2016年四川省绵阳市中考科学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.化学在能源利用、环境保护等方面起着重要作用.下列有关做法不正确的是( )
A.将地沟油转化为航空油,变废为宝
B.使用新型的可降解塑料,减少白色污染
C.改进汽车尾气净化技术,减少有害气体排放
D.加高化工厂的烟囱排放废气,防止形成酸雨
【考点】白色污染与防治;防治空气污染的措施;酸雨的产生、危害及防治.
【专题】化学与环境保护.
【分析】A、地沟油转化为航空燃油,实现了废物的再利用;
B、根据使用新型可降解塑料可减少白色污染进行解答;
C、改进汽车尾气净化技术,可改善空气质量;
D、加高烟囱并不能减少废气的排放.
【解答】解:A、将地沟油转化为航空燃油,实现了变废为宝,故正确;
B、使用新型可降解塑料可减少白色污染,故正确;
C、汽车尾气中含有氮的氧化物等有害气体,则改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放,故正确;
D、加高烟囱并不能减少废气的排放,所以不能防止酸雨,故错误.
故选D.
【点评】本题主要考查了有关环境保护等知识,可以让学生懂得保护环境,节约能源.同时这也是中考的考点之一.
2.化学在生活中无处不在.下列选项与化学变化有关的是( )
A.削皮的苹果在空气中放置一段时间后变色
B.用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃
C.用闻气味的方法区分食醋和酱油
D.向生锈铁锁的钥匙孔中加入铅笔芯粉末,使铁锁更容易打开
【考点】化学变化和物理变化的判别.
【专题】物质的变化与性质.
【分析】有新物质生成的变化叫化学变化,没有新物质生成的变化叫物理变化.化学变化的特征是:有新物质生成.判断物理变化和化学变化的依据是:是否有新物质生成.削皮的苹果在空气中放置一段时间后变色,是苹果发生了氧化反应,属于化学变化;用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃、用闻气味的方法区分食醋和酱油、向生锈铁锁的钥匙孔中加入铅笔芯粉末,使铁锁更容易打开都没有新物质生成,都属于物理变化.
【解答】解:A、削皮的苹果在空气中放置一段时间后变色,是苹果发生了氧化反应,属于化学变化,故选项正确;
B、用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误;
C、用闻气味的方法区分食醋和酱油没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误;
D、向生锈铁锁的钥匙孔中加入铅笔芯粉末,使铁锁更容易打开没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误;
故选A
【点评】本考点考查了物理变化和化学变化的区别,基础性比较强,只要抓住关键点:是否有新物质生成,问题就很容易解决.本考点主要出现在选择题和填空题中.
3.安全问题与人类生活息息相关.下列措施得当的是( )
A.炒菜时油锅着火,用水浇灭
B.进入久未开启的地窖,先做灯火试验
C.霉变大米中含有黄曲霉素,煮熟食用
D.夜间发现液化气泄漏,立即开灯检查并开窗通风
【考点】亚硝酸钠、甲醛等化学品的性质与人体健康;二氧化碳的化学性质;灭火的原理和方法;防范爆炸的措施.
【专题】化学与能源;化学知识生活化;碳单质与含碳化合物的性质与用途;化学与生活.
【分析】A、根据灭火的原理进行分析;
B、根据久未开启的地窖中容易积聚大量的二氧化碳、二氧化碳的性质进行分析;
C、根据霉变的食物中含有黄曲霉素进行分析;
D、根据液化气具有可燃性分析.
【解答】解:A.油的密度小,用水灭火,油会浮在水的上面,不会隔绝氧气,反而使油与氧气接触更充分,燃烧更旺,炒菜时油锅着火,立即盖上锅,灭火.故A错误.
B.久未开启的地窖中容易积聚大量的二氧化碳,二氧化碳不支持燃烧,进入久未开启的地窖前可以先做灯火实验以检验二氧化碳含量是否过高,故B正确.
C.霉变大米含有黄曲霉素,长期食用可能会引发癌症,对人体的危害极大,故C错误.
D.液化气具有可燃性,一旦泄漏,遇到明火容易发生爆炸,故不能开灯,故D错误.
故选B.
【点评】化学来源于生产生活,也必须服务于生产生活,所以与人类生产生活相关的化学知识也是重要的中考热点之一.
4.下列描述正确的是( )
A.塑料、合成纤维、合成橡胶都属于合成有机高分子材料
B.天然气的主要成分是甲烷,其化学式为CH4,由此可知甲烷中有4个氢原子
C.某温度下的两种溶液,溶质质量分数相同,则该温度下这两种物质的溶解度相同
D.纤维素属于糖类,不能被人体消化吸收,故我们不需要摄入含纤维素的食物
【考点】合成材料的使用及其对人和环境的影响;溶质的质量分数;常用燃料的使用与其对环境的影响;生命活动与六大营养素.
【专题】化学与能源;溶液、浊液与溶解度;化学与生活.
【分析】A.根据有机高分子材料的分类来分析;
B.根据甲烷的结构来分析;
C.根据溶解度与溶质的质量分数的关系来分析;
D.根据纤维素的作用来分析.
【解答】解:A.塑料、合成纤维、合成橡胶都属于合成有机高分子材料,故正确;
B.甲烷是由甲烷分子构成的,每个甲烷分子中含有4个氢原子,故错误;
C.溶液的状态是否饱和,无法判断,所以无法确定物质的溶解度的关系,故错误;
D.纤维素虽然不能被人体吸收,但是纤维素能促进胃肠蠕动、帮助消化,故错误.
故选A.
【点评】本题考查了材料的分类、物质的结构、溶液的状态判断、纤维素的作用,难度不大.
5.类推可以实现知识迁移,但不符合事实的类推会得出错误的结论.下列类推正确的是( )
A.置换反应有单质生成,则有单质生成的反应一定为置换反应
B.实验室中,点燃H2前需要验纯,则点燃其它可燃性气体前也需要验纯
C.KNO3的溶解度随温度的升高而增大,则其它物质的溶解度均会随温度的升高而增大
D.单质中只含一种元素,则只含一种元素的物质一定是单质
【考点】置换反应及其应用;固体溶解度的影响因素;单质和化合物的概念;氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化;物质的分类;常见仪器及化学实验基本操作.
【分析】A、根据置换反应是一种单质和一种化合物反应,生成了另一种单质和化合物的反应分析;
B、根据可燃性气体前都需要验纯分析;
C、根据物质溶解度进行分析;
D、根据单质是由同种元素组成的纯净物考虑.
【解答】【解答】解:A、置换反应是一种单质和一种化合物反应,生成了另一种单质和化合物的反应.有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应,例如,甲烷燃烧生成了二氧化碳和水,不属于置换反应,故选项类推错误;
B、可燃性气体与氧气混合在爆炸极限的范围内,点燃就会发生爆炸,点燃前需要验纯;故对
C、KNO3固体在水中的溶解度随温度的升高而增大,而Ca(OH)2固体的溶解度随温度的升高而减小,所以此类推错误.故本选项不符合题意;
D、单质是由同种元素组成的纯净物,同种元素组成的物质不一定是纯净物,例如氧气和臭氧放在一起属于混合物,故错;
故选项为:B.
【点评】本题考查了置换反应、物质的性质、溶解度等,解答本题要掌握物质的分类方法和反应类型的判断方法,再根据具体的叙述进行分析、判断,从而得出正确的结论.
6.程浩同学查阅资料得知:Cu与稀硫酸不反应,但Cu可与浓硫酸在加热的条件下反应,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2R,下列说法中不正确的是( )
A.该反应中涉及了3种类型的化合物
B.R为相对分子质量最小的氧化物
C.反应前后,H2SO4中硫的化合价全部发生了改变
D.该反应不属于四种基本反应类型中的任何一种
【考点】质量守恒定律及其应用;从组成上识别氧化物;单质和化合物的判别;有关元素化合价的计算;反应类型的判定.
【专题】化学用语和质量守恒定律.
【分析】根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,先求出R的化学式,然后逐一进行解答.
【解答】解:根据反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2R+SO2↑,反应物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、4、2、8,反应后的生成物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为1、0、2、6,根据反应前后原子种类、数目不变,则2R中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个R分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质R的化学式为H2O.
A、H2SO4属于酸,CuSO4属于盐,SO2、H2O属于氧化物,正确;
B、R的化学式为H2O,为相对分子质量最小的氧化物,正确;
C、硫酸中部分硫元素的化合价由+6价变为+4价,部分硫元素的化合价不变,错误;
D、该反应不属于四种基本反应类型中的任何一种,正确.
故选C.
【点评】本题难度不大,求出R的化学式是关键.
7.分析下列实验图象,得到的结论正确的是( )
A.图1:双氧水溶液制氧气,a未使用催化剂,b使用了催化剂
B.图2:某温度下,向饱和石灰水中加入生石灰,则y轴可以表示溶质的质量分数
C.图3:分别向足量且等质量的盐酸中加入铁粉、锌粉,则曲线b代表的是加入锌粉的情况
D.图4:溶质为a、b的两质量相等的饱和溶液,温度由T2降至T1,分别析出不含结晶水的a、b固体,则最终两溶液质量相等
【考点】溶质的质量分数;催化剂的特点与催化作用;晶体和结晶的概念与现象;金属的化学性质;生石灰的性质与用途.
【专题】元素化合物知识型.
【分析】A、根据催化剂可以加快过氧化氢的分解速率进行分析;
B、根据氧化钙和水反应放热,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小进行分析;
C、根据等质量的铁和锌与酸反应时,铁生成的氢气多进行分析;
D、根据溶质为a、b的两质量相等的饱和溶液,温度由T2降至T1,分别析出不含结晶水的a、b固体,a物质析出的固体多进行分析.
【解答】解:A、催化剂可以加快过氧化氢的分解速率,所以双氧水溶液制氧气,a应该是使用了催化剂,b应该是没有使用催化剂,故A错误;
B、氧化钙和水反应放热,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,所以某温度下,向饱和石灰水中加入生石灰,溶质的质量分数应该是先减小,然后恢复到原质量分数,故B错误;
C、等质量的铁和锌与酸反应时,铁生成的氢气多,所以加入锌的溶液增加的质量就大,故C正确;
D、溶质为a、b的两质量相等的饱和溶液,温度由T2降至T1,分别析出不含结晶水的a、b固体,a物质析出的固体多,所以最终两溶液质量不相等,故D错误.
故选:C.
【点评】本题考查的是化学反应与图象的关系,完成此题,可以依据已有的知识进行.
8.下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向固体碳酸钙中加入稀硫酸
未见大量气泡产生
两者不反应
B
向久置于空气中的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸
有气泡产生
氢氧化钠已完全变质
C
将铁丝在酒精灯上加热
剧烈燃烧,火星四射
铁能被氧气氧化
D
向某溶液中滴加酚酞溶液
溶液变红
该溶液显碱性
A.A
B.B
C.C
D.D
【考点】化学实验方案设计与评价;氧气的化学性质;酸碱指示剂及其性质;碱的化学性质;盐的化学性质.
【专题】实验设计题.
【分析】碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,硫酸钙微溶于水;
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳;
铁在空气中不能燃烧;
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色.
【解答】解:A、碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,向固体碳酸钙中加入稀硫酸,未见大量气泡产生,是因为反应生成的硫酸钙附着在碳酸钙表面,阻碍反应的进一步进行,该选项现象与结论对应关系不正确;
B、向久置于空气中的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸,产生气体,说明溶液中含有碳酸钠,不能确定溶液中是否含有氢氧化钠,因此无法确定氢氧化钠是否已完全变质,该选项现象与结论对应关系不正确;
C、将铁丝在酒精灯上加热时,铁丝不能燃烧,但是铁在空气中能被氧气氧化,该选项现象与结论对应关系不正确;
D、向某溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液显碱性,该选项现象与结论对应关系正确.
故选:D.
【点评】实验现象是物质之间相互作用的外在表现,因此要学会设计实验、观察实验、分析实验,为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础.
9.液化石油气的成分中含有丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8),将二者的混合气体14
g在足量氧气中充分燃烧,产生二氧化碳44g,下列判断中不正确的是( )
A.混合气体中碳与氢的质量之比一定是6:1
B.消耗O2的质量一定为48g
C.混合气体中丙烯(C3H6)的质量分数一定为50%
D.混合气体燃烧生成H2O的质量一定为18
g
【考点】质量守恒定律及其应用;化合物中某元素的质量计算.
【专题】化学用语和质量守恒定律.
【分析】设烯的通式为CnH2n,则其与氧气反应的化学方程式为:2CnH2n+3nO22nCO2+2nH2O,据此解答.
【解答】解:A、混合气体中碳与氢的质量之比:
=6:1,正确;
B、设消耗O2的质量为x,生成水的质量为y
2CnH2n+3nO22nCO2+2nH2O
28n
96n
36n
14g
x
y
,
x=48g,y=18g;
正确;
C、混合气体中丙烯(C3H6)的质量分数不一定为50%,错误;
D、混合气体燃烧生成H2O的质量一定为18
g,正确.
故选C.
【点评】确定该反应的通式是解题的关键.
10.电视机、微波炉等家用电器给我们的生活带来了许多方便,微波炉使用的电磁波波长很短,但比电视机遥控器所用的波长要长些,下列电磁波成分中波长也比电视机遥控器所用波长长的是( )
A.γ射线
B.可见光
C.红外线
D.无线电波
【解答】解:
电视机遥控器所用的电磁波为红外线,电磁波谱(波长从大到小的顺序):无线电波,红外线,可见光,紫外线,x射线,γ射线.波长最长的为无线电波.
故选D.
11.人们在生活中遇到的透镜及其组合所成的像是各种各样的,其中只能成实像的是( )
A.眼睛
B.放大镜
C.望远镜
D.显微镜
【解答】解:A、人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像.故A正确;
B、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像制成的,故B错误;
C、望远镜是利用凹透镜和凸透镜的组合制成的;目镜凹透镜,凹透镜成正立、缩小的虚像,故C错误;
D、显微镜的目镜和物镜都是利用凸透镜成放大的像制成的,物镜使物体成倒立、放大的实像,目镜使物体成正立、放大的实像,故D错误.
故选A.
12.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A.热量可以从低温物体转移到高温物体
B.能量转移和转化没有方向性
C.电取暧器辐射到房间里的热量可以再利用
D.汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
【解答】解:A、热传递时热量从高温物体转移向低温物体的;故A错误;
B、能量转移和转化有方向性,故B错误;
C、电取暧器辐射到房间里的热量被人和房间吸收,因此可以再利用,故C正确;
D、汽车刹车时,由于摩擦,汽车的动能转化为地面、空气的内能,这些能量会散发到周围的环境中,无法再回收利用,因此不能驱动汽车,故D错误.
故选C.
13.关于原子核和核能,下列叙述正确的是( )
A.原子核由中子和电子组成
B.中子带正电、电子带负电
C.核力做功有可能释放出核能
D.用质子轰击铀核发生裂变
【解答】解:A、原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成,故A错误;
B、中子不带电,电子带负电,故B错误;
C、当核力对核子做正功时,原子核要释放出核能,故C正确;
D、核反应堆中,是用中子轰击铀核发生裂变,不是质子轰击铀核发生裂变,故D错误.
故选C.
14.下列物理现象中,分析正确的是( )
A.推土机的推土铲刃做得锋利,是通过增大受力面积来增大压强的
B.高压锅是利用液体的沸点随着压强的增大而增大
C.在高海拔地区一次性打火机不容易打燃火,其主要原因是空气稀薄,大气压高
D.汽车在行驶过程中车窗打开时,遮阳的窗帘总是往外漂,因为窗外空气流速大,压强大
【解答】解:
A、推土机的推土铲刃做得很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,不符合题意.
B、高压锅是利用增大压强升高沸点的原理尽快煮熟食物的,故B正确;
C、在高海拔地区一次性打火机不容易打燃火,其主要原因是空气稀薄,大气压越低,故C错误;
D、车行驶时,打开车窗,遮阳的窗帘总是往外飘,是因为窗外空气流速大,压强小,故D错误;
故选B.
15.如图所示,将一把钢尺紧按在桌面边缘,一端伸出约为尺长的一半,拨动钢尺,听它发出的声音,并现察它的振动情况.
然后减小钢尺伸出长度约为尺长的,再次试验,得到的结论是( )
A.声音变大
B.频率变高
C.振动变慢
D.响度变小
【解答】解:将一把钢尺紧按在桌面边缘,一端伸出约为尺长的一半,拨动钢尺,听它发出的声音,然后减小钢尺伸出长度约为尺长的,若仍用同样的力拨动钢尺,钢尺振动的频率会变快,钢尺振动发出声音的频率变高,音调会变高.
故选B.
16.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡发光.关于手摇发电机发电过程,下列说法正确的是( )
A.发电机将重力势能转变成电能的裝置
B.匀速摇动转轮,灯泡的亮度不变
C.转轮转速越快,灯泡亮度越暗
D.转轮在一个周期内电流力向改变两次
【解答】解:A、发电机是将机械能(动能)转化为电能的装置;故A错误;
B、匀速摇动转轮,线圈切割磁感线的速度不变,因此线圈中的电流不变,灯泡的亮度不变,故B正确;
C、转轮转速越快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯灯泡亮度越亮,故C错误;
D、发电机产生电流的方向是变化的,并且转轮在一个周期内电流力向改变两次,故D正确.
故选BD.
17.现在一般标准住宅户内配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三线插座等设备,有一配电系统如图所示.其中各个设备的特征是( )
A.电能表上可以直接读出应该交的电费
B.空气开关的作用与保险丝作用完全相同
C.三线插座正中间的插孔应该接三脚插头的最长那只脚
D.漏电保护器用于当灯泡的灯丝烧断时,将电流导入大地
【解答】解:A、电能表是测量用电器消耗的电能的仪表,根据月末的减去月初的示数读出消耗电能,然后可计算出应该交的电费,故A错误;
B、空气开关与保险丝都是在家庭电路中出现电流过大的情况时来自动切断电路的装置,从而起到保险作用.故两者的作用是相同的,故B正确;
C、家庭电路中,两条进户线分别为火线和零线,其中与大地相连的是零线;三脚插头最长的脚与金属外壳相连.故C正确;
D、漏电保护器只有在电路发生漏电或有人触电时才会切断电源,而功率过大时电流过大,此时空气开关会“跳闸”切断电源,而不是漏电保护器会切断电路,故D错误.
故选BC.
18.关于分子,下列说法正确的是( )
A.增大气体体积时,分子间只存在引力
B.减小气体体积时,分子间只存在斥力
C.拉伸固体时,分子间距离变大,势能减小
D.压缩固体时,分子间距离变小,势能增大
【解答】解:
AB、物质是由分子或原子组成的,分子之间同时存在相互作用的引力和斥力.当增大或减小气体体积,也就是改变分子间距离时,分子间的引力和斥力都会发生变化,但引力和斥力仍然是同时存在的.此两选项均错误;
CD、分子之间存在相互作用力,所以存在分子势能.当拉伸或压缩固体时,分子间距离发生变化,势能相应变化.并且无论是拉伸还是压缩固体,势能都是增大的.C选项错误,D选项正确.
故选D.
19.小红测电阻Rx的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R0是0~200Ω的滑动变阻器,R是未知固定电阻.她把开关S掷于a时,电压表读数为2.5
V,电流表读数为0.5
A;再把开关S掷于b,并调节R0,得到电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A.最后小红得到Rx的阻值为( )
A.5Ω
B.3Ω
C.2Ω
D.1.75Ω
【解答】解:由电路图可知,Rx、R、R0串联,电流表测电路中的电流;
开关S掷于a时,电压表测Rx与R两端的电压之和,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得:
Rx+R===5Ω,
开关S掷于b时,电压表测R两端的电压,
因电压表读数减小0.7V,电流表读数增加0.4A,
所以,Ub=Ua﹣0.7V=2.5V﹣0.7V=1.8V,电路中的电流I′=I+0.4A=0.5A+0.4A=0.9A,
则R的阻值:
R===2Ω,
则Rx的阻值:
Rx=5Ω﹣R=5Ω﹣2Ω=3Ω.
故选B.
20.小李使用弹簧测力计、纯水和水杯帮妈妈粗略鉴定首饰的材质,他首先将重为5.5N的金属块和首饰用细线与弹簧测力计连接如图所示;然后将首饰浸入纯水中,他发现当首饰浸入水中一半时弹簧测力计读数为9.6N,刚好全部浸入时读数为9.5N.已知首饰为某一单一材质制成,则该首饰用的材质为( )(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ银=10.5×103kg/m3,ρ金=19.3×103kg/m3,ρ铂=21.4×103kg/m3)
A.铂
B.金
C.银
D.铜
【解答】解:
设金属块的重力为G1,首饰的重力为G2,首饰的体积为V,
当首饰浸入水中一半时,首饰受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水g×V=ρ水gV,
此时根据力的平衡条件有:G1+G2=F浮+F示,
即:G1+G2=ρ水gV+9.6N,﹣﹣﹣①
当首饰全部浸入水中时,首饰受到的浮力:F浮=ρ水gV排′=ρ水gV,
此时根据力的平衡条件有:G1+G2=F浮′+F示′,
即:G1+G2=ρ水gV+9.5N,﹣﹣﹣②
②﹣①得:ρ水gV=0.1N,
代入数据有:×1.0×103kg/m3×10N/kg×V=0.1N,
解得首饰的体积:V=2×10﹣5m3,
将G1=5.5N、V=2×10﹣5m3代入①得:
5.5N+G2=×1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3+9.6N,
解得首饰的重:G2=4.2N,
则首饰的质量:m2===0.42kg,
首饰的密度:
ρ2===21×103kg/m3.
测得首饰的密度与铂的密度最接近,该首饰用的材质为铂.
故选A.
21.一辆质量为1.4×104kg的小型压路机,以2km/h的速度在路面上匀速行驶.在施工时可以行将为每次钢轮以2.5×105N的恒力垂直作用在路面上,下压路面的距离为1mm,钢轮每秒钟压路25次.下列判断中正确的是(g=10N/kg)( )
A.压路机静止时对水平路面的压力是1.4×104N
B.压路机在5min内通过的路程是200m
C.压路机在1min内对路面做功是3.7×105J
D.压路机在1min内对路面做功功率是6.25×103W
【解答】解:
A、压路机静止时对水平路面的压力:F=G=mg=1.4×104kg×10N/kg=1.4×105N;故A错误;
B、由v=可得,压路机在5min内通过的路程:s=vt=2km/h×h≈0.167km=167m;故B错误;
C、压路机在1min内对路面做功:W=nFh=25×60×2.5×105N×10﹣3m=3.75×105J;故C正确;
D、压路机在1min内对路面做功功率是:P===6.25×103W,故D正确.
故选CD.
二、非选择题
22.(1)氯气(Cl2)在净水、工业生产中用途广泛,用Cl2制备漂白液时有如下反应:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,请回答下列问题:
①Cl﹣的原子结构示意图为 ,生成物NaClO中氯元素的化合价为 +1 .
②20℃时,NaCl的溶解度为36
g.该温度下,饱和NaCl溶液中溶质与溶剂的质量之比为 9:25 .
【考点】原子结构示意图与离子结构示意图;固体溶解度的概念;有关元素化合价的计算.
【专题】化学式的计算;化学用语和质量守恒定律;溶液、浊液与溶解度.
【分析】①氯离子原子核内有17个质子,核外有3个电子层,第一层上有2个电子、第二层上有8个电子、第三层上有8个电子;据此画出其结构示意图即可;
根据在化合物中正负化合价代数和为零,结合物质的化学式进行解答本题;
②利用固体的溶解度是指一定温度下100g溶剂水中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量解答.
【解答】解:①氯离子原子核内有17个质子,核外有3个电子层,第一层上有2个电子、第二层上有8个电子、第三层上有8个电子;Cl﹣的离子结构示意图为;钠显+1价,氧元素显﹣2价,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(﹣2)=0,则x=+1价.
②因为固体的溶解度是指一定温度下100g溶剂水中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量,所以20℃时36g氯化钠溶解在100g水中恰好形成该温度下氯化钠的饱和溶液,因此该温度下氯化钠的饱和溶液中溶质质量与溶剂质量的比为36:100=9:25;
答案:(1)①;+1;
②9:25;
【点评】此题是对原子结构示意图、离子结构示意图、化合价的原则、溶液知识的考查,抓住固体溶解度的概念即可弄清该溶质的饱和溶液中溶质、溶剂和溶液的质量关系是解题的关键.
22.(2)我们的星球因水而美丽,水也是宝贵的自然资源.
①电解水的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ .
②生活用水在净化过程中常用 活性炭 吸附色素和异味.一般可以通过 加热煮沸 的方法降低水的硬度.
③Fe在高温条件下可与水蒸气反应生成一种单质和一种黑色的氧化物,该氧化物是磁铁矿的主要成分,写出该反应的化学方程式 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 .
【考点】电解水实验;硬水与软水;碳单质的物理性质及用途;书写化学方程式.
【专题】空气与水.
【分析】①根据电解水生成氢气和氧气解答;
②根据活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味;降低水的硬度就是减少水中可溶性钙镁化合物的含量解答;
③首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可.
【解答】解:
①电解水生成氢气和氧气,化学方程式为:2H2O2H2↑+O2↑;
②活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味;降低水的硬度就是减少水中可溶性钙镁化合物的含量,可溶性钙镁化合物受热易转化为不溶性钙镁化合物,故填:活性炭,煮沸;
③铁在高温条件下和水蒸气发了化学反应生成四氧化三铁和另一种气体单质(由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,该气体是氢气),反应的化学方程式为:3Fe+4H2OFe3O4+4H2.
答案:
①2H2O2H2↑+O2↑;
②活性炭;加热煮沸;
③3Fe+4H2OFe3O4+4H2.
【点评】本题难度不大,考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力,化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等.考查了化学与生活的知识,完成此题,可以依据已有的知识进行.
22.(3)A~F是初中常见的化合物,有如下转化关系(部分生成物已省略).其中A是大理石的主要成分,C可用于灭火,F俗名纯碱.
请回答下列问题:
①E的俗名为 熟石灰 ,写出物质E在农业上的一种用途 改良酸性土壤 ,E与F反应的化学方程式为 Ca(OH)2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓ .
②反应
I的化学方程式为 CaCO3CaO+CO2↑ ,该反应是 分解 反应(填基本反应类型).
③A、E均能与盐酸反应,反应的化学方程式分别为 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2 、 Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O .
【考点】物质的鉴别、推断;反应类型的判定;书写化学方程式.
【专题】框图型推断题.
【分析】根据A~F是初中常见的化合物,A是大理石的主要成分,所以A是碳酸钙,碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,C可用于灭火,所以C是二氧化碳,B是氧化钙,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,所以E是氢氧化钙,F俗名纯碱,所以F是碳酸钠,D是氢氧化钠,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,然后将推出的物质进行验证即可.
【解答】解:解:①A~F是初中常见的化合物,A是大理石的主要成分,所以A是碳酸钙,碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,C可用于灭火,所以C是二氧化碳,B是氧化钙,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,所以E是氢氧化钙,F俗名纯碱,所以F是碳酸钠,D是氢氧化钠,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,经过验证,推导正确,所以E是氢氧化钙,俗称熟石灰,可以用来改良酸性土壤,E与F的反应是氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为为:Ca(OH)2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓;
②反应I是碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,化学方程式为:CaCO3CaO+CO2↑,该反应属于分解反应;
③A、E均能与盐酸反应,反应的化学方程式分别为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O.
故答案为:①熟石灰(消石灰),改良酸性土壤(配置农药波尔多液),Ca(OH)2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓;
②CaCO3CaO+CO2↑,分解;
③CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O.
【点评】在解此类题时,首先将题中有特征的物质推出,然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质,最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可.
23.(1)如图所示装置有多种用途.若用于收集H2,H2应从该装置的 b (填“a”或“b”)口通入.用该装置除去H2中少量的HCl气体,广口瓶中应该加入的试剂为 NaOH溶液 ,该试剂不能用饱和NaHCO3溶液代替,原因是 NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O (用化学方程式说明).
【考点】分离物质的仪器;常用气体的收集方法;常见气体的检验与除杂方法.
【专题】常见仪器及化学实验基本操作.
【分析】根据氢气的密度比空气小;盐酸的性质以及化学方程式的写法来分析.
【解答】解:氢气的密度比空气小,所以用该装置收集氢气时,氢气应从短管进入,空气从长管排出;氯化氢气体溶于水形成盐酸,可以用氢氧化钠溶液来除去氢气中的氯化氢;碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,会导致制取的氢气中又混入了二氧化碳气体,所以不能用碳酸氢钠溶液来代替氢氧化钠溶液.
故答案为:b;NaOH溶液;NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O.
【点评】本题考查了气体的净化,难度不大,可以根据杂质气体氯化氢及除杂试剂碳酸氢钠分析,注意除杂的原则,除去杂质但是不能引进新的杂质.
23.(2)铝化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 铝与氧气反应形成致密的氧铝薄膜 .铝还有特殊的性质,能溶解于NaOH溶液中,完成化学方程式:□Al+□NaOH+□ H2O ═□NaAlO2+3H2↑
【考点】金属的化学性质;质量守恒定律及其应用.
【专题】金属与金属材料.
【分析】根据铝的性质分析回答铝制品却很耐腐蚀的原因;根据质量守恒定律分析空格中的物质,将化学方程进行配平即可.
【解答】解:铝化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是铝与氧气反应形成致密的氧铝薄膜.铝还有特殊的性质,能溶解于NaOH溶液中,生成了NaAlO2和H2,由质量守恒定律可知参加反应的物质还有水,将方程配平可得:2Al+2
NaOH+2H2O═2
NaAlO2+3H2↑.
故答为:铝与氧气反应形成致密的氧铝薄膜;2Al+2
NaOH+2H2O═2
NaAlO2+3H2↑.
【点评】本题主要考查了绿的性质和质量守恒定律的应用.难度不大,根据已有的知识分析解答即可.
24.(3)子琛做“将浓硫酸滴到一块小布上”的实验,发现生成的炭上冒“白烟”,推测炭能与浓硫酸反应.欲探究其生成物成分,通过简单分析及实验确定无H2和O2,因此继续进行如下探究.
【查阅资料】①SO3能被浓硫酸及水吸收
②SO2性质:能使品红褪色,能被高锰酸钾溶液吸收,能使澄清石灰水变浑浊
③CO可与PdCl2溶液反应:PdCl2+CO+H2O═Pd(黑)↓+2HCl+CO2;不与KMnO4溶液反应
【提出猜想】生成物的成分可能为ⅠH2O、CO、SO2ⅡH2O、CO2、SO2ⅢH2O、CO、CO2、SO2
【实验验证】子琛设计了如下实验:
【分析讨论】
1请根据实验目的,按气流从左到右的方向将实验仪器组装完整:
A→ E → C →D→ B .
②装置E中所加药品是 无水CuSO4 ,作用是 检验产物中是否有水生成 .
③装置C中②的作用是除去SO2气体,则③试管中品红溶液的作用是 检验SO2是否除净 .
④若D中澄清石灰水变浑浊,方程式为 Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O .
⑤实验结束冷却后,从实验安全角度考虑,清洗装置A中试管时不能直接向其中加水冲洗,原因是 试管中有浓硫酸剩余,向浓硫酸中加水放出大量的热,液体飞溅 .
【实验结论】实验观察到的部分现象是:B中未见黑色沉淀,则猜想 II 正确,写出炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式 C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O .
【考点】实验探究物质的组成成分以及含量;常见气体的检验与除杂方法;书写化学方程式.
【专题】科学探究.
【分析】【分析讨论】①根据题中所给资料结合所给仪器中的药品和验证物质的一般性顺序进行解答;
②由三个猜想中均有水,结合所给药品回答E装置的作用和所加药品名称;
③根据资料中品红的与二氧化硫的反应分析回答;
④根据二氧化碳的化学性质书写二氧化碳与澄清石灰水的反应方程式;
⑤根据浓硫酸的特性和稀释浓硫酸的注意事项分析回答;
【实验结论】根据各步实验现象进行推断回答,根据推得生成物情况书写碳和浓硫酸反应的化学方程式.
【解答】解:【分析讨论】①根据题中所给物质的性质氯化钯能与一氧化碳反应故装置B用来验证生成物是有无一氧化碳气体;根据品红能与二氧化硫反应,且高锰酸钾溶液能吸收二氧化硫气体故装置C用来验证二氧化硫气体并吸收二氧化硫气体;根据三个猜想中都有水蒸气,故可推测E装置是用来验证产物中是否有水蒸气,验证水蒸气一般用无水硫酸铜,验证物质成份时要先验证是否有水以防止再生成的水产生干扰,故A装置先连接E装置,根据一氧化碳与氯化钯反应能生成二氧化碳故验证二氧化碳要在验证一氧化碳之前,故最后一空是B,由此可得出正确的顺序是:A→E→C→D→B,故填:A→E→C→D→B;
②由以上分析可知E中的药品作用是为了验证产物中是否有水故应选用无水CuSO4,故填:无水硫酸铜;检验产物中是否有水生成;
③C装置中第一个试管中的品红是为了验证产物中是否有二氧化硫气体,二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故验证二氧化碳之前要将二氧化硫气体除净,所以C装置中的高锰酸钾是用来吸收二氧化硫气体的,第三个试管中的品红显然是为了检验二氧化硫是否被除净了,故填:检验SO2是否除净;
④二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,二者反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,故填:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
⑤浓硫酸遇水放出大量热,试管中有浓硫酸剩余,向浓硫酸中加水放出大量的热,会使液体飞溅,故填:试管中有浓硫酸剩余,向浓硫酸中加水放出大量的热,会使液体飞溅;
【实验结论】由B中未见黑色沉淀,说明生成物中没有一氧化硫,故猜想II
正确;根据猜想II的生成物书写碳和浓硫酸反应的化学方程式为:C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O;故填:II;C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O.
【点评】此题涉及到反应生成物成份的验证,试题难度较大,能够正确把握题中所给信息并给合所给仪器进行正确分析是解题的关键.
24.向100g
CuSO4与H2SO4的混合溶液中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,产生沉淀的质量与所加氢氧化钠溶液的质量关系如图所示,回答下列问题:
(1)由图象可知,NaOH先与混合溶液中 H2SO4 发生反应.
(2)生成沉淀Cu(OH)2的质量是多少?
(3)当加入NaOH溶液的质量为40
g时,所得溶液中Na2SO4的质量分数是多少?(结果精确到0.1%)
【考点】根据化学反应方程式的计算;有关溶质质量分数的简单计算.
【专题】溶质质量分数与化学方程式相结合的计算.
【分析】(1)根据开始没有沉淀生成,说明硫酸过量,所以开始时硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水进行解答;
(2)从图中可看出20g氢氧化钠溶液与混合溶液中的硫酸恰好完全反应,20g氢氧化钠溶液与混合溶液中的硫酸铜恰好完全反应.可利用氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式,根据氢氧化钠的质量求出沉淀氢氧化铜的质量;
(3)所得溶液中溶质的质量分数=×100%,溶质是硫酸钠,包括硫酸与氢氧化钠反应生成的硫酸钠和硫酸铜与氢氧化钠反应生成的硫酸钠;溶液的质量=所加入的所用物质的总质量﹣生成沉淀的质量.
【解答】解:
(1)根据开始没有沉淀生成,说明硫酸过量,所以开始时硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水;
(2)设产生沉淀的质量为x,同时生成硫酸钠的质量为y,20g氢氧化钠溶液中溶质质量=20g×20%=4g
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
80
98
142
4g
x
y
x=4.9g
y=7.1g
设与硫酸反应生成的硫酸钠质量为z,
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
80
142
20g×20%
z
z=7.1g;
不饱和溶液中Na2SO4总质量为:7.1
g+7.1
g=14.2
g;
不饱和溶液的质量为:100
g+40
g﹣4.9
g=155.1
g;
所得不饱和溶液中Na2SO4质量分数:×100%=10.5%
答案:
(1)H2SO4;
(2)生成沉淀Cu(OH)2的质量是4.9g;
(3)所得溶液中Na2SO4的质量分数是10.5%.
【点评】本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力.解题的关键是结合物质间反应的情况,正确分析图示数据,细心解答.
25.(1)丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场,我市某校学生在实验室验证奥斯特实验,当水平导线中通有如图所示的电流时,S极将偏向 纸外 (选填“纸内”或“纸外”);要使实验效果更加明显应使通电导线沿 南北 (选填“东西”或“南北”)方向放置.
【解答】解:(1)根据安培定则可知,在判断直导线的磁场时,大拇指指向电流的方向,四指环绕方向为磁场方向.又知道小磁针N极的方向与磁场方向一致,所以N极将偏向纸里,S极将偏向纸外;
(2)由于小磁针静止时要指南北方向,在验证电流周围有磁场时,一般也把直导线南北放置,这样导线下方的小磁针偏转会更明显.
故答案为:纸外;南北.
25.(2)将一温度为20℃质量为4.2kg的铁块的温度升高到80℃,需要吸收 1.932×105 J的热量.然后将其放入一个装有温度为10℃质量为1.15kg的水的量热器中,最后水的将升高到 30 ℃.)
【解答】解:
(1)铁块吸收的热量Q吸=cm△t=0.46×103
J/(kg?℃)×4.2kg×(80℃﹣20℃)=1.932×105J;
(2)将铁块投入到盛水的量热器中,达到热平衡时,铁块和水的末温度相同,设此时的温度为t;
铁块放出的热量等于水吸收的热量,即Q水吸=Q铁放,Q水吸=c水m水(t﹣t0水),Q铁放=c铁m铁(t0铁﹣t),所以有c水m水(t﹣t0水)=c铁m铁(t0铁﹣t),
即:4.2×103J/(kg℃)×1.15kg×(t﹣10℃)=0.46×103J/(kg℃)×4.2kg×(80℃﹣t),
解得t=30℃.
故答案为:1.932×105;30.
25.(3)如图所示,甲用90N的拉力,乙用50N的推力,在30s内共同使一辆小车从一个倾角为30°长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端.甲乙二人对小车做功 8400 J,甲对小车做功的功率为 180 W.
【解答】解:甲对小车做的功:
W甲=F甲s=90N×60m=5400J,
乙对小车做的功:
W乙=F乙s=50N×60m=3000J,
则甲乙二人对小车做功:
W=W甲+W乙=5400J+3000J=8400J.
则甲对小车做功的功率:
P甲===180W.
故答案为:8400;180.
25.(4)小花在做“探究凸透镜成像的规律”实验时发现,保持蜡烛和屏之间的距离为45cm不变,只改变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像,将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移动15cm得到第二个像.她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是 缩小 的(选填“缩小”、“等大”或“放大”),凸透镜的焦距为 10 cm.
【解答】解:在凸透镜成像实验中,物距u、像距v、焦距f满足,
+=,由题知u+v=45cm,所以第一次成像时,物距为u,像距为v=45﹣u;第二次成像时,物距u′=u﹣15cm,像距v′=60﹣u,联立方程
解得:u=30cm
f=10cm.
第一次成像===,所以第一个像与蜡烛相比是缩小的.
故答案为:缩小;10.
25.(5)如图所示,小丽用三个均重10N的滑轮组成的滑轮组以1m/s匀速起吊重470N的物体,物体上升5m,不计绳的重力及一切摩擦.绳的拉力F= 125 N;滑轮组的机械效率为 94% .
【解答】解:受力分析如下:
根据图1和二力平衡条件可得:2F′=G+G动﹣﹣﹣﹣①
因为定滑轮不省力,所以根据图2和二力平衡条件可得:2F=F′+G动﹣﹣﹣﹣②
联立①②可,2F=+G动=+10N=250N,
则F=×250N=125N;
根据图1可知,因为动滑轮省一半力,所以当物体上升5m时,右端F′处移动2×5m=10m;
根据图2可知,因为动滑轮省一半力,所以F处移动的距离:s=2×10m=20m;
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=94%.
故答案为:125;94%.
三、探究题:本题包括3小题,其中第20小题①问1分,作图2分,其余每空2分,共19分.
26.(1)让一束光从某介质以不同角度射入空气中,观察光束在介质和空气中的径迹变化,得到光速在介质中的入射角i及其正弦值sini、折射角r及其正弦值sinr的值如下表所示.从探究中我们可以得出:折射角总是 大于 入射角(选填“小于”、“等于”或“大于”);采用多次测量求平均值的方法我们可以得到折射角的正弦与入射角的正弦之比等于 1.50 (保留两位小数).
次数数据物理量
1
2
3
4
5
6
i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
sini
0.174
0.342
0.5
0.643
0.766
0.866
r
15.1°
30.9°
48.7°
76.5°
﹣﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣﹣
sinr
0.26
0.513
0.751
0.972
﹣﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣﹣
【解答】解:由实验可知,入射角i由10°增大到40°,折射角r由15.1°增大到76.5°,由此可得,光从某介质以不同角度射入空气中,折射角总是大于入射角;
折射角的正弦与入射角的正弦之比=≈1.50,
=1.50,…
故答案为:大于;1.50.
26.(2)如图所示,钢球从高h处的斜槽上由静止滚下,在水平面上运动,运动的钢球A碰上木块B后,能将B撞出一段距离S.再让同一钢球从高1.5h处由静止滚下,重复第一次实验.实验表明:质量相同时,钢球的速度越 大 ,木块B被撞得越远.在两次实验中木块移动时受到的摩擦力分别为fh、f1.5h,则fh = f1.5h(选填“>”、“=”或“<”).
【解答】解:(1)在实验中,钢球动能的大小是通过木块被撞的距离来反映的,在质量相同时,钢球的速度越大,动能越大,所以木块B被撞得越远.
(2)在两次实验中木块对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,所以木块移动时受到的摩擦力不变,则fh=f1.5h.
故答案为:大;=.
26.(3)小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值,小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路,小凯正准备闭合开关时,旁边的小明急忙拦住他,说线接错了.
①小是发现只要改接一根导线就可以连接正确,请你检查一下电路,指出改接的是 d (选填:a、b、c、d、e、f、g)
②故障排除后,电阻两端的电压表示数如图乙所示,其读数为 1.40 V.(保留两位小数)
③小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如下表所示:
U/V
0.5
1.0
1.6
1.9
2.5
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
根据表中的数据在图丙中画出电阻R的I﹣U关系图象.
④由③中图象求出该电阻的阻值为 5.0 Ω.(保留一位小数)
⑤将图甲所示电路改成如图丁所示电路,电源电压保持不变,已知R1:R2:R3=2:1:1,测得开关S断开时R2中的电流为I,消耗功率为P;则开关S闭合后,R1中的电流值为 1.2 I,R3消耗的功率为 0.36P .
【解答】解:
①测电阻时,电压表并联在定值电阻两端,电流表与定值电阻串联,所以,应将d线与电流表接线柱改接在滑动变阻器金属杆的左接线柱;
②电压表小量程的分度值为0.1V,示数为1.4V;
③根据表中的电压值和对应的电流值在图丙中确定相应的点,然后连接起来,如图所示:
④电阻R的I﹣U关系图象为一直线,电阻大小为一定值,R===5.0Ω;
⑤开关S断开时,R1与R2串联,电路的总电阻R12=R1+R2=2R2+R2=3R2,R2中的电流为I, R2消耗的功率P=I2R2;
当开关S闭合后,R3与R2并联后再与R1串联,为混联电路,设此时通过R1的电流为I混,R3、R2为等值电阻,并联后的电阻R23=,电路的总电阻R混=R1+R23=2R2+=2.5R2,
根据在电压不变时,电流与电阻成反比,所以I混=I=1.2I;
根据分流原理,通过R2的电流I2与通过R3的电流I3之比等于电阻的反比,即==1,I2=I3,根据并联电路电流的特点I混=I3+I2,所以,I3=I混=×1.2I=0.6I,
R3消耗的电功率P3=I32×R3=I32R2=(0.6I)2R2=0.36I2R2=0.36P.
故答案为:①d;②1.40;③如上图所示;④5.0;⑤1.2;0.36P.
27.(1)如图所示,电源电压保持不变,R2=4Ω,开关S闭合后,电压表读数为7.2V,电流表读数为1.8A;由于某个电阻断路,电压表读数变为16V,电流表读数变为2A.求:
①断路前后R3的功率之比.
②R1的阻值
③电源电压U和R0的阻值.
【解答】解:①断路前后,电流表均测R3的电流,
由P=I2R可得,断路前后R3的功率之比:
P3:P3′=I2R3:(I′)2R3=I2:(I′)2=(1.8A)2:(2A)2=81:100;
②由题意和电路图可知,当某个电阻断路时,由于电流表、电压表均有示数,所以断路的电阻不可能是R1和R3,只能是R2;此时,R0与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
R2断路时,由I=可得,R3的阻值:
R3===8Ω,
R2没有断路时,R1与R2串联后与R3并联、再与R0串联,电压表测R2两端的电压,电流表测R3支路的电流,
此时R3两端的电压:
U3=IR3=1.8A×8Ω=14.4V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1和R2这一支路两端的电压:U12=U3=14.4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压:U1=U12﹣U2=14.4V﹣7.2V=7.2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,R1与R2支路的电流:
I12===1.8A,
则R1的阻值:
R1===4Ω;
③R2没有断路时,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:I总=I12+I3=1.8A+1.8A=3.6A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:U=U3+I总R0=14.4V+3.6A×R0,
R2断路时,电源电压:U=U3′+I总′R0=16V+2A×R0,
因电源电压不变,所以,14.4V+3.6A×R0=16V+2A×R0,
解得:R0=1Ω,
所以电源电压:U=U3+I总R0=14.4V+3.6A×1Ω=18V.
答:①断路前后R3的功率之比为81:100;
②R1的阻值为4Ω;
③电源电压为18V,R0的阻值为1Ω.
27.(2)武都引水工程被誉为“第二个都江堰”,具有防洪、灌溉、生态环保、国土资源保护、工业生活供水、旅游以及发电等综合利用功能的大型骨干水利工程.作为武引一期工程的骨干屯水库﹣﹣沉抗水库位于绵阳市的游仙区沉抗镇境内,距离绵阳市区15公里,现已成为绵阳的著名旅游景点“仙海风景区”.作为二期工程内容的武都水库位于我市江油武都镇的涪江干流上.总库容5.72亿立方米,碾压混凝土大坝高120米,设计控灌面积228万亩.武都电站是依托武都水库兴建的坝后式电站,装有三台机组,总装机容量15万千瓦(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
①若电站实际年平均发电量为6.1亿kWh,电力系统吸收的有效电量为5.745亿kWh,其中电厂用电0.5%,出厂后专用输变电损失1%,按平均上网电价0.28元/kWh计算,电站年收益多少亿元?(保留三位数)
②若电站水面落差(水面与发电机之间的高度差)为80m,按装机容量满负荷发电,发电机机械能转化为电能的效率为75%,水的流量Q为多少?(流量Q:单位时间内流过截面积的体积)
③仙海中学兴趣小组在仙海湖面上做实验,用一机动船拖拉一无动力的木船以1.5m/s匀速前进,机动船的质量为2×103kg,内燃机功率为170kW,木船下部都可以视为长方体,底面面积为12m2,吃水深度0.4m,两船受到的阻力都是船重的0.5倍,机动船的内燃机效率是多少?
【解答】解:①由题意可知,电站年收益:
n=5.745亿kWh×(1﹣0.5%)×(1﹣1%)×0.28元/(kWh)≈1.58亿元.
②总装机容量:P=15万千瓦=1.5×108W,
由P=得,1s内发电机组的发电量:
W电=Pt=1.5×108W×1s=1.5×108J,
由η=×100%得,1s内流下的水具有的机械能(水的重力做的功):
W水===2×108J,
由W水=Gh得,1s内流下的水的重力:
G===2.5×106N,
由G=mg得,1s内流下的水的质量:
m===2.5×105kg,
由ρ=得,1s内流下的水的体积:
V===250m3,
即水的流量Q=250m3/s.
③木船下部排开水的体积:V排=Sh=12m2×0.4m=4.8m3,
木船受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8m3=4.8×104N,
因为木船漂浮在水面上,所以木船受到的重力:G木=F浮=4.8×104N,
则木船行驶时受到的阻力:f木=0.5G木=0.5×4.8×104N=2.4×104N,
机动船的重力:G机=m机g=2×103kg×10N/kg=2×104N,
机动船行驶时受到的阻力:f机=0.5G机=0.5×2×104N=1×104N,
两船受到的总阻力:f总=f木+f机=2.4×104N+1×104N=3.4×104N,
把机动船和木船看作一个整体,它们匀速前进时,根据二力平衡条件可得,
机动船的牵引力:F牵=f总=3.4×104N,
则机动船的有用功率:
P有===F牵v=3.4×104N×1.5m/s=5.1×104W,
已知内燃机功率:P总=170kW=1.7×105W,
则机动船的内燃机效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=30%.
答:①电站年收益1.58亿元;
②水的流量Q为250m3/s;
③机动船的内燃机效率是30%.