2）利用上述选择的器材，组装好电路后开始测试，将滑动变阻器的滑片移变阻值量大处时，闭合开关S1折叠伞不展开、若要使折叠伞在空气相对湿度认到80%时打开，则需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值多大处？（请通过计算说明）
【项目评价及反思】
评价指标 合格 待改进
指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开
指标二 开伞时的湿度可多挡调节 开伞时的温度不可调节
（3）根据指标二，该装置被评为合格，请你结合上述信息和所学知识解释原因。 在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节 。
【答案】（1）A；（2）需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值是170Ω；
（3）在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。
【分析】【器材选择】根据湿度增大到一定程度时，电磁继电器中电流增大到启动电流，电动机开始工作，据此判断电阻的变化；
【项目调试】根据欧姆定律计算启动时的总电阻，减去滑动变阻器的电阻，得出湿敏电阻的阻值，对照表格查出相对湿度；
【项目改进】在空气相对湿度在80%左右时，对应的湿敏电阻约为30Ω，电动机工作时，控制电路的电阻为120Ω不变，据此分析。
【解答】解：【器材选择】
当空气相对湿度达到一定程度时，使工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开，湿度增大使得电流变大，磁性增强，将衔铁吸引，使得S2闭合，说明湿敏电阻随着湿度增大，电阻变小，电流变大，故A符合要求；
【项目调试】控制电路电压U1＝6V，工作电流I＝0.03A，由欧姆定律，此时电路的总电阻：
R200Ω，
此时湿度为80%，R2＝30Ω；
根据串联电路的特点知，R1＝R﹣R2＝200Ω﹣30Ω＝170Ω，
【项目评价及反思】在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。
故答案为：（1）A；（2）需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值是170Ω；
（3）在空气相对湿度在80%左右时，电流满足吸合的条件，自动闭合电动机的开关，自动打开伞，调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值，因而开伞时的湿度可多挡调节。
【点评】本题考查电磁继电器、欧姆定律和串联电阻的规律的运用。
14．无人机广泛应用于城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等，为我们带来了极大的便利，但无人机经常会发生坠机事故。为防止坠机，校项目化学习小组将降落伞及安全气囊结合应用在无人机上，设计成防坠毁装置，以减少意外坠落时造成的损失。该装置工作流程如图甲所示，电路如图乙所示。S1、S2均为自动开关，当发生坠落时，会自动闭合。R1和R2是两个不同型号的力敏电阻，L1、L2是两个完全相同的电磁铁。当L1磁性≥L2磁性时，弹性衔铁下方的动触点与1、2接触；当L1磁性＜L2磁性时，衔铁下方的动触点则与3、4接触。（在较短距离内电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，忽略衔铁的弹力和重力）
（1）已知两只力敏电阻阻值均随海拔高度的增大而减小。
①若飞行过程中，无人机的高度升高，则电磁铁磁性变化为 增强 。
②请结合R1的曲线在丙图画出R2阻值随海拔高度变化的大致曲线。
（2）为了实现无人机在低于50m的位置，出现故障时，降落伞也能打开，可以采取怎样的措施并说明理由： 在R1所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁La的磁力减弱，降落伞打开位置的高度与原来相比降低 。
【答案】（1）增强；见解答；（2）在R1所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁La的磁力减弱，降落伞打开位置的高度与原来相比降低。
【分析】（1）由图丙可知，力敏电阻阻值均随高度的增大而减小，再根据欧姆定律分析电路中电流的变化，由影响电磁铁磁性强弱的因素可知电磁铁磁性强弱的变化；
由电路图及题意可知，50m以下时仅安全气囊打开，工作电路中应仅有安全气囊处于通路，此时电磁铁La吸引衔铁向左运动，即控制电路中电磁铁La的磁性需强于Lb，根据电磁铁磁性强弱与电流的关系以及欧姆定律分析Ra与Rb的阻值关系；
50m以上时降落伞、安全气囊能同时打开，工作电路中应让安全气囊和降落伞弹射装置同时处于通路，此时电磁铁Lb吸引衔铁向右运动，即控制电路中电磁铁Lb的磁性需强于La，根据电磁铁磁性强弱与电流的关系以及欧姆定律分析Ra与Rb的阻值关系；据此请结合Ra的曲线画出Rb阻值随海拔高度变化的大致曲线。
（2）电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，其他情况相同时，电流越小，电磁铁磁性越弱。
【解答】解：（1）①由图丙可知，力敏电阻阻值均随高度的增大而减小，在电源电压不变时，电路电流就会增大，电磁铁磁性就会增强；
②根据电路图及题意可知，50m以下时仅安全气囊打开，工作电路中应仅有安全气囊处于通路，此时电磁铁La吸引衔铁向左运动，即控制电路中电磁铁La的磁性需强于Lb，说明通过电磁铁La的电流更大，由欧姆定律可知Ra的阻值应小于Rb；
50m以上时降落伞、安全气囊能同时打开，工作电路中应让安全气囊和降落伞弹射装置同时处于通路，此时电磁铁Lb吸引衔铁向右运动，即控制电路中电磁铁Lb的磁性需强于La，说明通过电磁铁Lb的电流更大，由欧姆定律可知Rb的阻值应小于Ra；则Rb阻值随海拔高度变化的大致曲线如图所示：
（2）如果在R1所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁La的磁力减弱，降落伞打开位置的高度与原来相比降低。
故答案为：（1）①增强；②见解答；（2）在R1所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁La的磁力减弱，降落伞打开位置的高度与原来相比降低。
【点评】此题综合考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、欧姆定律的应用、电路分析等多个知识，有一定难度。
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【素养精练·备战期末】浙教版八年级科学下册期末复习最后一练
能力提升三 新考向备训
1．某科学小组欲为蔬菜大棚设计“二氧化碳补充装置”，进行了项目化学习。
（1）设计气体发生装置。为更灵活地控制反应，小组成员利用大小不同的矿泉水瓶、多孔塑料板设计了如图甲装置，其中可通过盖紧瓶盖使反应停止的是 。
（2）设计自动报警器。为防止大棚内CO2浓度过高，他们设计了报警电路。当CO2浓度超过设定值时，红灯亮，反之不亮。其中气敏电阻Rx的阻值随CO2浓度的增大而减小。则红灯应该接在图乙abcd中的 位置。
2．1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，为原子模型的建立做出了重大贡献。小科同学在项目化学习中，使用若干辐射环磁体（如图乙所示，两个磁极分别位于内外两环）、金属板、橡皮筋等器材制作了一个演示模型，用以模拟α粒子散射的动态过程，演示模型的制作过程如下。
①如图甲所示，将长条金属板弯折成环形（保留10cm的缺口），并固定在桌面上。
②在环形金属板中央放置一块直径5cm、重40g的辐射环磁体。
③在环形金属板的缺口处连接一段橡皮筋（图中未画出），用以向环内“发射α粒子”。
根据演示模型并结合所学知识回答。
（1）固定在环形金属板中央的磁体，用来模拟的是原子中的哪一结构 ？
（2）下列四个辐射环磁体中最适合用作模拟被发射的“α粒子”的是 （填字母编号）。
A．直径2cm、重5g、内环N极、外环S极 B．直径5cm、重40g、内环S极、外环N极
C．直径2cm、重5g、内环S极、外环N极 D．直径5cm、重40g、内环N极、外环S极
（3）该实验很好地模拟了卢瑟福α粒子散射实验的现象，即α粒子穿过金属箔后的运动情况为： 。
（4）小科同学通过环形金属板的缺口处向内依次发射12颗“α粒子”，这些“α粒子”最终会吸附在环形金属板上。在模拟实验完成后，将环形金属板展平，图中最符合实际情况的是 （填字母编号，金属板上的点代表被吸附的“α粒子”）。
A. B.
C. D.
3．在项目化学习中，小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，指南针制作过程如下：
步骤Ⅰ：取2枚大号钢质缝衣针，分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次（如图甲），使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ：将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，如图乙所示，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ：用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ：在老师的指导下，针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强，且能自由转动 指针磁性强，不能自由转动 指针磁性弱，不能自由转动
指标二 能准确指示南北方 向，能保持平衡 能指示南北方向，不能保持平衡 不能指示南北方向，不能保持平衡
（1）将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖，缝衣针被排斥，则针尖位置应标为 极。
（2）在不添加器材情况下，若要确定简易指南针是否能够指示南北，应如何操作 。
（3）根据评价量表进行测试评价，小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议： 。
4．某兴趣小组开展“制作呼吸模型”项目化学习，如表为模型的评价量表。
人体呼吸模型评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 既能模拟横膈膜运动 又能模拟肋骨运动 只能模拟横膈膜运动 或只能模拟肋骨运动 不能模拟横膈膜 运动和肋骨运动
指标二 材料能体现结构的特征 部分材料能体现 结构的特征 材料无法体现 结构的特征
该小组利用吸管、玻璃罩、气球和橡皮膜等材料制作模型，内部形成一个密闭环境，如图所示。
（1）如图模型中气球模拟的人体器官是 。
（2）如图是模拟的人呼气过程。请通过此模型阐述人体呼气的原理： 。
（3）根据评价量表，请对该模型的指标一进行评价并说明理由： 。
5．某校研习小组对某地区雾霾成分及防治产生了浓厚的兴趣，并开启了项目化学习之旅。
【查阅资料】霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分有不溶性有机物（含碳元素的化合物）、黑碳、金属元素和一些无机盐（受热不分解）等。
【项目任务】探究某地区霾中是否含有黑碳。
【项目设计】设计一体化实验装置如图所示。将预先收集的霾残渣干燥后置于装置中间凹槽内。
（1）装置中二氧化锰的作用是 。
【项目实施】小组同学完成了如下三步实验操作：
①向右边的凹槽内逐滴滴入澄清石灰水。
②接通电源，用红热电阻丝加热残渣。
③滴入过氧化氢溶液产生O2，排出装置内空气后，再将导管口接上气球。
（2）小东发现以上步骤次序乱了，正确的顺序是 （填数字）。
【现象与结论】残渣剧烈燃烧，澄清石灰水变浑浊，气球变大。推测：霾中含有黑炭。
【交流反思】（3）小东分析霾的主要成分后对“霾中有黑炭”的结论产生质疑，理由是 。
【社会调查】（4）请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表
项目 雾霾频发的原因 控制雾霾频发的做法 政府采取的应急措施
① 能源结构不合理 推广新能源发电 人工降雨
② 汽车尾气排放 ▲ 私家车限号出行
③ …… …… ……
6．灭火器是常见的消防设备，有多种类型，某项目化小组计划制作一款简易泡沫灭火器模型。
【项目学习】在一个密闭的容器中装有两种物质，并添加发泡剂（混入气体时能产生大量泡沫）。灭火器不使用时，两种物质彼此分离；使用时，将两种物质混合能快速产生大量气体，将液体、泡沫从管口喷出。
【产品设计】器材：吸滤瓶，小试管，橡皮塞，乳胶管，细线等。
试剂：浓盐酸，碳酸钠粉末，饱和碳酸钠溶液，发泡剂。
装置：如图所示。
【评价量表】
指标 优秀 合格 待改进
指标一：喷射物的速度 液体、泡沫 喷射距离大 液体、泡沫 喷射距离较大 液体、泡沫 喷射距离小
指标二：泡沫的量 泡沫多、均匀 泡沫多、不均匀 泡沫少、不均匀
指标三：喷出液体的 安全性 酸性物质和碱性物质恰好完全反应 反应后酸性物质或碱性物质有少量剩余 喷出的液体酸性或碱性较强
【产品制作】（1）从指标一考虑，小组需要选择与盐酸反应的碳酸钠。经讨论，大家一致认定选用饱和碳酸钠溶液比碳酸钠粉末效果好，其原因是 。
（2）泡沫灭火器产生的泡沫中含有水分，泡沫里的一个个“泡泡”也会帮助二氧化碳更好地“粘附”在燃烧物表面。请你解释发泡剂能提升灭火效果的原理。 。
（3）将含有5.3克溶质的饱和碳酸钠溶液装入吸滤瓶，小试管中装入20克质量分数为36.5%浓盐酸，按照指标三等级，通过计算说明该项目是否符合优秀标准。
（反应化学方程式：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑）
7．草系鱼缸中的植物利用水中的二氧化碳进行光合作用为鱼缸中的鱼类提供氧气。但水中二氧化碳相对匮乏，某项目小组为鱼缸设计了二氧化碳补给器，下表为该产品的评价量表。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出 且速度可以观测。 气体能直接排出，但速度无法观察。 气体无法排出
（1）该项目学习经历时间较长，包含的重要环节有：①学习补给器的工作原理；②小组合作设计补给器结构图；③小组合作制作补给器；④公布补给器评价标准；⑤补给器展示评比。你认为上述环节最合理的排序是 。
（2）查阅资料后知道草系鱼缸先要通入二氧化碳，使水草长势茂盛后再放入宠物鱼，小组成员采用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。图甲和图乙是项目组成员设计的两种二氧化碳补给器。最后小组选用了图乙的装置，根据评价量表，你认为他们的理由是： 。
（3）小科查阅到如下信息：20℃时，标准大气压下二氧化碳在水中的溶解度约为1.45克/升。若要使装有80升水的鱼缸中溶解的二氧化碳达到饱和，至少需要含碳酸钙80%的石灰石多少克？（忽略水中已有的二氧化碳，写出计算过程，计算结果保留一位小数。）
8．某学校以“植物中的水”为主题开展相关的大单元学习。某小组同学利用头脑风暴绘制了如图所示的“植物中的水”思维导图，然后分成若干子主题开展学习活动。
（1）小杭同学针对思维导图内容画出叶片上的物质流动图甲，其中代表水分流动路径的是
（填序号）
（2）如图乙树枝茎被环剥后形成的节瘤，是因为叶制造的有机物通过树皮中 向下运输受阻而形成的。
（3）如图丙，叶片的营养组织是②，它们的细胞内部含有 ，是光合作用的场所。
（4）图丁是某项目小组利用橡皮泥制作的气孔生理活动模型。请结合表中的评价指标给出作品的等级 ，并提出改进办法。
等级 优秀 良好 待改进
指标 形态相似，且能模拟气孔 连续地进行关闭与张开 形态相似，只能分别模拟气孔的关闭与张开 形态相似，仅表示了 气孔的关闭或张开
9．如图1所示，小王同学制作了一个家庭制氧装置1.0版本。该制氧装置由2个塑料瓶、2根软管和药剂构成。药剂主要是过碳酸钠（Na2CO4）。制氧时，先往两个饮料瓶中加入适量的水，再往甲瓶中加入药剂，产生的气体通过B管从乙瓶导出，即可供人吸氧。
（1）针对图1洗气装置中B软管伸入液面下，同组其他同学认为小王同学存在错误，请你分析其中错误的原因： 。
（2）改正错误后，同组同学针对小王同学的制氧装置提出的迭代思想，该小组同学在原版本的基础上经历了如图2所示不同版本的迭代，推测该小组改进的理由 （写出一点即可）。
适用情况 吸氧浓度
日常保健 30%﹣40%
一般缺氧性疾病 40%﹣60%
急救 ≥60%
（3）迭代改进后的制氧机出氧流量（每分钟产生氧气体积）平稳，其中吸氧浓度＝[21%+4%×出氧流量（升/分钟）]，适用情况如表所示。某次在推广使用中，小组同学在反应装置中放入610克过碳酸钠，待药品完全反应后，可供一位病人吸氧25分钟，计算吸氧浓度为多少？根据计算判断本次使用属于哪种适用情况？（过碳酸钠反应的化学方程式：2Na2CO42Na2CO3+O2↑，ρ氧＝1.28克/升）
10．学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作烟雾报警器的项目化学习。
【项目名称】制作烟雾报警器。
【相关资料】烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成（如图甲所示）。发射电路发射的红外光源会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接收电路接收到的光强度越弱。接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化成报警信号。
【项目任务】小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：
供电电源：6V
报警电流：≥250mA
功能：当环境中的烟雾浓度升高至一定值时，立刻报警鸣叫。
【方案设计】小组同学讨论后，利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示。其中，光敏电阻的阻值大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化。
【器材选择】根据上述要求，该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材，其中，电源电压U恒为6V，滑动变阻器规格为“2A 50Ω”，要想实现烟雾报警器的功能，他们选择的光敏电阻Rx的阻值大小随光照强度变化的图象应为 。
A. B. C. D.
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，发现当通过线圈的电流为200mA时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值RP＝15Ω（线圈电阻不计）。在光照强度不变的情况下，为了符合制作要求（即报警电流＞250mA），应调节滑动变阻器连入电路的阻值为多少？
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度（即在烟雾更少条件下就能报警），该组同学提出以下几种方法，其中可行的是 。
A.更换阻值较小的保护电阻 B.增大电源电压 C.增大线圈和衔铁之间的距离
D.增加线圈匝数 E.增大滑动变阻器的阻值
11．【项目背景】
2023年2月11日，永嘉历史上投资规模最大的水资源综合利用项目——水嘉抽水蓄能电站主体工程开工，抽水蓄能电站在下半夜用电低谷时，利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库，其工作原理如图，某项目化学习小组设计一个“可逆水轮电动发电机”的功能转化电路，并制定如下评价量表。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 电路能随时控制实现抽水和发电功能 电路只能实现抽水或发电功能 电路不能实现抽水和发电功能
指标二 能实现远距离、低电压控制，安全方便 能实现远距离、低电压控制，操作复杂，存在安全隐患 不能实现远距离、低电压控制
（1）【方案设计】完善如图的电路连接，要求：当控制电路开关S断开时，“可逆水轮电动发电机”在电源U2供电下实现抽水功能：当控制电路开关S闭合时，“可逆水轮电动发电机”实现发电为灯泡L提供照明电源。
（2）【装置测试】小组同学根据设计的电路进行测试，其中R0为定值电阻，线圈电阻为10Ω，当电流达到0.04A时开始吸合衔铁。已知电源电压U1＝4V，U2＝220V。则需取阻值最大为多少才符合设计要求。（写出计算分析过程）
（3）【迭代升级】项目小组同学发现该设计指标一智能化水平不够，如白天和夜晚不能自动控制需要人为操作，请你提出一种解决方法。 。
12．测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时，发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度，展开了如下研究。
[误差分析]几位同学对测量值偏小原因的分析如下：
甲：红磷的量不足，未能把瓶内氧气耗尽；
乙：将燃烧匙伸入集气瓶瞬间，部分空气逸出；
丙：实验前导管中有空气，实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中；
丁：由于广口瓶的形状造成很难均分五等份，影响测量结果；
（1）以上原因分析中，其中一位同学的观点被大家一致否定，你认为是 （选填”甲”“乙”“丙”或“丁”）的观点。
（2）[方案改进]根据以上讨论，为减少实验误差，提高实验结果的精准度，学习小组同学设计了图乙改进装置（已知：红磷的着火点是240℃，无毒；白磷的着火点是40℃，有剧毒）。比较图甲、图乙的实验方案，下列关于图乙实验方案叙述正确的是 。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”，建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积，使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题，符合绿色化学理念
（3）[问题反思]小组同学多次实验，测量值总是小于五分之一。经过老师指导，小组同学讨论后认为，可以从模型中“消耗氧气”的方法入手给实验做进一步改进。
[资料]暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
[方案选代]讨论后，项目组设计了如图丙所示的装置，用暖宝宝粉代替红磷，利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验。操作步骤如下：①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁；②把暖宝宝粉倒入针筒，轻轻转动，使涂抹均匀；③涂上凡士林，将活塞插入针筒，盖上橡皮帽，观察并记录活塞移动情况。实验过程中利用传感器测得甲、丙两个实验中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示。结合图丁从消耗氧气的方法角度分析，图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
[心得交流]科学探究需要不断根据结果反思探究过程，优化方案，实现方案的迭代更新。
13．以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。
【项目名称】设计自动折叠伞控制系统。
【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中（如图甲）讨论问题。遇到下雨时，巨大的折叠伞打开操作困难。
【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时，工作电路中的电动机M转动，折叠伞展开。
【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。
【器材选择】电磁继电器（线面电阻不计，当通过电磁继电器的电流达时0.03安时，衔铁被吸下），控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安 200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿轴电阻Rg、开关、导线等。
（1）要满足上述项目要求，他们应该选得的湿敏电阻是表中 （选填字母）。
空气相对温度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 28 13
湿敏电阻B/Ω 10 20 30 42 56 72 80 86 90 92
【项目调试】（2）利用上述选择的器材，组装好电路后开始测试，将滑动变阻器的滑片移变阻值量大处时，闭合开关S1折叠伞不展开、若要使折叠伞在空气相对湿度认到80%时打开，则需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值多大处？（请通过计算说明）
【项目评价及反思】
评价指标 合格 待改进
指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开
指标二 开伞时的湿度可多挡调节 开伞时的温度不可调节
（3）根据指标二，该装置被评为合格，请你结合上述信息和所学知识解释原因 。
14．无人机广泛应用于城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等，为我们带来了极大的便利，但无人机经常会发生坠机事故。为防止坠机，校项目化学习小组将降落伞及安全气囊结合应用在无人机上，设计成防坠毁装置，以减少意外坠落时造成的损失。该装置工作流程如图甲所示，电路如图乙所示。S1、S2均为自动开关，当发生坠落时，会自动闭合。R1和R2是两个不同型号的力敏电阻，L1、L2是两个完全相同的电磁铁。当L1磁性≥L2磁性时，弹性衔铁下方的动触点与1、2接触；当L1磁性＜L2磁性时，衔铁下方的动触点则与3、4接触。（在较短距离内电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，忽略衔铁的弹力和重力）
（1）已知两只力敏电阻阻值均随海拔高度的增大而减小。
①若飞行过程中，无人机的高度升高，则电磁铁磁性变化为 。
②请结合R1的曲线在丙图画出R2阻值随海拔高度变化的大致曲线。
（2）为了实现无人机在低于50m的位置，出现故障时，降落伞也能打开，可以采取怎样的措施并说明理由： 。
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