专题一 化学实验的基本操作、化学仪器的使用、水的电解实验[学生用书P26]
一、化学实验的基本操作
实验室安全守则
1．听从老师的指示，未经老师的允许不能擅自进入实验室。
2．察看实验室灭火器、急救箱等应急情况处理器材所在的位置，并牢记在心。
3不能用湿手接触实验室电源，不能将小刀、螺丝刀等物品插入电源插孔，以免发生触电事故。
4．没有老师的指令，不得试嗅或直接接触任何化学试剂。
5．没有老师的允许，不得随意改变实验程序或所用的化学试剂等实验材料，以免发生意外。
6．打翻化学试剂或器皿时需立即处理，并及时向老师或实验室管理员汇报。
7．任何物品在使用前先看说明书或产品提示语，挥发性、腐蚀性、有毒溶剂等应在排风柜子里取用，用完后立即封住容器。
有毒 易燃 易爆 有腐蚀性
8．如果发生烫伤、烧伤、化学试剂灼伤皮肤或眼睛时，应及时用正确方法处理。实验过程中尤其要注意保护好自己的眼睛。
意外事故 正确的处理方法
意外事故 正确的处理方法
9．不能将固体垃圾或有害有毒溶剂直接倒入水槽，以免造成管道堵塞或环境污染。实验完毕后，将你的实验区域清理干净，并清洗双手。
实验室安全可以从如下几个方面去理解和记忆：用电安全、用火安全、试剂安全、实验安全、受伤处理、废物处理等。
典例 下列对实验意外事故的处理方法正确的是( A )
A．若不慎将稀硫酸溅入眼睛，应立即用水冲洗，然后就医
B．白磷落在地面上受污染不可再使用，应将其扫入垃圾桶
C．误服用碳酸钡不要紧，人体胃液的主要成分盐酸能将其分解
D．烧碱溶液洒在实验台上，立即用浓硫酸冲洗
(2017·铁岭改编)下列做法符合安全要求的是( D )
A．洒出的酒精在桌上燃烧起来，立即用灭火器扑灭火苗，防止火势扩大
B．发现家中燃气泄漏时，立即关闭阀门，打开脱排油烟机进行通风
C．氢氧化钠不慎沾到皮肤上，先用大量水冲洗，再涂上很稀的硫酸
D．浓硫酸不慎沾到皮肤上，先用干毛布擦拭，再用大量水冲洗，最后涂碳酸氢钠溶液
二、化学仪器的使用
1．滴管的使用
使用滴管时，胶头在上，管口在下。滴管口不能伸入受滴容器。滴管用后应立即冲洗，未经洗涤的滴管严禁吸取其他试剂。滴瓶上的专用滴管不能吸取其他试剂，用完后插回滴瓶即可，无须清洗。
2．酒精灯的使用
(1)酒精灯是常用的加热仪器。按图中的方法正确使用酒精灯。
(2)仔细观察酒精灯的火焰，可以发现火焰可分为外焰、内焰和焰心三层，如图甲所示。
甲 乙
(3)将1根小木棒放到酒精灯焰心位置约3s，如图乙所示，然后迅速拿出，观察小木棒的颜色变化。
(4)比较小木棒在酒精灯火焰的不同部位加热时的现象，判断可知，火焰三部分中__外焰__温度最高，__焰心__温度最低。
(5)探究结论：用酒精灯加热物体时，物体在__外焰__处温度升高最快。
3．药品的取用
(1)固体药品的取用(如图)：
①取固体粉末时要用药匙或纸槽。药匙的两端是大小不同的两个匙，取较多量时用大匙，较少时用小匙。
②往试管里装固体粉末时，试管应倾斜，把盛有药品的药匙小心地送入试管底部，然后使试管竖立起来，让药品全部落在底部，或将试管水平放置，把固体粉末放在折叠成槽状的纸条上，送入试管管底，然后将试管竖立起来。
③取块状固体药品(如大理石、锌粒等)时，先把试管横放，然后用镊子把块状药品或金属颗粒放入试管口，再把试管慢慢地竖立起来，使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部，以免打破试管。
注意：取用固体药品时，药匙必须是干净的。药匙每取完一种试剂后都必须用干净的纸擦拭干净，以备下次使用。
(2)液体药品的取用(如图)：
①液体药品通常盛在细口瓶里。取用时，先把瓶塞拿下，倒放在桌上。然后一手拿试剂瓶，另一手斜持试管，使瓶口紧挨着试管口，让液体缓缓地流入试管中。当所需液体倒完后，应立即盖紧瓶塞，把瓶子放回原处，并注意使瓶上的标签向外。
注意：瓶上的标签应向着手心，以免倒完药品后，残留在瓶口的药液流下来，腐蚀标签。
②用量筒正确量取一定体积的液体时，首先应根据取用液体的量选择合适量程的量筒，然后将液体倒入量筒中，当接近刻度线时用滴管调到所需液体的量。
注意：眼睛要与液面层的下沿相平。
1．滴管使用时要注意不引起“交叉污染”。
2．酒精灯的使用只需抓住“火柴点燃、外焰加热、灯帽盖灭”核心要求即可。
3．药品取用的关键注意点：粉末状药品送到试管底、块状固体不打破试管底、液体试剂标签向着手心。
典例 (2018·连云港)下列图示实验操作中，正确的是( A )
A B C D
(2018·哈尔滨改编)下列实验操作错误的是( A )
A.液体的量取
B.取用固体粉末
C.检验氢气的纯度
D.加热试管中的液体
【解析】 量筒读数时，视线与凹液面的最低处保持水平，且刻度要在眼睛和凹液面最低点之间。取用固体粉末，用纸槽将药品送到试管底部。检验氢气的纯度，用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指，如果听到“噗”的声音，说明是纯净的氢气。加热试管中的液体时用试管夹夹住试管，试管内液体体积不超过试管容积的1/3，45°倾斜，试管口不能对着人，外焰加热。
三、水的电解
1．在水电解器的玻璃管里注满水，接通直流电，如图所示。
2．仔细观察：水的颜色、状态为__无色液体__，两个电极上出现了__气泡__，两支玻璃管内液面__下降__，产生的气体的体积比约为__2∶1(或1∶2)__。
3．用点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到__气体被点燃并呈淡蓝色火焰__；用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到__带火星的木条复燃__。
1．水的物理性质：无色无味液体，熔点为0℃，沸点为100℃(一标准大气压下)。水的密度为1.0×103kg/m3，4℃时密度最大。
2．水电解时用低压直流电，正极产生氧气，负极产生氢气，氧气和氢气的体积比为1∶2，质量比为8∶1。记忆口诀“正氧负氢，氢二氧一”。由于氧气在水中的溶解度比氢气略大，所以电解时氧气和氢气的实际体积比略小于1∶2。
3．氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。氢气具有可燃性，点燃后呈淡蓝色火焰。注意氢气、一氧化碳、甲烷等可燃性气体点燃后均呈淡蓝色火焰。
4．纯水是绝缘体，为了增加导电性加快电解速率，常在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠，注意不能加盐酸。
5．电解水实验的结论是水是由氢和氧组成的，这里的氢和氧指元素，而不是氢气和氧气。不能说成“水是由氢气和氧气组成的”。
6．从微观分子模型角度看，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。水分子模型及水电解过程模型如图所示：
典例 (2018·北京)电解水实验如图。下列说法正确的是( D )
A．试管2中得到H2
B．产生H2与O2的体积比约为1∶2
C．该实验说明水是由H2和O2组成
D．可用带火星的木条检验生成的O2
【解析】 试管2中的气体体积小是氧气，试管1中的气体体积大是氢气，氢气和氧气两者的体积比约为2∶1。
【命题点分析】 由“正氧负氢，氢二氧一”可知，电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，氢气和氧气的体积比为2∶1。要熟悉电解水的实验现象和结论，熟记“正氧负氢，氢二氧一”的内涵。
1．(2018·杭州上城区一模改编)小金在实验室完成了两个有关“水变化”的实验，得出的结论合理的是( B )
A．两个实验都发生了化学变化
B．电解水证明水由氢元素和氧元素组成
C．两个实验变化前后分子种类都改变
D．玻璃管a中的气体具有可燃性
【解析】 水的沸腾只发生了物理变化，液态水变成了气态水，水分子间间距发生了变化，水分子本身结构不改变。玻璃管a中的气体是氧气，具有助燃性而不具有可燃性。
2．(2018·重庆A卷)规范使用仪器是实验成功的保障，结合如图所示玻璃仪器，回答问题。
(1)可用作热源的是__C__(填序号)，若往仪器E中加入块状固体，则应先将该仪器__平__(选填“平”“立”或“斜”)放。
(2)若用仪器A和D稀释浓硫酸，则D的作用是__搅拌、散热__；若用仪器A和D进行过滤操作，还必须用到上述的一种仪器是__漏斗__(填名称)。
(3)若某气体只能用F装置收集，则该气体的密度比空气小，且__易溶于水(或能与水反应)__。
【解析】 (2)稀释浓硫酸时会产生大量的热，须把浓硫酸沿杯壁慢慢倒入水中并不断搅拌使溶液能及时散热，防止局部温度过高而爆沸。过滤操作中最主要的玻璃仪器就是漏斗。(3)F装置是向下排空气法，要求该气体密度比空气小且不与空气中的成分反应。若只能用该法收集而不能用排水法收集，则说明该气体易溶于水或能与水发生反应。
专题七 溶液的酸碱性与酸碱度、盐酸和硫酸的化学性质[学生用书P42]
一、酸碱指示剂
取4支试管，分别加入稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液。然后在4支试管内分别滴入几滴紫色石蕊试液，如图所示。观察并记录石蕊试液在4种溶液中呈现的颜色。
实验表明：酸能使紫色石蕊试液变__红__色，碱能使紫色石蕊试液变__蓝__色。
1．酸碱指示剂可定性测定物质的酸碱性，但不可定量测酸碱度。常用的酸碱指示剂为紫色石蕊试液和酚酞试液。
2．石蕊试液在酸性、中性、碱性三种情况下能显示三种颜色，而酚酞试液在酸性和中性时均无色，只在碱性
条件下显红色。在生产实践和科研中，更多是使用酚酞试液，原因是酚酞试液的颜色变化明显，而石蕊试液的颜色变化不够明显。
3．生活中常见的各种颜色的花里一般都含有各种有机色素，有机色素易溶于酒精，利用这个性质提取出来的有机色素，大多可作为酸碱指示剂，但颜色变化特点需根据实验来确定。
典例 (2017·枣庄)紫甘蓝是大众爱吃的蔬菜，含有丰富的花青素，花青素遇酸性溶液变红色，遇碱性溶液变蓝色，在凉拌紫甘蓝丝时，观察到菜丝变成红色，可能是加入了下列哪种调味品( C )
A．食盐 B．味精
C．食醋 D．香油
【解析】 花青素遇酸性溶液变红色，食盐、味精的溶液都显中性，香油不溶于水，均不能使花青素变红色，食醋中含有醋酸，其水溶液显酸性，能使花青素变红色。
【命题点分析】 本题考查酸碱指示剂的性质及常见物质水溶液的酸碱性。大多植物色素均可作为酸碱指示剂。另外要求了解生活中常见的酸性物质和碱性物质。
二、pH试纸
溶液pH测定的方法：用洁净的玻璃棒蘸取被测试的溶液，看与哪种颜色最接近，从而确定被测溶液的pH，滴在pH试纸上，将试纸显示的颜色与标准比色卡对照。
1．用玻璃棒分别蘸取少许水、柠檬汁、白醋、盐酸、肥皂水、洗涤剂、4%氢氧化钠溶液，滴在 pH 试纸中部，观察试纸的颜色变化。
2．在白色点滴板的空穴(或小试管)里分别滴入几滴上述样品，再滴加 2～3滴紫色石蕊试液，观察其颜色的变化，记录实验结果。
1．pH是最常用的定量表示物质酸碱度的方法。中性溶液pH为7，数字越小酸性越强，数字越大碱性越强。
2．用pH试纸测量溶液的pH时，试纸不能用水浸湿，否则所测的pH会趋向7。特别要注意的是酸性溶液稀释后pH会增大，碱性溶液稀释后pH会减小。
3．普通pH试纸又称为广泛pH试纸，精度只能达到整数位。要实现精确测量需使用酸度计。
典例1 (2017·云南)下列数据为常见水果的近似pH，其中酸性最强的是( A )
A．柠檬pH＝2.1 B．苹果pH＝3.0
C．菠萝pH＝5.1 D．柿子pH＝8.5
典例2 (2017·荆州)往KOH溶液中加水，溶液的pH变化正确的是( C )
A B C D
【解析】 氢氧化钾溶液加水稀释，溶液的碱性减弱，因此pH减小，但是不会小于或等于7，只会向7靠近。
(2018·临海模拟)日常生活中，人们利用碳酸钠溶液来清洗餐具上的油污，这是因为碳酸钠溶液具有碱性，而且碱性越强，去油污的效果越好，小柯决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究。用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液，依次测量溶液的pH，记录数据见表：
实验编号
a1
a2
a3
b1
b2
b3
c1
c2
c3
溶质质量分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
水的温度(℃)
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
请你分析表中数据回答：
(1)溶液碱性最强的是__c3__(填实验编号)。
(2)若要研究碳酸钠溶液pH大小与其溶质质量分数的关系，可选择的实验编号是__a1、b1、c1__。
(3)小柯将适量碳酸钠粉末撒在沾有油污的餐具上，并冲入适量的热水进行擦洗，使洗涤效果更好，这是因为__热的碳酸钠溶液碱性更强，去油污效果更好__。
三、盐酸的性质
1．查阅盐酸试剂瓶的标签上写了哪些内容。
2．观察试剂瓶中盐酸的颜色和状态：__无色液体__。
3．打开盐酸试剂瓶(脸不要正对瓶口上方)，观察瓶口有什么现象发生：__瓶口出现白雾__。用手轻轻扇动，小心地闻一下盐酸的气味，盐酸具有__刺激性__气味。
4．在盛有少量稀盐酸的试管里滴入几滴硝酸银溶液，发生的变化是__产生白色沉淀__。反应的化学方程式为：__HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3__。AgCl是不溶于水或酸的白色沉淀，所以硝酸银溶液可以用于检验__盐酸或氯离子__的存在。
5．把鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)放入盛有盐酸的试管中，将燃着的火柴伸入试管口。你看到的现象是__试管中产生大量的气泡，燃着的火柴熄灭__。反应的化学方程式为：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O__。
6．取一枚生锈的铁钉(铁锈的主要成分是Fe2O3)，观察它的颜色。小心地让生锈的铁钉沿着试管壁滑到试管底部，向试管中滴加少量稀盐酸，振荡。过一会儿取出铁钉，用水冲洗干净。铁钉表面和溶液颜色发生的变化：__铁锈消失、溶液变黄色__。铁锈与盐酸反应主要的化学方程式为：__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__。
7．向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入2mL盐酸，微微加热。现象是__黑色固体消失，溶液变蓝色__。反应的化学方程式为：__CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O__。
1．盐酸的物理性质：盐酸是氯化氢的水溶液，为无色液体，浓盐酸易挥发，用扇闻法可闻到有刺激性气味。商品浓盐酸的质量分数约37%～38%(HCl的相对分子质量为37.5，联系记忆)，密度约为1.18g/mL。工业盐酸中常因含有少量铁离子(Fe3＋)呈黄色，有些还因含有亚铁离子(Fe2＋)呈黄绿色。
2．稀盐酸除铁钉上铁锈的现象描述要完整：铁锈消失、溶液变黄色，这是铁锈与盐酸反应的现象。若盐酸过量，铁钉表面还会产生小气泡，这是铁与盐酸发生置换反应的现象。盐酸与黑色氧化铜反应原理跟其与铁锈反应的原理是相同的。
3．稀盐酸与硝酸银、碳酸钙的反应都是典型的复分解反应。复分解反应的条件是要求有沉淀或气体或水产生，若无酸参加的复分解反应还要求反应物都可溶。氯化银白色沉淀难溶于稀硝酸，该性质常用于检验氯离子(Cl－)的存在，这是解决有关化学试题的重要基础知识。
典例 (2018·北京)进行如下微型实验，研究物质的性质。
(1)能产生气泡的是__BD__(填字母)。
(2)能证明C中发生反应的现象是__溶液由红色变为无色__。
(3)有一只烧杯中的物质不与稀盐酸反应，原因是
__在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，不与盐酸反应生成氢气__。
【解析】 (1)活泼金属和碳酸氢盐会与酸反应分别产生氢气和二氧化碳。(2)氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，溶液由红色变为无色。
【命题点分析】 本题考查了酸的通性，包括指示剂遇酸、碱、盐的变色状况，酸与较活泼金属、金属氧化物、碱、盐的反应。
(2018·南京)如图为三种不同浓度的氢氧化钠溶液与对应浓度的盐酸反应的曲线。下列说法正确的是( A )
A．在a、b、c三种曲线所示的实验中，所用盐酸浓度越大，V时所得溶液的pH越大
B．在a曲线所示的实验中，若用酚酞做指示剂，酚酞试液由红色变为无色
C．在a、b、c三种曲线所示的实验中，反应速率相同
D．在a、b、c三种曲线所示的实验中，溶液酸性由强到弱的顺序是a＞b＞c
【解析】 图中溶液的pH由小于7逐渐增大到大于7，可以看出是向盐酸中加入氢氧化钠溶液。当a、b、c三种曲线所示的实验中，恰好完全反应，即pH＝7时，需要氢氧化钠溶液体积相等，因此所用盐酸浓度越大，需要加入的氢氧化钠溶液浓度也越大，V时氢氧化钠溶液过量，所得溶液的pH越大；在a曲线所示的实验中，若用酚酞做指示剂，酚酞试液由无色变为红色；在a、b、c三种曲线所示的实验中，由于反应物浓度不同，反应速率不相同；随着氢氧化钠溶液的加入，溶液分别显酸性、中性、碱性。
四、硫酸的性质
1．取一瓶浓硫酸，观察浓硫酸的黏度。__浓硫酸是一种无色油状粘稠液体__。
2．取一只盛有50mL水的烧杯，把约10mL浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入水中，并不断地搅拌。用手触摸烧杯外壁，有何感觉？__烧杯发热__。
3．用玻璃棒蘸取少量浓硫酸滴在纸片上，观察有何现象发生。__纸片变黑(碳化)__。
4．将稀硫酸分别滴入盛有锌粒(Zn)、Fe2O3粉末、CuO粉末、Cu(OH)2、BaCl2溶液的试管中，如图所示，观察到的现象分别是__有气泡产生、Fe2O3粉末消失且溶液变黄色、黑色氧化铜粉末消失且溶液变蓝色、蓝色固体消失且溶液变蓝色、产生白色沉淀__。
实验结论：__稀硫酸能跟某些金属、金属氧化物、碱及某些盐发生反应__。
1．硫酸是一种无色油状黏稠液体，无挥发性，商品浓硫酸溶质质量分数为98%(硫酸相对分子质量为98，联系记忆)，密度为1.84g/mL。
2．浓硫酸溶于水放出大量热，且密度大于水，所以稀释浓硫酸时一定要把浓硫酸沿玻璃棒或烧杯壁慢慢倒入水中并不断搅拌，切不可将水倒入浓硫酸中，否则会产生爆沸出现危险。
3．浓硫酸具有很强的吸水性，常用浓硫酸洗气瓶对气体进行干燥(常考点)。浓硫酸还具有脱水性，脱水性与吸水性不同，能把有机物中的氢、氧元素按照水的比例脱出，使有机物碳化。
4．由于硫酸不具有挥发性，即使稀硫酸滴到衣服或皮肤上也具有强烈的腐蚀性，因为稀硫酸中的水分挥发，最终会变成浓硫酸。稀盐酸则相对较安全，因为盐酸具有挥发性。
5．稀硫酸的化学性质与稀盐酸相似。硫酸钡白色沉淀难溶于稀硝酸，该性质常用于检验硫酸根离子(SO)的存在，这也是解决有关化学试题的重要基础知识。
典例1 (2017·临沂)用玻璃棒蘸硫酸在白纸上写字，如图。
(1)现象：放置一会儿发现用__浓__(选填“浓”或“稀”)硫酸在白纸上写的字变黑。
(2)结论：同种酸由于__溶液浓度(或溶质的质量分数)__不同，它们的性质不完全相同。
【命题点分析】 本题主要考查浓硫酸的性质。浓硫酸具有脱水性，用玻璃棒蘸取浓硫酸在白纸上写字，纸上的字会变黑，稀硫酸没有脱水性。
典例2 (2018·哈尔滨)化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。某化学兴趣小组在一次活动中进行了如图所示的探究实验。
【实验探究】
【收集证据】A烧杯中发生反应的化学方程式__H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O__。根据C试管中的现象能得出B烧杯的溶液中一定没有的离子是__SO__(填符号)。滴加氢氧化钡溶液的整个过程中的实验现象为__A烧杯的黄色溶液中出现白色沉淀；D试管中出现红褐色沉淀，溶液由黄色逐渐变为无色__。
【结论应用】通过上述实验现象可以得出，在此过程中__氢氧化钡(溶液)先和稀硫酸反应，待硫酸耗尽后再和氯化铁(溶液)反应(合理即可)__(从宏观角度回答)。根据这个结论，若向C试管溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，则B烧杯的溶液中一定含有的离子是__Cl－、Fe3＋、SO、H＋__(填符号)。
【归纳总结】经讨论我们能够总结出，根据明显的实验现象可以得出许多结论。一般来说，常根据__颜色改变、产生气泡、生成沉淀、能量的变化等实验现象(合理即可)__，证明物质发生了化学变化。
【命题点分析】 酸碱反应比较快，A烧杯中发生的反应是：H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓ ＋2H2O。向C试管中滴加氯化钡溶液无明显现象，说明试管C中无SO。氯化铁溶液是黄色的，2FeCl3＋3Ba(OH)2===2Fe(OH)3↓＋3BaCl2，所以滴加氢氧化钡溶液的实验现象是：A烧杯的黄色溶液中出现白色沉淀；D试管中是氯化铁溶液，实验现象是：出现红褐色沉淀，溶液由黄色逐渐变为无色。通过上述实验现象可以得出，在此过程中同一反应容器中同时存在碱与酸和盐与碱的反应时，碱与酸的反应一般优先于碱与盐的反应。若向C试管溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，则B烧杯的溶液中一定含有稀硫酸及没有参与反应的氯化铁，含有的离子是Cl－、Fe3＋、SO、H＋。一般来说，常根据明显的实验现象(颜色改变、产生气泡、生成沉淀、能量的变化等)证明有新的物质生成，证明物质发生了化学变化。
(2018·杭州下城区二模)如图甲所示，向盛有CuO的试管中加入一定量的稀H2SO4，CuO全部溶解并得到蓝色溶液；继续向试管中加入一定量的BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。试管静置后，向上层清液中继续滴加NaOH溶液，又有沉淀生成，且新生成的沉淀质量跟滴加的NaOH溶液质量的关系如图乙所示。
(1)写出CuO全部溶解的化学方程式__CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O__。
(2)图乙中A点对应溶液中溶质可能的组成__NaCl；NaCl、BaCl2；NaCl、Na2SO4__。
【解析】 向盛有CuO的试管中加入一定量的稀H2SO4，CuO全部溶解并得到蓝色溶液，则H2SO4有可能刚好或过量。
专题三 常用的分离操作、粗盐的提纯[学生用书P31]
一、物质的常用分离操作
1．沉淀
如图所示，取一杯泥浆水，静置5min，观察有没有杂质沉在杯底。在泥浆水中加一点明矾或活性炭，静置5min，观察泥浆水发生的变化，以及沉入杯底的固体颗粒大小的变化。
2．过滤
(1)如图所示，先把滤纸折成圆锥形，放入漏斗中，如果滤纸高于漏斗边缘，用剪刀剪去多余部分，使滤纸的边缘比漏斗口稍低。将滤纸放在漏斗中之后，把泥浆水沿玻璃棒倒进过滤漏斗中。
从漏斗中取出滤纸，可观察到滤纸上留下全部泥沙，泥浆水变成了清水(滤液)。
(2)用下列材料：容量1.5L的塑料瓶1只、带导管的橡皮塞、活性炭、 纱布、细沙、沙砾、碎石、棉花，制作一个沙石过滤器。
画出过滤器，并标出各材料的名称。利用制作的过滤器过滤泥浆水，可得到清澈的滤液。
3．蒸馏
将上述处理过的滤液和防爆沸的小石粒一起放进蒸馏烧瓶内，按图示蒸馏装置进行蒸馏。蒸馏得到的水是蒸馏水(近似纯净水)，烧瓶里会留下少量白色的物质。
1．沉淀是最简单的分离操作，可以分离液体中难溶的可沉淀的固体杂质，但悬浮杂质不易分离。沉淀操作中常加入明矾或活性炭作为凝聚剂。活性炭除了凝聚作用外还具有吸附作用，活性炭能够吸附异味分子和色素分子，注意活性炭的吸附作用属于物理性吸附。
2．过滤操作可将混合物中所有难溶性杂质去除，但不能去除可溶性杂质。过滤的基本操作是“一贴二低三靠”。一贴指滤纸要与漏斗紧密相贴；二低指滤纸边缘要低于漏斗边缘，滤液要低于滤纸边缘；三靠指将滤液转移到漏斗时，烧杯要紧靠玻璃棒(防止滤液倒出漏斗外)，玻璃棒的下端要靠着滤纸三层的一侧(不易戳破)，漏斗下面的尖端要紧靠接滤液烧杯的内壁(防止滤液飞溅和加快过滤速度)。过滤时，玻璃棒的作用是引流。滤液漫过滤纸、滤纸戳破、接滤液的烧杯不干净等都会影响过滤效果。
3．蒸馏不但能去除溶液中的难溶性杂质也可去除可溶性杂质，还可以分离不同沸点的液体。蒸馏操作中，烧瓶内加沸石可防止爆沸，烧瓶上温度计下端玻璃泡应对着支管口，冷凝管中的冷凝水应从下端进上端出使冷凝管内装满水。蒸馏水可认为是纯净物。
典例 (2017·嘉兴)2017年，联合国把世界水日的主题定为“废水”，关注重点是寻找各种方式来减少和再利用废水。以下对不同工业废水的处理措施及对应的方法类别，都正确的是( B )
选项
废水中的主要污染物
处理措施
方法类别
A
不溶性颗粒物
加明矾
结晶法
B
异味物质
加活性炭
吸附法
C
氯化铜
加硫酸钠
过滤法
D
纯碱
加石灰水
蒸馏法
【解析】 明矾可以把水中的悬浮物吸附到明矾的表面，使其沉降，属于沉淀法。活性炭具有吸附性，可以吸附色素、异味等。CuCl2与Na2SO4不反应，无法除去CuCl2。Na2CO3与 Ca(OH)2反应生成的CaCO3是沉淀，应用过滤法。
【命题点分析】 本题考查污水处理过程中所涉及的常见的几种物质分离的操作：利用凝聚剂沉淀、利用活性炭吸附异味、利用过滤法去除难溶性杂质以及能去除可溶性杂质的蒸馏法。
1．(原创)如图所示是常用的净化水的三种方法：沉淀法、过滤法和蒸馏法，下列有关说法错误的是( C )
A．采用沉淀法时经常加入的活性炭不但有凝聚作用还有吸附作用
B．采用过滤法能去除所有难溶性杂质，但无法去除混合物中已溶解的可溶性杂质
C．蒸馏烧瓶中若是紫红色的高锰酸钾溶液，则锥形瓶中接收的液体也呈紫红色
D．三种方法净化水简便程度：沉淀法>过滤法>蒸馏法，对水的净化效果刚好相反
2．水是生命之源，为了人类健康，我们应该爱护水资源。如图所示是自制简易净水器。请回答下列问题。
(1)自制简易净水器中的活性炭具有__吸附__性。
(2)净水器中小卵石和石英砂起到__过滤__作用。
(3)沿海地区的井水常有咸味，这是因为其地下水中也含有一定质量分数的食盐，若用图示装置，能否去除水中的咸味，请说明原因：__不能去除水中的咸味，因为食盐易溶于水，过滤法不能去除可溶性杂质__。
若不能去除，请提出更合理的方法：__蒸馏法__。
【解析】 (1)活性炭有疏松多孔的结构，具有较强的吸附性。(2)净水器中的小卵石和石英砂可以将水中的部分不溶性固体除去，可以对水起到过滤作用。(3)过滤法不能去除可溶性杂质，在水的净化中，蒸馏法净化程度最高，蒸馏基本能除去水中的所有杂质。
二、粗盐的提纯
1．首先，研究粗盐中可能含有哪些杂质。将4匙粗盐放在纸上，用放大镜进行观察，记录并描述粗盐。你认为粗盐中可能含有的物质是__小石子、泥沙、动植物残体等难溶性杂质，另外还有一定量的氯化钙、氯化镁等其他可溶性杂质__。
2．怎样使用已有的实验仪器和已学的物质分离方法将粗盐中的各种成分分离开来，制成精盐？你的设想是__可用溶解、过滤的方法除去粗盐中不能溶解的杂质，通过化学反应除去其他可溶性杂质__。
3．与老师、同学交流，修改你的精制粗盐计划，然后按计划进行实验。
1．通过海水晒盐得到的粗盐中含有小石子、泥沙、动植物残体等难溶的杂质，这些杂质可通过溶解、过滤，再蒸发结晶的方法去除。
2．通过上述物理方法得到的盐中还会含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质，这些杂质只能通过化学反应将它们转化并沉淀，再通过过滤和结晶，得到较为纯净的食盐。
典例 (2017·滨州)现将粗盐提纯并用所得精盐配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液，下列说法正确的是( D )
A．过滤时，用玻璃棒搅拌加快过滤速度
B．蒸发时，将蒸发皿中的晶体全部析出后停止加热
C．配制溶液时必须使用的仪器有托盘天平、酒精灯、量筒、烧杯、玻璃棒等
D．配制溶液需要经过计算、称量、溶解、装瓶存放等步骤
【命题点分析】 过滤前，浊液要先静置，使大的悬浮物沉降，过滤时不能用玻璃棒搅拌；蒸发时，有较多固体析出时就停止加热，利用余热将剩下的水分蒸干；配制溶液时必须使用的仪器有托盘天平、胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒等，不需要酒精灯；配制溶液需要经过计算、称量、溶解、装瓶存放等步骤。
1．(2017·临沂改编)水是生命之源，也是工农业生产不可缺少的物质，合理利用和保护水资源是我们义不容辞的责任。利用如图所示的简易装置可把海水转化为淡水。下列说法错误的是( B )
A．小容器中的水为淡水
B．大容器中得到的溶液一定是氯化钠的饱和溶液
C．获得淡水的快慢与温度有关
D．该装置中涉及水的状态变化有蒸发和凝结
【解析】 图示简易海水淡化装置的原理是大容器中的海水在太阳光照射下，先蒸发，然后在塑料膜处凝结成液态水，最后滴入小容器中，收集到淡水。
2．(2017·来宾)在粗盐难溶性杂质去除实验中，操作错误的是( C )
A．称量时，在托盘天平左右两盘垫上相同质量的纸片
B．溶解时，用玻璃棒搅拌加快粗盐溶解
C．过滤时，用玻璃棒搅拌漏斗内的液体加快过滤
D．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时停止加热
专题九 盐的性质[学生用书P49]
一、盐的性质
1．用试管取适量的碳酸钠溶液，向试管中滴加酚酞试液。观察到的现象为：__显红色__。可见，碳酸钠的水溶液呈__碱__性。
2．收集一些汗液盛放在试管中，滴入几滴硝酸银溶液，现象是__产生白色沉淀__。反应的化学方程式为：__NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3__。
3．在盛有Na2CO3溶液的试管里加入CaCl2 溶液，现象是__产生白色沉淀__。
1．盐是由金属阳离子或铵根离子与酸根离子构成的。最常见的盐有氯化钠(食盐)、碳酸钠、碳酸钙等。碳酸钠又称苏打、纯碱，石灰石、大理石、方解石等矿石中的主要成分都是碳酸钙。
2．盐的水溶液不一定呈中性，如碳酸钠的水溶液呈碱性，其原因是碳酸钠溶于水后会与水反应产生氢氧根。氯化铵水溶液则呈较强的酸性。
3．了解盐的溶解性，对复分解反应方程式的书写、对物质的检验鉴别等题型的分析解题有很大的用途。盐酸盐中氯化银难溶；硫酸盐中硫酸钡难溶，硫酸银微溶；碳酸盐大多难溶。
典例 (2018·广州)硫酸氢钠(NaHSO4)溶于水形成无色溶液，请预测其化学性质，说明预测的依据，并设计实验验证。限选试剂是：NaHSO4溶液、BaCl2溶液、FeSO4溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、稀盐酸、酚酞试液、紫色石蕊试液、镁条、碳粉、氧化铜。
预测
预测的依据
验证预测的实验操作与预期现象
①能够与含Ba2＋的盐反应
__硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀__
取少量 NaHSO4溶液于试管中，滴入BaCl2溶液，如果观察到__白色沉淀生成__，则预测成立
②能够与__碱__(填物质类别)反应
__氢离子和氢氧根离子反应生成水__
__取少量氢氧化钠溶液于试管中，滴入少量酚酞，然后滴加硫酸氢钠溶液__，如果观察到__溶液先变红色，然后变无色__，则预测成立。
③能够与__碳酸盐__(填物质类别)反应
__碳酸根离子和氢离子反应生成水和二氧化碳__
__取少量NaHSO4溶液于试管中，滴入碳酸钠溶液__，如果观察到__有气泡产生__，则预测成立。
【命题点分析】 根据硫酸氢钠在水溶液中会电离出氢离子、硫酸根离子，具有酸的性质，酸会与碱、碳酸盐反应，硫酸根离子和钡离子会生成硫酸钡沉淀等知识进行分析。
二、碱和盐的性质
目标
1．用已学的碱的一些共性知识，指导对氢氧化钙化学性质的探究。
2．通过实验认识常见盐的一些性质。
3．学习含SO或含Cl－化合物的检验方法。
4．巩固试管和滴管的操作方法。
器材
试管，胶头滴管，玻璃棒，多孔瓷板，澄清石灰水，石蕊试液，酚酞试液，稀硫酸，稀盐酸，稀硝酸，硫酸铜溶液，氯化铁溶液，氯化钠溶液，氯化钡溶液，硝酸银溶液，碳酸钠溶液，蒸馏水，CO2 发生装置，导管，橡皮管。
过程
1．根据已学的碱的一些共性知识，设计探究氢氧化钙化学性质的实验方案(用操作示意图表示)，并进行操作，填写相应的实验报告。
2．认识盐的一些性质。
(1)取3支试管，分别倒入稀硫酸、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液。在这3支试管中分别滴加少量氯化钡溶液，观察到的现象是__都产生白色沉淀__。再往这3支试管里各滴入几滴稀硝酸，振荡后观察到的现象是__第3支试管沉淀消失__。
(2)取3支试管，分别倒入稀盐酸、氯化钠溶液、碳酸钠溶液，在这3支试管中分别滴加几滴硝酸银溶液，观察到的现象是__都产生白色沉淀__。再往这3支试管各滴入几滴稀硝酸，振荡后观察到的现象是__第3支试管沉淀消失__。
1．氢氧化钙是一种典型的碱，通过实验进一步理解如下化学性质：一、能使指示剂变色；二、能与稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸等发生反应生成盐和水；三、能与CO2发生化学反应产生白色沉淀；四、能与硫酸铜、氯化铁等盐类反应生成不同的沉淀。
2．本实验中特别强化氯化银和硫酸钡两种难溶于稀硝酸的白色沉淀。碳酸钡虽然也是白色沉淀，但碳酸钡能溶于稀硝酸。上述白色沉淀中加入稀硝酸的主要目的就是为了排除碳酸盐的影响。
典例 (2018·衡阳改编)现有盐酸和CaCl2的混合溶液，向其中逐滴滴入Na2CO3溶液，生成沉淀质量与滴入Na2CO3溶液质量的变化关系如图所示。下列说法错误的是( B )
A．滴加碳酸钠溶液质量为a～c g时，溶液中发生反应为CaCl2＋Na2CO3===2NaCl＋CaCO3↓
B．滴加碳酸钠溶液质量至b g时，溶液中含三种溶质
C．滴加碳酸钠溶液质量至a g时，溶液中溶质质量比原混合溶液中溶质质量大
D．滴加碳酸钠溶液质量至c g时，溶液呈中性
【解析】 滴加碳酸钠溶液质量至b g时，含有的溶质有氯化钠和氯化钙两种，不是三种；滴加碳酸钠溶液质量至a g时，氯化氢转化成了氯化钠，溶质质量增大；滴加碳酸钠溶液质量至c g时，盐酸反应完了，碳酸钠恰好完全反应，故溶液呈中性。
【命题点分析】 本题考查酸、盐的化学性质。盐酸和CaCl2的混合溶液，向其中逐滴滴入Na2CO3溶液，开始是碳酸钠和盐酸反应，盐酸反应完后碳酸钠和氯化钙反应产生沉淀。
1．(2017·天水)下列各组物质加入水中充分搅拌后，同组反应物恰好完全反应，过滤后，在滤纸上留下两种不溶物质的是( D )
A．Ca(NO3)2、BaCl2、AgNO3
B．MgCl2、KOH、NaCl
C．K2CO3、CuSO4、KCl
D．CuSO4、Ba(OH)2、Cu(NO3)2
【解析】 Ca(NO3)2、BaCl2、AgNO3充分搅拌后只能得到一种难溶物：氯化银。MgCl2、KOH、NaCl充分搅拌后只能得到一种难溶物：氢氧化镁。K2CO3、CuSO4、KCl充分搅拌后只能得到一种难溶物：碳酸铜。CuSO4、Ba(OH)2、Cu(NO3)2充分搅拌后能得到两种难溶物：硫酸钡、氢氧化铜。
2．(2017·广东改编)下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是( A )
选项
实验操作
现象
结论
A
向Na2CO3溶液中滴入酚酞试液
溶液变红色
Na2CO3溶液呈碱性
B
往NaOH溶液中加入稀盐酸
没有明显现象
NaOH和盐酸不反应
C
向某溶液中加入Ba(NO3)2
产生白色沉淀
该溶液中一定有SO
D
向某溶液中加入AgNO3
产生白色沉淀
该溶液中一定有Cl－
【解析】 NaOH与盐酸发生中和反应生成水，没有明显现象。向某溶液中加入Ba(NO3)2产生白色沉淀也有可能是BaCO3沉淀。向某溶液中加入AgNO3产生白色沉淀，该沉淀也可能是Ag2SO4，Ag2SO4微溶，也可能沉淀。
3．(2018·荆州)实验室有四瓶失去标签的无色溶液，分别是碳酸钠溶液、氯化钡溶液、硫酸钠溶液和稀盐酸中的一种。为了鉴别它们，将上述溶液分别标记为甲、乙、丙、丁，做如下实验：各取少许，将甲分别滴加到另外三种溶液中，观察到乙和丁中产生白色沉淀，丙中无明显现象。据此可判断甲是( B )
A．碳酸钠溶液 B．氯化钡溶液
C．硫酸钠溶液 D．稀盐酸
【解析】 碳酸钠只能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀。氯化钡溶液与碳酸钠溶液、硫酸钠溶液反应，分别生成碳酸钡、硫酸钡白色沉淀，与稀盐酸不反应，无明显变化，则甲是氯化钡。硫酸钠溶液只能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀。稀盐酸与另外三种溶液混合，均没有沉淀生成。
4．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下，完成下列问题：
(1)步骤①中加入Ca(OH)2的目的是__除去粗盐中的Mg2＋__。
(2)若将工艺流程中的步骤①和步骤②互换，造成的结果是__无法除尽其中的Ca2＋__。
(3)步骤③的操作名称是__过滤__。
(4)写出碳酸氢钠受热分解得到纯碱的化学方程式__2NaHCO32Na2CO3＋H2O＋CO2↑__。
【解析】 Mg(OH)2难溶于水，氯化镁与Ca(OH)2反应形成Mg(OH)2沉淀而除去Mg2＋；步骤②中的氯化钙与碳酸钠反应可生成CaCO3沉淀而除去Ca2＋；步骤③可通过过滤除去两种沉淀。
专题二 探究影响物质溶解性的因素、物质溶解时的吸放热、
溶液的配制、硫酸铜晶体的制备和生长[学生用书P28]
一、影响物质溶解性的因素
溶液是由溶质和溶剂组成的，不同的溶质在同一种溶剂里的溶解性不同。例如，高锰酸钾易溶于水，而泥沙就难溶于水。还有哪些因素会影响物质的溶解性呢？我们一起来探究。
固体药品选用硫酸铜白色粉末，溶剂选用水、酒精。
1．提出问题：
根据研究的内容，提出探究的问题：__影响物质溶解性的因素有哪些__？
2．建立假设：
根据已有的知识和经验，我们知道一定量的水中只能溶解一定量的硫酸铜。当硫酸铜超过一定量后，总会有一部分不能在该条件下再继续溶解。可以建立如下假设：
①将溶液加热，可以使未溶解的硫酸铜继续溶解。
②__换一种溶剂，可以使未溶解的硫酸铜继续溶解__。
③__改变压强，可以使未溶解的硫酸铜继续溶解(合理即可)__。
3．设计实验进行检验：
对每一个假设，设计相应的实验进行检验。
记录表
实验1
实验2
实验3
目的
条件控制
实验方案
实验数据
结论
4．解释数据、表达与交流：
对所获得的实验数据进行分析，思考实验结果与假设是否相符合，并与同学进行交流。
1．影响固体物质溶解性的因素主要是温度、溶质和溶剂的性质。硝酸钾等多数物质的溶解度随温度的升高而增大；氯化钠等少数物质的溶解度受温度的影响不大；氢氧化钙(熟石灰)等极少数物质的溶解度随温度的升高而减小(要求记住最基本的物质实例)。同一种物质在不同的溶剂中溶解度不同，不同的物质在同一种溶剂中的溶解度不同。气压对固体物质的溶解度影响不大。特别要注意的是搅拌只能加快溶解，不能增大物质的溶解度。
2．气体物质的溶解度除了受溶质和溶剂的影响外，受温度和气压的影响均较大。温度越高，气体溶解度越小；气压越大，气体的溶解度越大。
3．在设计“影响物质溶解性的因素”的探究实验时，要注意控制变量。
典例(2018·呼和浩特)某同学将甲、乙固体各30g分别加入100g水中后，进行了如图1所示的实验。甲、乙两种固体的溶解度曲线如图2所示。请回答：
(1)10℃时，甲、乙两种物质的溶解度大小关系：甲__＞__乙(选填“＜”“＞”或“＝”)。
(2)m的取值范围：__2＜m≤40__。
(3)40℃时，取等质量的甲、乙两种物质的饱和溶液分别蒸发等量的水后，恢复到40℃。下列说法正确的是__BCD__(可多选)。
A．恢复到原温度后，溶液中溶剂的质量：甲＝乙
B．恢复到原温度后，析出晶体的质量：乙＞甲
C．若再降温到20℃时，溶液的质量：甲＞乙
D．若再降温到20℃时，溶液的溶质质量分数：甲＝乙
【解析】 (1)通过图1、图2对比可知，乙的溶解度受温度影响变化比甲大，10℃时，甲、乙两种物质的溶解度大小关系：甲＞乙。
【命题点分析】 本题考查了溶解度曲线及其应用，通过溶解度曲线我们可以获得很多信息；还考查了有关溶液的变化等。
1．向盛有50g硝酸钾的烧杯中加入50g水，充分溶解后现象如图所示，此时溶液温度为30℃。下列说法正确的是( D )
A．烧杯中的溶液总质量为100g，溶液的溶质质量分数为50%
B．烧杯中的溶液为30℃时硝酸钾饱和溶液，且30℃时硝酸钾的溶解度为100g
C．若使烧杯中的固体全部溶解，则溶液的溶质质量分数一定增大
D．若使烧杯中的溶液变为不饱和溶液，则溶液的溶质质量分数可能增大
【解析】 图示烧杯中的硝酸钾并未全部溶解，烧杯中的溶液总质量小于100g，溶液的溶质质量分数小于50%。烧杯中的溶液为30℃时硝酸钾饱和溶液，且30℃时硝酸钾的溶解度小于100g。若采用加温的方法使烧杯中的固体全部溶解，则溶液的溶质质量分数增大，若采用等温下加溶剂的方法使烧杯中的固体全部溶解，则溶液的溶质质量分数不变或减小。
2．表中给出了氢氧化钠、碳酸钠在水和酒精中的部分溶解度数据。回答有关问题：
氢氧化钠
碳酸钠
20℃
40℃
20℃
40℃
水
109g
129g
21.8g
49g
酒精
17.3g
40g
不溶
不溶
(1)20℃时，分别以水为溶剂，氢氧化钠的溶解度__大于__(选填“大于”或“小于”)碳酸钠的溶解度。
(2)40℃时，若将5g NaOH分别投入到10g水和10g酒精中，能形成饱和溶液的是__酒精__(选填“水”或“酒精”)。
(3)若将CO2通入氢氧化钠的酒精溶液中，可能出现的现象是__溶液变浑浊__。
二、物质溶解时的吸放热
如图所示，取2只烧杯，装入部分水。用温度计测出水的温度。
在其中的1只烧杯中加入氢氧化钠，并使之溶解，再用温度计测量，温度计的读数__升高__。
在另1只烧杯中加入硝酸铵，并使之溶解，用温度计测量，温度计的读数__降低__。(均选填“升高”或“降低”)
识记下列常见物质溶于水时的吸放热现象：
(1)浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水时放热升温；
(2)硝酸铵等铵盐溶于水时吸热降温。
典例 要使如图装置中的小气球鼓起来，则使用的固体和液体可以是( B )
①硝酸铵和水；②铁和稀硫酸；③固体氢氧化钠和水；④生石灰和水；⑤石灰石和稀盐酸。
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．②③⑤ D．②④⑤
【命题点分析】 能使装置中小气球鼓起来的情况有三种：一是发生化学反应产生气体，使气球胀大；二是固体溶解过程中放热，瓶内气体受热膨胀，使气球胀大；三是化学反应放出大量热，瓶内气体受热膨胀，使气球胀大。铁与稀硫酸反应产生氢气、石灰石与稀盐酸反应产生二氧化碳气体、固体氢氧化钠溶于水放热、生石灰与水反应也放出大量热，这四种情况都能使小气球鼓起来。只有硝酸铵溶于水是吸热降温的。
三、溶液的配制
配制溶质的质量分数为10%的氯化钠溶液50g。(如图)
1．计算：配制此溶液需要氯化钠__5__g，水__45__mL。
2．称量和量取：用托盘天平称取所需的氯化钠，放入烧杯中。用量筒量取所需的水。
3．溶解：将用量筒量取的水，倒入盛有氯化钠的烧杯里，用玻璃棒搅拌。待氯化钠完全溶解时，10%的氯化钠溶液就配制好了。
1．配制溶液涉及的知识点有：一、根据溶液的质量及其质量分数，计算溶质的质量和溶剂；二、固体溶质一般用天平称量，溶剂一般用量筒量取；三、溶解过程要用玻璃棒搅拌，以加快溶解；四、装瓶时要贴上带有溶液名称和质量分数的标签。
2．溶液配制过程中的小失误对所配制溶液的溶质质量分数的影响也是常考题之一。
典例 (2017·江西)进行“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制” 实验活动常出现以下错误操作，其中不影响所配溶液浓度的是( D )
【命题点分析】 此题主要考查一定溶质质量分数的溶液的配制。溶液的浓度等于溶质质量与溶液质量之比。用托盘天平称量氯化钠时，将氯化钠放右盘，并用到游码，会使称得氯化钠质量偏小，所配溶液的浓度偏小；氯化钠洒出，会使溶液中的溶质减少，所配溶液的浓度偏小；用量筒量取蒸馏水时，俯视读数，读数大于水的实际体积，所量取水偏少，所配溶液的浓度偏大；在转移配好的氯化钠溶液时，洒出部分溶液，由于溶液具有均一性，对所配溶液的浓度无影响。
1．小科在配制4%的食盐水时出现下列情况，其中会导致溶液浓度偏小的是( C )
①称量好的食盐倒入烧杯时，有少许洒出
②量取水的体积时，俯视量筒
③溶解食盐的烧杯内壁是潮湿的
④用4g食盐和100g水配制溶液
A．②③ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
2．(2018·陕西)规范的实验操作是实验成功的关键。下列配制20g 10%的氯化钠溶液的操作中不规范的是( B )
A．称氯化钠 B．量水 C．溶解 D．装瓶
【解析】 量取18mL水的体积，应选用20mL量筒进行量取。
四、硫酸铜晶体的制备和生长
目标
1．练习用结晶的方法制备晶体。
2．学会搅拌、溶解、蒸发、结晶等基本实验操作方法。
器材
量筒，烧杯，药匙，滴管，表面皿，温度计，20cm长的线，显微镜，酒精灯，三脚架，石棉网，玻璃棒，硫酸铜，棉花。
过程
1．制备小晶体。
(1)准备一杯约50mL温度在70℃左右的硫酸铜饱和溶液，切勿在杯底留下杂质，若有浑浊现象，用脱脂棉代替滤纸，趁热过滤，直到澄清为止。
(2)静置、冷却、析晶。在容器口盖上一张清洁的白纸，再用棉花把烧杯围起来，静置一夜，温度缓慢下降，析出硫酸铜小晶体。
2．小晶体“长”成大晶体。
(1)选晶：在晶体里选择几颗几何形状完整的小晶体备用。
(2)晶体长大：用线把1颗硫酸铜小晶体绑好，悬吊在已准备好的一杯约50mL 70℃左右的硫酸铜饱和溶液里，线的另一端系在玻璃棒上，静置过夜。如此反复操作几次，晶体就越长越大，最后长成大块晶体。
讨论
1．影响结晶速度大小的因素有__降温速度、水蒸发快慢__等。
2．影响晶体生长的因素有__温度、搅拌、杂质__等。
1．硫酸铜晶体是一种蓝色晶体，带有结晶水，其化学式为CuSO4·5H2O。硫酸铜晶体析出时，溶质和溶剂都会减小。硫酸铜在水中的溶解度随温度的升高而增大，所以硫酸铜晶体的制备原理采用冷却热饱和溶液。
2．硫酸铜晶体的生长情况受到降温快慢的影响，在冷却热硫酸铜饱和溶液过程中若降温过快就会析出较多的细小晶体，慢慢降温才可能长出较大的晶体。另外降温前要投入“晶种”，此时硫酸铜饱和溶液与晶种之间是一个溶解与结晶的动态平衡过程，若结晶快于溶解，则晶体长大，反之则晶体减小。
典例 一定温度下，向饱和硫酸铜溶液中加入少量硫酸铜晶体，如图所示。所得溶液与原溶液相比( D )
A．溶剂的质量增加，颜色变浅
B．溶质溶解度不变，颜色变深
C．溶质的质量增加，颜色变深
D．溶质溶解度不变，颜色不变
【命题点分析】 因为溶液已饱和，不会有明显的溶解和结晶现象。
专题五 氧气的制取和性质研究[学生用书P36]
一、氧气的性质
1．如图甲所示，观察一瓶氧气的颜色和状态。
2．如图乙所示，用手轻轻地在瓶口扇动，使少量氧气飘进鼻孔，闻一闻它的气味。氧气是一种__无色无味__的气体。
3．如图丙所示，将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶里，观察产生的现象：__带火星的木条复燃__。
4．在铺有细沙的燃烧匙里放入少量的硫，在酒精灯火焰上加热，直至燃烧，观察其现象并记录。然后把燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶里，观察燃烧的现象，闻一闻气味，用手触摸瓶壁有什么感觉？__产生有刺激性气味的气体，放热__。
5．取一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，另一端系在一根粗铁丝上，点燃火柴，待火柴将要烧完时，立即伸进盛有氧气、瓶底预先装有少量水或铺上一层细沙的集气瓶里。观察发生的现象：细铁丝在氧气里__剧烈燃烧、火星四射__，并__放出__热量，生成一种__黑__色的固体。
为什么要在集气瓶里预先铺上水或细沙？__防止反应产生的高温四氧化三铁落入瓶底，使瓶底炸裂__。
1．氧气是一种无色、无味的气体(扇闻法)，密度比空气大，不易溶于水。具有氧化性，能助燃，支持呼吸。能使带火星的木条复燃，常用该方法检验氧气的存在。
2．碳、硫、磷、铁丝等都能与氧气发生氧化反应，都放热。要求能根据实验理解并记住实验现象、反应条件及产物的一些性质。碳在氧气中只发白光，无火焰，产物二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；硫在空气中和氧气中现象不同，反应剧烈程度不同，都有火焰(气态物质燃烧才能出现火焰)，产物为有刺激性气味的气体；磷燃烧时有大量白烟(白烟是固体小颗粒构成的)。铁丝在空气中不可燃，但绕在火柴梗上在氧气中能剧烈燃烧，火星四射，集气瓶底放少量水或细沙可防止高温的四氧化三铁产物落入瓶底，使瓶底炸裂。
典例 (2017·湘潭)下列对实验现象的描述，错误的是( C )
A．镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成一种白色固体
B．硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成无色有刺激性气味的气体
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种红色固体
D．将少量高锰酸钾放入水中，所得溶液呈紫红色
【解析】 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁，四氧化三铁为黑色固体。
【命题点分析】 本题主要考查常见的实验现象及常见物质的化学性质。
(2018·广西)下列有关氧气的说法，错误的是( B )
A．氧气能支持燃烧
B．细铁丝在氧气中燃烧，生成氧化铁
C．在通常状况下，氧气的密度比空气大
D．氧气的化学性质比较活泼，能跟许多物质发生反应
【解析】 细铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成四氧化三铁，而不是氧化铁。
二、用过氧化氢制取氧气
1．如图，在分液漏斗中加入20～50mL 15%的H2O2，在烧瓶中加入50mL水及0.5g MnO2。
2．转动分液漏斗的活塞，滴加过氧化氢，待装置中排净空气后，用排水法收集气体并验证收集的是氧气。
1．过氧化氢在二氧化锰催化作用下，可分解制得氧气。该方法的优点是节能，不需要加热，分液漏斗可控制产生氧气的量，若将分液漏斗改成长颈漏斗则长颈漏斗下端须伸入烧瓶内的液面下，以形成液封。
2．二氧化锰是催化剂，催化剂是一种能改变化学反应快慢的物质。催化剂参与化学反应，但反应前后催化剂的化学性质和质量都不会发生改变，可重复利用。某种催化剂可能可以改变多种化学反应的快慢，一种化学反应也可能有多种催化剂可选择。
典例 (2017·台州)为探究催化剂对双氧水(H2O2)分解的催化效果，某研究小组做了如下实验。
实验一
实验二：数据记录表
1%H2O2溶液(mL)
50
50
50
加入MnO2的质量(g)
0.1
0.2
0.4
测量40s末得到的O2体积(mL)
(1)实验一：图中的实验能否证明MnO2是双氧水分解反应的催化剂？并说明理由：__不能，虽然能改变反应速度，但无法判断MnO2在反应前后质量和化学性质有无改变__。
(2)实验二：从表格的设计可以看出，该实验的目的是__探究催化剂的质量对双氧水(H2O2)分解的催化效果的影响__。
【命题点分析】 本题通过对双氧水的催化分解的实验探究考查催化剂的概念和作用。
1．(2018·杭州下城区二模)下列根据事实推导出的影响因素，不合理的是( A )
选项
事实
影响因素
A
红热的铁丝在空气中不燃烧，在氧气中能剧烈燃烧
反应物的种类
B
铁片与10%稀硫酸反应慢，铁粉与10%稀硫酸反应快
反应物的接触面积
C
双氧水在常温下较难分解，在加入二氧化锰后迅速分解
催化剂
D
碳在常温下不与氧气反应，而在点燃时能与氧气反应
反应物的温度
【解析】 红热的铁丝在空气中不燃烧，在氧气中能剧烈燃烧，是因为氧气的浓度(体积分数)不同，而不是反应物的种类不同。
2．(2018·北京)H2O2可作增氧剂。常温下，用4% H2O2溶液进行实验，研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，测定结果如图。
(1)H2O2分解的化学方程式为__2H2O2=== 2H2O＋O2↑__。
(2)分析如图得到的结论是__在常温下，当pH在8～12之间时，随着pH的增大，溶氧量先增大后减小，且在pH为10～11中间时，溶氧量达到最大值__。
3．(2018·杭州一模改编)德国科学家埃特尔对一氧化碳在金属铂表面催化下的氧化反应的研究，催生了汽车尾气净化装置，实现了汽车尾气中一氧化碳清洁排放。
(1)净化装置中的催化转化器可将CO、NO、NO2等转化为无害的物质。下列有关说法不正确的是__D__。
A．催化转化器中的铂催化剂可加快CO的氧化
B．铂表面做成蜂窝状有利于提高催化效果
C．在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2
D．使用铂催化剂，可以提高碳氢化合物被氧化的转化率
(2)如图是汽车尾气净化装置里，一氧化碳和二氧化氮在金属铂表面催化下反应的微粒变化历程，则其先后顺序为__①④⑤③②__。(填图中的序号)
【解析】 图示是其微观反应过程的原理，反应物须与催化剂接触，分子拆分成原子，重新组合构成新的分子，再完成反应。
三、氧气的制取(高锰酸钾或氯酸钾作原料)和性质研究实验
目标
1．初步学会实验室制取氧气装置的装配、连接方法和气密性检查。
2．初步学会实验室制取氧气的方法，学习用排水法收集氧气，学习粉末状固体试剂的使用方法。
3．学习研究氧气性质的方法。
器材
大试管，单孔橡皮塞，橡皮管，玻璃导管，集气瓶，水槽，铁架台(带铁夹)，坩埚钳，酒精灯，玻璃片，木条，火柴，粗铁丝，木炭，铝箔，棉花，澄清石灰水，高锰酸钾。
过程
1．检查装置的气密性。
2．按图示组装装置，在检查过气密性的试管中装入约7g高锰酸钾，并把一团棉花放在试管口，用带导管的橡皮塞塞紧管口，使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上。
3．来回移动酒精灯，使试管受热均匀后将火焰集中在药品处加热。
4．当气泡连续、均匀地放出后，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里，收集气体。
5．停止加热时，先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯。
6．观察收集到的气体的颜色。
7．如图，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上烧至发红，然后将木炭插入集气瓶内，出现__剧烈燃烧，发白光__现象。说明集气瓶中有__氧气__。反应完后，向集气瓶内加入澄清石灰水，振荡后，有__澄清石灰水变浑浊__现象。
8．把2cm×5cm铝箔片的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。点燃火柴，待火柴燃烧尽时，立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中，有__剧烈燃烧__现象。
讨论
1．在本次实验中，气体发生装置是__试管、酒精灯、铁架台__，气体收集装置是__集气瓶、水槽__。
2．做实验时，为什么会出现下列问题？怎样解决？
(1)点燃酒精灯后，立即将火焰集中在试管内的药品部位加热，不久试管发生破裂。原因是__试管未预热，局部温度过高__，解决方法是__先预热试管再集中加热__。
(2)看到水槽内导管口出现气泡时，立即收集，收集后用带火星的木条插入瓶口内，结果木条不能复燃。原因是__收集的氧气纯度太低__，解决方法是__待导管口气泡连续、均匀地冒出时再收集氧气__。
(3)在实验过程中，发现水槽内的水变成了紫红色，原因是__高锰酸钾粉末进入水槽__，解决方法是__在试管口加塞一小团棉花__。
(4)在做氧气性质实验时，将木炭伸入集气瓶内，产生的现象与在空气里燃烧的现象相同，原因是__收集的氧气纯度太低__，解决方法是__重新收集一瓶较高纯度的氧气再进行实验__。
典例 (2018·安徽)实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是( A )
A．组装好装置后，检查装置气密性
B．加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C．水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D．实验结束时，先移走酒精灯再从水槽移出导管
【命题点分析】 本题考查利用加热高锰酸钾固体制取氧气的实验中的注意事项。气密性检查方法为“手握法”，先将导管口的下端浸入水中，用手紧握试管，利用手温加热试管，观察水中的导管口是否有气泡冒出。加热前要预热，方法是先用酒精灯对着试管左右移动火焰，再对准药品加热。刚开始装置内有空气，须将其中的空气赶走再收集。实验结束，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流，引起试管炸裂。
专题八 碱和盐的性质、土壤酸碱性的测量[学生用书P45]
一、碱的性质
1．在2支盛有氢氧化钠溶液的试管里分别滴入几滴紫色石蕊试液、无色酚酞试液，观察试管里的溶液发生了什么变化。用pH试纸试验，氢氧化钠溶液能使pH试纸呈什么颜色？
实验现象：氢氧化钠溶液的试管里滴入紫色石蕊试液后溶液变蓝色、滴入无色酚酞试液后溶液变红色。用pH试纸试验，氢氧化钠溶液能使pH试纸变成较深蓝色(即pH较大)。
2．用澄清石灰水溶液重复上述实验，观察产生的现象是否相同。记录实验结果。
实验现象：与氢氧化钠溶液实验情况相似。
1．紫色石蕊试液遇碱变蓝色，无色酚酞试液遇碱变红色。氢氧化钠和氢氧化钙是两种最常用的碱。其中氢氧化钠碱性较强(属于强碱)，氢氧化钙碱性稍弱(属于中强碱)。
2．碱的选用原则是“能用氢氧化钙不用氢氧化钠，能用氢氧化钠不用氢氧化钾，能用氢氧化钾不用氢氧化钡”，该原则一方面是考虑价格，一方面是氢氧化钡毒性大。其他的碱类物质多数难深于水，碱性很弱。
二、氢氧化钠的性质
1．在2 支试管中分别注入2～3mL氯化铜溶液和氯化铁溶液，它们各显什么颜色？__氯化铜溶液呈蓝色，氯化铁溶液呈黄色__。
2．在上述2 支试管中分别滴加1～2mL氢氧化钠溶液，试管中发生了什么变化？__分别产生蓝色沉淀和红褐色沉淀__。
写出反应的化学方程式：__CuCl2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl__；__FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl__。
3．用药匙取少许氢氧化钠固体，放在表面皿上，如图所示，观察它的颜色、状态等。几分钟以后再观察这些氢氧化钠，你发现有什么变化？__氢氧化钠固体是白色片状固体，静置后出现潮解现象__。
4．把少量氢氧化钠放入盛有3mL水的试管里，振荡试管，观察有什么变化。用手摸一摸试管壁，有什么感觉？__氢氧化钠溶于水，手摸试管有热感__。
5．把一小撮兔毛或全毛绒线放入该试管中，用玻璃棒搅拌并加热煮沸2～3min，试管中有什么变化？__毛发被溶解__。
1．氢氧化钠固体是一种片状晶体，吸水性强，具有潮解性，常利用这个性质与生石灰1∶1混合制成碱石灰，碱石灰是一种常用的干燥剂。这种干燥剂与浓硫酸不同，浓硫酸不能干燥氨气等碱性气体，而碱石灰不能干燥二氧化碳、氯化氢等酸性气体。
2．氢氧化钠固体在空气中还易吸收二氧化碳气体，变质成为碳酸钠。探究氢氧化钠在空气中全部变质、部分变质还是未变质的问题是热点探究题之一。
3．氢氧化钠属于强碱，强酸、强碱溶于水均放出热量。
4．氢氧化钠的主要化学性质：一、能使指示剂变色；二、能与酸发生复分解反应(中和反应)；三、能与CO2、SO2等非金属氧化物(酸性氧化物)反应；四、能与某些盐(如氯化铜溶液和氯化铁溶液)发生反应，这类反应的特点是有沉淀生成。
5．毛发一类物质属于蛋白质，在热的氢氧化钠溶液中会分解成可溶性的氨基酸，这一点与蛋白质在人体内的消化分解类似。人们常用此法制某些种类的氨基酸。
典例 (2017·辽阳)某科学兴趣小组的同学在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，没有观察到现象，小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣，他们又做了如图所示两组实验。
(1)实验一：将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中，旋紧瓶盖振荡，观察到软塑料瓶变瘪，小组同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，反应化学方程式为__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__。其中一位同学提出了质疑，认为根据上述实验现象不足以证明二者发生了化学反应，其理由是__二氧化碳能溶于水且与水反应也会出现相同的现象__，得到了小组其他同学的认同。
(2)实验二：小组同学将实验一做了改进，将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡，观察到软塑料瓶变瘪，再将注射器2中的氯化钡溶液注入瓶中，观察到__有白色沉淀生成__，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
(3)实验结束后，兴趣小组的同学又提出了新问题：实验二软塑料瓶内溶液中溶质是什么？
【查阅资料】a.氯化钡溶液呈中性；b.碳酸钡不溶于水。
【设计实验】小组同学继续进行实验，请你补充完整。
实验步骤
实验现象
实验结论及化学方程式
①将软塑料瓶中的物质过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴加酚酞试液
溶液不变色
软塑料瓶内溶液中的溶质是__氯化钠(NaCl)、氯化钡(BaCl2)__
步骤②反应的化学方程式为__H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl__
②向步骤①的试管中滴加稀硫酸
产生白色沉淀
【实验反思】在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外，还需考虑的是__反应物是否过量__。
【解析】 (2)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以将注射器2中的氯化钡溶液注入瓶中，观察到有白色沉淀生成，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。(3)碱性溶液能使酚酞变红色，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，所以实验结论为软塑料瓶内溶液中的溶质是氯化钠、氯化钡。
【命题点分析】 氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳会与水反应，能溶于水。碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠。碱性溶液能使酚酞变红色，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸。分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外，还需考虑的是反应物是否过量。合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
(原创)氢氧化钠是实验室常用的一种化学试剂。下列有关实验室内的氢氧化钠及其溶液的保存问题的说法不正确的是( D )
A．因为氢氧化钠固体具有很强的吸水性，应密封保存
B．因为氢氧化钠易吸收空气中的CO2而变质，应密封保存
C．因为能与玻璃中的SiO2反应，盛装氢氧化钠溶液的瓶子不能用玻璃塞
D．实验室里氢氧化钠溶液能与玻璃中的SiO2反应，不能存放在玻璃瓶内
【解析】 氢氧化钠溶液虽然能与玻璃中的SiO2反应，但是瓶内面光滑，该反应进行得较为缓慢，实验室一般将氢氧化钠溶液保存在玻璃瓶内。
三、氢氧化钙的性质
1．在2支试管中各加入3mL氢氧化钙溶液，然后分别滴加盐酸和硫酸，如图所示，观察有什么变化发生。
__无明显现象__。化学方程式为：__Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O__；__Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O__。
2．在2支试管中各加入3mL氢氧化钙溶液，然后分别滴加数滴碳酸钠溶液和氯化铁溶液，如图所示，观察有什么变化发生。__滴加碳酸钠溶液出现白色沉淀，滴加氯化铁溶液出现红褐色沉淀__。
化学方程式为：__Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH__；__3Ca(OH)2＋2FeCl3===3CaCl2＋2Fe(OH)3__↓__。
1．氢氧化钙俗名为熟石灰、消石灰。澄清石灰水是氢氧化钙的饱和溶液，常用于检验二氧化碳的存在。探究实验中，澄清石灰水与二氧化碳反应的现象明显，但由于氢氧化钙微溶于水，用澄清石灰水吸收二氧化碳的效果并非理想，吸收二氧化碳常用较高浓度的氢氧化钠溶液。
2．氢氧化钙溶液也呈碱性，但因其微溶，故碱性较氢氧化钠溶液弱。氢氧化钙溶液的化学性质与氢氧化钠溶液相似：一、能使指示剂变色；二、能与酸发生复分解反应(中和反应)；三、能与CO2、SO2等非金属氧化物(酸性氧化物)反应；四、能与某些盐(如氯化铜溶液和氯化铁溶液)发生反应，这类反应的特点是有沉淀生成。氢氧化钙溶液能与碳酸钠溶液反应生成白色沉淀，这与氢氧化钠溶液不同。
典例 (2017·铁岭)同学们在验证氢氧化钙的化学性质时，分别取少量氢氧化钙溶液于四支试管中，做了以下实验：
请根据实验回答下列问题。
(1)A中观察到的现象是__溶液变浑浊(或有白色沉淀生成，合理即可)__。
(2)写出D中发生反应的化学方程式是__Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH__。
(3)C中无明显现象。为证明氢氧化钙与盐酸能发生反应，他们向B中滴加稀盐酸，当观察到__溶液颜色由红色变为无色__时，说明两者发生了反应。
(4)实验结束后，同学们将上述四支试管中的物质倒入同一烧杯内，烧杯底部有白色固体，上层为有色溶液。为处理废液，过滤后，向有色滤液中加入稀盐酸，
有气泡产生，继续加稀盐酸至溶液颜色恰好消失，此时溶液中的溶质为__NaCl(或氯化钠)__(除酚酞外)，写出有气泡产生的化学方程式__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。
(5)根据氢氧化钙的化学性质，写出它的一种用途__改良酸性土壤(合理即可)__。
【命题点分析】 此题考查氢氧化钙的化学性质。氢氧化钙与氢氧化钠一样，能使酚酞变红色、能与CO2反应，能与酸反应，还能与碳酸钠等盐反应。
氢氧化钠和氢氧化钙是两种最常用的碱，两者的水溶液都是无色的。能用于鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液的物质是( A )
A．Na2CO3 B．CuSO4
C．HCl D．FeCl3
【解析】 Na2CO3和氢氧化钠溶液不反应，和氢氧化钙溶液反应有沉淀产生，能鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液；HCl和氢氧化钠、氢氧化钙溶液都能反应，无明显现象；CuSO4和氢氧化钠、氢氧化钙溶液都反应生成蓝色沉淀；FeCl3和氢氧化钠、氢氧化钙溶液都反应生成红褐色沉淀。
四、酸和碱的反应
1．如图所示，在2支分别盛有3mL氢氧化钠稀溶液的试管里，各滴加1 滴酚酞试液，再分别向2支试管里逐滴加入稀盐酸和稀硫酸，边滴边振荡，直到红色刚好褪去。
2．用滴管吸取反应后的溶液滴在蒸发皿中，在酒精灯上烘干，蒸发皿上留下了什么？__白色固体__。
上述活动中，滴入一定量的稀盐酸或稀硫酸以后，溶液从红色变为无色，这说明溶液的酸碱性发生了什么变化？__溶液由碱性变为了中性或酸性__。
1．酸和碱的反应现象不明显，可借助指示剂来判断反应是否发生。酸与碱反应后生成盐和水，将反应后的溶液蒸干即可得到相应的盐。
2．酸和碱发生反应的实质是H＋和OH－结合生成水的过程，可表示为：H＋＋OH－===H2O。
典例 (2017·抚顺)化学实验活动课上，同学们进行了如图所示的实验。
(1)实验一中A试管内发生反应的现象是__有气泡产生__，B试管内发生反应的化学方程式是__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(2)组成里含有__CO(或HCO)__(写离子符号)的盐都能与盐酸反应，产生与实验一相似的现象。
(3)说明实验二中氢氧化钙与稀盐酸发生反应的现象是__溶液由红色变为无色__。
(4)实验结束后，同学们将上述三支试管中的物质倒入同一个洁净的烧杯内，得到无色澄清溶液。取该溶液少量于试管中，加入锌粉，有气泡产生。该溶液中除指示剂外含有的全部溶质是__NaCl、CaCl2、HCl__。这种滤液会对水体产生污染，需要加入过量的__C__(填字母)处理后再排放。
A．生石灰 B．熟石灰 C．石灰石 D．稀硫酸
【命题点分析】 A试管中稀盐酸与碳酸钠剧烈反应产生大量气泡，产生的二氧化碳使B试管中澄清石灰水变浑浊；含有碳酸根(CO)或碳酸氢根(HCO)的盐都能与稀盐酸反应生成二氧化碳。澄清石灰水遇酚酞试液变红，当向变红的石灰水中滴加稀盐酸，溶液由红色逐渐变为无色，说明氢氧化钙与稀盐酸发生反应。根据得到无色溶液和取少量液体，加入锌粉，有气泡产生可以判断稀盐酸有剩余；最后溶液中含有的溶质有NaCl、CaCl2、HCl。加入过量的试剂使水体显中性即可，加稀硫酸不会使水体显中性，加入生石灰、熟石灰过量后，溶液呈碱性。
1．(2018·杭州拱墅区一模)小乐在完成了如图甲所示两个实验后，将两次实验的废液倒入同一洁净的废液缸，发现混合废液浑浊并显红色。为确定混合废液中碱性物质的成分，她取了一定量的混合废液过滤，并向滤液中逐滴滴入稀盐酸。根据反应现象得到如图乙所示的图像，则混合废液中的碱性物质是( C )
A．碳酸钠 B．氢氧化钠
C．氢氧化钠、碳酸钠 D．氢氧化钙、碳酸钠
【解析】 混合废液加入稀盐酸后有气体生成，说明废液中一定含有碳酸钠，初始阶段无气体生成，说明废液中含有碱，因为氢氧化钙和碳酸钠不能共存，因此废液中一定含有氢氧化钠。
2．(2018·温州模拟)为了探究NaOH的化学性质，小明将饱和CuSO4溶液逐滴滴加到过量的饱和NaOH溶液中，发现在滴入1～6滴CuSO4溶液时产生蓝色沉淀，但振荡后沉淀消失并形成亮蓝色溶液，继续滴加3滴CuSO4溶液，产生蓝色沉淀，振荡后沉淀不消失，逐渐变为黑色固体。小明认为，CuSO4溶液与NaOH溶液应该反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，但实验中为何出现了异常现象？为找到原因，小明查找相关资料：Cu(OH)2在室温下稳定，70～80℃时可分解生成CuO。小明设计了两组实验，如表所示。
实验序号
实验方法与操作
实验现象
①
将少许Cu(OH)2粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡
沉淀不消失
②
1号试管，蓝色固体不消失；
2号试管，蓝色固体不消失；
3号试管，蓝色固体减少；
4号试管，蓝色固体消失，溶液呈亮蓝色
请回答下列问题：
(1)根据小明的实验设计来分析，实验①基于的假设是少许Cu(OH)2可溶于足量水中，但实验现象不支持假设；而实验②基于的假设是__蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜溶解在氢氧化钠溶液中，形成亮蓝色溶液__，
且实验现象支持假设。
(2)推测饱和CuSO4溶液与饱和NaOH溶液的反应是放热还是吸热反应？请用实验过程中的现象作为说明的依据：__放热反应；蓝色沉淀逐渐变为黑色__。
(3)若用CuSO4溶液与NaOH溶液得到稳定的氢氧化铜蓝色沉淀，你对实验条件的建议是：__选用氢氧化钠溶液的溶质质量分数要小于20%__。
【解析】 (1)实验②选用相同质量的Cu(OH)2，不断增大NaOH溶液的溶质质量分数进行实验。(2)氧化铜为黑色固体，根据题意Cu(OH)2在室温下稳定，70～80℃时分解生成氧化铜，可以推测饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应。(3)由实验现象可知，氢氧化铜能溶解在溶质质量分数高于20%的氢氧化钠溶液中，所以要得到稳定的氢氧化铜沉淀，选用氢氧化钠溶液的溶质质量分数要小于20%。
五、土壤酸碱性测定
目标
1．初步学会土壤取样测试的方法。
2．学会用pH 试纸测定土壤酸碱度。
3．了解保护土壤资源的重要性，提出改良土壤酸碱性的建议。
器材
木棍，废报纸，玻璃棒，试管，蒸馏水，pH 试纸(精密pH 试纸及比色卡)，窗纱(或金属筛)，布袋。
过程
1．选取当地有代表性的地块，如山坡、农田、森林、海洋、菜地等，确定3～4个地块取样。
2．在取样地块上按一定间隔确定取样点位置，一般确定5～6个，如图所示。注意不要在路边、沟边、堆放肥料的地点取样。
每个取样点要去掉表面的石块和动植物残体，取0～20cm范围内的土壤各20g左右。同一地块上取来的土样放在同一个布袋中，进行编号，并记录下采集地点和日期。
将从不同地点采集到的土样分别摊铺在废报纸上，在阴凉通风处晾干，除去残根和杂物，用木棍压成粉状，用金属筛或窗纱筛过后待用。
3．按照编号，取1g左右土样放入试管中，加入5mL蒸馏水，振荡30s后静置。待土壤微粒下沉后，用玻璃棒蘸取上层清液，滴在精密pH试纸上，将试纸上呈现的颜色与标准比色卡比色，记录下相应的pH。
土壤酸碱性的分级表
pH
＜4.5
4.5～5.5
5.5～6.5
6.5～7.5
7.5～8.5
8.5～9.5
＞9.5
土壤酸碱性
强酸性
酸性
弱酸性
中性
弱碱性
碱性
强碱性
本实验中要求学会：一、如何进行土壤取样，取样要具有代表性；二、制取土壤浸出液的方法；三、巩固用pH试纸测溶液酸碱度的方法。
典例 几种作物适宜生长的pH范围如下表。取某地土壤浸出液，用pH试纸测得其显酸性。则这种土壤不适宜种植的作物是( D )
pH
5.0～5.5
6.0～6.8
6.0～7.0
7.2～8.5
作物
茶树
棉花
水稻
甘草
A.水稻 B．棉花
C．茶树 D．甘草
【命题点分析】 不同的土壤pH值不同，不同的植物对土壤的酸碱性要求也不同。多数植物不适宜在盐碱地环境生长。通过该试题也提醒我们保护土壤的重要性。
专题六 质量守恒定律、二氧化碳的制取和性质研究[学生用书P38]
一、质量守恒定律
1．如图所示，用过氧化氢制取氧气时，反应前后试管的总质量会如何变化？如果把反应生成的氧气收集起来，加上氧气的质量，总质量又会如何变化？
答：__用过氧化氢制取氧气时，反应后试管的总质量会减小，如果把反应生成的氧气收集起来，加上氧气的质量，总质量不变__。
2．如图甲所示装置，将锥形瓶放在天平托盘上，调节平衡。然后取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞。待反应结束冷却后，重新放在天平托盘上，观察天平是否平衡：__平衡__。
3．如图乙所示，将锥形瓶置于天平托盘上，调节平衡。然后取下锥形瓶，把滴管内的溶液滴入瓶内，使两种溶液混合，反应生成蓝色氢氧化铜沉淀。再将锥形瓶放回天平托盘上，观察是否平衡：__平衡__。
4．实验结论：在化学反应中，__参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和__。
这个规律叫做质量守恒定律。
关于质量守恒定律的内涵理解：
1．质量守恒定律只针对化学变化，而不针对物理变化，如“1kg水结成冰还是1kg”这个现象与质量守恒定律无关。
2．参加化学反应的各物质的质量并不是指人为加入的反应物的质量，而是指消耗掉的反应物的质量。如8g氢气和8g氧气充分反应后得到9g水，反应物氢气的质量是1g而不是8g。
3．计算反应物的质量总和与产物质量总和时，要把参加反应的气体或产物中的气体等难以称量的物质都计算在内。如双氧水分解后计算产物质量时要把逸出的氧气质量也计算在内。
典例 (2018·滨州)下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( C )
A B C D
【命题点分析】 本题考查质量守恒定律及其应用。质量守恒定律是指化学反应中参加反应的物质总质量等于反应后生成的物质总质量之和。在验证质量守恒定律时如果生成物有气体或外界的物质会参与反应时，要选择密闭容器进行实验。
(2018·慈溪模拟)我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如图，请据图作答：
(1)汽油属于__混合物__(选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出反应①中的另一产物的化学式：__H2O__。
【解析】 (1)从图示中可以看出，汽油是由含5～11个碳原子的有机物的多种分子构成，所以汽油是混合物。(2)反应过程中有H2参与，根据质量守恒定律可推知，产物中有水产生。
二、二氧化碳的性质(演示实验)
1．观察一瓶二氧化碳气体(如图甲)，它的颜色、状态和气味是__无色、无味的气体__。
2．如图乙所示，向烧杯里倾倒二氧化碳。注意观察蜡烛火焰的变化。从现象中，能得出的结论是__二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳不助燃也不可燃__。
3．如图丙所示，在一个充满二氧化碳的软塑料瓶里，迅速倒入少量蒸馏水，立即将瓶塞塞紧振荡，观察到的现象是__软塑料瓶变扁__。从这个实验现象中，能得出的结论是__二氧化碳能(微)溶于水__。
4．如图，取2支试管，分别加入少量蒸馏水及上述实验中变扁的瓶中液体。然后，分别滴加少量紫色石蕊试液，观察2支试管中液体颜色的变化。这说明__二氧化碳与水反应生成碳酸；碳酸能使紫色石蕊试液变色__。用酒精灯加热颜色呈红色的那支试管，颜色如何变化？__溶液又变回紫色__。这说明__碳酸受热后会分解__。
1．二氧化碳的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气大，可像倒液体那样进行倾倒。二氧化碳微溶于水，一般不用排水法收集(因溶解原因损失较大)。
2．二氧化碳不可燃也不助燃，可用于灭火。二氧化碳微溶于水后与水化合产生碳酸，碳酸显示弱酸性，能使紫色石蕊试液变红色。碳酸不稳定，遇热即分解。
典例 (2017·台州)下列现象只能反映二氧化碳物理性质的是( D )
A B C D
A．紫色石蕊变红 B．石灰水变浑浊
C．蜡烛熄灭 D．杠杆左高右低
【解析】 CO2通入紫色石蕊试液中，与水发生化学反应，生成碳酸，使紫色石蕊试液变红，CO2与氢氧化钙发生化学反应，生成碳酸钙使溶液变浑浊，CO2使蜡烛熄灭说明了CO2具有不能燃烧也不支持燃烧的性质，这些都属于化学性质。CO2倒在杠杆右侧的容器中，使杠杆左高右低，说明CO2密度比空气大，反映了CO2的物理性质。
【命题点分析】 此题考查的是对CO2物理性质的判断。物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质，CO2的溶解性、熔沸点、颜色状态、密度等都属于物理性质。
三、二氧化碳的制取
1．实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。如果在实验室中制取二氧化碳气体，可选择的装置是表中的__b和c__。
发生装置
收集装置
2.检查装置的气密性。
3．组装好你选择的发生装置和收集装置，制取一瓶二氧化碳气体。
4．在确定气体发生装置时，应该考虑哪些因素？在确定气体收集装置时，又应该考虑哪些因素？__选择气体发生装置时，要考虑到反应是由块状固体和液体参与的，且反应不需要加热。在确定收集装置时，考虑二氧化碳能溶于水，密度比空气大__。
1．关于二氧化碳制取装置的选择：由于实验室制取二氧化碳的原料是块状石灰石固体和稀盐酸溶液，且反应不需要加热，所以其发生装置选用与双氧水分解制氧气相同的b装置。由于二氧化碳微溶于水，一般不用排水法收集，二氧化碳密度比空气大，所以选用向上排空气法收集气体。
2．关于气密性检查：图中的a装置(用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气)只有导管一个出口，这类装置一般用“手握法”检查其气密性，其操作要点：先将导管放入水中，再用手握住试管。图中的b装置用于双氧水分解制氧气和实验室制取二氧化碳气体，装置有两个开口，检查气密性一般采用“压水法”，即将导管处用止水夹夹住后往长颈漏斗中加水，形成水柱即可。
3．关于原料的选择问题：实验室制取二氧化碳的原料选用块状石灰石固体和稀盐酸溶液。块状石灰石固体不能改成粉末状的碳酸钠是因为粉末状碳酸钠与稀盐酸反应太快而无法收集二氧化碳气体；稀盐酸不能改用稀硫酸是因为稀硫酸与石灰石反应会生成微溶的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，阻止反应的进一步发生。
4．关于发生装置的注意点：图示b装置中的长颈漏斗必须插入液面下形成液封，以防止二氧化碳气体从漏斗中逸出；若改用分液漏斗，可不必插入液面下，且可控制反应的进程(即产气量)。发生装置还有多种可控制反应进程的变化形式，如带隔板的大试管、烧杯＋底部有细小破损的试管、U形管等多种反应器，解题时需注意理解和分析。
典例 (2017·绍兴)图甲为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置，左边部分带小孔的眼药水瓶，下部可浸入和离开白醋，以控制反应进行与停止，它相当于图乙中的__A__(填字母)装置；该装置虚线框中应选用图乙中的__C__(填字母)装置来收集CO2气体；检验CO2气体是否集满的方法是__将燃着的木条置于矿泉水瓶口，观察是否熄灭__。
【命题点分析】 本题主要考查实验室制取气体装置的选择方法及气体的验满方法。A装置中通过控制止
水夹控制反应物的接触与分离，进而控制反应进行与停止，所以A装置可以起到图甲的作用；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，一般用向上排空气法收集，所以选C装置收集；检验二氧化碳是否收集满，可以将燃着的木条放在矿泉水瓶口，若木条熄灭证明已满，否则不满。
(2018·杭州校级一模)在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙，在锥形瓶乙中放入10g粉末状纯净的碳酸钙，分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。下列图中对该实验产生气体的质量与反应时间关系的描述合理的是( C )
A B
C D
【解析】 粉末状碳酸钙与盐酸能更充分接触，反应更快，但这不影响CO2的产量。
四、二氧化碳的制取和性质研究分组实验
目标
1．初步学会实验室制取二氧化碳装置的装配和连接方法。
2．初步学会实验室制取二氧化碳的方法，学习用向上排空气法收集气体。
3．初步学会块状固体和液体反应制取气体的方法。
器材
石灰石(或大理石)，稀盐酸，澄清石灰水，紫色石蕊试液，蒸馏水，锥形瓶，烧杯，双孔橡皮塞，橡皮管，玻璃导管，集气瓶，玻璃片，蜡烛，木条，火柴，铁皮架。
过程
1．制取二氧化碳。
(1)按如图所示组装好制取二氧化碳的简易装置，检查装置的气密性。
(2)在锥形瓶中加入几小块大理石，塞紧带有长颈漏斗和导管的橡皮塞。
(3)把气体导管插入集气瓶中，导管口应处在接近集气瓶的瓶底处。
(4)通过长颈漏斗加入适量的稀盐酸，锥形瓶中立刻有气体产生。
(5)片刻后，把燃着的火柴放到集气瓶口的上方，如果火柴很快熄灭，说明集气瓶中已经收集满二氧化碳气体，盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放在桌子上备用。
2．试验二氧化碳性质。
(1)把一支短蜡烛固定在烧杯中的铁皮架上，点燃。如图所示，拿起集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳，观察到的现象是__蜡烛火焰熄灭__。
(2)如图所示，取一支试管，注入少量澄清石灰水，通入二氧化碳，观察到的现象是__澄清石灰水变浑浊__。
(3)另取一支试管，加入2mL蒸馏水，滴入1～2滴石蕊试液，为__紫__色，通入二氧化碳气体，溶液颜色变为__红__色。
讨论
如图是某学生设计的实验室制取并收集二氧化碳气体的装置图。指出图中的错误之处，并说明原因。
答：__长颈漏斗未插入液面下形成液封，反应产生的CO2将从漏斗中逸出；集气瓶中的导管未插入瓶底，因CO2的密度大于空气，应该用向上排空气法收集__。
注意：实验室制取CO2，如选用石灰石(或大理石)为原料，则不能选用稀硫酸。因为生成的硫酸钙是微溶性物质，它包裹在大理石表面，使酸液不能与大理石接触，从而中止反应。
典例1 (2017·安徽)某兴趣小组用图1装置进行实验时发现，烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。
(1)写出甲装置中发生反应的化学方程式：__2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O__；石灰水变浑浊是因为生成了__CaCO3__(填化学式)。
(2)为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”，该小组同学开展了如下活动：
【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)。
【提出假设】假设1：挥发出的HCl使浑浊变澄清；
假设2：__碳酸钙与二氧化碳和水生成可溶于水的Ca(HCO3)2使浑浊变澄清__。
【设计实验】为除去CO2中的HCl，小华在图1的甲、乙装置之间增加图2装置，装置的连接顺序是甲→__b__→__a__→乙(填字母)；其中存放的试剂合理的是__D__。
A．浓硫酸 B．NaOH溶液
C．饱和Na2CO3溶液 D．饱和NaHCO3溶液
【实验现象】饱和石灰水浑浊后，继续通入足量CO2，沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。
【得出结论】由以上探究可得出结论是__假设2成立；通入CO2，CaCO3会进一步与CO2和H2O发生反应，生成Ca(HCO3)2(不是沉淀)__。
(3)该兴趣小组在老师指导下，用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入时间的变化曲线如图3。
①AB段pH值几乎不变的可能原因是__一开始排出来的是空气，不与Ca(OH)2反应生成CaCO3__；D点所得溶液的成分除H2O外还有__CaCl2、HCl__。
②BC段发生的化学方程式主要是__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
【命题点分析】 本题考查二氧化碳制取的化学原理、探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”、洗气瓶的连接方法、酸碱度的变化等。图示发生装置中使用了分液漏斗，使制取二氧化碳量具有可控性。通入澄清石灰水中出现浑浊是检验二氧化碳的基本方法。由于盐酸具有挥发性，制取的二氧化碳中会含有少量氯化氢气体，可通过“洗气”的方法进行除杂，“洗气”时务必注意“长管进、短管出”。
典例2 (2018·湘西州)某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊。为了弄清原因，他设计以下方案，进行探究、验证，请你帮他补充完整以下内容。
问题猜想
实验步骤
实验现象
实验结论
原因一：石灰水已完全变质
取少量未通入CO2的澄清石灰水于试管中，向试管中滴加__无色酚酞试液__。
溶液__不变__色
猜想的结论正确
原因二：产生的CO2中带有HCl气体
将盐酸与石灰石反应生成的气体通入__硝酸银溶液__中。
有__白色__沉淀产生
【命题点分析】 浓盐酸具有很强的挥发性，制取的二氧化碳会含有较多的氯化氢气体。氢化氢气体进入澄清石灰水后，会使原本应该沉淀出来的碳酸钙又被反应掉。根据碱和酸的化学性质分析判断，碱溶液能使无色酚酞试液变红，盐酸能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀。
(2018·衢州押题卷)科学实验提倡绿色环保，对实验装置进行“微型”化改进是一条很好的途径。图甲是实验室制取并检验CO2的装置，图乙是对图甲实验装置进行“微型”化改进后的装置。
(1)图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的__A__仪器相同(填字母)。
(2)通常用甲装置完成该实验需要的盐酸是“微型”实验装置用量的10倍，采用“微型”实验装置具有的优点是__药品用量少，产生的废弃物也少，方便操作__。
(3)某学校科学兴趣小组的同学对实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳后的废液进行溶质成分的鉴定。取废液上层清液50g，逐滴加入质量分数为26.5%的碳酸钠溶液，出现气泡，滴加至10g时开始出现白色沉淀，继续滴加至沉淀不再产生，对沉淀进行对应处理后，测得沉淀的质量为5g，并绘制了如图图像。则废液中含有的溶质有__HCl、CaCl2__(写化学式)。废液中属于盐类溶质的质量分数是多少？
【答案】 设废液中氯化钙的质量为x。
CaCl2＋Na2CO3===2NaCl＋CaCO3↓
111 100
x 5g
＝，x＝5.55g，
氯化钙的质量分数是×100%＝11.1%。
五、制作简易酸碱灭火器
参考图示装置，制作一个简易酸碱灭火器。
1．实验室制取二氧化碳时要求化学反应不能太快，而酸碱灭火器中要求反应快，能快速产生大量的二氧化碳气体，所以可选用粉末状的碳酸钠作反应物，另一种反应原料选用盐酸或硫酸都行。
2．简易酸碱灭火器加入少量洗涤剂可增加泡沫，泡沫的作用可将二氧化碳包住并覆盖在可燃物表面，增强了灭火的效果。
典例 小刚利用家中废旧物品组装了一套简易灭火器(如图甲所示)，将瓶子倒转使两种物质混合即可灭火(如图乙所示)。利用该装置灭火的原理是：小苏打(NaHCO3)和米醋(有效成分CH3COOH)__反应生成CO2气体，使瓶内气体增多__，使瓶内压强增大，大于外界大气压，__在压强差作用下__，瓶内泡沫喷出附着在燃烧物表面，使燃烧物__隔绝氧气__且__降温到着火点以下__，达到灭火的目的。
【命题点分析】 本题考查的是灭火的原理。掌握燃烧的条件，并对其中的“温度达到着火点”及“需要助燃物质”进行正确理解，是解决这类问题的关键。
专题十 探究金属的活动性、探究金属锈蚀的条件
[学生用书P50]
一、金属与氧气反应实验
将1 根镁带、1 根铜丝同时在酒精灯的外焰上加热，如图所示，会在空气中燃烧的金属是__镁__。不燃烧的那根金属冷却后表面的颜色会__变黑__。
1．金属与氧气的反应快慢也能反映金属的活动性。钾、钙、钠三种活泼金属在空气中能自动反应，不需要点燃。镁在空气中点燃后剧烈燃烧，早期拍照时常用镁光灯，战场上常用镁制作的照明弹，这些都是镁与氧气剧烈反应的应用实例。铁在空气中不能燃烧，但在高浓度氧气中能剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。铜不能被点燃，但在加热情况下能与氧气化合生成黑色的氧化铜。
2．金属与水反应的快慢也能比较它们的活动性。钾、钙、钠三种活泼金属遇水就能剧烈反应置换出水中的氢；镁、铝、锌、铁在加热条件下能与水反应，置换出水中的氢，且反应的难易程度不同，镁跟热水就能反应，铁需要在高温下才能与水反应生成四氧化三铁和氢气。
典例 (2018·绥化)一班的同学在探究金属镁的化学性质时发现，将镁条放到盛有冷水的试管中，没有明显的现象，然后将试管放在酒精灯上加热，发现试管中有气泡产生。
(1)小明认为，据此现象可断定加热时镁能和水反应，小强认为小明的结论不正确，理由是__温度升高，气体的溶解度减小，溶解在水中的气体(或空气)逸出__。
(2)小明向加热的试管中滴入酚酞试液，溶液显红色，证明镁在加热时__能__(选填“能”或“不能”)与水发生反应。
(3)小明将加热后的试管放置在空气中一段时间后，同学们发现溶液中的红色消失了。
在确定酚酞试液没有变质的情况下，请你根据所学化学知识，对溶液中红色消失的原因做出合理猜想。
猜想一：__温度降低，氢氧化镁的溶解度减小__
猜想二：__氢氧化镁与空气中的成分(或二氧化碳)反应而变质__
请设计实验方案，对其中一种猜想进行验证__取加热后的红色溶液于2支试管中，分别通入二氧化碳，然后将其中的一支试管冷却，观察现象(或取褪色后的无色溶液于试管中，再向其中加入足量的稀盐酸，观察现象)__。(只需答出实验方案，不需要回答现象和结论)
【解析】 (2)小明向加热的试管中滴入酚酞试液，溶液显红色，证明镁在加热时能与水发生反应，生成了显碱性的物质。
【命题点分析】 镁是较活泼的金属，其活动性决定了与水反应的难易程度。镁不能和冷水反应，能和热水反应生成氢氧化镁和氢气。氢氧化镁不溶于冷水，能够溶于热水。
二、金属与酸反应的实验
1．将铝片放入盛有稀盐酸的试管中，观察并记录现象：
__起始产生气泡较少，后随反应进行气泡越来越多__。
2．取少量镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀盐酸的3支试管中，观察实验现象：__镁与稀盐酸剧烈反应，产生大量气泡；锌与稀盐酸反应产生较多气泡；铜与稀盐酸不反应__。反应的化学方程式为：__Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑__，__Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑__。
3．用拇指按住盛有锌粒和稀盐酸的试管口，将燃着的火柴接近试管口，松开拇指发现__有爆鸣声__，此气体应是__氢气__。
4．取少量镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀硫酸的3支试管中，观察实验现象：__镁与稀硫酸剧烈反应，产生大量气泡；锌与稀硫酸反应产生较多气泡；铜与稀硫酸不反应__。
检验产生的气体。
反应的化学方程式为：__Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑__，__Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__。
镁、锌、铜中，不与稀盐酸、稀硫酸发生反应的是__铜__。
1．与酸反应的金属主要指镁、铝、锌、铁四种金属。四种金属与酸反应的现象不同，镁与稀盐酸剧烈反应，很快完成反应(课本实验约几秒时间内即完成)；铝与稀盐酸反应时，刚开始较慢，原因是铝表面有氧化铝保护膜，保护膜被破坏后反应也很快，但比镁稍慢。镁和铝与酸反应都太快，不适合实验室制取氢气。锌与稀盐酸反应时产生较多气泡，速度适中，适合实验室制取少量氢气。铁与酸反应时，有一些细小的气泡产生，由于速度不够快，不便于实验室制取少量氢气。
2．钾、钙、钠三种活泼金属与稀酸混合在一起时，由于太活泼，先和酸反应，若金属有剩余，继续和水反应置换出水的氢。铜、汞、银、铂、金这些不够活泼的金属与稀酸不会发生置换反应。
3．镁、铝、锌、铁与稀酸反应时产生氢气的量分为几种情况考虑：一、足量的四种金属与同样量的酸反应时，产生的氢气量相同，只是反应速度不同；二、相同质量的四种金属与足量的酸反应时，产气量是：铝＞镁＞铁＞锌。
典例 (2018·吉林)用铝丝、洁净的铜丝、稀盐酸、AgNO3溶液，验证Al、Cu、Ag的活动性顺序。
(1)把打磨过的铝丝和洁净的铜丝分别浸入稀盐酸中，观察到铝丝表面有气泡产生，铜丝表面无明显现象，由此判断出Al和Cu的活动性强弱顺序为__Al__＞(H)＞__Cu__；发生反应的基本反应类型是__置换反应__；铝丝使用前需用砂纸打磨的原因是__除去铝表面致密的氧化铝薄膜，防止其影响反应__。
(2)为了达到实验目的，除(1)中实验外，还需要进行的实验是__将铜丝浸入硝酸银溶液中__。
【解析】 把打磨过的铝丝和洁净的铜丝分别浸入稀盐酸中，观察到铝丝表面有气泡产生，铜丝表面无明显现象，由此判断出Al和Cu的活动性强弱顺序；发生反应的基本反应类型是置换反应；由于铝易与空气中的氧气反应在其表面形成了致密的氧化铝的薄膜，所以铝丝使用前需用砂纸打磨；通过上述实验还未比较出铜和银的活动性强弱，还需要进行的实验是将铜丝浸入硝酸银溶液中。
【命题点分析】 学会利用金属活动顺序表设计实验，验证金属的活动性强弱。本题结合了金属与酸反应的快慢和金属之间的相互置换两个方面来共同验证铝、铜、银三种金属的活动性强弱。金属活动性顺序表中，氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应，但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。本题还涉及反应类型和金属铝表面的氧化膜等知识点的考查。
三、探究：比较铁与铜、铜与银的化学活动性
有些金属能与酸反应，有些金属不能与酸反应。如果把一种金属浸入另一种金属的盐的溶液中，相互之间能发生反应吗？探寻其反应规律。
提供的实验药品：铜丝、铁丝、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液。
1．提出问题，建立假设：
根据研究的内容及已有的知识，我们假设：一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
2．设计实验方案：
(1)铁和铜的活动性比较：在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净的(经过除油、除锈处理)铁丝，过一会儿取出，如图所示。
(2)铜和银的活动性比较：根据实验室提供的药品设计可行的方案。
3．实验过程：
根据你设计的方案进行实验，记录实验现象。
(1)铁和铜的活动性比较实验现象：__铁丝表面有红色物质产生__。相应的化学方程式：__Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu__。
(2)铜和银的活动性比较实验现象：__铜丝表面有白色物质产生__。相应的化学方程式：__Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag__。
4．得出结论并交流：
根据以上实验事实，铁与铜、铜与银的化学活动性是__Fe>Cu>Ag__。
比较铁与铜、铜与银的化学活动性常用置换法来比较，A能置换B，就说明A金属的活动性大于B金属。设计实验方案时，就用相互能否置换的方法进行判断即可，但有时也用能否置换酸中的氢，来判断某金属的活动性是否排在氢的前面。
典例 (2018·泰安)如图为某小组探究金属化学性质的两组实验：
实验Ⅰ
实验Ⅱ
(1)实验Ⅰ中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是__酸的种类不同__。
(2)写出实验Ⅱ中C试管内反应的化学方程式__Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2__。
(3)实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，至少要做的实验是__CD__(填字母)。
【解析】 (1)A中加入的是硫酸，B中加入的是盐酸，酸的种类会影响反应的速度。(3)由C可知，铜能置换出硝酸银中的银，说明活动性铜＞银，D中的铁能置换出硫酸铜中的铜，说明活动性铁＞铜，可得活动性：铁＞铜＞银，至少要做的实验是CD。
【命题点分析】 验证三种金属活动性顺序类问题时，一般采取“三取中”的方法进行设计实验，即选取活动性位于中间的那种金属的单质与另两种金属的盐溶液反应；或取中间金属的盐溶液与另两种金属的单质进行反应。
四、金属的锈蚀条件
实验室提供如下材料：带塞子的试管若干支、普通铁片(或铁钉)、蒸馏水、干燥剂(生石灰)。
1．根据上述材料，小组里的同学一起设计实验方案：
__分别将铁片处于干燥有空气、有水没空气、有水有空气三种环境中进行对照实验(合理即可)__。
2．画出实验装置图。
3．按实验方案进行实验，得出金属锈蚀的条件：__普通铁片在有水和空气(氧气)的条件下易生锈__。
4．取一块纯铁片，按上述锈蚀条件进行实验，结论是__纯铁片在有水和空气(氧气)的条件下不易生锈__。
1．铁的锈蚀条件可从铁锈的如下化学式去理解：Fe2O3·nH2O。从化学式中可看出，铁生锈时需要氧气和水。铜锈的化学式为：Cu2(OH)2CO3，从其元素组成分析可知，铜生锈时除了需要氧气、水以外，还需要二氧化碳。两者生锈条件有所不同。
2．探究铁生锈条件时，注意控制变量，可设置对照实验：有水有空气、有水无空气和无水有空气三组实验进行对照。
典例 (2017·桂林)一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。
【实验一】取5枚去油去锈的洁净铁钉，分别装入如表的试管中，进行实验。
实验图示
生锈时间
8min
较长时间不生锈
5min
3min
1min
(1)通过上述实验可知，温度越高铁生锈速率越__快__(选填“慢”或“快”)；在__酸性__(选填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中铁钉生锈速率较快。
【实验二】为探究铁锈的成分，用如图所示装置(夹持仪器已省略)进行实验(每步反应和吸收均完全)。
【查阅资料】无水硫酸铜能吸收水而变蓝，碱石灰既能吸收水也能吸收CO2。
(2)请指出如图所示实验装置的一个明显缺陷：__没有进行尾气处理__。
(3)加热前，先通入CO一段时间，目的是__排除装置中的二氧化碳、氧气等气体__。
(4)将铁锈样品加热，样品逐渐变黑，无水硫酸铜逐渐变蓝，由此推知铁锈中一定含有__氢(H)__元素，从而推断出空气中的__水__参加了铁生锈反应。
【实验记录】
铁锈样品的质量(g)
装置B的质量(g)
装置C的质量(g)
反应前
23.2
232.4
198.2
反应后
239.6
211.4
(5)根据表中数据推算，可确定铁锈的成分，用FexOy·nH2O表示，则n＝__4__；若缺少D装置，x ∶y的值__偏小__(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【实验三】镁带久置空气中，表面因锈蚀而变黑，此黑色物质是碱式碳酸镁、带结晶水的碳酸镁和氢氧化镁的混合物。
(6)欲通过实验探究镁带在空气中锈蚀的条件，用如图所示装置，试管内可选用的物质如下：①O2；②水；③CO2；④O2和CO2；⑤CO2和水；⑥O2和水；⑦O2、CO2和水，至少需要选用__④⑤⑥⑦__(选填序号)，才能探究镁带锈蚀的条件。
(7)请写出镁带在空气中锈蚀，生成碱式碳酸镁[Mg3(OH)2(CO3)2]的化学方程式是__6Mg＋4CO2＋2H2O＋3O2===2Mg3(OH)2(CO3)2__。
【解析】 (1)由于实验一中图片1和4可以得出，温度越高，生锈的时间越短，说明生锈速率越快。(2)从装置图知是通入的CO气体，由于CO有毒，进入空气中会污染空气，则要设计尾气处理装置。(3)加热前要先通CO，将装置中的空气排净，因为CO中混有氧气点燃有可能发生爆炸、CO2进入装置C对实验产生干扰。(4)CO通入A中加热，无水硫酸铜变蓝，从资料看说明硫酸铜已吸收水(H2O)，根据质量守恒化学反应前后元素种类不变，则推知铁锈中含氢元素，空气中的水蒸气中才含有H元素。(5)铁锈样品FexOy·nH2O在高温条件下化学方程式为：FexOy·nH2OFexOy＋nH2O；FexOy与CO反应生成铁、二氧化碳，其化学方程式为：yCO＋ FexOyxFe ＋yCO2；反应后水全被B装置中硫酸铜吸收，从反应前后测得数据之差知：水质量为239.6g－232.4g＝7.2g；二氧化碳全被C装置吸收，生成的二氧化碳质量为211.4g－198.2g＝13.2g；则参加反应的FexOy质量为23.2g－7.2g＝16g；所以有：
yCO＋FexOyxFe＋yCO2
56x＋16y 44y
16g 13.2g
＝ x∶y＝2∶3
FexOy的化学式为Fe2O3，其相对分子质量为160，则FexOy·nH2O中FexOy与nH2O质量比为×100%＝×100%，故n＝4；若缺少D装置，右边空气中的二氧化碳也会进入C装置，则测得生成的二氧化碳数据偏大，通过化学方程式yCO＋ FexOyxFe＋yCO2计算，则x∶y值将减小。(6)镁带锈蚀，黑色物质是碱式碳酸镁、带结晶水的碳酸镁和氢氧化镁的混合物，说明镁带锈蚀后生成物中含Mg、H、O、C元素，则镁要锈蚀需跟水、氧气、二氧化碳都接触，则探究锈蚀条件采用控制变量法，故应该选④⑤⑥⑦进行探究。
1．(2018·温州模拟)为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，小明进行了如图所示的实验，观察并记录了相关现象。则下列说法不正确的是( C )
A．甲试管中CuSO4溶液可用CuCl2溶液代替
B．乙试管中的现象是铜片表面附着银白色物质，溶液逐渐变蓝
C．若省略试管丙实验将无法比较这三种金属的活动性
D．通过本实验可确定三种金属活动性由强到弱的顺序：Al＞Cu＞Ag
【解析】 铝片既能置换硫酸铜，也能置换氯化铜，都能说明铝的活动性比铜强。乙试管中铜置换出银，铜片表面附着的银白色物质为银，溶液因含铜离子显蓝色。丙实验可省略，根据甲、乙实验就能够判断铝、铜、银三种金属的活动性顺序。
2．(2018·金华六校联谊)向AgNO3 溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法，正确的是( B )
A．向滤渣中加稀盐酸，一定有气泡产生
B．向滤液中加稀盐酸，可能有沉淀产生
C．滤渣中一定含Ag，可能含Fe和Al
D．滤液中一定含Fe(NO3)2，可能含Al(NO3)3
【解析】 滤液呈浅绿色，说明铝已反应完(铝更活泼，先反应)，铁则有三种情况：不足、刚好、过量。所以滤渣中一定不含有铝，一定含有银，可能含有铁；滤液中一定含Al(NO3)3和Fe(NO3)2，可能含AgNO3。
3．(2018·永兴模拟)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( D )
A．该图反映出镁比锌的金属活动性强
B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
【解析】 该图的横坐标为稀硫酸的质量，无法反映出两种金属反应的快慢。a点时，与Mg反应的稀硫酸量刚好，但与Zn反应的稀硫酸过量。b点时Mg与硫酸反应产生的氢气更多；c点时，两个烧杯中的稀硫酸均不足，即两种金属均有剩余。
4．(2017·衢州)整理实验器材时，小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物，倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此，他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯根据表格进行实验，观察并记录现象。
组别
第一组
第二组
A
B
C
D
金属
锌片
绑有铜片的锌片
铁片
绑有铜片的铁片
30%的硫酸溶液(mL)
20
？
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)第一组实验中“？”处的数据应为__20__。
(2)为了定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的氢气所需的时间”或测量__相同时间内收集到氢气(气体)的体积__，然后进行比较。
(3)请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因__硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度__。
【解析】 (1)探究实验中应遵循控制变量的原则，即除探究因素外，其他影响反应速度的因素都相同。
专题十一 非金属和金属及其化合物之间的转化、氢气还原氧化铜[学生用书P53]
一、非金属及其化合物之间的转化
1．硫黄的燃烧实验。
(1)取一药匙硫黄，观察其外观：__黄色固体__。
(2)将硫黄放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫黄，观察现象：__淡蓝色火焰、有刺激性气味产生__。
(3)把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象：__明亮的蓝紫色火焰、有刺激性气味产生__。
以上变化可用化学方程式表示为：__S＋O2SO2__。
2．CO2与碳酸的转化实验。
(1)取2杯蒸馏水，向其中1杯蒸馏水中吹气或通入CO2。然后，分别向2只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液，比较2只烧杯中出现的现象并说明原因：__吹气或通入CO2的烧杯中，溶液呈红色，另一只烧杯中溶液呈紫色，原因：CO2溶于水生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红色__。
(2)从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中，加热，有什么现象发生？__吹气或通入CO2的烧杯中溶液从红色变为紫色__。
怎样解释(1)(2)所发生的变化？(用化学方程式表示)__CO2＋H2O===H2CO3__；__H2CO3CO2↑＋H2O__。
1．硫是一种重要的非金属单质，黄色粉末，在空气中点燃呈淡蓝色火焰，在氧气中点燃呈明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的SO2气体。SO2气体被水吸收与水反应可生成亚硫酸。(SO2气体在催化条件下可与氧气继续反应生成SO3，SO3与水结合可生成硫酸。)
2．碳与充足氧气反应可生成CO2气体，氧气不足则生成CO(即煤气，有剧毒)，CO是一种高能燃料气体，进一步与氧气反应又可生成CO2气体，CO2气体与水结合生成碳酸，碳酸不稳定，受热即分解。
3．碳、硫与其氧化物及酸之间的相互转化，也是经常考查的知识点，常出现在物质推断题中。
典例 (2018·呼和浩特)甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其相互转化关系如图，通常甲为固态单质，乙、丙为两种气体，且所含元素种类相同，乙易与血液中的血红蛋白结合。下列说法错误的是( C )
A．丙能产生温室效应
B．①②④三个转化的反应中有一种相同的反应物
C．③的转化只能通过和氧气反应来实现
D．乙和丙化学性质不同是由于其分子构成不同
【命题点分析】 甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，通常甲为固态单质，乙、丙为两种气体，且所含元素种类相同，乙易与血液中的血红蛋白结合，固态单质碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，因此甲是碳，乙是一氧化碳，丙是二氧化碳。
(原创)在高中化学中我们将学到CO2又叫碳酸酐，可看作是一分子H2CO3失去一分子水后得到的产物。试根据上述原理判断，下列氧化物不能称为酸酐的是( C )
A．SO2 B．P2O5
C．NO D．N2O5
【解析】 SO2、P2O5、N2O5分别可称为亚硫酸酐、磷酸酐、硝酸酐。一分子H2SO3失去一分子水后得到SO2产物，2H3PO4、2HNO3各失去一分子水后分别得到P2O5和N2O5产物。
二、金属及其化合物之间的转化
1．取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫黄与铁粉混合。
2．用磁铁接近混合物，如图所示，看到的现象是：__磁铁能吸引其中的铁粉__。
3．把混合物放进试管内，用酒精灯加热，如图所示，可观察到的现象是__试管内混合物加热后迅速呈红热状态__。
4．当反应后发出的光扩展至整支试管时，立即停止加热，静置，冷却。
5．将生成物倒在白纸上，观察生成物的外观如何，再用磁铁靠近生成物，磁铁能否吸引生成物？为什么？__磁铁不能吸引生成物，因为生成物不是铁，而是硫化亚铁__。
6．以上变化的化学方程式为：__Fe＋SFeS__。
7．在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，如图所示，发生的现象是：__剧烈反应并放出大量的热__。
以上变化的化学方程式为：__CaO＋H2O===Ca(OH)2__。滴加几滴无色酚酞试液，发现试液变__红色__。
1．铁粉与硫粉共热反应生成硫化亚铁的反应说明金属与非金属(氧气除外)反应可直接生成盐，钠在氯气中燃烧反应生成氯化钠也属于这种情况。补充：铁在氯气中反应生成氯化铁。注意：氯气的氧化性更强，反应得到的产物中铁元素全部为＋3价；铁与硫反应得到的产物中铁元素为＋2价。
2．多数非金属氧化物如CO2、SO2等能与水结合生成酸，能与碱反应生成盐和水；某些金属氧化物如Na2O、K2O、CaO等能与水化合反应生成碱，某些金属氧化物如MgO、Fe2O3、CuO等能与酸反应生成盐和水。
典例 (2018·永兴模拟改编)铁粉和硫粉以适当的质量比混合，堆放在石棉网上，然后用烧红的玻璃棒一端接触混合物，这时部分混合物迅速变红热状态，撤离玻璃棒后，反应继续进行，直至全部混合物都呈红热的状态，冷却后得到一种黑色无磁性的固态物质。
(1)该黑色无磁性的固态物质分类上属于__盐__(选填“酸”“盐”或“氧化物”)。
(2)铁与硫的反应是__放热__(选填“吸热”“放热”或“既不吸热也不放热”)反应。
(3)该实验中铁粉和硫粉的最佳质量比是__56∶32(或7∶4)__。
【解析】 铁粉和硫粉反应后产生黑色的硫化亚铁，硫化亚铁与铁粉的物理性质和化学性质都不同，不能被磁铁吸引。铁粉和硫粉被点燃后即利用自身产生的热量自动进行下去，是放热反应。
三、金属氧化物的还原与金属的冶炼
1．观察氧化铜的颜色：__黑色__。
2．在一支试管中加入少量氧化铜，如图所示，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，观察到试管中的氧化铜的变化是__黑色氧化铜变红色__。
3．反应完成后停止加热，继续通入氢气，直到试管冷却。试管中氧化铜与氢气反应的化学方程式为：__CuO＋H2Cu＋H2O__。
讨论
1．由氧化铜制取铜，还可用其他什么方法？__还可用碳粉或CO还原CuO__。
2．为什么在氢气还原氧化铜的实验开始时，要先通氢气，后给氧化铜加热？__先通氢气以排除试管内的空气，防止爆炸__。
3．铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，在实验过程中要注意什么？__待冷却后再停止通氢气__。
1．关于氢气还原氧化铜实验的注意点：①试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管破裂；②氢气的导管应插入管底，因为氢气密度小而向下排空气；③加热时要注意“酒精灯需迟到早退”的问题，先通氢气再点燃酒精灯是为了防止氢气爆炸，反应结束时先熄灭酒精灯后待铜丝冷却再停止通氢气，是为了防止铜在较高温度下再次被氧化。
2．关于还原金属氧化物的反应：氢气、碳粉、一氧化碳均可作为还原剂。其中氢气、碳粉还原氧化铜的反应既是氧化还原反应又是置换反应，而一氧化碳还原氧化铜的反应不属于四种基本反应类型中的任何一种，属于氧化还原反应。
3．上述还原剂同样可以还原铁的氧化物，但反应温度要求更高，一般为高温。钢铁冶炼时主要利用CO来还原，炼铁的主要方程式是：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。氧化铜与氧化铁的还原常见题型有实验分析题、计算题等。
典例1 (2017·武汉)木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示。
下列说法正确的是( D )
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
B．两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变
C．两个实验中都可观察到红色固体变黑
D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
【命题点分析】 本题主要考查置换反应的判断、实验现象的描述；置换反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，一氧化碳属于化合物；两个实验的相关反应中，还有铜元素化合价由＋2价变为0价；两个实验反应都是氧化铜被还原成铜，所以都可观察到黑色固体变红；两个实验都是在加热条件下反应，热的试管遇冷水易炸裂，所以都要防止液体倒吸。
典例2 (2018·济宁)(1)某研究性学习小组为验证“氨气还原氧化铜”的实验，认真查阅资料并做出以下准备。
资料准备：
Ⅰ.氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶液呈碱性。
Ⅱ.氨气还原氧化铜的化学反应原理：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。
实验准备：
请回答：
①为达成“氨气还原氧化铜”的实验目的，装置A、B、D、E的正确连接顺序__A、D、B、E__(填序号)。
②装置A中发生反应的化学方程式__Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑__。
③装置B观察到的现象__黑色氧化铜逐渐变成红色__，装置E的作用__吸收氨气，防止污染环境__。
④将装置A产生的气体通入装置C中，紫色石蕊试液浸泡的纸花变蓝色，原因是__氨气溶于水，形成氨水，氨水能使紫色石蕊显蓝色__。
(2)小凡同学利用氯化钡和氢氧化钠两种试剂，从硫酸钠、硫酸镁和氯化镁三瓶未贴标签的无色溶液中鉴别出硫酸镁溶液，设计并进行以下实验。请你补齐实验内容；
实验步骤
实验现象
实验结论
①取三支洁净试管，分别倒入三种无色溶液，然后滴加__氯化钡溶液__，振荡，观察现象；
__两支试管中生成白色沉淀，一支试管中没有明显现象__
__没有明显现象的是氯化镁__
②__取两支试管，分别倒入生成白色沉淀的两种溶液，滴加氢氧化钠，振荡，观察现象__
__一支出现白色沉淀，一支没有明显现象__
__有白色沉淀生成的是硫酸镁，没有明显现象的是硫酸钠__
【命题点分析】 (1)氢氧化钙和氯化铵在加热的条件下生成氯化钙、水和氨气，氨气溶于水形成氨水，氨水能使紫色石蕊试液变蓝色，碱石灰具有吸水性，氨气和氧化铜在加热的条件下生成铜、水和氮气，需要尾气处理。(2)硫酸根离子和钡离子反应会生成硫酸钡沉淀，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀。
1．(2018·余姚联考)某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量，如图是测定装置的示意图。A中的试剂是盐酸。请回答下列问题：
(1)接好装置后应首先检验装置气密性，其方法是
__将H弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察H管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好__。
(2)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是__从A瓶逐滴滴加液体__。在这两步之间还应进行的操作是__检验H2的纯度__。
(3)从实验中测得了下列数据：
①空E管的质量a；
②E管和WO3的总质量b；
③反应后E管和W粉的总质量c(冷却后)；
④反应前F管及内盛物的总质量d；
⑤反应后F管及内盛物的总质量e。
由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式(除W外，其他涉及的元素的相对原子质量均为已知)。计算式：W的相对原子质量＝____或____。
【解析】 该装置用“手握法”或“压水法”均可检查气密性。氢气不纯时受热易爆炸，实验时要先排除装置内的空气，经检验纯净后再加热E处。E处的反应方程式为：WO3＋3H2W＋3H2O。即可以利用E处的质量差计算W的相对原子质量，也可利用F处吸收水的质量来进行计算。
2．(2018·杭州下城区二模)木炭燃烧产生的气体中可能同时含有CO2和CO，小乐为了探究其成分设计了如图实验装置。回答下列问题：
(1)装置A和B中加入的药品分别是__澄清石灰水、氢氧化钠溶液__。
(2)为了收集实验中可能产生的有毒尾气，请在图中将装置E中的导管补全。
(3)若小乐的操作正确，且木炭燃烧产生的气体中含CO，则能观察到的现象是__C__中黑色粉末变红色，D__中澄清石灰水变浑浊__。装置E中的烧杯里会承接到液体，小乐认为其中含H2CO3，请设计实验帮助她进行检验。__取少量烧杯中的液体于试管中，滴加紫色石蕊试液，观察到紫色石蕊试液变红；加热试管内的液体，发现石蕊试液又恢复紫色(合理即可)__。
【答案】 (2)如答图所示。
第2(2)题答图
【解析】 A处的澄清石灰水用于检验原气体中的CO2，B处的氢氧化钠溶液用于吸收CO2。尾气处理装置类似于排水法收集气体。CO具有还原性，能使黑色的氧化铜变成红色的铜，同时产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊。若E处承接到的液体含有碳酸，则能使石蕊试液变红色，且碳酸受热易分解。
四、化合物之间的转化
1．将一只生鸡蛋(或螺蛳壳)放到盛有稀盐酸的容器中，如图所示，观察实验现象：__鸡蛋壳表面有气泡生成__。
2．2min后，将生鸡蛋从酸中取出，用水冲洗干净，蛋壳发生了什么变化？__蛋壳表面变得粗糙__。
3．将鸡蛋继续放置在稀盐酸中，10min后取出，用水冲洗干净，蛋壳又发生了什么变化？__蛋壳变软__。解释上述变化的原因：__蛋壳无机成分是碳酸钙，能与盐酸反应生成可溶的氯化钙、二氧化碳气体和水__。
化合物之间的转化主要包括酸与碱的反应、酸与盐的反应、碱与盐的反应、盐与盐的反应等几种形式，其反应类型一般是复分解反应，能否发生反应的条件是产物中是否有沉淀或气体或水产生。
典例 (2018·安顺)某化学兴趣小组用铁、硫酸、氢氧化钡、硫酸铜和碳酸钠五种物质玩化学拼图游戏(如图)，游戏规则要求图中相邻物质之间能发生化学反应，其中C物质的溶液呈蓝色，A与E反应产生的气体是光合作用的原料之一。
(1)A物质的俗称是__纯碱(或苏打)__，E物质的用途是__金属除锈或做化工原料，合理即可__。
(2)B与C反应的化学方程式为
__Ba(OH)2＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋BaSO4↓__。E与D反应的基本类型是__置换反应__。
(3)按游戏规则，下列能替代B物质的是__③__(填序号)。
①银 ②氯化铁 ③氯化钡 ④氧化铜
【解析】 (1)C物质的溶液呈蓝色，因此C是硫酸铜；A与E反应产生的气体是光合作用的原料之一，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，氢氧化钡和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钡白色沉淀，碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，硫酸能与三种物质反应，因此E是硫酸，A是碳酸钠，B是氢氧化钡，D是铁。(3)按游戏规则，能替代B物质的是氯化钡，它能与碳酸钠、硫酸铜、硫酸反应。
【命题点分析】 本题要求熟练掌握各种不同类型物质之间的相互转化关系。由于不同物质种类之间的相互转化类型较多，可以进行分类理解记忆：一、以C、S元素为例来理解非金属与其氧化物及相应的酸之间的转化关系；二、以铜、铁为例来理解金属与其氧化物及相应的碱之间的转化关系；三、以较常见的酸、碱、盐相互反应来理解相互之间的转化。
专题十二 物质的检验、除杂、鉴别[学生用书P57]
一、有机物的检验
1．有机物中碳元素的检验
点燃甲烷气体，在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯，如图所示，观察实验现象：__烧杯内壁出现白膜__。反应的化学方程式为__CH4＋2O2CO2＋2H2O__。
2．蛋白质与棉纤维的鉴别
(1)剪取指甲、头发或羊毛放在火焰上灼烧，能闻到__烧焦羽毛__气味，同时看到__黑烟__。(这种气味就是蛋白质燃烧的结果)
(2)点燃棉花纤维，能闻到__焦木头__气味。
典例 (2017·龙东)下列实验现象描述错误的是( B )
A．点燃羊毛时，有烧焦羽毛的气味
B．铁钉加入氯化铜溶液中，铁钉表面有红色的铜生成
C．红磷在空气中燃烧产生大量白烟
D．向白醋中滴加紫色石蕊试液，紫色石蕊试液变成红色
【命题点分析】 羊毛是蛋白质，点燃时会有烧焦羽毛的气味；铁钉加入氯化铜溶液中，铁钉表面有红色物质生成，不能说是铜，铜是根据现象推出的结论；红磷在空气中燃烧发出黄光、放出热量并产生大量白烟；白醋中含有醋酸，向其中滴加紫色石蕊试液，紫色石蕊试液会变成红色。
二、物质的鉴别
目标
1．进一步了解酸、碱、盐和氧化物的化学性质及相互间的关系。
2．能根据物质的特征反应进行物质的鉴别。
3．进一步体验科学家通过实验研究物质性质的方法。
器材
氯化钡溶液，硝酸银溶液，稀硝酸，碳酸钠溶液，紫色石蕊试液，酚酞试液，蒸馏水，试管6支。
过程
1．鉴别表中的各对物质。
被检物质
所用试剂
现象与结论
有关化学方程式
稀硫酸与稀盐酸
食盐水与稀盐酸
烧碱溶液与石灰水
2．现有4 包白色粉末，编号为A、B、C、D，它们是硫酸铜、氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠，请通过实验，一一加以区别。
(1)设计实验方案：依据物质的性质特征，设计相应的实验方案，区别物质。
(2)按实验方案进行实验，并记录实验现象。
(3)根据实验现象，得出结论。
A是________，B是________，C是________，D是________。
(4)写出实验过程中所发生反应的化学方程式。
讨论
以上物质的鉴别方法是否只有一种？还可以用其他方法加以鉴别吗？
【答案】 一种物质或许有多种方法进行鉴别，如上述四种物质中先根据水溶液的颜色确定硫酸铜，再用剩下的三种分别与硫酸铜反应，能出现蓝色沉淀的为氢氧化钠，或用酚酞指示剂直接检验出氢氧化钠。剩余的两种无色溶液一般只能用硝酸银溶液来进行鉴别。
1．物质的鉴别是必考题之一。要求熟记一些物质重要的物理特征、化学性质或特征反应。
2．关于物质的特征颜色：常见的黑色物质有：碳粉、氧化铜、铁粉、二氧化锰、四氧化三铁等。常见的红色物质有铜单质、氧化铁等。看到蓝色想到铜离子及其化合物，看到黄色溶液想到铁离子，看到浅绿色想到亚铁离子。
3．关于特征反应：难溶于稀硝酸的白色沉淀→氯化银或硫酸钡，红褐色沉淀→氢氧化铁，蓝色沉淀→氢氧化铜。
典例1 (2018·天津改编)某固体粉末可能含有碳酸钙、氧化铜、氧化铁、木炭粉中的几种，取m g该固体粉末按下列流程进行实验(本流程涉及的反应均为初中化学常见的反应，且各步均恰好完全反应)。下列说法中正确的是( B )
A．溶液N中只含一种溶质
B．原固体粉末中可能含有碳酸钙
C．白色沉淀Y一定是碳酸钙，气体W一定是二氧化碳
D．原固体粉末中一定没有氧化铜，一定含有碳酸钙
【解析】 某固体粉末高温的条件下生成气体X，X能使澄清的石灰水变浑浊，说明X是二氧化碳，Y是碳酸钙；固体Z 5.6g加入100g 7.3%的盐酸恰好完全反应，生成气体W，固体Z全部溶解得到浅绿色溶液N，因此Z是铁，W是氢气，浅绿色溶液N中有氯化亚铁；因此原固体粉末中一定有氧化铁和木炭粉，一定没有氧化铜，可能有碳酸钙。
【命题点分析】 本题属于物质的推断题，需通过对实验方法和过程的探究，在比较鉴别的基础上，得出正确的实验结论。物质的推断是中考的重要内容之一，一般有两种类型：一是图框式推断；二是文字描述型推断；本题属于第一种类型。不论哪一种类型，都是通过实验现象，得出物质的组成。
典例2 (2018·孝感)除去下列物质中的少量杂质所选的试剂正确的是( A )
选项
物质(括号内物质为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(CuCl2)
过量铁粉
B
CO2(CO)
适量氧气
C
盐酸(硫酸)
适量Ba(NO3)2溶液
D
NaCl(NaOH)
适量稀硫酸
【解析】 过量铁粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，能除去杂质且没有引入新的杂质。除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃，这是因为会引入新的气体杂质，且当二氧化碳(不能燃烧、不能支持燃烧)大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的。硝酸钡能与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和硝酸，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸。NaOH能与适量稀硫酸反应生成硫酸钠和水，能除去杂质但引入了新的杂质硫酸钠。
【命题点分析】 根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂(提纯)，是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质。
1．实验室发现一瓶标签脱落的固体试剂，小科分别取少量的该固体进行了下列实验。根据实验现象，该固体有可能是( B )
实验步骤
实验现象
检测水中加入固体前后液体的pH
固体不溶解，液体的pH几乎没变化
检测盐酸中加入固体前后溶液的pH
固体溶解，无气体放出，溶液pH增大
固体灼热状态下，通入纯净CO
固体质量减轻，尾气中只检测到CO与CO2
A.Cu粉 B．Fe2O3
C．Mg(OH)2 D．CaCO3
【解析】 固体在盐酸中溶解，无气体放出，液体的pH增大，可排除Cu和CaCO3；固体灼热状态下，通入纯净CO，固体质量减轻，尾气中只检测到CO与CO2，可排除Mg(OH)2，加热条件下Mg(OH)2会分解产生较多的水气。Fe2O3可与酸反应，高温下能被CO还原。
2．下列有关物质的检验、除杂、鉴别、分离所用试剂或方法正确的是( C )
选项
实验目的
所用试剂或方法
A
检验生石灰中是否含有杂质石灰石
水或稀盐酸
B
除去BaCl2溶液中的Ba(OH)2
加适量的稀硫酸后过滤
C
鉴别NH4Cl溶液和KCl溶液
NaOH溶液，加热
D
分离C和CuO的固体混合物
加水溶解后过滤
【解析】 碳酸钙难溶于水，而生石灰与水能反应产生微溶的氢氧化钙，过量也会产生沉淀，因此不能鉴别出碳酸钙。除去BaCl2溶液中的Ba(OH)2，加稀硫酸会带入新的杂质。C和CuO都难溶于水，无法用水分离。
3．根据已知物质和未知物质的特性，运用实验的方法，可以鉴别某些物质。有3包白色粉末，它们分别是碳酸钠、氯化钠、氧化钙中的一种，现用实验的方法将它们一一区分。
(1)取少量3种粉末，分别装入编号为甲、乙、丙的三支试管中，加水后都能溶解，其中甲试管壁明显变热，由此可知甲试管中加的粉末是__氧化钙__。
(2)取甲试管中的溶液分别滴入另两支试管中，乙试管中出现白色沉淀，丙试管中无明显现象。请写出乙试管中发生反应的化学方程式__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。
【解析】 三种物质中只有氧化钙与水反应会放出大量的热，其他两种物质不与水反应，溶解时吸、放热不明显。甲试管中发生反应，得到Ca(OH)2溶液，遇Na2CO3产生CaCO3沉淀。
4．(2018·河南)A～E均为初中科学常见的物质，它们之间的关系如图所示(部分物质已经略去)已知A是目前世界上年产量最高的金属；B是胃酸的主要成分；C中金属元素的质量分数为40%，其水溶液呈蓝色，常用来配制农药波尔多液；D属于碱；E属于盐。则C的化学式为__CuSO4__；A与B反应的化学方程式为__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__；E转化为D的化学方程式为__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH(合理即可)__。
【解析】 根据A～E均为初中化学常见的物质，已知A是目前世界上年产量最高的金属，所以A是铁，B是胃酸的主要成分，所以B是盐酸，C中金属元素的质量分数为40%，其水溶液呈蓝色，常用来配制农药波尔多液，所以C是硫酸铜，D属于碱，硫酸铜会与D发生反应，所以D可以是氢氧化钠，E属于盐，E和氢氧化钠可以相互转化，所以E可以是碳酸钠，然后将推出的物质进行验证即可。
5．(2018·威海)某纯碱厂生产的某批次碳酸钠产品中可能含有氯化钠杂质。
(1)定性检验：
要确定该产品中是否含有杂质氯化钠，你的方法是__取少量样品于试管中，加入足量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若观察到产生白色沉淀，就证明样品中含有氯化钠(合理即可)__。
(2)定量测定：
若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数，你确定的反应原理是(用化学方程式表示)__Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl(合理即可)__。
(3)假设你取样的质量为m1，根据你确定的反应原理，你需要通过实验测量沉淀(填化学式)__BaCO3(或CaCO3)__的质量(假设你测得的沉淀的质量为m2)。
(4)请你设计实验方案，获得数据m1、m2，把方案填在表中。
适用的仪器名称
实验步骤
__烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台(带铁圈)、漏斗、托盘天平、洗瓶、干燥仪器__
__①称量样品的质量；②溶解；③加试剂；④过滤；⑤洗涤、干燥；⑥称量沉淀的质量__
(5)数据处理：
请用含m1、m2的式子表示所测样品中碳酸钠的质量分数。__×100%(或×100%)__。
(6)分析讨论：
要测定混合物中某成分的含量，可通过化学方法将不易测定的物质转化为易测量的物质。除沉淀法外，还
可依据反应(用化学方程式表示)__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑(合理即可)__来测定该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
【解析】 (1)要检验碳酸钠中是否含有氯化钠就需要先排除碳酸钠的干扰，取样品于试管中，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀。(4)需要称取一定质量的样品并将其溶解，然后加入足量的氯化钡溶液(或氯化钙溶液)，实验结束后将沉淀过滤出来，洗涤、干燥、称量。(5)若是利用过量的氯化钡溶液来测定，设碳酸钠的质量为x，则：
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
106 197
x m2
＝，x＝
则所测样品中碳酸钠的质量分数为×100%＝×100%；
若是利用过量的氯化钙溶液来测定的话，设碳酸钠的质量为y，则：
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
106 100
y m2
＝，y＝
则所测样品中碳酸钠的质量分数为×100%＝×100%。
(6)利用氯化钠与盐酸不反应，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，将反应生成的气体干燥后用足量的氢氧化钠溶液来吸收，根据氢氧化钠溶液增重的质量(即生成二氧化碳的质量)，通过化学方程式可计算出碳酸钠的质量，并进一步计算出该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
专题四 验证空气的成分、估测空气中氧气的含量、
燃烧的条件、化学反应的能量变化、原电池[学生用书P33]
一、验证空气的成分
1．如图甲所示，用大针筒把空气压入石灰水中。石灰水变__浑浊__。这说明空气中含有__二氧化碳__。
2．取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后插入两个集气瓶中，观察到木条在两个集气瓶中燃烧的剧烈程度__不相同__。合理的解释是__氧气能助燃，空气中含有一定量的氧气__。
3．如图乙所示，把1滴水滴在白色的无水硫酸铜(CuSO4)粉末上，观察无水硫酸铜粉末颜色的变化情况是__白色的无水硫酸铜变蓝色__。
把一些碎冰放入一个干燥的烧杯里，用表面皿盖在烧杯口上。过一会儿，在表面皿里加一些无水硫酸铜，发现__白色的无水硫酸铜变蓝色__。
出现这一现象的原因是__白色的无水硫酸铜吸收了空气中的水后变成了蓝色的硫酸铜晶体__。这说明空气中含有__水__。
1．空气中虽然含有二氧化碳，但含量很少(约0.04%)，用大针筒把空气压入澄清石灰水中，一般需要重复几十次，石灰水才能变浑浊。若将呼出的气体吹入澄清石灰水中，石灰水很快变浑浊。
2．空气中氧气体积约为21%，能支持燃烧，但不能使带火星的木条复燃。氧气具有助燃性，但不具有可燃性。氧气的助燃性相当于氧化性，而可燃性相当于还原性，所以助燃性和可燃性差不多是两个相反的概念。
3．空气中含有一定量的水。检验空气中的水分有很多种方法：
(1)从冰箱中取出一干冷的杯子，杯壁会出现水珠，这是检验空气中含水的物理方法。
(2)利用白色的无水硫酸铜在空气中逐渐变蓝色，可验证空气中含水，这是利用硫酸铜的化学性质检验空气中的水。
(3)蓝色的无水氯化钴遇水变成粉红色含水的氯化钴，也可以检验空气中的水，也属于化学方法。
典例1 (2017·嘉兴)如图是小明在做“检测人体呼出气体成分”的实验示意图。小明是在检测人体呼出气体中所含的( A )
A．水蒸气 B．氧气
C．二氧化碳 D．氮气
【命题点分析】 此题主要考查如何检测水蒸气的存在：蓝色的无水氯化钴遇水变成粉红色含水的氯化钴。
典例2 (2017·乐山)我市某中学环境监测兴趣小组的同学对不同时段、不同区域的空气中二氧化碳的含量进行了测定。下面是他们监测到的部分数据：
测定区域
测定时段
抽测次数
空气中CO2的含量(平均值)
城市绿心
中午12：00～13：00
5
0.029%
城市绿心
清晨7：00～8：00
5
0.028%
繁华闹市区
中午12：00～13：00
5
0.039%
繁华闹市区
清晨7：00～8：00
5
0.032%
下列有关说法中，不正确的是( C )
A．同学们在研究中应用了分类比较的方法
B．大量植树造林有利于降低空气中二氧化碳含量
C．空气中二氧化碳含量在不同地域都是相同的
D．多次抽测并取平均值可有效避免测定的偶然性
二、估测空气中氧气的含量
1．如图所示装置，先在集气瓶里加入少量水，再把剩余的容积分成 5等份，做上记号。
2．点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到的现象是__红磷剧烈燃烧，产生大量白烟__。
3．火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开导管上的夹子，观察现象，并记录瓶内水位的变化情况。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为__1∶4__。实验说明：__空气中的氧气占空气的体积分数约为20%__。
1．用上述方法定量检测空气中的含氧量，选择化学试剂时有一定的要求，红磷燃烧后产生的五氧化二磷是固体，占有的体积很小，几乎可以忽略不计。碳和硫燃烧后生成二氧化碳和二氧化硫都是气体，瓶内气体体积(气压)不会减小，不便测量空气中的氧气含量，但若瓶内改用少量碱性溶液，将产生的气体吸收，也可达到目的。铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁固体，但在空气中不可燃，所以不可选用。
2．该实验取用的红磷的量要充足，使瓶内的氧气充分燃烧。在燃烧过程中要避免瓶内外的气体交换，引起实验误差，也可改为在瓶塞密封后用聚光引燃或者电引燃的方法减小实验误差。燃烧结束必须待冷却至室温后才能打开导管上的止水夹，否则会因气体的热胀使瓶内气体冲出，导致实验失败。
3．实验结论是空气中氧气含量约占1/5，或空气中氧气与其他气体的比例为1∶4，这是体积比而非质量比。
典例 (2017·日照)用如图装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是( C )
A．点燃白磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞
B．用细铁丝代替白磷进行实验，不会影响实验结果
C．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好
D．若实验过程中，没有将弹簧夹夹紧，不会影响实验结果
【解析】 点燃白磷后应快速将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞，以防止空气受热膨胀逸出造成较大误差；铁丝在空气中不能燃烧，所以不能用铁丝来测定空气中的氧气含量；不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，整个装置是密封的，实验效果会更好；磷燃烧时放热，如果没有夹紧弹簧夹，实验中会逸出了一部分气体，最终进入瓶内的水增多，使测量结果偏大。
【命题点分析】 本题考查空气中氧气含量测量的分析。实验中要注意选择什么样的可燃物可估测空气中的氧气含量，操作中应注意哪些注意点可减小实验误差。
1．(2018·岳阳)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是( C )
A．氮气的化学性质不活泼，可用于食品的防腐
B．燃烧法测定空气中氧气的含量，不能用硫代替红磷
C．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
D．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染
2．(2017·常州)如图是测定空气中氧气含量的实验装置图。实验如下：用注射器抽取30mL空气(活塞拉至30mL刻度处)，硬质玻璃管中空气的体积为50mL；在硬质玻璃管中放入过量铜粉，在右侧导管口套上瘪的气球；点燃酒精灯，反复推拉注射器和挤压气球，待充分反应后，冷却至室温；将气球中气体全部挤入硬质玻璃管，注射器中气体的体积为14mL。
(1)实验时，铜粉过量的目的是__使氧气充分反应__。
(2)实验测得空气中氧气的含量为__20%__。
【解析】 (1)铜与氧气在加热条件下可生成氧化铜，装置中的铜粉过量，可使其中的氧气充分反应。(2)装置中原有空气总体积为(50＋30)mL＝80mL，反应后剩余(50＋14)mL＝64mL，所以反应消耗的氧气体积为(80－64)mL＝16mL，所以空气中氧气的含量为×100%＝20%。
三、燃烧的条件
1．点燃一支蜡烛，观察它在空气中燃烧的现象。然后将一个杯口涂凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛上，观察此时蜡烛燃烧的现象。通过该实验，说明燃烧的条件之一是__燃烧须有充足的空气(氧气)__。
2．将一根火柴折断，分成火柴头和火柴梗两部分，如图所示放在铜片上，用酒精灯加热铜片，观察火柴头和火柴梗分别要加热多久后才能开始燃烧。通过这个实验，说明燃烧的条件之一是__燃烧须达到可燃物的着火点__。
1．燃烧的条件：有可燃物、温度达到着火点、有充足的氧气。不同的可燃物的着火点不同，如白磷的着火点为40℃，而红磷的着火点为240℃。
2．缓慢氧化、燃烧及生物呼吸都属于氧化反应，都放出热量。缓慢氧化放出的热量得不到及时散热会引起自燃，燃烧太剧烈会引起爆炸，但并不是所有的爆炸都是由剧烈的氧化反应引起的，有些爆炸只发生物理变化。
3．任何可燃物与空气或氧气混合到一定比例，遇明火都有可能发生爆炸，如面粉、木屑、煤粉等飞扬在空气中遇明火极易引起爆炸；天然气或挥发出来的汽油等可燃性气体分散在空气中也易引起爆炸。
典例1 (2018·岳阳)下列探究燃烧条件的实验中，只能得出“燃烧需要温度达到可燃物的着火点”的是( B )
A B
C D
【解析】 A图中小木条能燃烧，玻璃棒不能燃烧，说明燃烧需要可燃物。B图中小木块先燃烧，小煤块后燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。C图中薄铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，水中的白磷不能燃烧，说明燃烧需要与氧气接触，且温度达到着火点。D图烧杯中的蜡烛一段时间后熄灭，放在空气中的蜡烛正常燃烧，说明燃烧需要氧气。
【命题点分析】 根据燃烧的条件(燃烧需要同时满足三个条件：①可燃物、②氧气或空气、③温度要达到着火点)进行分析解答本题。
典例2 (2018·台州)19世纪初，电灯尚未发明，煤矿工人在矿井中只能借助煤油灯照明。矿井中通常存在大量的甲烷气体，遇火极易发生爆炸。1815年，化学家戴维设计出一种安全矿灯——戴维灯(如图)。采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰，火焰只会在网中燃烧而不会引燃外界的甲烷气体。
(1)甲烷与空气混合，遇火易发生爆炸，是因为甲烷燃烧释放大量的__热量(或热)__。
(2)用戴维灯照明，不会引燃矿井中的甲烷，原因是__金属网可以把火焰的热量迅速传递出去，矿井中甲烷气体的温度达不到着火点__。
【解析】 燃烧是一种剧烈的氧化反应，氧化反应会释放热量。
【命题点分析】 本题难点在于理解安全矿灯——戴维灯的科学原理，要从燃烧的条件——可燃物温度须达到着火点的角度去分析。
1．(2018·绍兴押题卷)科学是以实验为基础的学科，实验是科学探究的重要手段。小金同学利用如图微型实验装置进行探究实验。
(1)写出双球管中反应的化学方程式：__2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O__；__2H2O22H2O＋O2↑__。
(2)挤压右滴管并微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要什么条件？__可燃物的温度达到着火点__。
2．(2018·广东)请参与下列探究实验：
【实验探究】
步骤
实验操作
实验现象
结论或解释
(1)
用玻璃棒分别蘸取95%的酒精、蒸馏水置于火焰上。
酒精__能燃烧__，蒸馏水__不能燃烧__。
结论：酒精是可燃物，水不是可燃物。
(2)
在铁片两端放大小相同的硬纸片、乒乓球碎片，在铁片中间加热。
乒乓球碎片先燃烧，硬纸片后燃烧。
结论：乒乓球碎片的__着火点__比硬纸片的低。
(3)
打开如图中分液漏斗的旋塞。
①溶液中产生气泡；
②蜡烛火焰a__先于__(选填“先于”或“后于”)b熄灭。
现象②的原因是CO2不助燃、__不燃烧、密度比空气大__。
(4)
用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛。
①烧杯底部变黑；
②蜡烛火焰d比c先熄灭。
CO2不助燃，蜡烛不完全燃烧；d先熄灭的原因是__二氧化碳受热气体膨胀，密度变小，聚集在集气瓶的上部__。
【拓展】堆积的面粉不容易点燃，即使少量点燃也只是小火燃烧；如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是__“小火燃烧”是由于面粉与氧气的接触面较小，“发生爆炸”是由于面粉与氧气充分接触，燃烧比较剧烈，空气受热膨胀，发生爆炸__。
四、化学反应的能量变化
1．将一段镁条(Mg)放入试管中，加入少量稀盐酸(稀HCl)，用手触摸试管外壁，可感觉到该反应是__放__热的。
2．用研钵将约20g氢氧化钡[Ba(OH)2]晶体磨成粉末，倒入一小烧杯中。在一玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上。再向小烧杯中加入约10g氯化铵(NH4Cl)晶体，用玻璃棒迅速搅拌后静止片刻，提起小烧杯。你看到的现象是__小烧杯底部的水结冰，烧杯粘住玻璃片__。
3．原电池
将锌片和铜片组成的电路，插入稀硫酸中，观察电流表指针的转动情况。在这个化学变化过程中，化学能转化成了__电__能。
1．化学反应常伴随着能量的变化，物质的燃烧(氧化反应)、强酸强碱的中和反应、活泼金属的氧化物(如Na2O、CaO等)与水的化合反应、活泼金属与水或酸发生的置换反应都能放出较多的热量，化学能转化为内能。
2．有些化学反应过程会吸热，如氢氧化钡[Ba(OH)2]与氯化铵(NH4Cl)的反应会出现吸热降温现象，能量转化形式是内能转化为化学能。
3．电解是一种最强烈的氧化还原反应，许多不能自动发生的反应都可在电解情况下进行。水的电解、盐水的电解是两个最基本的电解反应。电解反应时，电能转化为化学能。
4．知识联系：有些物质在溶解过程中也会有吸热和放热现象，强酸、强碱溶于水都会放出大量的热而升温，而铵盐等溶于水一般都吸热降温。
典例 (2017·泰安改编)水是一切生物生存所必需的，有一种家用环保型消毒液发生器，如图所示。该装置工作时所发生的主要化学反应是氯化钠和水在通
电条件下反应生成氢氧化钠、氢气和氯气(Cl2)，完成下列问题：
(1)该反应的化学方程式为__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__。
(2)从能量变化角度看，该反应将电能转化为__化学__能。
【命题点分析】 本题考查化学方程式的书写和化学反应中的能量变化。初中试题中对化学方程式的书写要求是能根据题中所给出的反应物和产物，正确写出所有的化学式再配平，最后补充完整反应条件及气体或沉淀符号即可，特别要注意的是必须写全所有的反应物和生成物的化学式。化学反应过程常伴随着能量的变化，本题属于电解反应，是电能转化为化学能。
(2017·兰州)如图所示，装置气密性良好，广口瓶内装有某种固体，向其中滴加某种液体后U形管内液面a低于b，不符合上述实验现象的一组试剂是( C )
A．生石灰和水
B．铁粉和稀盐酸
C．硝酸铵和水
D．纯碱和稀盐酸
【解析】 生石灰和水反应生成熟石灰的过程会放出大量的热，瓶内压强增大，a管液面降低，b管液面升高；铁和稀盐酸反应生成氢气，瓶内压强增大，a管液面降低，b管液面升高；硝酸铵溶于水吸热，瓶内压强减小，a管液面上升，b管液面降低；纯碱是碳酸钠，它与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，瓶内压强增大，a管液面降低，b管液面升高。
专题一 长度和体积的测量、温度计的使用[学生用书P59]
一、测量物体的长度和体积
目标
1．学会使用刻度尺测量物体的长度；学会根据不同的测量要求选择刻度尺。
2．初步学会用量筒测量液体的体积；初步学会用量筒测量不规则物体的体积。
器材
带有毫米刻度的直尺、卷尺、三角尺、量筒、烧杯和水，细线、小石块(大小能放入量筒)。
过程
1．观察各种刻度尺的测量范围和最小刻度，填入下表。
刻度尺
测量范围
最小刻度
米尺
学生用直尺
45°三角尺
60°三角尺
卷尺
2.测量物体的长度。
(1)估计待测物体的长度，填入下表。
(2)根据测量要求选择适当的刻度尺，填入下表。
(3)正确读数，填入下表中。
测量内容
估计长度(cm)
测量工具
测量结果(cm)
橡皮的长度、宽度和厚度
课桌长度
3.观察量筒、量杯的测量范围和刻度，填入下表。
仪器
测量范围
最小刻度
量筒
量杯
4.用量筒测量小石块的体积。
(1)用烧杯将适量的水(估计能浸没石块)倒入量筒内，读出水的体积V1，填入下表。
(2)将小石块用细线拴住，缓缓放入量筒内的水中。当石块沉到筒底，并被水完全浸没时，读出此时水面所指示的刻度值V2，填入下表。(想一想：此时测得的V2 是__石块和水的总体积__)
(3)计算待测石块的体积，填入下表。
V1(mL)
V2(mL)
小石块体积(cm3)
(4)取出小石块放回原处，把量筒内的水倒回烧杯中，整理好仪器。
5．观察图示的实验。
实验中测出的塑料盒体积是__6cm3__。这种测量方法对你的启示是__测量密度小于水的不规则物体的体积时可采用悬物法__。
6．试测算图中树叶的面积。写出你的测算步骤：
①__测量并计算出每一小格的面积__；
②__将树叶放在格子纸上，画出轮廓，清点树叶所占的格子数(大于等于半格的算一格，小于半格的舍去)__；
③__将树叶所占的格子数乘以每一小格的面积，即为树叶的面积__。
1．关于长度测量需要注意的问题：
(1)正确使用刻度尺要求“看正确、放正确、读正确、记正确”。即使用前要注意观察它的零刻线是否完整，量程和最小刻度值；测量时尺要沿着被测物体，刻度靠着被测物体，不用磨损的零刻线；读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时要估读到最小分度值的下一位；记录的数字要有估计值和单位。
(2)测量过程要求“减小测量误差，避免测量错误”。刻度尺的热胀冷缩，皮尺拉得松或紧都能产生测量误差，热胀后的刻度尺测量值会偏小，皮尺拉得太松会使读数偏大，反之偏小。多次测量求平均值可减小测量误差，注意求平均值之前对错误的数据应舍弃，求得平均值后的数据仍保留相同的位数(不能改变其准确值和估计值的位数)。
(3)掌握特殊的测量技巧。测量纸张厚度、细铜丝直径可采用“累积法”，测量圆柱体直径采用“一刻度尺＋两三角板”的方法。
2．利用量筒测量体积需要注意的问题：
(1)量筒是测量体积的精密仪器，只能用于测量液体体积，不能用于配制溶液或作为反应容器。量筒形状细长易翻倒打碎，受热胀冷缩后易变形影响其准确度。
(2)选用量筒时，应使被测液体体积不小于一半量程且不超过量程，如要量取30mL水应选用50mL量筒而不能选用100mL量筒。
(3)读数时，视线应与凹液面底部相平。“俯视时读数偏大，实际体积偏小；仰视时读数偏小，实际体积偏大”。
(4)测量不规则石块时采用“排水法”，先测水的体积，再测水与石块的总体积，相减得石块体积。注意不能先测水与石块的总体积，因为取出石块时会带出少量水。测量密度小于水的蜡块体积时可采用“针压法”或“悬物法”。
典例1 (2018·南京)如图所示，硬币的直径为__2.50__cm。
【解析】 由图所示刻度尺可知，刻度尺的最小刻度值是1mm，硬币的直径是7.50cm－5.00cm＝2.50cm。读数中的2.5cm为准确值，0.00cm为估计值，2.50数据后面的0不能舍弃。
【命题点分析】 使用刻度尺测量物体长度时，被测物体长度等于物体末端所对刻度与始端所对刻度之差，要估读到最小刻度的下一位。
典例2 (2018·襄阳改编)在襄阳独特的民俗节日穿天节里，人们沿汉江捡拾穿天石，系上细绳佩戴以避邪。王军和几位同学利用细线、量筒和水等器材测量穿天石的体积。
(1)用量筒和水测量穿天石体积。“先往量筒中倒入适量的水”，其中“适量”的确切含义是：
①__水要能浸没穿天石__；
②__穿天石和水的总体积不能超过量程__。
(2)穿天石放入量筒前后的情况如图所示(忽略细线的体积)，穿天石的体积是__20cm3__。
【解析】 用“排水法”测量小石块体积时，先测水的体积再测水与石块的总体积，相减得石块体积。
【命题点分析】 中考题中多数情况不单独对测量体积出题，而是结合密度测量和计算知识结合出题。
1．(2017·怀化)如图所示，该刻度尺的最小刻度值为__1__mm，被测物体的长度为__2.85(2.83～2.87皆可)__cm。
【解析】 刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的最小刻度值为1mm；物体左侧与0.00cm对齐，右侧与2.85cm对齐，所以物体的长度L＝2.85cm。使用刻度尺时要明确其最小刻度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到最小刻度值的下一位。
2．(2018·衢州改编)利用排水法测量约20cm3体积的小石块，选取了100mL的量筒，需选用“适量”的水。下列水的体积最符合“适量”观点的是( C )
A．10mL B．40mL
C．60mL D．80mL
【解析】 “合适”的水量一般指最少能淹没小石块，且小石块和水的总体积不能超过量程。量筒的选用要求是被测液体的体积不能超过量程但也不能小于量程的一半，若小于量程的一半，则误差较大。小石块体积约20cm3，也有可能超过20cm3，所以选用80mL时有可能加入小石块后总体积超过量程。
二、温度的测量
1．观察不同的温度计，熟悉它们的用途、测量范围和最小刻度，把结果填入下表。
序号
温度计名称
主要用途
测量范围
最小刻度(℃)
最高温度(℃)
最低温度(℃)
A
B
C
2.用气温计测得当前实验室的气温。
3．测量水温：
(1)把开水倒入烧杯，将水银温度计插入烧杯内的水中(不要碰到烧杯的壁和底，玻璃泡全部浸入水中)。观察温度计中的水银柱，当它不再上升时，读出温度计所指示的温度值。
(2)在烧杯中适当加入冷水，温度计的水银柱逐渐下降。当温度计分别指示为50℃和30℃时，将手指浸入水中，记下手指对水温的感觉。
水温为50℃时，手指对水温的感觉是__热__。水温为30℃时，手指对水温的感觉是__凉__。
4．观察体温计，它与普通水银温度计相比，在构造和功能上有什么不同？
(1)体温计测量范围为__35__℃至__42__℃，最小刻度为__0.1__℃。
(2)由于__玻璃泡的上方玻璃管内有一特别细的弯曲__，
体温计离开被测人体后水银柱不会回落，这样可以方便地读出所测的体温。
5．用体温计测量自己的体温：
(1)先用手指捏紧体温计上部，用力甩几下，使体温计的水银柱回落到35℃以下。
(2)把体温计夹在自己的腋下，过3～5分钟后取出。
(3)读出自己腋下的温度为__36.5__℃。
1．温度计是根据酒精、水银、煤油等液体的热胀冷缩原理制成的。由于液体的熔点和沸点的原因，酒精一般用于制寒暑表，煤油温度计量程大致在－10～110℃，水银常用于制作－10～300℃量程的温度计。温度计的结构是有一个玻璃泡连着管径很细的玻璃管，内装液体，温度变化引起液体体积改变，使得细玻璃管内液柱高度变化。
2．普通温度计使用时先观察量程和最小刻度，测液体温度时，将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能碰到杯底或杯壁，待液柱上升且稳定后再读数，注意普通温度计不能离开被测液体读数。
3．体温计的玻璃泡更大，玻璃管更细，温度的较小变化就能引起水银柱的较大变化，所以可以有更精确的刻度。因其玻璃泡的上方有一特别细的弯曲(缩口)，离开人体后可阻止水银柱的下降，所以体温计可离开人体读数。体温计使用前需要“甩几下”，使水银柱回落。体温计绝不能测热水温度，否则将破裂。
典例1 (2018·株洲)学校实验室挂一只装有0.2g酒精的寒暑表，在一天中某一时段的初、末两个时刻，寒暑表的示数分别如图甲和乙所示。甲的示数为__12__℃，乙的示数为零下__3__℃。在这段时间内，寒暑表内的酒精__放出__(选填“吸收”或“放出”)的热量为__7.2__J。已知酒精的比热容c＝2.4×103 J/(kg·℃)。
【解析】 乙温度计读数时，要从“0”刻度往下数3小格，不能从下面的“10”刻度往上数。物质降温时都放热，放出的热量值：Q＝cmΔt＝2.4×103J/(kg·℃)×0.2×10－3kg×[12－(－3)]℃＝7.2J。
【命题点分析】 本题主要考查温度计的读数、温度变化与吸放热的关系以及比热的基本计算。题中涉及温度测量。普通温度计的最小刻度为1℃，数清温度计上的小格子即可。
典例2 (2018·张家界)测量是生活和学习中一项基本技能。
甲 乙
(1)如图甲所示用刻度尺测量物体的长度为__1.44～1.46均可__cm。
(2)如图乙所示用体温计测量体温，该体温计的示数是__36.7__℃。
【命题点分析】 本题考查长度测量和温度测量。长度测量中要注意起始刻度，数据中需包含估计值。体温计的最小刻度为0.1℃，除长度测量外其他测量的记录数据不要求估计值。
因生产工艺，使用环境等多种因素的影响，测量工具多多少少都会出现误差，所以生产实践和科学研究中需经常对各种计量仪器进行校正。一支刻度均匀但刻度线读数不准的温度计，把它放在冰水混合物，读数是2℃；把它放在标准大气压下的沸水中，读数是97℃。若用这支温度计去测量某物体的温度时，它的读数为40℃，则该物体的实际温度是__40__℃。
【解析】 真正的0℃刻度在2℃上，真正的100℃在97℃上，中间相差95，则每一格代表实际温度为100℃/95。40℃时应从2℃开始上升的格子为：40℃×95/100℃＝38格，从2℃的格上升38格，正好是40℃的格子上。
专题七 探究力与运动的关系、探究二力平衡的条件、
探究摩擦力的相关因素[学生用书P75]
一、阻力对小车运动的影响
1．在水平木板上分别铺上毛巾和棉布，如图甲和乙，让小车从斜面的顶端由静止开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离，并记录结果。
2．水平木板上不铺任何材料，如图丙，重复上述实验。
水平面的材料
小车受到的阻力(大，较大，小)
小车运动的距离(大，较大，小)
毛巾
棉布
木板
实验表明：水平面越光滑，小车运动时所受的阻力越__小__，运动的距离越__远__，速度减小得越__慢__。
猜想：如果小车在水平面上运动时不受阻力的作用，那么它将__一直做匀速直线运动__。
1．牛顿第一定律告诉我们，当物体不受力(或受平衡力作用)时总保持静止或匀速直线运动状态，原来是静止的就保持静止状态，原来是运动的就保持匀速直线运动状态。即物体具有惯性，牛顿第一定律又叫惯性定律。
2．牛顿第一定律的实验涉及控制变量法和理想实验法，小车从相同的高度滑下是为了获得相同的初速度，在不同的平面上运动是为了控制摩擦阻力不同。当小车所受的阻力越小，移动的距离越远，这就是控制变量法。但在实际实验中，不可能做到真正的无摩擦阻力，所以需要在实验的基础上进行推理，即理想实验法。
3．该知识点涉及四位重要的科学家，亚里士多德认为力是改变物体运动的原因，这个观点是完全错误的。伽利略通过实验认为物体不受力时将保持匀速运动状态，其观察未涉及运动方向是否改变。笛卡尔通过实验又认为物体不受力时将保持匀速运动状态且方向不变，但未涉及静止问题。牛顿总结后认为物体若不受力将保持静止或匀速直线运动状态。
典例 (2018·扬州)在探究阻力对物体运动的影响时：
(1)如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是__获得相同的初速度__。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程__越长__。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将__一直做匀速直线运动__。
(2)在辨析图乙两位同学的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是__很难控制推力在运动过程中不变(或阻力在运动过程中是恒力)__。
【命题点分析】 本题探究阻力对物体运动的影响。实验时控制小车具有相同的初速度，在不同的摩擦阻力作用下，观察小车的运动距离来分析阻力对物体运动的影响。
(2018·宁波)在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离分别停在如图所示位置。
(1)小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的__初速度__相同。
(2)小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在__不受任何阻力(或不受摩擦力、不受外力、不受力)__的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。
(3)实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1__＞__P2。(选填“＞”“＝”或“＜”)
【解析】 本题主要验证牛顿第一定律。小车从相同高度释放可以使小车到达水平面时具有相同初速度(控制变量)。小车在水平面上运动时，受到的阻力越小，滑动距离越远，然后通过“理想实验”方法进行推论得出牛顿第一定律。小车运动时的功率P＝W/t，小车的初速相同则拥有的初动能是相同的，在棉布上运动时间较短而在木板表面运动时间较长，所以P1＞P2。
二、物体的惯性
1．如图甲所示，向右拉动木块，当木块受阻碍而停止运动时，上面的木块将会__向前运动__。原因：__木块具有惯性__。
2．如图乙所示，用手指弹击卡片，卡片上的硬币会跟着飞出吗？__不会__。原因：__硬币具有惯性__。
3．如图丙所示，取一只开有一个洞的纸板箱(纸板的其他接缝均用胶带纸封住)，用两肘抱住纸箱，让洞口对着点燃的蜡烛，用两手同时拍击箱的两个侧壁，将会看到__蜡烛熄灭__。用惯性知识解释这一现象：__空气也具有惯性，继续向前运动，吹灭蜡烛__。
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。原来静止的物体保持原来的静止状态；原来运动的物体保持原来的运动状态。并且要知道任何物体都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与是否运动、是否受力、做什么运动都没有关系。
典例 (2018·烟台)关于惯性，以下说法正确的是( A )
A．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性
B．汽车驾驶员和乘客需要系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性
C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用
D．高速公路严禁超速，是因为速度越大惯性越大
【命题点分析】 正确理解惯性的概念是解答此题的关键，惯性作为物体本身固有的一种属性，在我们生活中随处可见，与我们的生活息息相关，我们要注意联系实际，用所学惯性知识解决身边的物理问题。
(2017·江西改编)我国有着至少5000年历史的传统农耕文化，长期的生产实践中出现了许多农业生产的相关技术。小华对如图甲所示的一个老式风扇车——“扬谷风车”，颇感兴趣，摇手摇杆产生的风，为什么能将从漏斗中漏下的谷粒与空壳分开呢？小华便进行了以下探究：
【自制器材】
(1)利用废旧塑料板制成条形漏斗，废旧塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口；仿照老式风扇车，组装成如图乙所示的装置。
(2)选用质量__不同__的砂砾模拟谷粒和空壳。
(3)裁剪快餐盒盖用于收集砂砾。
【进行实验】
(1)把快餐盒盖放在水平桌面上，将上述装置侧壁缺口朝下放在盒盖上方。
(2)取一小风扇正对进风口，再开启小风扇并将砂砾倒入漏斗。
(3)待砂砾漏完，关闭小风扇。
(4)观察盒盖上的砂砾，比较__砂砾水平运动的距离__。
【收集证据】实验结果如图丙所示，并记录在表中：
砂砾质量
大
较大
小
砂砾水平运动的距离
近
较近
远
【分析论证】
(1)由实验结果可知，在相同的风速的作用下，质量较大的砂砾不容易被风吹远，其运动状态__不容易__发生改变(选填“容易”或“不容易”)，即惯性较__大__(选填“大”或“小”)。
(2)由此也可以说明惯性的大小与物体的__质量__有关。
【交流评估】为了使实验结论更科学，可以更换不同的物体或改变风速大小重复上述实验。
【拓展应用】
(1)如果使用风扇车来分离谷粒和空壳，则在甲图中__B__(选填“A”或“B”)口可收集到饱满的谷粒。
(2)如图丁所示，在无风的情况下，农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去，饱满的谷粒将落在离工人更__远__(选填“近”或“远”)处，从而将谷粒与空壳分离。
三、探究二力平衡的条件
1．用如图的装置，若在两边的绳套上挂等重的钩码，此时塑料板两侧受到的拉力大小相等。放开塑料板后，可看到塑料板将__静止__。
2．如图甲，在两边的绳套上挂不等重的钩码，此时塑料板两侧受到的拉力大小不相等。放开塑料板后，可看到塑料板将会向钩码__重__(选填“重”或“轻”)的一侧运动。
3．如图乙，在两边绳套上挂等重的钩码，将塑料板稍向下移动，此时塑料板两侧受到的拉力虽然大小相等，但方向并非严格相反。放开塑料板后，可看到塑料板会__向上运动__。
4．如图丙，在两边的绳套上挂等重的钩码，并将塑料板扭转一个角度，使塑料板两侧绳子相互平行，此时塑料板两侧受到的拉力虽然大小相等、方向相反，却不在一条直线上。放开塑料板后，可看到塑料板会__转动__。
1．二力平衡原理中涉及四个关键点：两个力要“同体、同线、等大、反向”。试题中常会对其中的某一关键点进行出题。例如两个力未作用在同一物体上，不作用在同一直线上，大小不等或方向不是正好相反。
2．注意二力平衡与相互作用力之间的区别。二力平衡是作用在同一物体上的，而相互作用力是作用在两个相对的物体上的。判断两个力是否属于平衡力或相互作用力也是常考知识点。
3．一个物体受力平衡时并不一定只受一对平衡力的作用，也可同时受两对或三对平衡力的作用。平衡力中有时不止两个力在作用，或许有三个力、四个力同时在作用。
典例 (2018·呼和浩特)如图所示，一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下，铁块竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( C )
A．磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B．拉力和重力是一对相互作用力
C．若一切外力突然消失，铁块会一直向上做匀速直线运动
D．铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向上
【解析】 磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是分别作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。拉力和重力是作用在同一个物体上的两个力，所以不是一对相互作用力。根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态，原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变；铁块原来是向上运动的，当一切外力突然消失，铁块仍然保持原来的运动状态，所以铁块将一直向上做匀速直线运动。铁块竖直向上运动，所以受到的滑动摩擦力方向竖直向下。
【命题点分析】 此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别，同时考查牛顿第一定律和摩擦力的方向，关键是正确理解平衡力和相互作用力的区别：平衡力是作用在同一物体上的两个力；相互作用力是作用在不同物体上的两个力。
四、摩擦力的存在
1．如图甲，用手推一下放在桌面上的木块，使它运动起来，观察木块离开手后运动状态有什么变化？__继续向前运动一段路程后停止运动__。原因解释：__物体受到摩擦力的作用__。
2．如图乙，将手掌紧压在桌面上，并慢慢拖动，使手在桌面上滑动。手掌的感觉是__受到桌面摩擦力的作用__。
3．如图丙，纸杯中盛有米，米内插有筷子。将米压紧后，竖直向上提筷子，可以看到筷子__带着纸杯中的米一起提起__。解释现象：__米压紧后，筷子向上提起时，筷子与米之间有摩擦力__。
1．当两个相互接触的物体做相对运动或有相对运动趋势时，会产生阻碍物体运动的力，这个力称为摩擦力。摩擦力的方向与物体的运动方向或运动趋势方向相反。
2．上述实验中，正在桌面上运动的物体速度会变慢并最终停下来，说明摩擦力是阻碍物体运动的，且摩擦力方向与运动方向相反。手掌紧压桌面拖动感觉受到阻力，可以说明摩擦力的大小与手掌对桌面的压力大小是有关的，且压力越大，摩擦力越大。同一手掌用相同的压力在不同的桌面上拖动，感觉到的阻力是不一样的，说明接触面不同对摩擦力大小有影响。筷子提米要求压紧大米，说明摩擦力的大小与压力有关。
3．在桌面上运动的木块和在桌面上拖动的手掌两个实验中所受到的摩擦力是两个物体在做相对运动过程中受到的摩擦力。而筷子提米实验中，米与筷子之间是相对静止的，产生该摩擦力的情况与前两者有所不同。可分别称之为动摩擦力和静摩擦力。
4．摩擦力可分为有益摩擦和有害摩擦，如自行车或汽车在行驶过程中的主动轮受到地面的摩擦是有益摩擦，从动轮受到地面的摩擦是有害摩擦，但在自动刹车过程中受到地面的摩擦都是有益摩擦。生活和生产实践中，可通过改变压力、改变接触面粗糙程度、变滑动为滚动等多种方法来改变摩擦力大小。
典例 (2017·福建)自行车是“绿色”出行的交通工具，为了减少摩擦的设计是( D )
A．车上安装有刹车闸
B．轮胎上刻有花纹
C．脚踏板做得扁而平
D．车轴处装有滚动轴承
【解析】 车上安装有刹车闸是为了增大摩擦，使车尽快停下；轮胎上有花纹是增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦；脚踏板做得扁而平，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；车轴处装有滚动轴承是将滑动摩擦变为滚动摩擦，属于减小摩擦的设计。
【命题点分析】 增大摩擦的方法有增大接触面的粗糙程度，增大压力等；减小摩擦的方法有减小接触面的粗糙程度，减小压力，使接触面分离等。减小压强的方法：在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强。
五、影响摩擦力大小的因素
1．如图甲所示，在水平放置的长木板上放一块木块，用弹簧测力计拉木块，使它在长木板上做匀速直线运动，测出木块运动时受到的摩擦力，记录数据。
2．如图乙所示，在木块上放砝码，增大木块与长木板之间的压力，测出木块运动时受到的摩擦力，记录数据。
3．在长木板上铺上棉布，以增大接触面的粗糙程度，按图丙的方式测出木块运动时受到的摩擦力，记录数据。
实验结论：__当一个物体在另一个物体的表面上滑动时，摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力及接触面的粗糙程度有关。压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大__。
1．摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度两个因素有关，与接触面的大小、物体运动快慢无关。
2．实验时，物体运动过程中，只有当物体匀速直线运动时，拉力才等于摩擦力。如果做非匀速直线运动，拉力大小与摩擦力不相等，两个力的差值正好用于改变物体的运动状态。如拉力大于摩擦力，则拉力大小比摩擦力多出的部分用于加快物体的运动速度；反之若拉力更小，则多出来的摩擦力用于物体的减速。
典例 (2018·恩施州改编)如图所示，弹簧开始处于自然伸长状态，现用10N的推力F推着木板B向右做匀速直线运动，最终将弹簧压缩至最短(木板B始终未接触墙壁、地面与木板B的下表面光滑、B的速度始终大于A的速度)。
(1)在此过程中木板B受到摩擦力的方向向__左__(选填“左”或“右”)，木块A受到摩擦力的大小为__10__N。
(2)物体在同一直线上受到两个力作用，若两个力的方向相同，其合力为两力之和；若两个力方向相反，则合力大小等于两个力之差，且合力的方向与较大的力作用方向相同。本题中，木块A在水平方向上受到的合力方向__可能__发生改变(选填“可能”或“不可能”)。
【解析】 (1)地面与木板B的下表面光滑，说明木板B与地面之间没有摩擦力，木板B向右做匀速直线运动，处于平衡状态，受向右的推力和木块A对B向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即fB＝F＝10N；因为物体间力的作用是相互的，所以木板B对A的摩擦力与木块A对B摩擦力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，即fA＝fB＝10N，方向向右。(2)木块A在水平方向上受向右的摩擦力和向左的弹力，开始时摩擦力大于弹力，合力向右，随着弹簧的缩短，弹力逐渐增大，弹簧压缩至最短时，若此时弹力大于10N，则此时木块A在水平方向上受到的合力方向会发生改变。
【命题点分析】 本题涉及摩擦力、平衡力、相互作用力、物体的运动等知识点。
1．(2018·杭州江干区三模)如图所示，一个木块A放在长木板B上，弹簧测力计一端接A，另一端固定在墙壁上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，水平弹簧测力计的示数为T，下列关于摩擦力的说法正确的是( D )
A．木块受到的摩擦力大小等于F
B．长木板受到的摩擦力大小等于T
C．若长木板以2v的速度运动时，长木板受到的摩擦力大小等于2F
D．若用2F的力作用在长木板上，木块受到的摩擦力大小仍等于T
【解析】 由于此时木块A处于平衡状态，所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T；此时长木板也处于平衡状态，即此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力，故此时长木板所受的摩擦力等于F；若长木板以2v的速度运动时，此时长木板仍处于平衡状态，故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F；若用2F的力作用在长木板上，此时木块A仍处于平衡状态，所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T。
2．(2018·自贡改编)如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。已知GA＝10N，GB＝20N，F＝5N，则A、B间摩擦力f1的大小为__0__N，B、C间摩擦力f2的大小为__5__N。
【解析】 物体A和B以相同的速度做匀速直线运动，即A、B相对静止，所以A、B间摩擦力f1＝0。B受到F的拉力和水平地面的摩擦力，B受力平衡，则B受到的摩擦力f2＝F＝5N。
专题三 海波和松香的熔化、探究液体蒸发快慢
的影响因素、水的沸腾实验[学生用书P64]
一、海波和松香的熔化
1．如图所示，把装有海波的试管放在盛水的烧杯里，缓慢加热，观察海波状态的变化。待温度升到40℃开始，每隔0.5min记录一次温度；在海波完全熔化后再记录4～5次。
2．改用松香做实验，重复上述实验。
3．将两个表格中的各组数据先用点分别标在两个坐标图上，再用平滑的曲线将各个点连接起来。
4．根据你所画的曲线图，比较海波和松香熔化时温度变化有什么不同。
时间(min)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
海波的温度(℃)
40
松香的温度(℃)
40
海波熔化的图像 松香熔化的图像
实验结论：海波和松香的共同点是：都要从外界__吸收__热量；两者的不同点是：海波的熔化是在一定的温度下进行的。在这一温度下海波会出现固、液共存的状态。而松香在熔化时，温度则持续上升，它是一个逐渐变软再变稀的过程。
1．海波为晶体，松香为非晶体。碳、磷、铜、铁等非金属和金属单质、氯化钠、硝酸钾等盐类物质多为晶体，塑料、松香等固态有机物多为非晶体。
2．晶体在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，表现在熔化曲线上会出现一个“平台”。非晶体在熔化过程中温度一直在上升，没有固定的熔点，表现在熔化曲线上则不会出现 “平台”。无论晶体还是非晶体熔化过程都需要持续吸热。
3．关于晶体熔化曲线的理解与分析：熔化之前的升温过程物质状态为固态，熔化过程中即曲线的“平台”时为固液共存状态，熔化以后为液态。
4．本实验中，大试管中海波和松香的量不能太少，加热不能太快，否则所作的曲线区别不够明显。
5．不同的晶体具有不同的熔点，如冰为0℃、水银为－39℃。熔化曲线中“平台”对应的温度即为晶体的熔点。
典例 (2018·常州)小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示。
甲 乙 丙 丁
(1)图乙中的温度计示数为__－2__℃。
(2)小明绘制的温度—时间图像如图丙所示。由图可知：冰是__晶体__(选填“晶体”或“非晶体”)，理由是__熔化过程中温度保持不变(即有熔点)__；0～2min升温比5～10min快，原因是__冰的比热容比水小__。
(3)小明实验后，小华重新加冰、温水，也做了该实验，绘制的温度—时间图像如图丁所示，丙、丁图像的差异是因为小华在实验中__加入冰的质量较大(或温水温度较低，或温水质量较小)__(回答一点即可)。
【命题点分析】 本题主要考查固体熔化过程，涉及了温度计的读数、熔化曲线的分析等相关知识。题中的熔化曲线中出现“平台”，即可判断冰为晶体，“平台”对应的温度0℃即为冰的熔点。同一组实验在加热快慢相同的情况下，固态升温更快，液态升温更慢，这是因为冰与水的比热不同。
1．(2018·扬州)如图所示是甲、乙两种物质的熔化图像，下列说法正确的是( C )
A．0～4min甲比乙吸热多
B．4～8min甲不吸热
C．0～10min甲和乙内能不断增加
D．0～10min甲和乙温度不断升高
【解析】 甲属于晶体熔化曲线，乙属于非晶体熔化曲线。晶体在熔化过程中，温度不变但需要吸热，内能增加。相同时间内吸热多少取决于加热情况，曲线上升的快慢不能说明问题。
二、探究液体蒸发快慢的影响因素
我们一般都希望用湿布拖过的地面干得快些，买来的蔬菜干得慢些。这就涉及液体蒸发的快慢。那么，液体蒸发的快慢究竟跟哪些因素有关呢？你能对液体蒸发快慢的影响因素建立合理的假设吗？(联系晾晒衣服的经验，也许能够得到启示)
根据生活经验，我们可以建立如下假设：液体蒸发快慢
①跟液体表面积的大小有关。
②跟温度的高低有关。
③跟液体表面空气流动的快慢有关。
利用玻璃片(2块)、滴管、酒精、酒精灯、木夹、硬纸片，可以对以上三个假设作出检验：
1．检验假设①：如图甲，在2块玻璃片上各滴1滴酒精，将其中一块玻璃片上的酒精摊开的面积较大，则表面积较大的那滴酒精蒸发得__快__些。
2．检验假设②：如图乙，在2块玻璃片上各滴1滴酒精，并使酒精的表面积大致相同。用木夹夹住一块玻璃片，放在酒精灯上加热，则加热的那滴酒精蒸发得__快__些。
3．检验假设③：如图丙，在2块玻璃片上各滴1滴酒精，并使酒精面积大致相同。用硬纸片对其中一块玻璃片上的酒精扇风，则表面空气流动较快的那滴酒精蒸发得__快__些。
根据上述实验结果，得出的结论是：__液体蒸发的快慢跟液体的表面积、温度，以及液体表面空气流动的快慢等因素有关。液体表面积越大，温度越高，液体表面空气流动越快，液体蒸发就越快。__。
探究液体蒸发快慢的影响因素的实验，需紧扣其知识点进行实验设计与分析，即上述实验结论：液体蒸发的快慢跟液体的表面积、温度，以及液体表面空气流动的快慢等因素有关。液体表面积越大，温度越高，液体表面空气流动越快，液体蒸发就越快。另外还要注意，不同的液体种类，蒸发快慢也不同，酒精的蒸发比水要快得多。
中考出题时，情景可变，但分析问题的原理不变。无论是针对晒衣服还是热风干手器的分析，都从“表面积、温度、液体表面空气流动的快慢”角度去分析解答即可。
典例 住在热带贫困地区的居民，由于没有电，夏天无法用电冰箱保鲜食物。英国学生发明了无电“冰箱”。它的内桶用金属制成，外桶用木头、塑料等常见材料制成，两层之间的空隙可以填充沙子。外桶上有数个圆孔。用水浸湿沙子后，把桶放在干燥、通风的地方，并保持沙子潮湿，这样能使金属桶内部空间温度维持在6℃左右，从而使食物保鲜。根据上文，请回答：
(1)该无电“冰箱”的工作原理是__汽化吸热__。
(2)内桶用金属材料而不用塑料制作的原因是__金属的导热性能比塑料好__。
(3)把桶放在干燥、通风的地方，并保持沙子潮湿的目的是__加快水的蒸发__。
【命题点分析】 影响液体蒸发快慢的因素有三个：液体的温度；液体的表面积；液体表面上方空气的流动速度。从这三个方面来分析，从而可以得到答案。本题主要考查学生对影响液体蒸发快慢因素的了解和掌握情况。
三、水的沸腾实验
1．按图示方法加热烧杯中的水。水未沸腾时，水的温度__升高__。
2．当水沸腾后继续加热，水面和内部将出现什么现象？__水沸腾时，水面和内部同时进行汽化__。水的温度将__不变__。
1．每种液体都有一定的沸腾温度即沸点，水的沸点为100℃、酒精的沸点78℃。液体沸腾的条件是温度达到沸点并且持续加热。
2．水的沸点100℃是有条件的，即一个大气压下、纯水的条件。若气压变化或水不纯，沸点将改变。一些实验中测得的水的沸点为98℃、99℃或101℃，都是正常的。温度计误差因素也会引起沸点不同。
3．“开水不响、响水不开”的原因是因为水沸腾之前，底部温度高，产生气泡多，气泡上升过程中，水蒸气又液化，气泡消失，气泡的一大一小引起水的振动而发声。水沸腾后，水温都达到了100℃，由于持续加热，气泡上升过程中不会消失反而增大，水的振动减小，所以“开水不响”(相对未开时不够响)。常见题型中会出现根据水中气泡大小的变化来判断水是否沸腾。
典例 (2018·德州)在探究“水沸腾时温度变化的特点”实验中：
(1)安装好实验器材后，为缩短实验时间，小强在烧杯中倒入热水，热水中温度计的示数如图甲所示，此时温度计的示数为__68__℃。
(2)当水温接近90℃时，每隔1min记录一次温度，并绘制了图乙所示水温随时间变化的图像，由图像可知：水沸腾时的特点是__继续吸热，温度不变__。
(3)小强观察到：沸腾时水中气泡的情形为图丙中__A__图(选填“A”或“B”)。
(4)小强同学想提高水的沸点，换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法__不可行__(选填“可行”或“不可行”)。
【命题点分析】 本题涉及温度计的读数、水的沸腾曲线、水沸腾现象(气泡变化特点)以及水的沸点高低的影响因素等。注意：沸腾曲线的“平台”对应的温度即为水的沸点；水沸腾时，水的内部和表面都会汽化，气泡在上升过程中变大；水的沸点受气压、纯度影响，与是否加大火力无关。
1．(2018·遵义)中央电视台播出的《中国诗词大会》深受观众喜爱，下列对古诗词中涉及的热现象解释正确的是( B )
A．“千里冰封，万里雪飘”，冰的形成是升华现象
B．“岚雾今朝重，江山此地深”，雾的形成是液化现象
C．“青青园中葵，朝露待日晞”，露的形成是汽化现象
D．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”，霜的形成是凝固现象
【解析】 冰的形成是凝固现象，露的形成是液化现象，霜的形成是凝华现象。
2．(2018·毕节)小李同学观看表演“沸腾的油锅中取铁球”后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为287℃，醋的沸点为60℃，当温度达到__60__℃时锅中的“油”就沸腾了；继续加热，“油”和放入其中的铁球的温度__不会__(选填“会”或“不会”)升高，当__醋汽化(或醋蒸发)__后，继续加热，就不可能赤手从油锅中取铁球了。
3．某科学兴趣小组的三个同学做“观察水的沸腾”实验，他们使用的实验装置分别如图a、b、c所示，酒精灯和烧杯均为同一规格。甲、乙、丙是使用这三套实验装置实验后作出的温度随时间变化的图像。
(1)用a装置做实验作出的图像是__丙__图；用b装置做实验作出的图像是__甲__图；用c装置做实验作出的图像是__乙__图。
(2)乙图曲线最明显的特点是温度上升较慢，原因是__烧杯中水的量较多__。丙图曲线最明显的特点是沸点升高，原因是__烧杯加盖后，气压增大__。
【解析】 注意a图加了玻璃盖，会使水的沸点升高；c图的水量最多，达到沸点需要得到更多热量，延长了加热时间。
专题九 探究浮力大小的相关因素[学生用书P82]
一、体验浮力的存在
1．如图甲所示，将一空塑料瓶的瓶盖旋紧，然后把它压入水中，瓶子和手会受到较大的向上的力。松开手后，空塑料瓶立即上浮并漂浮在水面。
2．测量物体在水中受到的浮力大小(二次称量法)。
如图乙所示，用弹簧测力计挂着一物体分别测出在空气中的重力G和物体浸入水中对弹簧测力计的拉力F拉，可求得物体在水中所受的浮力F浮＝G－F拉。
二、探究浮力大小的相关因素
1．在上图甲所示的活动中，空塑料瓶浸入水中的体积越大，手会感觉越费劲。根据这一事实，你认为浮力的大小跟哪些因素有关呢？
2．我们可以建立这样的假设：浮力的大小与排开液体的多少有关，排开的液体越多，受到的浮力越大。你还有什么生活经验为这个假设提供支持呢？
3．用图示的器材，以小组为单位，定性研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。
4．和组内同学讨论：
(1)要定量研究水的浮力大小和物体排开水的多少的关系，需要做什么？
答：__先用弹簧测力计将物体在空气中称重得G物，再将物体的一部分和全部浸入水中，分别测得弹簧测力计的读数F1、F2等，利用F浮＝G物－F，算出每次不同体积浸入液体时的浮力。通过比较可知物体浸入液体的体积越多即排开水的体积越多，浮力越大__。
(2)如图所示的量筒和溢杯在你的研究中有什么用？
答：__溢杯可让物体浸入水中时将排开的液体全部溢出，量筒可测量物体排开水的体积__。
(3)实验中需要直接测量哪些量？
答：__实验中要测量物体的重力G物，浸入水中对弹簧测力计的拉力F拉，再用量筒测出排开水的体积，通过计算转换可得排开水的重力G排液__。
5．在笔记本上写下简单的实验步骤，设计实验记录表。通过与其他同学的交流，确定实验步骤，并完成记录表的设计。
物体重力(N)
物体在水中对弹簧测力计的拉力(N)
浮力(N)
溢水的体积(mL)
溢水的重力(N)
6.进行实验，把实验数据记录在表中(略)。
7．分析实验数据，得出结论：__物体浸在液体中所受的浮力等于排开液体的重力__。
1．阿基米德原理：物体浸在液体中所受的浮力等于排开液体的重力。用公式表示：
F浮＝G排液＝m排液g＝ρ液V排液g
注意公式中的每一步等式在分析和解决浮力问题中均有用途。
2．实验中，物体浸在液体中所受的浮力可通过二次称量法获得，即物体在空气中先称重得G物，再将物体浸入水中测得对弹簧测力计的拉力F拉，相减可得物体受到的浮力，即：F浮＝G物－F拉。物体排开液体的重力可用量筒测量体积转换成质量再转换成重力，许多试题中也可用弹簧测力计分别称出空桶重和桶加水的重，相减得排开水的重力。
典例 (2018·淄博)小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。
(1)部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是__测量空桶的重力__，若将遗漏的步骤标注为D，最合理的实验步骤顺序是__D、B、A、C__(用实验步骤对应的字母表示)。
(2)小明进行实验并把数据记录在表中。从表中数据可知石块受到的浮力是__0.2__N，排开液体的重力是__0.2__N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是__通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性__，接下来的实验操作应该是__换用不同液体重新实验__。
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数(N)
1.6
1.8
0.5
0.3
(3)实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取__体积__相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。
【解析】 (1)探究浮力大小与排开液体的重力的关系，需要测出物体排开水的重力，因此需要先测出空桶的重力，由图示实验可知，实验遗漏的步骤是测量空桶的重力；实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据F浮＝G－F示得出物体受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出物体排开水的重力，因此合理的实验步骤是D、B、A、C。(2)由实验步骤A、B可知，物体浸在液体中时受到的浮力F浮＝FB－FA＝1.8N－1.6N＝0.2N。由实验步骤C、D可知，物体排开液体的重力G排＝FC－FD＝0.5N－0.3N＝0.2N。由于只测了一组实验数据，这样得出的结论会具有片面性或偶然性，所以为了寻找普遍规律，做完一次实验后，需要换用不同液体重新实验。(3)想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同、密度不同的物体，使其浸没在同种液体中(保证了液体密度相同、排开液体的体积相同)，比较浮力的大小。
【命题点分析】 (1)考查阿基米德原理的内容：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力；要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力，可根据F浮＝G－F示得出，然后测出排开液体的重力，两者进行比较即可验证。(2)考查根据称重法求出实验中物体所受的浮力；用桶和水的总重力减去桶的重力算出排开水的重力；为了找普遍规律，需要换用不同的液体再次实验。(3)考查控制变量法，要探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同的不同物体使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。
1．某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4，则( B )
A．F浮＝F3－F1 B．F浮＝F4－F1
C．F浮＝F3－F2 D．F浮＝F2－F4
【解析】 二次称量法可直接得出浮力，浸在液体中的物体所受的浮力数值上就等于排开液体的重力。
2．(2017·泰安)有甲、乙两个溢水杯，甲溢水杯盛满酒精，乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中，小球下沉到杯底，溢出酒精的质量是40g；将小球从甲溢水杯中取出擦干，轻轻放入乙溢水杯中，小球漂浮且有1/11的体积露出液面，溢出液体的质量是50g，已知ρ酒精＝0.8×103kg/m3。下列计算正确的是( B )
①小球的质量是40g
②小球的体积是50cm3
③液体的密度是1.1×103kg/m3
④小球的密度是0.9×103kg/m3
A．只有①②正确 B．只有②③正确
C．只有②④正确 D．只有①③正确
【解析】 由题可知小球放入乙液体中处于漂浮状态，故F浮乙＝G＝G排，故m＝m排＝50g；由题可知，在甲中小球下沉，小球的体积就等于排开酒精的体积，所以据ρ＝m/V可得V＝V酒精＝m/ρ＝＝50cm3；所以小球的密度是ρ球＝m球/V球＝50g/50cm3＝1g/cm3＝1×103kg/m3；因为小球在乙中漂浮F浮＝G本身，根据阿基米德原理有，F浮＝m排g＝ρ乙gV…①；且G本身＝ρ球gV…②；故将①②代入F浮＝G本身可得：ρ乙gV＝ρ球gV，ρ乙＝ρ球＝×1×103kg/m3＝1.1×103kg/m3。
3．(2017·无锡)同学们用空塑料瓶和细砂等实验器材探究影响浮力大小的因素。(g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3)
(1)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想，并举出了相应的实例：
猜想一：浮力的大小与物体的密度有关。实例：铁块在水中下沉，木头可以浮在水面上；
猜想二：浮力的大小与液体的密度有关。实例：鸡蛋在水中下沉，在盐水中可以浮起来；
猜想三：浮力的大小与浸入液体中的深度有关。实例：在游泳池里，人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大。
(2)为了验证以上猜想是否正确，同学们选择了装入细砂的塑料瓶和其他实验器材进行探究，实验过程如图所示。
①根据实验步骤d和__e__(填字母)，可以确定猜想二是正确的。
②根据实验步骤c和d可以验证猜想三是__错误__(选填“正确”或“错误”)的；对该猜想对应的实例，合理的解释是__在游泳池里，人越往下蹲排开水的体积越大，人受到的浮力越大，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关__。
③要验证猜想一是否正确，可以在塑料瓶中__添加一些细砂(合理即可)__后再进行探究。
④同学们讨论认为，猜想一和猜想二中的实例反映了物体的浮与沉可能与密度有关，要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体，物体的密度应小于__1.1__g/cm3(计算结果保留1位小数)。
【解析】 (2)①物体浸没在水中受到的浮力F浮＝0.4N－0.06N＝0.34N；物体浸没在盐水中受到的浮力F浮＝0.4N－0.02N＝0.38N，浮力不相等，而物体所处的深度和浸没的体积相同，(则浮力不相等是液体的种类密度)不同引起的，说明浮力的大小与液体的密
度有关。②物体在c、d中(液体的密度相同，都是水)受到的浮力相同，而排开液体的体积都等于物体的体积，但物体所处的深度不同，故得出：物体浸在同种液体中，所受浮力大小与浸入液体的深度无关。③要验证猜想一是否正确，即浮力的大小与物体的密度有关，根据控制变量法要改变物体的密度，在物体体积不变时，在塑料瓶中添加一些细砂可以改变塑料瓶整体的密度。④由a、c两图可知，物体浸没在水中所受浮力F浮＝G－F′＝0.4N－0.06N＝0.34N；物体浸没在盐水中受到的浮力F′浮＝0.4N－0.02N＝0.38N；由阿基米德原理可得：F浮＝ρ水gV排＝0.34N，F′浮＝ρ盐水gV排＝0.38N。浸没时V排相等，可得盐水的密度ρ盐水＝＝≈1.1×103kg/m3＝1.1g/cm3。要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时，物体的密度应小于1.1g/cm3。
专题二 用天平测量固体和液体的质量、测量石块和盐水的密度[学生用书P61]
一、用天平测量固体和液体的质量
目标
1．了解托盘天平的主要结构，初步学会调节天平。
2．正确使用托盘天平测量固体和液体的质量。
器材
托盘天平，待测的小铁块和小木块，盛水容器，烧杯和水。
过程
1．观察并了解托盘天平的主要结构。说出这些结构的基本功能。
2．观察托盘天平的称量，调节天平。
(1)该天平砝码盒内装有砝码__6__个，镊子1 把。最大砝码的质量是__100__g，最小砝码的质量是__5__g，砝码的总质量是__205__g。
(2)该天平的横梁标尺上最大刻度值为__5__g，最小刻度值为__0.2__g。从上面观察可知，该天平最大可测量的质量为__210__g，最小可测量的质量为__0.2__g。
(3)调节天平。把天平放在水平面上，游码移到标尺左端“0”刻度处，调节横梁两端的平衡螺母，直到横梁上的指针__指向中央红线__时，横梁平衡。
3．测量固体的质量。
(1)把待测小铁块放在天平的左盘。
(2)用镊子往天平右盘加砝码，并移动游码，直到横梁平衡。
(3)将天平右盘中砝码的总质量和游码所指示的质量数相加，得出所测物体的质量，填入表格。
(4)把待测的小木块放在天平的左盘，重复上述步骤。
被测物体
砝码质量(g)
游码指示值(g)
物体质量(g)
小铁块
小木块
4.测量液体的质量。
(1)用天平测出烧杯的质量，填入表格。
(2)在烧杯中盛上适量的水。测出此时水和烧杯的总质量，填入表格。
(3)在烧杯内再加入适量的水，重复上述步骤。
(4)算出两次烧杯内水的质量，填入表格。
(5)测量完毕，整理好仪器。
烧杯质量(g)
烧杯和水的总质量(g)
烧杯内水的质量(g)
讨 论
你能用天平测出一枚回形针的质量吗？试写出测量的步骤：__取50枚回形针，用天平称出总质量，然后用总质量除以回形针的数量即为一枚回形针的质量__。
天平测量物体质量的注意事项：
(1)要摆放在水平桌面，使用前先调零，调零时先游码归零，再调两侧平衡螺母，左盘偏高往左旋，右盘偏高往右旋。
(2)称量时要“左物右码”，放反时可用砝码质量－游码质量来获得数据。加减砝码从大到小以防砝码不够用，取砝码用镊子以防砝码生锈，化学药品放烧杯或称量纸上称，读数时砝码质量＋游码质量，称量结束要“砝码归盒，游码归零”。称量过程中绝不能再调平衡螺母。
(3)称微小物体质量采用“累积法”，如称50枚大头针的质量再除以50即可得一枚大头针的质量。
典例 (2017·枣庄)在物理实验操作考试中，小红抽到的试题是“测量石块的质量”。她将天平放在水平桌面上，
移动游码至标尺左端的__零刻度线__处，若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，她应将平衡螺母向__右__调节，直到天平平衡。测量时，小红将石块放在天平左盘，右盘加减砝码，并移动游码的位置，天平平衡时砝码使用情况和游码位置如图所示，则石块的质量为__74.4__g。
【解析】 天平须置于水平桌面上，先将游码归零，再调平衡。调节平衡螺母时，天平哪端高将平衡螺母向哪端调即可。读游码时注意读游码的左侧，还要注意最小刻度值即每一小格表示多少，本题横梁标尺上的最小刻度为0.2g。
1．用托盘天平称量物质时，如果将砝码放在左盘，称量物放在右盘，平衡时砝码为20g，游码读数为2.4g，这种做法可导致：①称量方法不正确；②称量方法正确；③无法确定称量物的质量；④可知称量物的质量为17.6g；⑤可知称量物的质量为22.4g，你认为正确的结果是( D )
A．①③ B．①⑤
C．②⑤ D．①④
【解析】 天平的使用规则是左盘放被称物体，右盘放砝码，如果位置放反，称量方法是不正确的。由正确称量时的“左盘的质量＝右盘的质量＋游码的质量”可知：砝码质量＝物质质量＋游码的质量，所以物质质量＝砝码质量－游码质量，即物质质量＝20g－2.4g＝17.6g。
2．2018年是戊戌年，这一年最值得收藏的邮票之一是新年的生肖狗邮票，如图所示是四张生肖连票。若用天平测量一张狗年生肖纪念邮票的质量，下列说法中正确的是( C )
A．一张狗年生肖纪念邮票的质量太小，无法称量
B．借用一个质量为M1的金属块和一张邮票一起称出总质量M2，邮票的质量等于M2－M1
C．取N张(适量)邮票称出总质量M，则可得一张邮票的质量M/N
D．把一张狗年生肖纪念邮票放在天平左盘仔细测量
【解析】 测量微小物体的质量一般采用累积法，即将若干张邮票(如100张)一起用天平称出总质量，然后用其总质量除以邮票张数即可。
3．(2018·岳阳)用天平和量筒测量某品牌牛奶的密度。
(1)天平放在水平台上，将游码移到零刻度线处，指针位置如图甲，应向__左__(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，直至横梁平衡。
(2)往烧杯中倒入适量牛奶，测得烧杯和牛奶的总质量为106g。
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒，如图乙，再测出烧杯和剩余牛奶的质量，如图丙。
(4)算出牛奶的密度为__1.1__g/cm3。
(5)若操作第(3)步时，不慎将少量牛奶附着在量筒内壁上，测得的牛奶密度将会__偏大__(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
(6)两个相同的杯子分别装满水和牛奶，总质量较大的是装__牛奶__的杯子。(ρ水＝1g/cm3)
【解析】 (1)指针偏向右侧，平衡螺母向左侧调节。(4)量筒中牛奶的质量m＝106g－62g＝44g，牛奶的密度：ρ＝＝＝1.1g/cm3。(5)少量的牛奶附着在量筒的内壁上，测得牛奶的体积偏小，牛奶的质量一定时，体积偏小，牛奶的密度偏大。(6)体积相同的两个杯子分别装满水和牛奶，装满密度较大液体的质量较大，装满牛奶的杯子质量较大。
二、测量石块和盐水的密度
目标
1．巩固用量筒测量液体和不规则固体体积的方法；巩固用天平测量固体和液体质量的方法。
2．学习依据密度公式测量固体和液体密度的方法。
器材
天平、量筒、石块、烧杯、水、盐水、细线。
过程
1．按如图所示的步骤进行操作，将有关数据记录在下表中，并进行有关的运算。
石块的质量m(g)
水的体积V1(cm3)
石块和水的总体积V2(cm3)
石块的体积V(cm3)
石块的密度ρ(g/cm3)
2.按如图所示的步骤进行操作，将有关数据记录在下表中，并进行有关的运算。
盐水的体积V(cm3)
烧杯的质量m1(g)
烧杯和盐水的总质量m2(g)
盐水的质量m(g)
盐水的密度
ρ(g/cm3)
讨论
如果要测量一个小木块的密度，应当对上述实验方法做怎样的改进？
答：__可利用“针压法”或“悬物法”借助量筒和水测出小木块的体积。质量测量方法不变。__。
1．根据密度公式ρ＝，要求得物体的密度首先需测出物体的质量和体积，然后代入密度公式计算即可。质量用天平测量，规则物体的体积用刻度尺测量后计算求得，不规则物体可利用量筒“排水法”测得。
2．测量液体密度时，要先测量液体体积，然后再测量液体质量，否则将增大误差。测液体体积直接用量筒，测量液体质量用烧杯和天平。
典例 (2018·十堰)小天妈妈买到一块绿松石工艺品，小天想知道绿松石的密度，进行了如下实验步骤：
(1)按图甲调节天平横梁平衡，这一过程中的错误是__游码未放在零刻度线上__。
(2)纠正错误后，小天调节天平平衡并测量出该工艺品的质量，当天平平衡时，右盘砝码和游码如图乙所示，工艺品的质量m为__27__g。
(3)小天利用量筒测量工艺品的体积如图丙所示，则该工艺品的体积V石为__10__cm3。
(4)计算出这块绿松石制作的工艺品的密度为__2.7__g/cm3。
(5)如果小天将实验步骤(2)、(3)互换一下，测出工艺品的密度将偏__大__(选填“大”或“小”)。
(6)实验完成后，小天利用这块绿松石工艺品和一个弹簧测力计测出了家中食用油的密度，实验过程如图丁所示，弹簧测力示数为F，则食用油的密度(写出字母表达式)ρ油＝ 。(工艺品已经测出的质量和体积分别用m石和V石表示)
【解析】 托盘天平使用时，首先要调节横梁平衡，在调节横梁平衡前，要用镊子将游码移到标尺左端的零刻度线处，而在图示调节横梁平衡的过程中，游码仍在标尺的中间。(2)工艺品的质量m石＝20g＋5g＋2g＝27g。(3)工艺品的体积V石＝30mL－20mL＝10mL＝10cm3。(4)工艺品的密度ρ＝＝＝2.7g/cm3。
(5)如果小天将实验步骤(2)、(3)互换一下，即先测体积后测质量，由于工艺品从水中取出时会沾上一些水，所以导致所测质量偏大，根据ρ＝知，测出工艺品的密度将偏大。(6)工艺品浸没在水中，则V排＝V石，根据F浮＝G－F和F浮＝ρgV排可得：m石g－F＝ρ油gV石，则ρ油＝。
【命题点分析】 本题考查了天平的调节、量筒读数、天平的读数、固体密度的测量方法等。天平调平衡时要先游码归零。天平读数时，游码读其左侧。最后将工艺品的质量和体积代入密度公式计算可得工艺品密度。如果实验步骤(2)、(3)互换一下，即先测体积后测质量，由于工艺品从水中取出时会沾上一些水，所以导致所测质量偏大。
在测量盐水密度的实验中：
甲 乙
(1)已知空烧杯的质量是13g，烧杯和盐水的总质量如图甲所示，则盐水的质量是__55.2__g；将烧杯中的盐水全部倒入量筒中(如图乙所示)，测得体积是__50__cm3，则盐水的密度是__1.104__g/cm3。采用这种测量方法得到的结果将__偏大__。
(2)为了改进实验，小明又进行了以下步骤：
A．用天平测出空烧杯的质量m0
B．将盐水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和盐水的总质量m1
C．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V
D．用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2
以上操作步骤中有一步是多余的，多余的一步是__A__(填字母)，由此测得盐水的密度为ρ＝ (用字母表示)。
专题五 探究凸透镜成像规律[学生用书P70]
一、了解透镜的性质
1．让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮。测出这个光斑到凸透镜的距离，该距离就是凸透镜的__焦距__。
2．换用凹透镜再做上面的实验，纸上__不能__(选填“能”或“不能”)得到最小、最亮的光斑。
3．在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。这种由真实光线射入并且能用光屏承接的像是__实__(选填“实”或“虚”)像。
1．透镜包括凸透镜和凹透镜。凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜，对光线具有会聚作用。凹透镜是边缘厚、中间薄的透镜，对光线具有发散作用。生活中的水滴、玻璃瓶等都具有凸透镜的作用。
2．透镜的中心叫光心(O)，凸透镜光心到焦点的距离叫焦距(f)。凸透镜焦点可由真实光线会聚而成，是实焦点；凹透镜的焦点是由发散光线的反向延长线相交而成，是虚焦点。
凸透镜实焦点与凹透镜的虚焦点
3．凸透镜的三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。(理解记忆口诀：“平行过焦点、过焦点平行、过光心不变”)
凹透镜的三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
凸透镜和凹透镜的三条特殊光线
典例 (2018·青岛)如图，F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点，且两透镜的左焦点重合，请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
【答案】 如答图所示。
典例答图
【命题点分析】 在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，该光线正好通过凸透镜的焦点，经凸透镜后平行于主光轴射出。
(2018·株洲改编)截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。下列关于这个玻璃体的说法正确的是( C )
A．该玻璃体可以看作是一块凸透镜
B．该玻璃体去掉右侧一半后光学效果更明显
C．该玻璃体对图示光束具有发散作用
D．该玻璃体对图示光束具有会聚作用
【解析】 本题不能误以为中间空的部分为透镜。真正的有效部位是左右两侧的凹透镜。凹透镜对光线具有发散作用。
二、探究凸透镜成像规律
通过上面的活动，我们知道凸透镜能够成倒立的实像，并且这个像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。我们以前用放大镜观察过蜗牛，其实放大镜也是凸透镜。通过放大镜，我们能够看到一个正立、放大的像，而这个像与蜗牛都位于凸透镜的同一侧。那么，物体经凸透镜所成的像有什么规律可循？下面让我们通过实验来探究凸透镜成像的规律。
1．提出问题：
物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？
2．建立猜想：
物体经凸透镜所成像的大小、正倒可能跟物体与凸透镜的距离有关。
3．设计实验和进行实验：
选择1块凸透镜，在阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距f。用1支蜡烛作物体，研究蜡烛所成的像；用1块白色硬纸板做光屏，来承接蜡烛的像。
把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上，调节它们的高低使它们的中心处于同一高度。想一想，为什么要这样做？
点燃蜡烛，把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。然后将蜡烛逐次移近凸透镜，每次都需要调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒是如何随物距的减小而变化的。
当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时，测量并记录物距和像距。
当烛焰在光屏上成倒立、等大的像时，测量并记录物距和像距。
当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时，测量并记录物距和像距。
当通过凸透镜能观察到蜡烛正立、放大的像时，测量并记录这时的物距。试一试，这个像能成在光屏上吗？
4．记录实验数据。
5．分析与论证：分析上述实验数据，归纳凸透镜成像的规律。
6．实验结论：
(1)当u__＞__2f时，在光屏上可得到倒立、缩小的__实__像。
(2)当u__＝__2f时，在光屏上可得到倒立、等大的__实__像。
(3)当f__＜__u__＜__2f时，在光屏上可得到倒立、放大的__实__像。
(4)当u__＜__f时，可透过凸透镜看到正立、放大的__虚__像。
1．凸透镜的成像规律是光学难点也是中考必考点。题型虽有各种变化，但正确理解其成像规律是解题的根本保证。理解记忆凸透镜成像规律有多种方法：利用实验帮助理解记忆，利用生活中的照相机、投影仪、放大镜原理来理解记忆，利用作图法来理解记忆等。
2．投影仪、电影放映机等仪器的光学原理是像距大于物距，所成的像是倒立、放大的实像，影幕相当于光屏、胶片相当于实物。照相机、眼睛光学系统的光学原理是物距大于像距，所成的像是倒立、缩小的实像，照相机的感光板和眼睛的视网膜相当于光屏。
3．作图法理解记忆的关键是利用凸透镜的三条特殊光线中的任意两条都可以完成，五种情况的光路图分别如图所示：
4．关于实像和虚像：实像是由真实光线投到光屏上所形成的像，所以可用光屏承接；虚像是反射或折射光线的延长线相交而成的像，无法用光屏承接。小孔成像、凸透镜所成的倒立像都是实像，平面镜成像、放大镜成像都是虚像。
典例1 (2018·烟台)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜焦距为10cm，当蜡烛从如图所示的A位置逐渐移到B位置的过程中，像距及其像的变化情况是( A )
A．像距增大，像变大 B．像距减小，像变大
C．像距减小，像变小 D．像距增大，像变小
【解析】 凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从A位置逐渐移到B位置的过程中，由于物距减小，则像距变大，像变大。
【命题点分析】 凸透镜成像规律的三种情况：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f ＞u＞f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像。凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像也越大。
典例2 (2017·鸡西)由于长时间过度使用手机，导致青少年未老先衰，新型疾病“手机老花眼”患者剧增，患者主要表现为观察近处物体不清晰，这种疾病的形成原理与下面__甲__(选填“甲”或“乙”)图相符，应配戴__凸__(选填“凹”或“凸”)透镜，予以矫正。
【命题点分析】 老花眼的原因是晶状体曲度偏小(偏扁平状)，相当于凸透镜的焦距太大，使像成于视网膜后，需用凸透镜增大折光能力来矫正视力。
1．(2018·杭州拱墅区二模改编)如图为探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，恰好能在光屏上成清晰的倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距为__10__cm。
(2)若在实验中凸透镜的某一边缘不慎破损，光屏上观察到的情况是__像仍完整但亮度变暗__。
(3)小金在做该实验时，蜡烛的像成在了光屏上方，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作中可达到实验目的的是__C__。
A．将凸透镜往上移 B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移
【解析】 (1)当u＝2f时，成倒立、等大的实像，此时u＝20cm，所以f＝10cm。(3)像成在了光屏上方，说明蜡烛焰位置偏低或凸透镜位置偏高。
2．(2017·鄂尔多斯)小雯用自制的水凸透镜(当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大)来探究“凸透镜成像规律”。
(1)如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为__10.0__cm。
(2)小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，此像的性质是倒立、__缩小__的实像，小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座__25__cm刻度处，再次得到清晰的烛焰像。然后，小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向__远离__(选填“远离”或“靠近”)水凸透镜的方向移动。
【解析】 (1)由焦距的概念知，f＝60.0cm－50.0cm＝10.0cm。(2)由图可知，u＝40.0cm－10.0cm＝30.0cm，u＞2f，物体处于2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像，像距v＝55.0cm－40.0cm＝15.0cm，根据光路的可逆性，在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将透镜移至距蜡烛u′＝15.0cm时，此时v′＝30.0cm，即透镜移至光具座10.0cm＋15.0cm＝25.0cm处，可在光屏上成倒立、放大的像。(3)当把“水凸透镜”水向外抽取时，使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱，使像成在原来像的后方。因此要想重新得到清晰的像，应将光屏向远离透镜的方向移动。
专题八 探究压力效果的相关因素、探究液体压强的特点、气体的压强[学生用书P78]
一、探究压力效果的相关因素
有人认为压力产生的效果可能跟压力的大小有关，还跟受力面积的大小有关。你能用实验对他的观点作出检验吗(设计实验时应当注意控制变量)？按图示的程序进行实验，观察实验的结果，并比较各次实验中海绵的凹陷程度。
1．压强的大小即压力的作用效果，而压力的作用效果体现在海绵的凹陷程度上。利用小凳子(小桌)的正反面压在海绵上或沙面上都易观察凹陷程度的不同。
2．上述实验进行了变量的控制：甲、乙图受力面积相同但压力不同，可得出受力面积相同而压力不同时，压力的作用效果不同，压力越大效果越明显。乙、丙图压力相同但受力面积不同，可得出压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
3．试题中利用上述结论分析日常生活及生产实践中的各种相关现象，紧扣压力大小和受力面积大小对压力作用效果都有影响进行分析和解题。
典例 (2017·河池)在探究“压力的作用效果”时，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的__凹陷程度__来比较压力的作用效果。
(2)分析图乙和__丙__所示两图实验，可得出结论：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
(3)比较图甲、乙所示实验，可得出结论：受力面积相同时，__压力__越大，压力的作用效果越明显。下列实例中，直接应用该结论的是__B__(填字母)。
A．图钉的一端做得很尖
B．交通管理部门规定，严禁货车超载
【命题点分析】 本题利用小桌、海绵和砝码等器材探究压强大小的影响因素。观察海绵上的凹陷程度即可比较压力的作用效果。甲、乙图控制了受力面积相同但压力不同，乙、丙图控制了压力相同但受力面积不同。
如图所示，甲、乙两个实心均匀正方体(V甲＜V乙)分别放在水平地面上，它们对地面的压强相等，若将乙放在甲的上表面，甲对地面增加的压强为Δp甲，若将甲放在乙的上表面，乙对地面增加的压强为Δp乙，则( A )
A．Δp甲＞Δp乙 B．Δp甲＜Δp乙
C．Δp甲＝Δp乙 D．无法判断
【解析】 由图可知：甲、乙正方体的底面积S甲＜S乙；因为甲、乙对地面的压强p甲＝p乙，由G＝F＝pS得，G甲＜G乙，若将乙放在甲的上表面，甲对地面增加的压力ΔF甲＝G乙，则增加的压强Δp甲＝ΔF甲/S甲＝G乙/S甲；将甲放在乙的上表面，乙对地面增加的压力ΔF乙＝G甲，则增加的压强Δp乙＝ΔF乙/S乙＝G甲/S乙；所以，Δp甲＞Δp乙。
二、水对容器底部和侧壁的压强、水内部的压强
1．在一段粗管的下端蒙上橡皮膜，如图甲所示，将水注入管内至约1/3 处，橡皮膜的形状变化情况是__向下凸出__。再将水注入管内至约2/3 处，橡皮膜的形状变化情况是__向下凸出程度增加__。
2．如图乙所示，在一个容器的侧壁的出水口处蒙上橡皮膜，将水注入容器内至约1/3 处，橡皮膜的形状变化情况是__向外凸出__。再将水注入容器内至约2/3 处，橡皮膜的形状变化情况是__向外凸出程度增加__。
3．探究水内部压强的特点。
可以将探究水内部压强的特点这一任务转化成这样的问题：液体内部压强的大小跟哪些因素有关？能否将上述问题分解为几个子问题？如：液体内部不同深度的压强是否相同？液体内部同一深度各个方向的压强是否相同？
每2～3人一组，针对以上各个子问题，利用1只压强计、1只盛有水的杯子、1把刻度尺，按表中所列的步骤进行实验，并将测量数据填入表中。
序号
橡皮膜朝向
橡皮膜中心在水下的深度(cm)
U形管左、右两管内液面的高度差(cm)
1
朝上
3
2
朝上
6
3
朝上
9
4
朝下
9
5
朝侧面
9
实验结论：一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大；在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
除此之外，液体的压强还跟液体的密度有关，密度越大，压强越大。
1．液体对容器底部和侧壁有压强，液体内部也存在压强。液体压强大小由其深度和密度两个因素决定，深度越深，密度越大，液体压强越大。同种液体压强只与深度有关，而与容器形状无关。
2．液体压强的大小，可进行数学公式推导，设有如图所示圆柱体液体，当液体深度为h时，对底面S产生的压强：
p＝＝＝＝＝＝ρ液gh
从该推导结论可以看出，液体压强只与液体密度和液体深度有关，与其他因素无关。该液体压强公式虽然在中考的压强计算中不作要求，但在液体压强的定性分析中，却非常有用。
典例1 (2018·泰安)如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( D )
①容器对桌面的压力：F甲＞F乙
②液体的密度：ρ甲＝ρ乙
③液体对容器底部的压强：p甲＞p乙
④容器对桌面的压强：p甲′＝p乙′
A．只有①和③ B．只有①和④
C．只有②和③ D．只有③和④
【解析】 甲、乙两平底容器质量相同，两液体质量相同，则总重力相同，对桌面的压力也相同；因底面积也相同，根据p＝F/S，对桌面压强也相同。乙容器中液体体积更多，所以其密度更小。根据液体压强公式：p＝ρ液gh，液体高度h相同，乙容器内液体密度更小，所以乙容器内液体对容器底部的压强更小。
【命题点分析】 本题是典型的容器对桌面的压力和压强、液体对容器底的压力和压强问题。注意容器底部受到液体压强大小要用公式p＝ρ液gh来分析，而容器对桌面的压力和压强可把对象看作是固体，对桌面的压力等于其总重力，对桌面的压强等于重力除以底面积。
典例2 (2017·南京)小明用如图甲所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。
(1)在图乙中，将橡皮膜先后放在a、b位置处可知，同种液体，__深度__越大，压强越大，支持该结论的实验现象是__橡皮膜所处深度越深，U形管内液面高度差越大__。
(2)为了探究密度对液体内部压强的影响，还需将橡皮膜放在图丙中__c__(选填“c”或“d”)位置处。
【命题点分析】 本题考查液体压强大小的影响因素。同种液体即液体密度相同时，液体压强的大小由深度决定，液体深度越大，压强越大。探究液体压强与密度的关系时，须控制深度相同。图中的b、c两点深度是相同的。
(2018·邵阳)如图所示，向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体，发现液面在同一水平线上，比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( A )
A．甲大 B．乙大
C．一样大 D．无法确定
【解析】 两液体质量相等，乙所在试管倾斜，所以乙液体体积更大，则乙液体的密度更小。两者高度相同，根据p＝ρ液gh，所以甲液体对容器底部压强更大。
三、大气压的存在
1．在一个玻璃杯里盛满水，杯口覆盖一张硬纸片。用手托住纸片，把杯子倒转过来(如图甲)。把托纸片的手移开后，观察水是否会流出来，并解释观察到的现象：__水不会流出，原因是大气压将纸片托住__。
2．用吸管吸牛奶盒内的牛奶，当牛奶吸完后继续吸，观察牛奶盒会发生什么变化(如图乙)，并对观察到的现象作出解释：__牛奶盒变瘪，原因是牛奶吸完后继续吸使盒内气压减小，外部的大气压将牛奶盒压瘪__。
3．将一只薄膜塑料袋放入广口瓶内，使塑料袋尽可能贴近瓶壁。将袋口沿瓶口翻过来，用橡皮筋紧紧扎在瓶口上(如图丙)。能否将塑料袋从瓶内拉出来，并解释实验现象：__塑料袋不能从瓶内拉出来，原因是塑料袋与广口瓶之间的夹缝中空气很少，向外拉塑料袋会使夹缝的气压减小，外部大气压将塑料袋压在瓶内__。
1．大气压的形成是因为空气是流体且受到重力作用，对浸入空气的物体都会产生各个方向上的“挤压”作用。第一次验证大气压的存在并且大气压很大的实验是马德堡半球实验。现在我们可以用两个吸盘挂钩来很简单地模仿马德堡半球实验。
2．覆杯实验中，纸片不会掉落是因为大气压将纸片托住了。要注意的是在覆杯实验中，水杯内不能有气泡，杯子也不能用纸杯材料，否则实验将失败。小心将覆杯实验中的杯子平放，水不会流出，可验证水平方向的大气压。吸管吸牛奶盒内的牛奶使纸盒变瘪、瓶中取袋、滴管吸液体、吸盘挂钩等现象都可证明大气压的存在。
3．用水银气压计和空盒气压计可测量大气压的数值。一个标准大气压的数值：p0＝1.01×105Pa＝760mmHg。
4．试题中常用吸盘挂钩(或针筒)和弹簧测力计来估测大气压数值。用吸盘挂钩和弹簧测力计估测大气压时，受力面积就是吸盘的面积；若用针筒来估测大气压时，受力面积就是针筒的横截面积。有关高压锅的计算题，要注意的是限压阀产生的压强是高压锅的内外压强差，而不是高压锅的内部压强。
典例 (2017·湘潭)下列现象或实例与大气压无关的是( B )
A．马德堡半球实验 B．轮船漂浮在水面
C．托里拆利实验 D．用吸管吸饮料
【解析】 轮船漂浮在水面上是利用浮力，与大气压无关；马德堡半球实验、托里拆利实验、用吸管吸饮料三个实例都是由于大气压作用的缘故，所以这些现象都与大气压有关。
【命题点分析】 大气压的存在能够解释很多现象，这些现象有一个共性：通过某种方法，使设备的内部气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下出现了这种现象。
(2018·广州)如左图所示是托里拆利实验装置，测得当地大气压等于__734__mm高的水银柱所产生的压强。
(2)关于左图现象的成因，十七世纪有两种观点。观点一：否认大气压存在，玻璃管内本应充满液体，液面下降是因为管内的部分液体变成气体，管内气体越多，液面下降越多。观点二：管内液面上方是真空，大气压支撑起液柱。帕斯卡为了验证哪种观点正确，将两根长12m规格相同的玻璃管分别装满水和酒，倒置在相应液体槽中。酒的密度比水小，且比水易变成气体。若观点一正确，应出现甲、乙、丙三幅图中图__甲__的现象；若观点二正确，应出现三幅图中图__丙__的现象。
【解析】 (1)托里拆利实验装置测量大气压时的水银柱是指上下两个液面的高度差。(2)若观点一正确，则玻璃管内上方酒精蒸气更多，所以酒精液柱更低。若观点二正确，根据p＝ρ液gh，酒精液柱更高。
四、气压对液体沸点的影响
1．如图，用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，再用大号注射器缓缓地向烧瓶内充气，使瓶内的气压增大。现象：__正在沸腾的水停止沸腾，继续加热后又沸腾__。
2．移开酒精灯，待水温稍降一些，用注射器抽出烧瓶里的空气，使瓶内的气压降低。现象：__比沸点稍低的热水又出现沸腾现象__。
液体的沸点与气压有关，气压降低沸点降低，反之气压升高则沸点升高。高压锅就是利用增大气压升高沸点的原理工作的。工作生产和科学研究中，常利用减小气压来降低沸点的原理进行工作。如蔗糖溶液和味精溶液在较高温度下浓缩时易变色，可在较低气压下进行蒸发结晶，得到无色的白糖和无色的味精。
典例 如图所示，烧瓶内水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，会看到什么现象？为什么？
【答案】 会看到水又重新沸腾起来。因为烧瓶内压强减小，水的沸点降低。
【命题点分析】 沸腾的条件是温度达到沸点且能持续吸热，烧瓶内水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，瓶内的水蒸气遇冷液化，压强减小，水的沸点降低，水又重新沸腾起来。从而验证了液体沸点与压强的关系。
20世纪60年代，为控制疟疾疫情，屠呦呦尝试用加热青蒿水溶液的方法使其沸腾，从而去除水分以提取药物，但提取效果并不理想。她猜想：可能在高温的情况下，药物被破坏掉了。对此，可采用的方法是( B )
A．利用高压锅增大容器内的气压升高溶液的沸点
B．用气泵抽气减小气压使溶液在较低温度下沸腾
C．用旺火快速加热以缩短溶液沸腾的时间
D．用微火慢慢加热控制不使溶液剧烈沸腾
五、气体的压强与流速的关系
1．如图甲所示，双手分别捏着两张纸条的一端，使它们垂挂在胸前，沿两张纸条中间向下吹气。现象：__两张纸向中间合拢__。
2．如图乙所示，拿一张纸条，将它放在下嘴唇底下，沿着纸条的上表面用力吹气。现象：__纸条顺着气流向上漂__。
上述这两个现象说明的科学道理是__气体的压强与流速的大小有关。气体的流速越大，压强越小__。
3．如图丙所示，把一根玻璃管斜插在烧杯的水中，当用另一根玻璃管对着它的上端吹气时，将会出现什么现象？__烧杯中的水会沿玻璃管飞出__。解释现象：
__吹气时，玻璃管口气流较快，气压较小，大气压将杯中的水沿玻璃管向上压出__。
1．气体和液体都属于流体(能流动的物体)，都存在着这样的规律：气体或液体的压强与流速的大小有关。气体或液体的流速越大，压强越小。
2．无论试题的情景如何改变，紧扣“流速越大，压强越小”的科学原理进行分析。物体两侧流速不同时存在压强差，流速慢的一侧压强大，将物体推向或压向流速快压强小的一侧。
典例1 (2017·岳阳)如图是一款新型无叶电风扇，与传统电风扇相比，具有易清洁、气流稳、更安全等特点。工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入圆环空腔，再从圆环空腔上的缝隙高速吹出，夹带周边的空气一起向前流动，导致圆环空腔正面风速远大于背面风速，风扇正常运行时，圆环空腔正面气体压强__小于__背面气体压强；相同时间内，圆缝口流出空气的质量__等于__进风口空气的质量(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【解析】 风扇正常运行时，圆环空腔正面气体压强小于背面气体压强，是因为流体在流速大的地方压强小。
【命题点分析】 本题考查了气体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。气体的流速越快，压强越小。
典例2 如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系，打开阀门，水流经该装置时，可观察到a、b两管口均有水喷出，且__b__管口喷出的水柱更高，原因是__b管下方管径大，水流速小，压强大，水柱喷射高__。
【命题点分析】 本题考查了液体的压强与流速的关系。在流量相同的情况下，a处管径小，液体的流速快，所以a处水的压强小。
(2017·南京改编)小明利用空易拉罐做了以下两个小实验，分析并回答问题：
(1)如图甲所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了大气压的存在。实验中加入少量水，能使效果更明显，其原因是__加热使水汽化后可以尽量排除易拉罐中的空气，水蒸气冷却后可液化，使易拉罐内气压变得更小，易拉罐内外压强差更大__。
(2)如图乙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离增大，可用吸管按图中箭头__B__(选填“A”或“B”)所示的方向用力吹气，请说明原因：__沿B方向吹气时，外侧空气流速更快，气压低，内侧气压高，将易拉罐向外侧推动__。
专题六 力及其测量、探究重力大小的相关因素
[学生用书P72]
一、力及其测量
1．如图甲，手指挤压塑料瓶的瓶壁，塑料瓶发生了__形状__变化。
2．如图乙，用红色的气球压绿色的气球，两球的形状发生的变化是__两球都发生了形变__。这个现象说明了__力的作用是相互的__。
3．如图丙，把弹簧的上端固定在长方形木板上，用手向下拉弹簧的下端，观察弹簧长度的变化。这时，手的感觉是__受到力的作用__。将弹簧拉得更长，手的感觉变化是__受到更大的作用力__。撤去拉力，弹簧的长度将发生的变化是__恢复原长__。
4．如图丁，观察弹簧测力计。了解指针、零刻度线、量程和最小刻度值。用手拉弹簧测力计的秤钩，感受1N和5N力的大小。在弹簧测力计的秤钩上挂文具盒或课本等物品，测出弹簧测力计对它们的拉力。
1．关于力的概念：力是物体对物体的作用。要产生力的作用至少得有两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。两个物体须相互作用才能产生力，两个物体相互作用不一定要相互接触，如两块磁铁间的相互作用、两个电荷间的相互作用都不需要相互接触；相互接触的两个物体不一定会发生相互作用。
2．关于力的作用效果：力既可以改变物体的形状，又可以改变物体的运动状态。当一个较小的力作用在比较坚硬的物体上时，物体的形变不一定明显，但可以通过转换放大的方法来进行测量，如玻璃瓶内装满水，瓶塞上插一细玻璃管，在玻璃瓶上用力时可明显看到细玻璃管内水柱的变化。在一块铁板上用力时形变现象不明显，可利用其对光束的反射，观察反射到墙上的光点位置变化来判断其形变。力改变物体的运动状态，包括物体的运动快慢变化和物体的运动方向变化。物体做加速运动或减速运动时，一定受到不平衡力的作用。卫星绕地球做匀速圆周运动时，虽然速度大小不变，但在地球引力的作用下，卫星的运动方向时刻在改变。
3．关于力的测量：测量力的大小用测力计(弹簧测力计)。弹簧测力计的工作原理是在一定范围内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。可用公式＝来进行相关解题。
典例1 (2017·沈阳)在学校足球赛中，小明用头将球顶进球门，说明力可以改变物体的__运动状态__，同时头感到疼，因为物体间力的作用是__相互的__。
【命题点分析】 本题考查力的作用效果和力的相互作用。用头将球顶进球门时，球的运动方向和速度都会发生改变。同时头感到疼是因为球对头产生了相反的作用力。
典例2 (2018·株洲)一弹簧测力计如图所示，其刻度__是__(选填“是”或“不是”)均匀的，量程为__5__N，最小刻度值为__0.2__N，读数为__2.6__N。
【命题点分析】 本题考查弹簧测力计的使用。由于弹簧在一定范围内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比，所以其刻度是均匀的。使用弹簧测力计之前必须先观察其量程和最小刻度值。由于该弹簧测力计最小刻度为0.2N，所以读数不能误读为2.3N。
1．(2017·绵阳)如图所示，固定有磁体的小车A、B靠得较近，松手后两车向相反方向运动。对此现象的分析和认识，正确的是( C )
A．松手后两车都运动，是因为两车都有惯性
B．A对B的排斥力使A车运动状态发生改变
C．B对A的排斥力使A车运动状态发生改变
D．A对B的排斥力与B对A的排斥力，作用效果相同
【解析】 松手后两车都运动，是因为两车都受到力的作用而使运动状态发生改变。A车运动状态发生改变是因为受到B对A的排斥力；反之，B车运动状态发生改变是因为受到A对B的排斥力。A对B的排斥力与B对A的排斥力，作用效果不同，两车的运动方向相反。
2．(2017·河北改编)用厚玻璃瓶、带有细玻璃管的橡胶塞、容器和水，来证明玻璃瓶可发生微小形变。
器材的安装：__厚玻璃瓶内盛满水，瓶口用带有细玻璃管的橡胶塞塞严__。
操作的方法：__用手挤压瓶壁，观察细玻璃管中水柱的变化__。
发生的现象：__玻璃管内升起水柱__。
玻璃瓶发生微小形变的原因：__力可以改变物体的形状__。
通过观察细玻璃管内的水柱变化来判断玻璃瓶是否发生形变，这种科学方法称为__转换法__。
【解析】 力的作用效果有两个：①力可以改变物体的形状即使物体发生形变；②力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。实验利用了转换法，将微小的形变放大。
二、重力的方向
如图甲，将小球悬挂在铁架台的横杆上，待球静止时，在图上画出球静止时细线的位置。如图乙，将铁架台倾斜一定的角度，在图上画出球静止时细线的位置。
根据实验现象确认重力的方向是__竖直向下__的。
1．重力的方向总是竖直向下的，即指向地心。常见的题型是画出某物体的重力示意图。画重力示意图时，要注意无论物体是放在斜坡上、挂在墙上还是在空中飞行，不要受到其他因素的干扰，一律从物体的重心开始竖直向下画力的箭头即可。
2．物体的重心即把物体看作是一个质点，作为重力的作用点。规则物体的重心在物体的几何中心，但要注意的是不规则物体的重心不一定落在物体上，如木工用的“L”形尺子。
典例 (2018·赤峰)如图所示，画出足球重力示意图。
【答案】 如答图所示。
典例答图
【命题点分析】 由于足球是形状规则的物体，其重心在其几何中心(球心)上；过球心作竖直向下的力，即为足球所受重力。画重力示意图时注意在箭头边标上力的符号“G”。
(2018·孝感孝南区期中)如图所示物体在沿不同方向运动，关于物体所受重力的方向，下列表示正确的是( C )
A B C D
三、重力大小的相关因素
重力作为一个力，其大小可以直接用弹簧测力计测量。但是，重力的大小跟什么因素有关呢？
一只西瓜要比一只苹果重，一桶水要比一杯水重。根据生活中的经验，你也许会作出如下假设：
①重力可能跟物体的质量有关，质量越大，重力越大。
②重力可能跟物体的体积有关，体积越大，重力越大。
……
采用如下两个实验，可以对上述两个假设进行检验。
(1)检验假设①：将体积相同的铝块和铜块分别放在天平的两个托盘上，铜块的质量较__大__。用弹簧测力计测得铜块受到的重力较__大__。
(2)检验假设②：用天平测得质量相同的木块和铜块，木块的体积较__大__。用弹簧测力计测得两者受到的重力__相同__(选填“相同”或“不同”)。
以上实验表明，重力的大小跟物体的质量__有关__(选填“有关”或“无关”)，跟物体的体积__无关__(选填“有关”或“无关”)。
这时，我们可以提出一个新的问题：重力的大小与质量之间究竟存在怎样的关系？请用以下实验步骤探究这个问题。
1．每小组准备1个弹簧测力计、4个质量均为100g的钩码。
2．用弹簧测力计依次测出1～4个钩码受到的重力，记录测量结果。
钩码数(只)
1
2
3
4
质量(kg)
重力(N)
重力/质量(N/kg)
3.以质量为横坐标，重力为纵坐标，建立如图的直角坐标系。根据表格中的数据，在坐标系上描点，连接这些点，看看重力和质量有什么关系。
实验结论：物体受到的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8N/kg。(g＝＝9.8N/kg)
g＝9.8N/kg是重力和质量的比值，在粗略计算中，可采用g＝10N/kg(中考中若题目没有规定时，一般采用g＝9.8N/kg)。在同一个地点，g的数值不变，但在地球上的不同地点则略有不同，g的数值随着海拔升高而减小，由于赤道半径比两极半径更大，所以在赤道上的g值要比高纬地区略小。
不同的星球对物体的引力不同，所以不同星球上的g值也不相同。月球上的重力与质量比值约为。
典例 (2018·嘉兴)科学实验中，重力有时对实验结果的准确性会产生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力影响的是( B )
A B C D
A．选用轻质泡沫塑料小球
B．选用易形变的气球
C．将集气瓶水平横放
D．调节两端螺母使杠杆在水平位置平衡
【命题点分析】 电荷间的作用力相对较小，若带电小球重力过大，则电荷间的相互作用力不明显；研究气体分子做无规则运动实验中，若将两瓶子竖放，就无法排除分子由于重力作用而向下运动对实验产生的影响。杠杆平衡条件的实验前调节杠杆在水平位置平衡可排除杠杆自身重力对实验的影响。B图实验利用气球变形观察力的作用是相互的，重力对该实验不会产生影响。
(2018·杭州余杭区一模)科学家在火星上探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中，得到如表数据：
m(kg)
0.2
0.3
0.5
0.7
G(N)
0.752
1.128
1.88
2.632
(1)本实验中用到的测量器材有__天平__和__弹簧测力计__。
(2)分析表中数据可知，同一物体在火星上受到的重力要比地球上__小__。
(3)图像中关于物体重力与其质量的关系，正确的是__A__。
A B C D
【解析】 (1)分析表中数据可知，需要测量的是物体的质量和重力，所以需要的测量工具有天平和弹簧测力计。(2)在地球上，重力与质量的比值g＝G/m＝9.8N/kg。在火星上，重力与质量的比值g′＝G′/m＝0.752N/0.2kg＝3.76N/kg＜g。(3)G/m为正比例函数，即物体所受的重力跟它的质量成正比，图像过坐标原点。
专题十 电荷间的相互作用、研究串、并联电路的电流特点和电压特点[学生用书P84]
一、电荷间的相互作用
1．两位同学合作，一位用丝绸摩擦玻璃棒(使玻璃棒带正电)，另一位用毛皮摩擦橡胶棒(使橡胶棒带负电)，再分别用带电的玻璃棒和橡胶棒同时接触悬挂的2 个泡沫塑料小球后，2个小球__相互吸引__。
2．两位同学都用丝绸摩擦玻璃棒，再同时用玻璃棒接触2个小球后，2个小球__相互排斥__。
3．两位同学都用毛皮摩擦橡胶棒，再同时用橡胶棒接触2个小球后，2个小球__相互排斥__。
甲 乙 丙 丁
甲图：2个泡沫塑料小球(2个不带电的物体既不相互排斥也不相互吸引)
乙图：用2根玻璃棒接触过的2个小球(2个带正电的物体相互排斥)
丙图：用2根橡胶棒接触过的2个小球(2个带负电的物体相互排斥)
丁图：分别用玻璃棒和橡胶棒接触过的2个小球(2个带不同电荷的物体相互吸引)
1．关于“摩擦起电”：用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子转移到丝绸上，使玻璃棒带正电；用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，使橡胶棒带负电。
2．关于电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。特别要注意的是不带电的小物体既能被带正电的物体吸引，又能被带负电的物体吸引。电荷间相互作用的实验中使用的泡沫塑料小球是绝缘体，虽不导电，但可保存电荷。泡沫塑料小球的质量很小，可尽量避免重力的影响，使现象更明显。有些试题中会出现使用“通草球”进行实验，通草球是来自某草本植物的一种密度很小的绝缘材料，实验效果与泡沫塑料小球相同。
典例 (2017·齐齐哈尔)科技馆内有一个“静电球”，当人触摸“静电球”时，头发丝便会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象，如图所示。这是由于头发丝带__同种__(选填“同种”或“异种”)电荷而互相__排斥__的结果。
【解析】 人体是导体，当人触摸“静电球”时，人体也带了和“静电球”同种电性的电荷。根据同种电荷相互排斥可知，头发丝之间带同种电荷，相互排斥，故头发一根根竖起。
【命题点分析】 本题考查电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。注意本实验中人体须站在绝缘体上。人体虽然带有大量的静电，但电荷并未定向移动，不会形成电流，所以人不会触电。
(2018·益阳)甲、乙两个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂起来，它们之间的相互作用情况如图所示。下列有关两球带电情况说法正确的是( D )
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．若甲带正电，则乙一定带负电
D．若甲带负电，则乙可能不带电
二、研究串、并联电路的电流特点
目标
1．初步学会串联电路和并联电路的连接方法；了解开关对电路的控制作用。
2．初步学会使用电流表测电路里的电流。
3．了解串联电路和并联电路中各部分电流的关系。
器材
干电池2 节，小灯泡2 个，开关3个，电流表1 个，导线若干。
过程
1．测量串联电路的电流。
(1)按电路图连接好电路，注意在连接电路时开关应断开。
(2)闭合和断开开关，观察并记录两灯是否发光：__闭合开关时两灯都发光，断开开关时两灯都不发光__。
(3)将开关改接到灯L1和灯L2之间或电源正极与灯L1之间，闭合和断开开关，观察并记录两灯是否发光：__闭合开关时两灯都发光，断开开关时两灯都不发光__。
(4)用电流表分别测出图中1、2、3位置的电流I1、I2、I3。为避免电路中电流过大而损坏电流表，测量时应先选用较大的量程，如果发现电流表指针偏转角过小，不易读数，再改用较小的量程。根据实验数据，可得出结论：__串联电路中电流处处相等，即I1＝I2＝I3__。
2．测量并联电路的电流。
(1)按电路图连接好电路，注意在连接电路时开关S应断开。
(2)闭合和断开开关S、S1、S2，观察两灯发光情况与开关的关系：__S为总开关，控制整个电路，S1只控制灯L1，S2只控制灯L2__。
(3)用电流表分别测出图中1、2、3位置的电流I、I1、I2，根据所得的数据，可得出结论：__并联电路中，总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2__。
1．通过实验可知，串、并联电路中电流的基本规律：①在串联电路中电流处处相等，即I1＝I2＝I3；②在并联电路中，总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2。
2．电学实验都要求断开开关再连接电路，检查正确再闭合开关。串联电路中，开关无论装在何处都可以控制整个电路。并联电路中，总开关可以控制整个电路，但支路开关只能控制该支路，与其他支路无关。
3．电流表的两个量程分别为0～0.6A和0～3A，使用电流表时，要注意量程的选择。大电流用大量程，若错用小量程会损坏电流表；小电流用小量程，若错用大量程则会读数困难且使实验误差增大。电流表的两个量程之间为5倍关系，若错读量程可用5倍关系改正。注意电流表的最小刻度，大量程的最小刻度值为0.1A，小量程的最小刻度值为0.02A。
4．电流表的内阻很小，接在电路中相当于导线，所以不能把电流表直接接在电源两端。一般的电路分析计算时，可忽略电流表的内阻的影响。电流表连进电路时，注意“正进负出”，否则会因指针反偏而损坏电流表。
典例 (2017·嘉兴)小明在研究并联电路电流特点时，根据如图所示电路图连接好电路，并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时，电流表示数变化正确的是(假设电源电压不变)( C )
A．A1示数变大 B．A1示数变小
C．A示数变大 D．A示数变小
【解析】 由图示电路图可知，电流表A测干路电流，电流表A1、A2分别测支路电流，闭合开关S和S1，只有R1所在支路接入电路，两电流表串联在同一电路中，两电流表示数相同。再闭合S2，两电阻并联，电流表A测干路电流，电流表A示数变大，电流表A1所在支路电压与电阻不变，该支路电流不变。
【命题点分析】 图示为并联电路，并联电路的电流特点是干路电流等于各支路电流之和。
(2018·南宁月考)在探究串联电路的电流规律时，小敏同学连成了如图所示的电路。在连接电路时，开关应__断开__；电流表要与被测用电器__串联__；选择量程时，要先估计电流值，如果估计不了，要用__大__量程试触；实验中，三个小灯泡的规格应该__不同__
(选填“相同”或“不同”)，检查电路无误后，闭合开关，三灯L1、L2、L3均发光，接着她把电流表分别接在a、b、c、d处；实验时，她记录了表中的实验数据，由表中的实验数据可得出的结论：__串联电路中电流处处相等__。
测量处
a
b
c
d
电流(A)
0.2
0.2
0.2
0.2
三、研究串、并联电路的电压特点
目标
1．初步学会使用电压表测电压。
2．了解串联电路和并联电路各部分电压的关系。
器材
干电池2 节，小灯泡2 个，开关1 个，电压表1 个，导线若干。
过程
1．测量串联电路的电压。
(1)按电路图连接好电路。
(2)用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及L1、L2串联后的总电压U。为了避免电路中电压过大而损坏电压表，测量时应先选用较大的量程，如果发现指针偏转过小，不易读数，再改用较小的量程。一般实验中，可根据电源的电压估计待测电压，从而确定电压表的量程。根据实验数据，可得出的结论是__在串联电路中，总电压等于各用电器两端分电压之和，即U＝U1＋U2__。
2．测量并联电路的电压。
(1)按电路图连接好电路。
(2)用电压表分别测出图中两盏电灯两端的电压U1、U2及电源两端的电压U。根据实验数据，可得出的结论是__在并联电路中，各用电器两端的电压都等于总电压，即U＝U1＝U2__。
1．通过实验可知，串、并联电路中电压的基本规律：一、在串联电路中电源电压(总电压)等于各用电器分电压之和，即U＝U1＋U2；二、在并联电路中，各用电器两端的电压都等于电源电压，即U1＝U2＝U。
2．电压表的两个量程分别为0～3V和0～15V，使用电压表时，要注意量程的选择。电压表的两个量程之间也为5倍关系，若错读量程可用5倍关系改正。注意电压表的最小刻度，大量程的最小刻度值为0.5V，小量程的最小刻度值为0.1V。
3．电压表的内阻很大，接在电路中相当于开路，可以用电压表直接测电源两端的电压。电压表连进电路时，同样要注意“正进负出”，否则会因指针反偏而损坏电压表。
典例 (2017·广州)关于下面两图中各物理量的关系有以下的描述：①I1＝I2＝I3＝I4；②U1＝U2＝U3＝U4；③U3＝U1，U2≠U4；④I1＝I2，I2≠I4。其中正确的是( A )
A．②、④ B．①、②
C．③、④ D．①、③
【解析】 甲图是串联电路，串联电路的特点是电流处处相等，总电压等于分电压之和，由于图中电源电压为4V，R1、R2阻值都为1Ω，所以U1＝U2＝＝2V，I1＝I2＝2A。乙图是并联电路，其特点是各支路电压都等于电源电压，总电流等于各支路电流之和，由于图中的R2、R4阻值都为2Ω，且电压都为2V，所以I3＝I4＝1A。
【命题点分析】 本题考查串、并联电路的电压和电流的规律。
1．(2017·临沂)小明在实验室里连接了如图所示的电路，对此电路的认识，正确的是( B )
A．小灯泡并联，电压表测电源电压
B．小灯泡串联，电压表测灯L2的电压
C．若灯L1短路，则电压表示数为零
D．若灯L2短路，则电压表示数为3V
【解析】 由图可知，电流只有一条路径，所以两灯泡串联。电压表并联在灯L2两端测灯L2的电压。若灯L1短路，则电压都加到灯L2两端，电压表示数为3V。若灯L2短路，则电压表示数为零。
2．如图所示，在“探究串联电路中电压的规律”时，小雨同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB＝3V，UBC＝3V，UAC＝6V，在表格中记录数据后，下一步应该做的是( D )
A．整理器材，分析数据，得出结论
B．对换L1和L2的位置，再测出一组电压值
C．改变电源电压，再测出几组电压值
D．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
3．下面是探究并联电路中电压特点实验，请完成有关问题：
(1)完成电路的连接(电源为3V的电池组)，要求电压表测灯L2两端的电压。
(2)读出电压表的示数为__2.6__V。
(3)进一步分析实验数据后，实验小组的小瑛同学发现了一个重要问题：并联的两个灯泡的电压明显小于3.0V，还有部分的电压哪里去了呢？小英断开S测量电源电压只有2.8V，闭合S后，测量电源两端电压发现电压更低，只有2.65V。请分析：
①断开S测量电源电压只有2.8V而达不到3V的原因可能是__电池用久了，电量不足__。
②闭合S后，测量电源两端电压发现电压更低，只有2.65V。这时的电压减少是不是因为线路上的电阻引起的？__不是__(选填“是”或“不是”)，是因为__电池本身有内阻，分担一部分电压__。
【答案】 (1)如答图所示。
第3(1)题答图
【解析】 (3)①新的普通电池电压为1.5V，使用一段时间后，其供电电压会降低。②电池内部也有一定的电阻，可看作是在电路中串联了一个电阻，也会起到分压的作用。
专题十一 探究影响导体电阻大小的因素、用电压表 和电流表测导体的电阻[学生用书P87]
一、探究影响导体电阻大小的因素
各种材料的导电能力并不相同，所以导体的导电能力与材料有关。除了材料因素会影响电阻大小以外，还有哪些因素会影响电阻大小呢？
猜想：①导体的粗细可能会影响电阻大小，电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路，阻碍作用小；②导体的长度可能会影响电阻大小，电流在长度较大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中，阻碍道路的因素会更多一些。
通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法研究导体电阻与某一因素的关系时，要控制其他因素都不变。
1．探究电阻与导线长度的关系。
这个探究中，主要变量是__导线的长度__，要控制不变的因素是__导线的粗细和材料__。用电阻相对容易测量的镍铬合金线作为被测导线，用如图所示的电路比较不同长度的导线的电阻大小。探究结果表明：导线越长，电阻越__大__。
2．探究电阻与导线粗细的关系。
这个探究中，主要变量是__导线的粗细__，要控制不变的因素是__导线的长度和材料__。按照如图所示的电路图，用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较。探究结果表明：导线横截面积越大(越粗)，电阻越__小__。
3．用同样的方法研究导体电阻与材料的关系，其结果表明：不同的材料，导电能力的强弱是不相同的。
1．影响导体电阻大小的因素：导体的长度、导体的横截面积(导体的粗细)、导体的材料和导体的温度。在温度变化不大时，同种材料的导体，长度越长、横截面积越小(越细)，导体的电阻越大。
2．在导体的长度、粗细相同的情况下，常见导体材料的导电能力强弱如下：银>铜>金>铝>铁。导体的导电能力越强，线路上的电能损耗越小。银和金属于贵金属，价高而无法作导线材料(特殊场合例外)，铜、铝是最常用的导线材料，铜的密度太大而不适合作为高压线材料，但却是城市地下电缆和室内导线的最佳导线材料。
3．绝大多数金属导体的电阻随温度升高而增大。100W的白炽灯灯丝(钨丝)常温下的电阻只有50Ω左右，而在大于2000℃的正常工作温度下其阻值近500Ω。导体的温度降低，阻值减小。水银等导体的温度降到一定值时，其阻值会突然消失而成为超导体。
典例 (2017·桂林)小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时，产生了一些疑惑；实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体，而不选用常见的铜丝？难道选用铜丝会不利于探究？带着这些思考，小禹决定进行实验验证：
(1)为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入__电流表__，且与研究导体__串__联。
(2)连接电路时，开关必须处于__断开__状态。
(3)实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变__接入导体的长度__。
(4)分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验结果于表中，对比实验记录，发现用__铜丝__作为研究导体，实验现象不明显。不明显的原因：__铜丝电阻小，电流变化小__。
研究导体
铜丝
镍铬合金丝
长度(cm)
100
80
50
100
100
80
50
100
直径(mm)
0.5
0.5
0.5
0.7
0.5
0.5
0.5
0.7
灯泡亮度
很亮
很亮
很亮
很亮
较亮
较亮
亮
亮
电流(A)
0.42
0.42
0.43
0.43
0.24
0.26
0.31
0.30
【命题点分析】 本题考查影响导体电阻大小的因素。在该实验中，由于电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化成所串联的电流表示数来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小。为保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态；带鳄鱼夹的导线方便改变接入导体的长度。导体两端电压一定，电阻越小，电流越大。
1．(2018·滨州改编)下列说法中正确的是( B )
A．绝缘体不容易导电是因为绝缘体中几乎没有电荷
B．电热器中常用镍铬合金或锰铜合金丝作为导体材料
C．电压一定的情况下，导体的电阻与导体中的电流成反比
D．把某导线拉长1倍后接入电路，其阻值是原导线的2倍
【解析】 绝缘体不容易导电的原因是绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷，而不是几乎没有电荷。电热器中的导体需要有一定的电阻，镍铬合金丝或锰铜合金丝导电能力稍弱。电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，电压一定的情况下，通过电阻的电流不变。把导线拉长到原来的2倍后，横截面积也变小，电阻变为原阻值的4倍。
2．(2018·天津)在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用如图所示的电路，分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证：
(1)为验证“导体电阻跟长度有关”，表中可选用的三种导体是__BDE__(填导体代号)。
导体代号
长度(m)
横截面积(mm2)
材料
A
1
0.2
锰铜合金
B
1
0.4
锰铜合金
C
1
0.6
锰铜合金
D
0.5
0.4
锰铜合金
E
1.5
0.4
锰铜合金
F
1
0.6
镍铬合金
G
1
0.6
铁
(2)若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察__小灯泡的亮度__也可以判断导体电阻大小，但不足之处是__不能较准确地反映电路中电流的变化__。
【解析】 探究导体电阻跟长度的关系时，除了长度因素不同外，其他因素都需要控制相同。若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，虽然可以观察小灯泡的亮度变化来判断导体电阻大小，但不如电流表的定量变化关系更准确和明显。
二、用电压表和电流表测导体的电阻
目标
1．了解滑动变阻器的结构，初步学会滑动变阻器的使用方法。
2．学会正确使用电压表和电流表。
3．练习用电压表和电流表测电阻。
器材
干电池2节，待测电阻1个，开关1个，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1 个，导线若干。
过程
1．按如图所示连接好电路。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置。
2．闭合开关S，读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流，记录在表格中。
3．改变滑动变阻器的阻值，再读数，记入表格中。如此再重复1次。
4．表中共有3 组读数，代入R＝，算出电阻值，最后求电阻3次测量值的平均值，作为待测电阻R的测定值。
实验次数
U(V)
I(A)
R(Ω)
R的平均值(Ω)
1
2
3
讨论
1．滑动变阻器上标有“2A 20Ω”的字样，这表示什么意思？答：__“2A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，“20Ω”表示该滑动变阻器的阻值在0～20Ω之间可调__。
2．某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值，再运用欧姆定律，从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗？为什么？答：__不行。因为每次测量都要调整滑动变阻器阻值，即每次测量的电阻值是不同的，会改变电阻两端电压及通过电阻的电流。应该是用每次测量的电压、电流值求得一个对应的电阻值，最后求电阻的平均值__。
1．电阻值不便直接测量，一般利用图示电路，再用电压表和电流表同时测出导体的电压和电流，代入欧姆定律(R＝)计算出导体的电阻，这种方法简称伏安法测电阻。
2．实验电路中的滑动变阻器既起到限流保护作用，又可以改变电阻的电压和电流，进行多次测量获得电阻值以便求电阻的平均值。
3．注意连接电路时先断开开关，正确连接电路后，先将滑动变阻器滑到最大阻值处再闭合开关，以防电流过大。
4．注意选择电压表和电流表的量程。有些题目中会出现电压表因损坏而只有一个0～3V挡，电源电压为6V，电阻两端电压却超过量程，此时可将电压表接到滑动变阻器两端测其分压，相减可得电阻电压。
典例1 (2018·绍兴义乌)小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。
实验次数
U(V)
I(A)
R(Ω)
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
3
2.9
0.28
10.4
(1)闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到__A__(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后发现只有一只电表的指针发生偏转。请结合图甲电路分析产生此现象的原因是__电压表和电流表的位置互换了__。
(3)排除故障后，进行三次实验，测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为__10.3__Ω(保留一位小数)。
【命题点分析】 本题为伏安法测电阻，要求理解滑动变阻器的使用、电压表和电流表的使用特点、多次实验求平均值等方面的内容。
典例2 (2018·临沂)在“探究电流与电压的关系”实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8V，电流表无示数，滑动滑片P两表示数均无变化，则故障原因是__电阻断路__。
(3)小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为__0.12__A。若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向__A__(选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据，绘制出电阻R的I－U图像如图丙所示。由图像可得电流与电压的关系是__电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比__；本实验所用电阻的阻值为__5__Ω。
【答案】 (1)如答图所示。
典例2(1)题答图
【解析】 (2)闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数为2.8V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了，此时电压表串联在电路中测电源电压。(3)图中电流表的量程为0～0.6A，最小刻度值为0.02A，示数为0.12A；根据串联电路的分压作用，若要增大电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的电阻，滑片P向A端移动。(4)电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比。由图像可知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，则定值电阻的阻值为R＝＝＝5Ω。
【命题点分析】 (1)滑动变阻器接线柱一上一下接入电路。若滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则应接左下接线柱。(2)若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了。(3)由图示电流表确定其量程与最小刻度值，然后读出其示数；根据分压原理，判断电压的变化，再确定滑动变阻器滑片移动的方向。
1．(2018·温州)如图甲是某身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示其身高、体重。
小明利用某压敏电阻R及相关电路元件设计身高体重测量仪电路，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示，现要求用电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，且电压表、电流表的示数分别随身高、体重的增大而增大。下列电路设计最合理的是( C )
A B C D
【解析】 从图乙中可知，压敏电阻的阻值随压力增大而减小。电路设计要求是电压表、电流表的示数分别随身高、体重的增大而增大。A图中电压表测电源电压，不会变化；B图中两电阻串联，且电压表并在压敏电阻两端，完全不符合要求；D图的身高变化也会影响体重示数。
2．(2018·泰安)某兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2～3V，Rx的阻值约为6～7Ω。实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表(量程0～0.6A，0～3A)、电压表(量程0～3V，0～15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你思考完成下列问题：
(1)按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U＝__U0－IRx__。
(3)①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为__最大__(选填“最大”或“零”)。
②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线(并将虚线延长到纵轴)，如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0＝__3__V，电阻Rx＝__6__Ω。
【答案】 (1)如答图所示。
突破训练2(1)题答图
专题十三 磁场对通电导线和通电线圈的作用、探究产生电磁感应现象的条件和规律
[学生用书P93]
一、磁场对通电导线的作用
1．如图装置中，把导线AB放在磁场中，当合上开关使导线AB通电时，看到的现象是__导线AB运动(向左运动)__。
2．改变通过导线AB中的电流方向，观察导线运动的方向：__导线AB反向运动(向右运动)__。
3．保持导线中的电流方向不变，改变磁场的方向，观察导线运动的方向：__导线AB反向运动(向右运动)__。
1．“磁场对通电导线的作用”实验是电动机原理的基本实验。通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向与电流方向和磁场方向两个因素有关，改变其中一个因素受力方向将改变；同时改变两个因素，受力方向不变。通电导体在磁场中受到的力的大小与电流强度和磁场强度有关。
2．实验示意图中最重要的特征是有一个电源，所以图中有没有电源是判断是否是电动机原理示意图的重要标志。中考考纲暂不要求用左手定则(电动机定则)判断受力方向、电流方向与磁场方向之间的关系。
典例 (2018·广州)如图所示，通电导线ab固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是( A )
A．Fa、Fb方向相反 B．Fa、Fb方向相同
C．Fa、Fb方向相反 D．Fa、Fb方向相同
【命题点分析】 本题考查电动机原理中的通电导体在磁场中受到力的作用以及受力方向的影响因素。
(2018·深圳)我国航母舰载机起飞将采用自行研制的电磁导射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力。下列各图中与弹射车工作原理一致的是( A )
A B C D
A．电风扇 B．手摇发电机
C．电热水壶 D．电磁起重机
【解析】 航母舰载机起飞采用的电磁导射器将电能转化为机械能，与电动机类似。发电机是将机械能转化为电能；电热水壶是利用电流的热效应，将电能转化为内能；电磁起重机则仅仅将电流转化为磁场。
二、磁场对通电线圈的作用
1．如图，将矩形线圈放入磁场处于图甲所示的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈能否转动：__矩形线圈不转动__。
2．让矩形线圈处于图乙中的位置，给矩形线圈通电，观察矩形线圈的转动情况：__矩形线圈转动__。
1．该实验是通电线圈在磁场中受力转动演示实验。当线圈处于图乙位置时，线圈所在的平面与磁感线平行，ab受力向上，cd受力向下，整个线圈的转动力最大。当线圈处于图甲位置时，线圈所在的平面与磁感线垂直，ab受力向上，cd受力向下，此时两个力相互平衡，所以这个位置又称为平衡位置。
2．线圈转过平衡位置时，由于线圈转动具有惯性，所以线圈还能凭惯性继续转动。转过平衡位置后，线圈受到的转动力与转动方向相反了，解决的办法就是“换向器”。换向器是由两个铜质半环和两个电刷构成的。换向器的作用就是当线圈转过平衡位置时及时改变电流的方向。
典例 (2018·益阳)如图，这是__电动机__(选填“发电机”或“电动机”)原理图，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向__改变__(选填“改变”“不改变”或“可能变也可能不变”)。
【命题点分析】 本题考查电动机的工作原理。原理图有电源，是电动机原理图的标志。通电导体(线圈)在磁场中的受力方向由磁场方向和电流方向共同决定，若只改变其中一个因素，则导体(线圈)的受力方向改变。
三、装配直流电动机模型
目标
1．进一步了解直流电动机的构造和工作原理。
2．练习安装直流电动机的模型，提高动手操作能力。
器材
直流电动机模型，电池，滑动变阻器，开关，导线等。
过程
1．按图所示，把直流电动机模型的各个部件安装成整机。安装时要注意：轴与轴之间的摩擦要尽量减小；电刷和换向器的接触松紧要适当。
直流电动机模型 电路图
2．把直流电动机的模型接入电路，其电路图如图所示。在闭合开关前，先弄清电流从哪一个电刷流入电动机线圈。闭合开关，观察电动机线圈的转动方向，把结果记录在表中。
3．把电源的两极对调，按步骤2重复一次，观察电动机的转动方向是否改变，把结果记录在表中。
4．再把两个磁极位置对调一下，重复实验一次，观察电动机转动方向是否改变，把观察结果记录在表中。
5．在步骤2的基础上，只把两个磁极对调一下，重复实验，把观察结果记录在表中。
次数
电流方向
磁极位置
线圈转动方向(顺时针或逆时针)
1
从A流入，从B流出
左N、右S
2
3
4
6.利用滑动变阻器改变通过线圈的电流，观察转子转动的快慢，把观察结果记录在表中。
次数
变阻器滑片的滑动方向
电流变化
线圈转速变化
1
向左
2
向右
1．装配直流电动机时要求对照原理逐一弄清每一部分的结构及其对应的作用，了解整个模型的工作原理。电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定。改变电流方向或改变磁场方向都能改变其转动方向，但不能同时改变两个因素。电动机的转速由电流大小和磁场强弱来决定。
2．装配直流电动机过程中，最常见的问题：一、线圈卡在平衡位置，通电后不转动，此时只要稍用力转动线圈，即可正常转动；二、换向器部位接触不良，电刷是由铜片做成的，略调整电刷的松紧度即可；三、电池电量不足、接线柱接触不良、线圈接头掉落等也是常见故障，相应处理即可。
典例 (2018·徐州)如图所示的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈能否连续转动？__能__。如果通过线圈的电流变大，线圈的转动速度将变__大__。如果改变线圈中的电流方向，线圈的转动方向将__改变__。
【命题点分析】 本题是一种有所变化的自制直流电动机模型。最大的不同点在于换向器。制作这种电动机模型的主要材料是绕线圈的导线，这是一种叫漆包线的导线，导线外面涂了一层绝缘漆，绕好图示线圈后，一端全刮漆，另一端半刮漆，使线圈在转动半圈时通电，另外半圈时不通电。图中的支架相当于两个电刷，下面连接电源。最终的制作结果是线圈在半圈受力的作用，另半圈不受力的作用而靠惯性转动。
如图甲所示，可以清晰看出直流电动机的换向器结构，其中的E、F为铜质半环，A、B为两个电刷。实验演示用的电动机的换向器常采用铜质电刷，但实际电动机中采用的是石墨材料电刷(如图乙所示)。请分析石墨电刷与铜质电刷相比有哪些优点？(可查阅相关资料后来回答问题)
【答案】 石墨也是导体，石墨的熔点更高且化学性质稳定，不会因为摩擦和电弧产生的高温而熔化或被氧化，同时石墨具有很好的润滑作用，摩擦产生的热量更少。
四、探究产生电磁感应现象的条件和规律
最初研究电磁感应现象时，法拉第用很强的磁场或很强的恒定电流做实验，看看邻近的电路中会不会产生电流。在经历了多次失败后，他终于发现“磁生电”是一种在运动和变化的过程中才能产生的现象。下面，让我们追寻着法拉第的脚步，一起来探究电磁感应现象。
1．提出问题：
如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？
2．设计实验电路：
如图所示，将线圈的一边放入蹄形磁体的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路，电流表用来检测电路中是否有电流。
3．实验过程：
(1)线圈的一边在磁场中静止时：
①闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
②换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
③换用匝数更多的线圈，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
(2)线圈的一边在磁场中运动时：
①闭合开关后，让导线在磁场中做水平(即垂直于磁场方向)向左运动和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
②闭合开关后，让导线在磁场中做垂直(即平行于磁场方向)向上运动和向下运动，观察电流表指针是否偏转。
③闭合开关后，让导线在磁场中做斜向上运动和斜向下运动，观察电流表指针是否偏转。
(3)导线静止而磁体运动：
①闭合开关后，让磁体做水平向左运动和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
②闭合开关后，让磁体做垂直向上运动和向下运动，观察电流表指针是否偏转。
③闭合开关后，让磁体做斜向上运动和斜向下运动，观察电流表指针是否偏转。
4．设计记录实验数据的表格。
5．分析与论证：
归纳什么情况下能够产生感应电流？产生的电流方向跟哪些因素有关？
6．实验结论：通过这个实验，可以得出的结论是__闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。产生的电流方向与磁场方向和电流方向有关。__。
1．电磁感应现象的原理是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流。这是制作发电机的基本原理。若线圈不闭合会产生感应电压但无感应电流。感应电流的方向由磁场方向和切割方向共同决定，改变其中一个因素即可改变电流方向，两个因素都改变则感应电流方向不变。
2．常见的题型有：一、电磁感应原理示意图与电动机原理示意图的比较与区别；二、电磁感应原理探究实验的磁场方向、切割方向与电流方向的关系分析等。
典例 (2018·淮安)下面是探究“产生感应电流的条件”实验。回答有关问题：
(1)实验中，观察__电流表的指针是否偏转__判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中__有__(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做__切割磁感线__运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成__电源__，可以探究磁场对通电导体的作用。
【命题点分析】 本题考查发电机的基本工作原理——电磁感应现象的探究实验。注意能产生感应电流的条件关键词：“闭合电路”“部分导体”“切割运动”。
1．磁生电的过程实质上是机械能转化为电能的过程。如图所示，同一条形磁铁，从静止开始由同一高度下落，分别穿过闭合的塑料线圈甲、断开的塑料线圈乙、闭合的金属线圈丙、断开的金属线圈丁。假设所有线圈均有电阻，且不计空气阻力，则它穿过哪个线圈后落地时的速度最慢( C )
A．线圈甲 B．线圈乙
C．线圈丙 D．线圈丁
【解析】 磁铁穿过闭合金属线圈时会产生感应电流，而线圈存在电阻，能量通过发热损失，磁铁的机械能减小，磁铁运动速度减慢。
2．(2018·河南)小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)磁铁不动，闭合开关，导体棒沿__左右__(选填“上下”或“左右”)方向运动时，电流表指针会发生偏转。
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针__不会__(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做__切割磁感线__运动时，电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作：__用磁性不同(大小不同)的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小__。
专题十二 通电导体和通电螺线管的磁场、探究影响 电磁铁磁性强弱的因素、电磁铁的应用
[学生用书P90]
一、通电导体和通电螺线管的磁场
1．如图甲所示，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线。当直导线通电时，你能观察到的现象是__小磁针偏转__。改变电流的方向，观察到小磁针的偏转方向__相反__。
如图乙所示，在有机玻璃板上穿一个孔，将一束直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。
2．用导线绕成螺线管后通电，能吸引少量大头针。在螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，能吸引较多大
头针。实验说明带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多。
3．在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑。通电后轻敲玻璃板，如图所示，观察铁屑的分布规律。在螺线管两端
各放一枚小磁针，探测螺线管的磁极。改变电流方向，观察到小磁针的指向发生了变化，可判断螺线管磁极发生了改变。
1．通电导体周围存在磁场，磁场的方向可用右手螺旋定则(安培定则)来判断，让大拇指指向电流方向，四指弯曲方向表示通电导体周围的磁感线方向。通电导体周围的磁感线都是以导体为圆心的同心圆。实验中可用小磁针偏转或铁粉的分布来观察导体周围磁场的存在与分布。奥斯特实验中要注意的是通电导体尽量南北方向放置，防止地磁场的干扰。
2．通电线圈也存在磁场，其磁场类似于条形磁铁的磁感线分布，但从通电线圈的磁感线分布可知，磁感线也是封闭曲线，线圈外侧是从N极出来回到S极，线圈内部是从S极到N极。通电螺线管的磁场方向也用右手螺旋定则(安培定则)来判断，但情况与通电导体的磁场不同，四指弯曲方向表示线圈的电流方向，大拇指表示线圈的N极方向(这一点不能相混)。
3．通电线圈插入铁芯后，可大大增强其磁场，根据该原理可制成产生较大磁场的电磁铁。铁芯材料采用导磁性非常好的软磁体，最常用的是硅铁合金。
典例1 (2018·贵阳)如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是( C )
A．首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B．当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来
C．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D．改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向不变
【解析】 当直导线通电时，导线的周围存在磁场，小磁针会发生偏转，不会悬浮起来。小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场。磁场方向与电流方向有关，改变直导线中电流方向，小磁针N极的指向改变。
【命题点分析】 本题考查通电直导线周围存在磁场。首次成功发现该现象的是奥斯特。实验中上方的导体未通电前，下面的小磁针是南北指向的，导体通电后，小磁针将转动并垂直于导体。通电后，小磁针的指向可用右手螺旋定则来判断。
典例2 (2018·台州)将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图)，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
(1)图中4条弧线为磁感线，请在图中标出它们的方向。
(2)如果将磁铁的N、S极对调，导线框将__反转__。
(3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是__干电池被短路__。
【答案】 (1)如答图所示。
典例2(1)题答图
【解析】 (2)通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关，其中一个因素的方向变化，导体受力方向改变，若两个同时改变，受力方向不变，故如果将磁铁的N、S极对调，线圈的受力方
向改变，导线框将反转。(3)用导线将电源的正负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据Q＝I2Rt可知，通电时间稍长，干电池会明显发热。
【命题点分析】 本题考查磁感线的方向、磁场对通电导体的作用以及短路时会产生较大的电流。
二、影响电磁铁磁性强弱的因素
我们知道，在螺线管中插入一个铁芯就成为电磁铁，铁芯能使螺线管的磁性大大增强。那么，电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还跟哪些因素有关呢？
1．提出问题：
影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？
2．建立猜想：
(1)根据电磁铁通有电流才有磁性，可以建立“电磁铁磁性强弱可能跟电流的大小有关”的猜想。
(2)根据不同电磁铁，它绕有的线圈匝数是不同的这一结构特点，可以建立“电磁铁磁性强弱可能跟匝数的多少有关”的猜想。
(3)你还能建立什么猜想？
3．设计实验：
(1)可能有多个因素影响电磁铁磁性的强弱。那么，对这样的问题一般采取什么方法进行研究？
答：__控制变量法__。
(2)采用什么样的方法来判断电磁铁磁性的强弱？
答：__可观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱__。
(3)如果研究“电磁铁磁性的强弱可能跟电流的大小有关”这一猜想，应让__线圈匝数__保持不变，利用变阻器来改变电路中的电流，观察电磁铁磁性强弱是否改变。为此，可以设计如图所示的电路，进行实验研究。
(4)如果研究“电磁铁磁性的强弱可能跟匝数的多少有关”这一猜想，可在图示电路的A、B两点处接入不同匝数的电磁铁，并让电路中的电流保持不变，进行实验研究。
4．进行实验：
根据上面设计的实验方案，进行实验，把观察到的实验现象记录在下列表格中。
线圈的匝数(匝)
电流(A)
5.实验结论：
分析实验现象，得出实验结论：通过电磁铁的电流越__强__，电磁铁的磁性就越__强__；当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越__多__，电磁铁的磁性越__强__。
1．电磁铁的磁场强弱的影响因素：有无铁芯、电流强弱和线圈匝数。插入铁芯可大大增强其磁场；通过电磁铁的电流越强，电磁铁的磁性就越强；当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2．探究影响电磁铁磁性强弱的因素时采用控制变量法和转换法。探究电流大小对磁场强弱的影响时，须控制铁芯相同、线圈匝数相同。磁场强弱转化为电磁铁吸引大头针的数量。
典例 (2017·河池)为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量很多的大头针、铁钉以及足够长的漆包线为主要器材，进行如图所示的实验，闭合开关后。
(1)他将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁吸引大头针的数量会__增加__(选填“增加”“不变”或“减少”)。
(2)由图可知，__乙__铁钉的磁性较强。
(3)由图可知，甲铁钉的钉尖是__N__极。
【解析】 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加。(2)由图可知，乙铁钉吸引大头针的个数较多，说明乙的磁性较强。(3)由右手螺旋定则可知，甲铁钉的钉尖是N极。
【命题点分析】 本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和电磁铁磁极方向的判断。影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意观察不同条件导致的不同现象，利用相关现象解决问题。
1．(2018·泰安改编)下列实验方案中，能用于探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验是( A )
A B C D
【解析】 A图可用于探究“影响电磁铁磁场强弱的因素”。B图探究的是通电导体在磁场中受力而运动，即电动机原理。C图为奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场。D图验证电磁感应现象，即发电机原理。
2．(2018·云南)如图所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，电路连接完整后，闭合开关S时，小车不动。变阻器的滑片P向左移动到某一位置时，小车开始向左运动。则下列变阻器接入电路的方式正确的是( A )
A．a接e、d接f B．a接e、b接f
C．c接e、d接f D．c接e、b接f
【解析】 变阻器的滑片P向左移动到某一位置时，小车开始向左运动。说明P向左移动时，电流增大，滑动变阻器阻值减小。所以a端一定要接入电路，根据“一上一下”原则，“a接e、d接f”符合要求。
三、电磁继电器的应用
1．观察电磁继电器。对照电磁继电器的说明书，认识电磁继电器上接线柱的位置，并思考说明书上写着的电流和电压表示什么意思。
2．把电磁继电器上的线圈接到电源上，组成控制电路。观察通电和断电时电磁继电器的动作情况。注意观察通电时哪两个触点相连，断电时哪两个触点相连。
3．利用另外一个电源和小灯泡组成的工作电路，通过电磁继电器来控制小灯泡的亮与灭。
4．水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置，请按以下要求连接如图所示的水位自动报警器电路：当水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。
【答案】 如答图所示。
第4题答图
1．电磁继电器是电磁铁的重要用途之一，是利用弱电流控制强电流、低电压控制高电压的一种更安全且能实现自动控制的开关。其结构主要为电磁铁、复位弹簧、带着动触点的衔铁和两个静触点，两个静触点分别为常闭触点和常开触点。
2．较简单的电磁继电器有5个引脚：其中两个引脚内连电磁铁线圈，对外连接低压电源和控制开关；另三个的中间引脚内接动触点，两侧引脚接上、下静触点，这三个引脚连接被控制的高压工作电路。
3．常考题型之一是控制电路的连接。线圈的两个引线需连接低压电源和控制开关，动、静三个触点需连接高压工作电路，两路单独供电，不能有线相连。
4．常考题型之二是结合欧姆定律及电功率进行电路分析和计算。请对照有关题型进行练习。
典例 (2018·绍兴义乌)人们对自我保健越来越关注。图甲为某品牌足浴盆及相关参数。其内部电路可分为工作电路和控制电路两部分(如图乙所示)。闭合总开关S，当足浴盆有水注入到一定量时，压控开关S1、S2就会自动闭合，此时R1、R2会同时工作，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式。
额定电压：220V
频率：50Hz
加热功率：2100W
保温功率：100W
最大注水量：5kg
甲
乙 丙
(1)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是__R1__。压控开关S1的作用是防止__足浴盆中没水时而电路处于工作状态__，达到保护电路的目的。
(2)控制电路中电磁铁线圈的电阻为100Ω，为电磁铁供电的电池电压为6V。Rx为热敏电阻，阻值随温度变化关系可由图丙中的某条曲线表示。当线圈中的电流大于或等于20mA时，控制电路中继电器的衔铁被吸合，则Rx阻值随温度变化的曲线为图丙中的__D__。
(3)求R2的阻值。
(4)在一次使用过程中，加热时间为5min，保温时间为20min，则整个过程中消耗了多少电能？
【答案】 (3)R2所在支路的功率为P2＝P加热－P保温＝2100W－100W＝2000W，电阻R2＝＝＝24.2Ω。
(4)加热消耗的电能为W加热＝P加热×t加热＝2100W×5×60s＝6.3×105J，
保温消耗的电能为W保温＝P保温×t保温＝100W×20×60s＝1.2×105J，
则整个过程消耗的电能为W总＝W加热＋W保温＝6.3×105J＋1.2×105J＝7.5×105J。
【命题点分析】 本题涉及利用电磁继电器控制电路工作的原理分析、电路工作时的电功和电功率的简单计算等方面的问题。
(2018·杭州余杭区一模)小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，从而使电磁铁的磁性__增强__(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)某次电梯正常运行时，测得通过的电磁铁线圈的电流为10mA，此时电梯载重为多少？
(3)若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。(g取10N/kg)
【答案】 (2)电磁铁线圈中的电流为10mA时，总电阻为R总＝＝＝600Ω，压敏电阻R2＝R总－R1＝600Ω－100Ω＝500Ω；由图乙可知，这时电梯的载重是6000N。
(3)乘客的总重为G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N，由图乙可知，这时压敏电阻R′2＝100Ω，电磁铁线圈电流为I′总＝＝＝0.03A＝30mA＞20mA，所以电梯超载。
专题十五 研究杠杆的平衡、定滑轮与动滑轮
[学生用书P100]
一、研究杠杆的平衡
杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。那么杠杆平衡时，应满足什么条件？
1．提出问题：
杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力F1、阻力F2 和动力臂l1、阻力臂l2之间存在着怎样的关系呢？
2．建立假设：
两个同学在玩跷跷板，怎样才能保持跷跷板平衡？若要把自己这一端往下压，需要把自己的身体往外移动，也就是说，增大力臂。建立假设：杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。
3．设计实验：
利用小组合作的方式设计实验方案。我们可以对跷跷板进行简化，如图所示，用一根带有刻度的均质木尺作为杠杆，用钩码的拉力来代替人的作用力，进行实验研究。
4．进行实验：
(1)把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
(2)在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。
将支点左边钩码对杠杆的作用力记作动力F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力F2。将动力和阻力填入表内。
(3)读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。
(4)改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做4次。把有关数据填入表内。
序号
动力F1(N)
动力臂l1(cm)
阻力F2(N)
阻力臂l2(cm)
1
2
3
4
5.分析与论证：
分析实验数据，得出实验结论：__动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即：F1×l1＝F2×l2__。
6．思考与讨论：为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？__杠杆处于水平位置平衡时，力与杠杆刚好垂直，可直接从杠杆上读出力臂的长度__。
1．通过杠杆的平衡条件实验可得杠杆的平衡公式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(即F1×l1＝F2×l2)。
2．实验之前要调节杠杆的平衡以减小杠杆自身重力对实验的影响。平衡调节方法与天平平衡调节方法相同，即哪边偏高，平衡螺母往哪边调。
3．实验中每次杠杆平衡都应使杠杆在水平位置平衡，此时钩码的重力与杠杆垂直，可直接从杠杆上读出力臂的长度。
典例 (2018·温州)如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为( D )
A B C D
【解析】 吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，可将横杆看作是以A点为支点的轻质杠杆。把平底锅重力看作是动力，吸盘B受到的向上的摩擦力看作是阻力，P越靠近B，动力臂l(AP的距离)越长，阻力臂AB一定，B点受到的摩擦阻力F越大，即动力臂l与吸盘B受到的摩擦力F成正比。可假设当P点处于A点时，动力臂为0则阻力也为0，所以图像中的反向延长线应过原点。
【命题点分析】 本题属于杠杆平衡条件的应用分析题。解题的关键点在于理论上动力臂为0时，阻力也为0，即线段的延长线应经过原点。
(2018·聊城)人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定( B )
A．大于5kg B．大于49N
C．小于49N D．等于49N
【解析】 手臂是一个动力臂比阻力臂小很多的费力杠杆，压在手掌上的力是49N，肱二头肌的拉力相当于动力，应比49N大得多。注意5kg是物体的质量，而不是力。
二、定滑轮与动滑轮
1．两种滑轮
(1)观察并指出滑轮的结构特点：__滑轮是一种周边有槽(可以绕绳子)，能绕着中心轴转动的轮子__。
(2)请用滑轮、细线、铁架台等设计两种方案，要求利用滑轮把钩码提升起来，在图中画出实验装置示意图。
(3)利用设计的方案，组装好装置，提升钩码。
【答案】 (2)如答图所示。
第1(2)题答图
2．定滑轮与动滑轮
(1)如图甲所示，用弹簧测力计测出钩码的重G1。
(2)如图乙所示，通过定滑轮用弹簧测力计匀速向下拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F1，并与钩码的重相比较。改变拉力的方向，如图丙所示，观察弹簧测力计的读数是否发生变化？
(3)先用弹簧测力计测出钩码和滑轮的总重G2。如图丁所示，通过动滑轮用弹簧测力计匀速向上拉动钩码，记录弹簧测力计的读数F2，并与钩码和滑轮的总重相比较。
3．定滑轮与动滑轮的实质
在上图乙、丁中分别作出定滑轮、动滑轮的动力臂和阻力臂，并找出动力臂和阻力臂之间的关系。分析为什么使用定滑轮不省力，而使用动滑轮可以省一半力。
结论：定滑轮相当于等臂杠杆，动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
1．定滑轮相当于等臂杠杆，虽然不能省力但可以改变力的方向。分析定滑轮时，其杠杆的支点在转轴，左右半径分别是动力臂和阻力臂。定滑轮在生活中也有一些应用，如旗杆顶端的滑轮等。
2．动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，但不能改变力的方向。分析动滑轮时，以固定端绳子与圆的切点作为杠杆的支点，半径为阻力臂，直径为动力臂。注意定滑轮和动滑轮的杠杆支点不同。
3．滑轮组是利用若干个定滑轮和动滑轮进行组合，由n根绳子分担物体与动滑轮总重，即绳子自由端的拉力是物体与动滑轮总重的，可用公式F＝(G物＋G动)。中考难度一般不超过一定一动的滑轮组实验分析和计算题。
典例1 (2018·泰安改编)图甲是某学习小组关于滑轮组是否省力的实验示意图。用弹簧测力计竖直向上__缓慢(匀速)__拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：
(1)物体提升的高度是__5.0__cm，绳子自由端的拉力是__2__N。
(2)通过计算可知，图甲中动滑轮重为__1.5__N。
(3)若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则绳子自由端的拉力__＞__1.5N(选填“＞”“＝”或“＜”)。
【命题点分析】 图甲中，物体和动滑轮的总重由3股绳子分担，绳子自由端的拉力为物体和动滑轮总重的1/3，绳子自由端上升的高度是物体上升高度的三倍。因弹簧测力计读数为2N，可知图甲中物体和动滑轮总重为6N，所以图甲动滑轮重为6N－4.5N＝1.5N。图丙滑轮组中，物体和动滑轮的总重由4股绳子分担，绳子自由端的拉力为物体和动滑轮总重的1/4，但动滑轮增加了一个，所以物体和动滑轮的总重大于6N，因此其自由端的拉力应大于1.5N。
典例2 (2018·湖州)在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
(3)动滑轮受到的重力。
【答案】 (1)由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离s绳＝ns物＝2×2m＝4m，
人的拉力所做的功W＝Fs绳＝18N×4m＝72J。
(2)人的拉力做功的功率P＝＝＝18W。
(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，所以物体受到的摩擦力f＝0.35G＝0.35×100N＝35N。
因物体匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力F拉和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力F拉＝f＝35N，不计绳重及机械的摩擦，由F＝(G动＋F拉)可得，动滑轮的重力G动＝nF－F拉＝2×18N－35N＝1N。
【命题点分析】 本题考查知识点较广，涉及滑轮组、功与功率的计算、二力平衡、摩擦力等方面的知识。
1．(2018·哈尔滨改编)如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，拉力F为1.2N，下列说法正确的是( C )
A．绳子自由端移动的速度是0.6m/s
B．这个滑轮组是费力机械
C．动滑轮的重力为0.4N
D．拉力F克服物体重力所做的功是0.24J
【解析】 图示滑轮组中，分担物体和动滑轮总重的有效绳子根数为2，是省一半力的机械，当物体上升速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为0.4m/s。动滑轮的重力为G动＝2F－G物＝1.2N×2－2N＝0.4N。拉力F克服物体重力所做的功W＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J。
2．(2018·青岛)实验探究：探究杠杆的平衡条件。
数据
如图甲，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如下：
次数
动力F1(N)
动力臂l1(cm)
阻力F2(N)
阻力臂l2(cm)
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
结论
作图
①杠杆的平衡条件是__F1l1＝F2l2__。
②实验进行3次的目的是__C__。
A.取平均值减小误差
B.使每组数据更准确
C.归纳出普遍的科学规律
③如图乙，若用弹簧测力计的拉力作动力，进行实验，请画出其动力臂。
【答案】 ③如答图所示。
突破训练2③题答图
3．(2018·黔南州改编)如图为某同学进行验证“动滑轮可以省力”的实验示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2s，弹簧测力计对绳的拉力为F。请你根据这个同学做的实验完成下列问题：
(1)准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是__天平__。
(2)如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是__10.0__cm。
(3)若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮并没有省一半力的原因是__弹簧测力计上的力是钩码和动滑轮总重力的一半__。
(4)拉力F做功的功率是__0.12__W。
【解析】 (4)弹簧测力计从25cm上升到45cm处，绳子末端移动的距离s＝20.0cm＝0.2m；拉力做的功W＝Fs＝1.2N×0.2m＝0.24J；拉力F做功的功率是P＝＝＝0.12W。
4．(2018·温州模拟)如图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面。已知该货箱体积为50m3，质量是200t。
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少？
(2)货箱完全出水后又被匀速吊起1m。已知此时钢缆拉力F为1×106N。则在此过程中拉力F所做的功是多少？
(3)若货箱在水下被拉起到完全出水的过程中是被匀速提升的，则该滑轮组在水下提起货箱和货箱拉出水面后的滑轮组机械效率之比为多少。(不考虑风浪、水流以及滑轮间摩擦和绳子的重力等因素的影响)
【答案】 (1)F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×50m3＝ 5×105N。
(2)由图可知，拉力的距离s是货物高度的4倍，s＝4h＝4m。故拉力做的功W总＝Fs＝1×106N×4m＝4×106J。
(3)物体的重力G物＝mg＝200×103kg×10N/kg＝2×106N；
由于忽略滑轮间摩擦和绳子的重力，则露出水面后的拉力F＝，所以动滑轮的重力G轮＝4F－G物＝4×1×106N－2×106N＝2×106N，
露出水面前绳端的拉力F′＝＝＝8.75×105N，
在水下提起货箱时滑轮组做的有用功W有1＝(G－F浮)h；
该滑轮组在水下提起货箱时的机械效率η1＝×100%＝×100%＝＝；货箱拉出水面后做的有用功W有2＝Gh＝2×106N×1m＝2×106J，已知，货箱拉出水面后做的总功W总2＝4×106J，货箱拉出水面后滑轮组的机械效率η2＝×100%＝×100%＝50%；故该滑轮组在水下提起货箱和货箱拉出水面后的滑轮组机械效率之比η1∶η2＝∶50%＝6∶7。
专题十六 电功率与电热器[学生用书P103]
一、小灯泡的电功率跟哪些因素有关
把灯泡接到电路中时，不同功率的灯泡发光的亮度是不同的。灯泡越亮，灯泡的电功率就越大。那么，灯泡的电功率跟哪些因素有关？下面让我们以小灯泡为例，探究小灯泡电功率跟哪些因素有关。
1．提出问题：小灯泡的电功率跟哪些因素有关？
2．建立假设：
(1)小灯泡的电功率跟电压有关，电压越高，电功率就越大。
(2)小灯泡的电功率跟电流有关，电流越大，电功率就越大。
3．设计实验方案：
若要研究小灯泡的电功率跟电流和电压的关系，需要运用控制变量的方法进行实验研究。
(1)研究小灯泡的电功率跟电流的关系，就要控制小灯泡两端电压不变，可以把2 只不同的小灯泡按图甲所示方式并联在电路上，从而控制它们两端电压相等，用电流表分别测量通过小灯泡的电流。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电流有什么关系。
(2)研究小灯泡的电功率跟电压的关系，就要控制通过小灯泡的电流不变，可以把2 只不同的小灯泡按图乙所示方式串联在电路上，从而控制通过它们的电流相等，用电压表分别测量小灯泡两端的电压。通过观察小灯泡的亮度来判断小灯泡电功率大小，看看电功率大小跟电压有什么关系。
4．进行实验，收集证据：
按照上面设计的方案进行实验，并把收集到的数据和观察到的现象分别记录在表中。
研究小灯泡的电功率跟电流的关系表
灯L1
灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮、暗)
电流(A)
研究小灯泡的电功率跟电压的关系表
灯L1
灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮、暗)
电压(V)
5.分析与论证：
小灯泡的电功率大小跟小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流有关。在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大；在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
1．根据串、并联电路的电压和电流的规律可知：两灯泡串联时，电流相同，电压可控制不同；两灯泡并联时可控制电压相同而电流不同。因此可分别探究电压、电
流对小灯泡亮度的影响。
2．小灯泡的亮度实际上是由其实际功率来决定的，根据P＝UI可知，其实际电功率是由电压和电流共同决定的，也就是由电压和电流的乘积来决定的。
二、测定小灯泡的功率
目标
1．学习使用电流表和电压表测用电器功率的方法。
2．了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。
器材
常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组(总电压高于灯泡的额定电压)1只，导线若干。
过程
1．在方框内画出实验电路图。(图略)
Ｋ
2．按正确的电路图连接电路。
3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于灯泡的额定电压。读出并记录此时两只电表的读数。
4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出并记录两只电表的读数。
5．调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出并记录两只电表的读数。
6．计算出三种情况下小灯泡的功率。
序号
电压(V)
电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
讨论
1．小灯泡在哪种情况下属于正常发光？__当小灯泡两端电压等于额定电压时，小灯泡正常发光__。
2．如果一再降低或一再提高小灯泡两端的电压，将会出现什么情形？__当小灯泡两端电压过低时，小灯泡将很暗或不发光；当小灯泡两端电压过高时，小灯泡将烧毁__。
1．测定小灯泡的功率是中考重点和必考点之一。其原理是利用电流表和电压表测出小灯泡的电压和电流，代入公式P＝UI求得其功率。首先是理解并熟记电路图，对照电路图能够熟练连接实物电路，考题中最常见的是连接其中的1～2根导线或在实物电路中改正其中一根错误的连线。
2．实验过程中要注意在闭合开关前必须先将滑动变阻器滑片移到最大阻值处。分别将小灯泡两端的电压调到额定电压的0.8倍、1倍和1.2倍，并测出相应功率的目的是验证小灯泡的亮度是由实际功率决定的，而不是由额定功率决定的。计算额定功率时只能用额定电压下的电压和电流来进行计算，切不可用三组功率来求平均值。
3．小灯泡正常发光时，温度可达2000℃以上，这个温度与常温相差较大，灯丝为钨丝，其电阻会随着温度的升高而增大。所以灯丝的阻值、功率与电压并非呈线性关系(不是呈正比关系)。近年的考题中经常会出现其电阻或功率的变化曲线，通过查找曲线上对应的电压、电流或功率来分析和解题。
典例1 (2018·金华丽水)小科想知道标有“3.8V”字样的小
灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是__电压表有示数，电流表无示数(或电压表示数为6V，电流表示数为0)__，由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U(V)
1
2
3
3.8
4.5
电流I(A)
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是__1.14__W。
(4)小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω，小科的理由是__小灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小，实验中很暗时灯丝电阻为5Ω，没有通电时，温度更低，所以电阻会更小__。
【答案】 (1)如答图所示。
典例1(1)题答图
【命题点分析】 本题考查利用电流表和电压表测小灯泡的额定功率。考查点有：电路连接、电路故障分析、额定功率计算及灯丝电阻随温度的变化等。
典例2 (2018·攀枝花)小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并连接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到滑动变阻器的__B__(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，I1＝__0.2__A。
(3)将开关S2扳向“2”，保持滑动变阻器的阻值不变，调节变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R＝5Ω；则步骤(2)中小灯泡的电阻R1＝__5__Ω，测量小灯泡电阻的方法是__等效替代法__(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1＝__0.2__W。
(5)若小灯泡的额定电流I0＝2I1，以下关于小灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是__D__。
A．P0＝2P1 B．P0＝3P1
C．P0＝4P1 D．P0＝5P1
【解析】 (4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1＝IR＝(0.2A)2×5Ω＝0.2W。(5)若小灯泡的额定电流I0＝2I1，假设小灯泡的阻值不变，则P额＝IR＝(2I1)2R＝4IR＝4P1。由于小灯泡的阻值不是定值，且小灯泡的阻值会随温度的升高而变大，所以，当小灯泡在正常工作时，小灯泡的阻值变大，则额定功率P0＞P额＝4P1，所以最有可能的额定功率值为P0＝5P1。
【命题点分析】 本题测量小灯泡的功率，考查注意事项、电流表读数、等效替代法运用、功率计算及影响电阻大小的因素。为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处；从图甲可知，电流表读数时应读0～0.6A的小量程。小灯泡的实际功率需用P1＝IR求得；最后一小题要注意小灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大。
1．(2017·绵阳)电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压220V的家庭电路上，输出电压40V，输出功率2200W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量(长时间通电的对应安全电流)如表。从安全的角度考虑，该电焊机的输出导线应该选用( D )
导线编号
甲
乙
丙
丁
导线横截面积S(mm2)
1.0
2.5
6
10
安全载流量I(A)
12
28
47
68
A.甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】 输出电压为40V，输出功率为2200W，根据P＝UI，计算出电流I＝＝＝55A，即电焊机工作时的电流为55A，表中对应的铜芯线安全载流量应大于55A，对应导线编号为丁。
2．(2018·临海模拟)小柯同学做“测定小灯泡的电功率”的实验，现有电源(电压保持6V不变)、待测小灯泡(标有“0.28A”字样)、电流表、电压表(只有0～3V挡完好)、滑动变阻器、开关及导线若干，正确连接电路后进行实验。
(1)在移动变阻器滑片至某一位置时，小柯发现电压表示数如图(a)已满刻度，电流表示数如图(b)所示，读出电流表的示数为__0.24__A，但小灯泡仍无法正常发光。
(2)小柯经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在表中。
实验序号
电压U(V)
电流I(A)
1
3.0
0.24
2
2.2
0.28
3
1.7
0.30
①请根据相关信息分析，将方框中小柯重新连接的电路补充完整。
②求出该小灯泡的额定功率为__1.064__W。
【答案】 (2)①如答图所示。
突破训练(2)①题答图
【解析】 第一次连接电路时，电压表满偏，说明小灯泡的额定电压大于3V，已超出该电压表仅有的量程(其0～15V挡已坏)。此时可将电压表连接在滑动变阻器两端。因总电压为6V，串联电路中分电压之和等于总电压，当小灯泡两端电压大于3V时，滑动变阻器两端电压就小于3V，正好在电压表量程之内。当小灯泡电流达到额定电流时，其电压为6V－2.2V ＝3.8V，再根据P＝UI可求出其额定功率。
三、电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关
如图所示，2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
1．将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
2．闭合开关，记录电流表的读数。
3．经过一段时间后，标出2 根玻璃管内液面的位置。
4．比较2根玻璃管内液面上升的高度，可以推测得出：当电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越__多__。
5．当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数。
6．经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶(或乙瓶)玻璃管内液面的位置。
7．与上次该玻璃管内液面上升的高度相比，可以推测得出：当电阻相等时，电流越大，电流产生的热量就越__多__。
1．关于焦耳定律的验证实验：带细玻璃管装满煤油的烧瓶相当于一个温度计，电热会引起煤油的热胀冷缩，使细玻璃管中液柱产生明显变化。这就是当年焦耳设计该实验的巧妙之处。烧瓶中两电热丝串联可控制电路的电流相同，开关则可控制通电时间相同，电流表可监测电流的大小，滑动变阻器可改变电流的大小。实验电路中唯一不同的变量就是电热丝的电阻不同。
2．通过上述实验探究及进一步的定量研究可得焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比。即：Q＝I2Rt。
3．上述实验电路可改变成并联。改为并联电路后可探究电压相同时，不同的电流对通电导体产生热量的影响。
4．“纯电阻电路”指的是能将全部的电能转化为内能的电路，电流通过电阻时只产生热量，“非纯电阻电路”指的是可将电能转化为机械能等其他形式能量的电路。初中阶段的非纯电阻电路主要指含电动机的电路，电动机主要把电能转化为机械能，少量转化为内能。关于电动机电路的分析与计算也是近年来中考的热门考点。
典例 (2017·广西)如图所示是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则( D )
A．I1＝I2，A管中的液面较低
B．I1＝I2，A管中的液面较高
C．I1＞I2，A管中的液面较低
D．I1＞I2，A管中的液面较高
【命题点分析】 本题考查的是焦耳定律中电热与电阻的关系实验。根据如图的连接电路，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2。再由焦耳定律Q＝I2Rt可知：R1电阻产生的电热多，根据液体的热胀冷缩原理，A管中的液面较高。
1．(2018·青岛改编)利用如图所示装置研究电功，电动机工作时两端电压为6V，通过的电流为1A，在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。下列说法正确的是(g取10N/kg)( C )
A．重物上升过程中动能转化为重力势能
B．该装置无法计算5s工作过程中所产生的热量
C．此过程中电动机消耗的电能为30J
D．此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功
【解析】 重物上升过程中，速度不变，动能不变，不是动能转化为重力势能。该装置工作5s过程中，将消耗的电能减去重物产生的机械能即为产生的热量Q＝UIt－Gh。电动机消耗的电能为W＝UIt＝6V×1A×5s＝30J。电动机对重物做的功W′＝Gh＝mgh＝4kg×10N/kg×0.6m＝24J，电动机消耗的电能为30J，电动机对重物做的功不等于电流做的功。
2．小明同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置(三个完全相同容器中密封了初温和质量都相等的空气)。请仔细观察实验结果进行分析。
h1
h2
h3
U形管液面高度差(cm)
4
8
2
(1)实验时，通过U形管中液面高度差反映密闭空气吸收热量的多少，采用的实验方法是__转换法__。
(2)探究电热和电阻的关系应采用__甲、乙__两容器，比较h1和h2的关系可以初步得到结论：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
(3)探究电热和电流的关系应采用__乙、丙__两容器，比较h2和h3的关系可以初步得到结论：在导体的电阻和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的__平方成正比__。
【解析】 注意图中的甲、乙装置为串联，可控制电流和通电时间相同；乙、丙装置可控制电流不同。
专题十四 动能和势能大小的影响因素及其转化、内
能的改变[学生用书P97]
一、动能大小与哪些因素有关
1．如图所示，放在斜面上某一高度处的小钢球A 滚下时，撞击水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离。木块B被推出的距离越远，说明小钢球A的动能越大。
2．让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
3．让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
实验结论：__质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大__。
1．物体的动能是由于物体运动而具有的能量，动能的大小取决于物体的质量(m)和运动速度(v)。质量越大、运动速度越快，物体的动能越大。
2．该探究实验采用控制变量法，相同的小球从不同的高度滚下可获得不同的初速度，不同质量的小球从相同高度滚下可探究质量对动能大小的影响。动能大小可通过木块被移动的距离来进行比较(转换法)。
典例 (2018·台州)将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
(1)将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录__滑块移动距离__。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与__速度大小__的关系。
(2)将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请写出实验步骤。
【答案】 (2)将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一口放入，重复实验。
【命题点分析】 本题考查动能、重力势能的影响因素。实验中要注意控制变量、观察对象和实验设计三个角度。
(2018·包头)在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量m(g)
钢球下摆高度h(cm)
木块滑行距离s(cm)
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是__让钢球从高处摆下__。
(2)从表中数据可以看出，实验中控制了__速度__相同，从而探究动能与__质量__的关系。
(3)第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做__0.06__J的功(g取10N/kg)；第3次实验时，
木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用__甲__同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论：__速度一定时，质量越大，动能越大__。
二、重力势能与哪些因素有关
1．在一个铝盘中放入约2cm厚的细沙。
2．取体积相同而质量不同的金属小球。
3．将一根米尺竖直立在细沙上，把金属小球拿到某一高度自由释放，如图所示，记录这一高度。
4．把金属小球从沙中拿出，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。
5．抹平盘中的沙，从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。
6．抹平盘中的沙，从相同的高度自由释放不同质量的金属小球，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。
7．比较观察结果，分析被金属小球所撞出的沙坑深度和大小跟金属小球的质量和下落的高度的关系。
实验结论：__物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大__。
1．物体的重力势能是因为物体被举高而具有的能量。重力势能的大小取决于物体的重力G(质量m)和被举高的高度h。
2．该探究实验也采用控制变量法，相同的球从不同的高度落下可比较高度对重力势能的影响，不同质量的球从相同高度落下可探究物体的重力G(质量m)对重力势能大小的影响。重力势能的大小可通过被金属小球所撞出的沙坑深度和大小来进行比较(转换法)。
典例 (2018·内江)如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，已知ρ铅>ρ铁。那么A和B两球相比较，__A__球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是__B__球。
小明同学将如图所示的木块、三脚架分别当作“重锤”和“桩”，做打桩模拟实验。小明将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中。要将“桩”打入得深些，小明采取的方案有：
(1)用同一“重锤”时，要__改变高度__。
(2)让“重锤”从同一高度下落时，要__改变质量__。
三、动能和势能的转化
1．如图所示，用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，重力势能__减小__，动能__增大__；在摆锤摆过中点向上摆动的过程中，重力势能__增大__，动能__减小__。
2．如图所示，把一个滚摆悬挂起来。用手捻动滚摆，使悬线缠在轴上，将滚摆升高到最高点，然后放手。在滚摆下降的过程中，重力势能__减小__，动能__增大__；当滚摆上升的过程中，重力势能__增大__，动能__减小__。
3．如图所示，把金属小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，观察小球的滚动过程。小球在A、B、C、D各点具有什么形式的能量？小球在滚动过程中能量如何转化？
答：__A点和D点具有重力势能，但A点的重力势能更大；B点具有动能；C点具有动能和势能。从A到B和C到B两个过程中重力势能转化为动能，从B到C和B到D的过程中动能转化为重力势能__。
实验表明：__物体的动能和重力势能可以相互转化__。
1．摆锤的运动实验中，摆锤处于正中位置时高度最低，摆锤处于最边两侧时高度最高。当摆锤从两侧往中间运动时，高度降低、运动速度加快，重力势能转化为动能；当摆锤从中间往两侧运动时，高度升高、运动速度减慢，动能转化为重力势能。滚摆的情况与摆锤类似。
2．机械能包括动能和势能。动能和势能在转化过程中能量守恒，但在实验中，由于空气摩擦、绳子的扭力或轨道的摩擦等因素，最终机械能会转化为内能而损耗。
典例1 (2018·潍坊)如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是(可多选)( AD )
A．下降时重力势能转化为动能和内能
B．下降时减少的重力势能等于增加的动能
C．上升时减少的动能等于增加的重力势能
D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
【命题点分析】 本题考查的重点是利用滚摆分析动能与重力势能的转化。滚摆下降时，质量不变，速度变大，高度减小，即动能变大，重力势能减小，将重力势能转化为动能；由于存在摩擦，一部分重力势能转化为内能，故减少的重力势能大于增加的动能；由于存在摩擦，故一部分动能转化为内能，减少的动能大于增加的重力势能；上升的最大高度逐渐降低，说明机械能转化为其他形式的能，故机械能不守恒。
典例2 (2018·成都A卷)如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是( C )
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
【命题点分析】 蹦极运动中涉及重力势能、动能和弹性势能之间的相互转化。人在下落过程中，重力势能一直在减小。当弹性绳绷直后拉长到一定程度，绳的拉力等于重力时，人体的运动速度最快，此时人体的动能最大(注意不是在弹性绳刚绷直时)。当人体到达最低点时，重力势能最小，弹性势能最大。
1．(2018·杭州余杭区一模)学校举行运动会，小明同学在跳远运动的几个阶段如图所示，则他( D )
A．在助跑阶段机械能不变
B．在起跳时机械能为零
C．起跳后升空的过程中，动能全部转化为重力势能
D．落到沙地停稳后机械能为零
【解析】 在助跑阶段做加速运动，所以机械能增大。在起跳时重力势能为零，但动能不为零，所以机械能不为零。人到达最高点时，重力势能最大，但水平运动不停止，所以并非所有的动能都转化为重力势能。落到沙地停稳后所有机械能转化为内能，机械能为零。
2．(2018·威海改编)如图所示，两个强磁环a、b套在竖直放置的光滑塑料杆上，小明将a用力下压，当松开手后，a被快速“弹起”(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是( C )
A．最终a静止不动时，a的机械能为零
B．从弹起到最终静止的整个过程，a的机械能一直在减小
C．向上运动时，a受到合力的方向会发生变化
D．向上运动时，当a受到b的斥力与自身重力相等时，a将做匀速直线运动
【解析】 最终a静止不动时具有重力势能，a的机械能不为零。从弹起到最终静止的整个过程，b磁场的磁力势能转化为重力势能，a的机械能不变。向上运动时，a受到合力的方向先向上最后为零。向上运动时，a受到b的斥力与自身重力不平衡，a不做匀速运动。
3．总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像是( A )
A B C D
四、内能的改变
1．把图钉按在一次性筷子的一端，手握筷子使图钉在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用手感觉图钉的温度的变化情况是__图钉升温__。
2．如图甲所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花。快速压下活塞，观察棉花的情况是__瓶内棉花瞬间燃烧__。
3．如图乙所示，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶里打气，当塞子跳出时，观察到瓶内变化是__瓶内出现白雾__。
4．有一只瓶子，里面装着一些铁屑，可以使铁屑的内能增加的方法是__对瓶子内的铁屑做功(晃动瓶子使铁屑相互摩擦)，或加热__。
如果你没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度的升高，你能说出究竟采用了什么方法吗？__转换法__。
1．内能是物体内部大量分子(或其他微观粒子)做无规则运动即热运动而具有的能。一个物体内能的大小与温度有关，温度越高，物体的内能越大。温度升高时内能增加，但内能增加温度不一定升高，如冰熔化过程中内能增加但温度不变。
2．注意内能与热量的区别，热量是热传递过程中的能量变化。若将物体的内能类比成一个水库中的水，则热量相当于从水库中流出来多少的水量，水库中有多少水和从水库中流出来多少水两者不能相混。
3．改变内能的方法有做功和热传递。摩擦生热、压缩气体都属于对物体做功，其内能都会增大。气体对外做功，气体内能会减少，表现为气体温度降低。热传递具有方向性，热量总是从高温物体传向低温物体或从物体的高温端传向低温端。热传递过程中传递了多少热量可用公式Q＝cmΔt来计算。
典例 (2018·潍坊)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中，对其加热至沸腾，温度随时间变化的关系如图所示，关于该物质说法不正确的是( D )
A．固态时是晶体
B．在ab段内能增加
C．在cd段仍需吸收热量
D．固态时的比热容比液态时大
【解析】 由图像可知，该物质在熔化过程中保持50℃不变，所以熔点为50℃，并且为晶体。ab段是熔化过程，晶体熔化时，仍然不断吸收热量，温度不变，但内能增加；由图像可知，相同的时间内0～4min升高的温度大于11～19min升高的温度，由Q＝cmΔt可知，当吸收的热量和质量都相同时，Δt越大比热容就越小，固态时的比热容比液态时小。
【命题点分析】 本题结合晶体熔化和液体的沸腾曲线分析物质升温过程中的熔化、沸腾过程的状态变化、内能变化和比热问题。
(2018·肥城三模)关于热现象，下列说法正确的是( B )
A．温度高的物体含有的热量多
B．物体的内能增加，不一定从外界吸收热量
C．物体的内能等于物体动能和势能之和
D．冰水混合物吸热时，温度不变，内能不变
专题四 光的反射、探究平面镜成像规律、光的折射
[学生用书P67]
一、光的反射
1．把一面平面镜M放在水平桌面上，再把一块硬纸板竖直地立在平面镜上，纸板由可以绕ON折转的E、F两块板组成，纸板上的直线ON垂直于镜面。
2．使E、F两板面处于同一平面内，让一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经过平面镜的反射，沿着另一个方向射出，在纸板上用红色笔描出入射光和反射光的径迹。
3．改变光束的入射方向，重做两次。换用其他颜色的笔描出入射光和反射光的径迹。
4．将F板绕ON前后转动，在F板上还能看到反射光吗？__不能__。这一现象说明了什么？__反射光线与法线、入射光线在同一平面__。
5．取下硬纸板，用量角器量出入射角和反射角，记录。
6．通过光的反射实验，得出的结论是：__入射光线、反射光线、法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线的两侧；反射角等于入射角；入射角增大，反射角也增大__。这就是光的反射定律。
7．一束太阳光斜射到平面镜的表面，在平面镜的另一侧可看到耀眼的亮光；如果太阳光斜射到粗糙的白纸表面，则无论从哪个方向观察，都看不到耀眼的亮光。
1．注意：入射光线，必须按光线的入射方向来读，如上图中入射光线为AO，不能为OA；入射角指入射光线与法线的夹角，而不是与镜面的夹角，反射角亦如此。
2．光的反射定律内容，可简化为口诀进行理解：“三线同面、分居两侧、两角相等、同增同减”。“三线同面”指入射光线、反射光线、法线在同一平面内；“分居两侧”指反射光线和入射光线分居法线的两侧；“两角相等”指反射角等于入射角，注意一般不说成是入射角等于反射角，两者存在主动与被动关系。“同增同减”指入射角增大，反射角也增大。
3．考题中常见的“倒影”都属于镜面反射。
4．镜面反射中的反射光都向一个方向射出，物体光滑到一定程度才能发生镜面反射。人们能从不同角度看到某个物体是因为漫反射，漫反射也遵循光的反射定律。
典例 (2018·福建A卷)如图是“探究光的反射规律”的实验装置，其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏，并能沿ON折转，ON垂直于CD。
实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
30°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
(1)实验时，将光屏__垂直__放置在平面镜上，让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点，可在光屏上看到反射
光，如图甲；将光屏右半部分向后折转任意角度，光屏上都看不到反射光，如图乙；说明反射光线、入射光线与法线在__同一平面内__。
(2)某同学的实验数据如表，其中有一组数据测错了，这组数据是第__4__次实验的，原因可能是将反射光线与__平面镜__的夹角当成反射角。
【命题点分析】 本题主要考查利用实验探究光的反射规律。避免常见的错误：不能把入射光线与镜面的夹角当作入射角，也不能把反射光线与镜面的夹角当作反射角。
1．(2018·长沙)图中与光的反射有关的是( D )
A．如图甲所示，透过树丛的光束
B．如图乙所示，筷子好像在水面处折断了
C．如图丙所示，雨过天晴，挂在天空的彩虹
D．如图丁所示，把平面镜按一定规律排列，汇聚太阳光的塔式太阳能电站
【解析】 透过树丛的光束是光的直线传播现象；筷子好像在水面处折断了是光的折射现象；雨过天晴，挂在天空的彩虹是光的色散现象；把平面镜按一定规律排列，汇聚太阳光的塔式太阳能电站是光的反射现象。
2．(2017·哈尔滨)小明和小聪在探究光的反射规律，实验装置如图所示。
(1)∠FON是__反射__角(选填“入射”或“反射”)。
(2)一束光沿EO射到镜面，在纸板上会看到反射光OF。若沿着FO的方向再入射一束光，它的反射光沿OE方向射出，此现象说明__反射时，光路是可逆的__。
(3)在研究反射角和入射角的关系时，收集数据如表：
入射角
反射角
30°
30°
小明分析表中数据，得出__反射角等于入射角__的结论。小聪说，此结论不具有普遍性。请指出实验中的不足并加以改进：__不足：只测量了一组入射角及对应的反射角的大小；改进：多次改变入射角的大小，测量并分析比较对应的反射角和入射角的大小，得出普遍规律__。
二、探究平面镜成像规律
对着平面镜照自己的时候，我们在平面镜里所成的像的大小、位置跟我们自己的大小、所处的位置有什么关系？下面让我们用一块玻璃板作为平面镜来探究平面镜的成像规律。
1．设计实验和进行实验：
在桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面，看一看玻璃板后面有没有蜡烛的像。__有__。再拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合为止。这个位置就是点燃的蜡烛所成像的位置。用笔在纸上记下这两个位置。实验中，你观察到的蜡烛的像与蜡烛的大小是否相同？__相同__。
移动点燃的蜡烛到另一个位置，重做上面的实验。
用直线把每次实验中的蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量出它们到玻璃板的距离，并加以比较。
2．记录实验数据。
3．分析与论证： 平面镜所成像的大小与物体的大小__相等__。像与物体到平面镜的距离__相等__。平面镜所成像为__虚__像。
4．如图，AB表示平面镜前面的物体，请根据平面镜成像的对称性，作出AB在平面镜中的像A′B′。
【答案】 如答图所示。
第4题答图
1．平面镜成像规律可归纳成：垂直、等距、等大、虚像、正立、左右相反。物体与像的连线与镜面垂直，物体到平面镜与像到平面镜的距离相等，物体与像的大小相等，平面镜所成的像为虚像不能用光屏承接，平面镜所成的像正立但左右相反。
2．探究平面镜成像规律采用玻璃是因为玻璃既可反射光又可透光看到背后的蜡烛实物。玻璃越薄越好，因为玻璃的前后两侧都会反光，会形成两个像影响实验效果。玻璃板必须垂直于底座木板(或桌面)，否则像将上移或下移。为了探究规律，须多次实验以求普遍性。
典例1 (2018·长沙)如图是探究平面镜成像特点的实验装置图。
(1)本实验应选用__玻璃板__(选填“玻璃板”或“平面镜”)进行实验。
(2)实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，是为了比较像与物的__大小__关系。
(3)小明竖直放好蜡烛A，移动蜡烛B，直至与蜡烛A的像完全重合，分别记录A和B的位置；多次移动蜡烛A重复实验。实验中如果蜡烛A靠近器材M，则蜡烛B__靠近__(选填“远离”或“靠近”)器材M，才能与蜡烛A的像完全重合。
【命题点分析】 本题考查平面镜成像规律的探究实验。利用玻璃板便于观察玻璃板后的蜡烛，以确定像的位置。平面镜成像的特点之一是物像等大。选取完全相同的蜡烛，便于比较像与物体的大小。平面镜成像时物距与像距相等。A靠近器材M，则蜡烛B也靠近器材M时，才能与蜡烛A的像完全重合。
典例2 (2018·黔南州)画出图中S发出的光线经平面镜反射后过P点的光路。
【答案】 如答图所示。
典例2题答图
【命题点分析】 本题考查利用平面镜成对称图像的原理画出光路图。方法是：过镜面作出点S的对称点S′，即为点光源S在平面镜中的像，连接S′P与镜面交于O点，即为入射点(反射点)，连接SO就得到入射光线。
(2018·杭州余杭区一模)小金用图示装置探究平面镜成像特点。实验探究的步骤如下：
①在水平桌面上铺一张白纸，将一块玻璃板竖立在纸上，在纸上记下玻璃板的位置。
②选取两支大小相同的蜡烛，把一支蜡烛点燃放在玻璃板的前面，看到玻璃板后面有蜡烛的像时，在纸上记下蜡烛的位置A。
③拿另一支没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到它与前面的蜡烛的像完全重合，在纸上记下该蜡烛的位置A′。
④移动点燃的蜡烛到另一位置，重做上面的实验，在纸上记录物与像的位置B、B′；C、C′。
(1)刚开始，小金在做步骤③时，无论怎么移动蜡烛，都无法使它与前面的蜡烛的像完全重合。请分析产生这一现象的可能原因？__平面镜没有放竖直，有倾斜__。经过改正后，小金重新实验。
(2)步骤④的实验目的是__进行多次实验来使实验结论具有普遍性，避免偶然性__。
(3)图乙是物、像的位置实验记录，请你利用测量工具对乙图的实验记录作出处理并得到相应规律：__像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直__。
三、光的折射
1．让一束光通过玻璃槽盖子上的狭缝斜射到水面，光进入水中时，其传播方向会发生变化。如图甲所示，PQ是空气和水的分界面，O点是一束光的入射点，AO是入射光线，NN′ 是通过O 点的法线，∠AON(即α)为入射角，OC是进入水中传播的折射光线，折射光线跟法线的夹角∠CON′(即γ)叫做折射角。
改变入射角α的大小，比较每一次入射角α 和折射角γ 的大小以及折射角γ 随入射角α的变化情况，得出结论是__入射角增大，折射角也增大__。如果让光垂直射向水面，进入水中的光线将会__沿原方向垂直入射__。
2．把水换成玻璃砖，如图乙所示，重新做这个实验。
甲 乙
1．光从一种介质斜射入另一种不同介质时，会发生折射现象(同时伴随反射现象)，这与光线在不同介质中的传播速度不同有关，光在不同介质中的传播速度相差越大，其折射情况越明显。若光线垂直射入另一种介质，其传播方向不变，但传播速度改变。
2．由于光的折射原因，所以“在岸上看水中的物体变浅了，在水中看岸上的物体变高了”。
典例 (2018·扬州)能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是( C )
A B C D
【命题点分析】 本题考查折射光路图。要注意的是：一、人看到水中的物体，光线是从水中的物体射出的光线，而不是从人眼中射出的光线，即排除了B、D项。二、光线从空气斜射入水中时，入射角大于折射角，由于光路可逆，光线从水中斜射入空气时，入射角小于折射角，总之，水中的光线与法线的夹角要小一些。
(2018·嘉兴秀洲区期中)在研究光的折射时，小明知道光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。小明想：光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢？即什么条件下折射角小于入射角，什么条件下折射角大于入射角？为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：让一激光手电筒射出的光束从水中斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图甲所示。然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度(见下表)。
物质
水
玻璃
冰
空气
酒精
光速(m·s－1)
2.25×108
2.0×108
2.30×108
3.0×108
2.2×108
(1)观察光路图，可以发现光从水斜射入玻璃时，折射角__小于__(选填“大于”或“小于”)入射角。
(2)仔细观察图甲中的光路，对照表中的数据，可以得出结论：当光从传播速度小的介质斜射入传播速度大的介质时，折射角__大于__入射角(选填“大于”或“小于”)。
(3)根据光的折射定律，请在图乙中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置。
【答案】 (3)如答图所示。
突破训练(3)题答图
专题一 用显微镜观察动植物细胞[学生用书P1]
一、练习使用显微镜
目标
1．认识显微镜的结构，知道各结构的操作方法。
2．练习使用显微镜观察微小的物体，并学习绘制显微图。
3．体验工具和技术对科学观察所起的作用。
器材
显微镜、“上”字载玻片、铅笔、头发、线、纸片、透明塑料尺。
过程
一、认识显微镜结构。
1．从箱中取出显微镜，轻放在实验台上。搬动显微镜时，应一只手握着镜臂，另一只手托着镜座，轻拿轻放。
2．请结合如图，逐一辨认显微镜的各个部分：镜座、载物台、镜臂、压片夹、镜筒、遮光器、通光孔、目镜、反光镜、物镜、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、物镜转换器。
3．观察目镜：每台显微镜通常有3个目镜，每一个目镜都刻有放大倍数，如“5×”“10×”或“12.5×”等。3个目镜的长度并不相同，目镜的长度与放大倍数的关系是__目镜越长，倍数越小__。
4．观察物镜：每一个物镜都可以旋进物镜转换器中，物镜上也刻有放大倍数，如“10×”“40×”或“100×”等。物镜的长度与放大倍数的关系是__物镜越长，倍数越大__。
5．显微镜的放大倍数可用以下公式计算：
显微镜的放大倍数＝目镜的放大倍数 × 物镜的放大倍数。当使用“10×”的目镜和“40×”的物镜时，显微镜的放大倍数是__400__倍。
二、练习使用低倍显微镜。
显微镜的使用一般包括安放、对光、放片、调焦和观察等过程。
1．安放。将显微镜放置在接近光源、靠身体前方略偏左的地方，镜筒在前，镜臂在后。
2．对光。转动物镜转换器，使低倍物镜正对通光孔。再转动遮光器，让较大的一个光圈对准通光孔。用左眼通过目镜观察，右眼必须睁开，以便及时记录观察结果。同时调节反光镜，使视野中出现一个明亮的圆形。
3．放片、调距。
(1)将写有“上”字的载玻片放在载物台上，两端用压片夹压住，使“上”字正对通光孔。
(2)眼睛注视物镜与载玻片的距离。转动粗准焦螺旋，使镜筒慢慢下降，让物镜靠近载玻片，但不要碰到载玻片。
(3)用左眼朝目镜内注视，同时要求右眼睁开，并慢慢调节粗准焦螺旋，使镜筒慢慢上升。当看到“上”字的物像时，停止调节粗准焦螺旋，继而轻微来回转动细准焦螺旋，直到物像清晰为止。
(4)观察目镜，记下目镜上所刻的放大倍数；观察物镜，记下物镜上所刻的放大倍数。
4．观察。
(1)请把观察到“上”的物像用铅笔画在旁边的圆圈内。
(2)继续观察：慢慢把玻片向前移，所看到“上”的物像向__后__移动。
(3)继续观察：慢慢把玻片向左移，所看到“上”的物像向__右__移动。
三、观察一些实物。
将准备好的头发、线、纸片、透明小塑料尺等实物分别放在洁净的载玻片上，再把载玻片放在载物台上，用低倍镜观察。
讨论
1．要改变显微镜中视野的亮度，可调节显微镜的__通光孔和反光镜__。若光线太暗，调节方法是__改用大光圈和凹面镜__。
2．转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛应注视显微镜的__物镜__，原因是__防止物镜接触载玻片__。
3．慢慢移动载玻片时，可发现目镜中物像的移动方向跟载玻片的移动方向__相反__(选填“相同”或“相反”)。这说明显微镜中看到的物像是原物的__倒像__(选填“正像”或“倒像”)。
1．关于对光的问题：用低倍镜、选择光圈、调反光镜。光线亮时用小光圈和平面镜，光线暗时用大光圈和凹面镜。
2．关于粗、细准焦螺旋的使用：镜筒下降时，眼睛从侧面注视镜筒与玻片之间的距离，用粗准焦螺旋下调，防止镜头与玻片相碰；观察目镜内调焦时，先用粗准焦螺旋向上调，调到可以看到物像时，改用细准焦螺旋上下调。
3．关于放大倍数的问题：目镜无螺纹，越短倍数越大；物镜有螺纹，越长倍数越大。对光要用低倍镜，找物像也用低倍镜。观察同一物像时，低倍镜看到的视野更亮，看到的细胞数更多，换用高倍镜后看到的视野变暗且细胞变大，细胞数变少。
4．关于物像的正反问题：显微镜中看到的像上下、左右均相反，如“F”字玻片在显微镜中看到的像是“”。视野中的像偏哪边，载玻片就得向哪边移，例如：像偏右侧时把载玻片向右移动。特别要注意的是，视野中看到的细胞质流动方向与实际方向相同。
典例1 用显微镜观察时，发现有污点，如果转动目镜或移动玻片标本，都不能把视野中的污点移走，则污点在( B )
A．目镜上 B．物镜上
C．玻片标本上 D．反光镜上
【命题点分析】 显微镜视野中污点的位置只有三种可能：在目镜上、在物镜上或在玻片标本上。判断的方法是转动目镜或移动玻片。转动目镜，污点动就在目镜上，不动就不在目镜上；移动载玻片，污点移动就在载玻片上，不动就不在载玻片上；如果不在目镜和载玻片上，那就一定在物镜上。
典例2 小敏同学在使用显微镜的过程中出现的问题与对应的解决方法，正确的是( D )
A．物像不清晰——调节光圈
B．物像偏右下方——向左下方移动玻片
C．视野较暗——用平面镜
D．物像太小——换高倍目镜或高倍物镜
【解析】 转动细准焦螺旋调出更清晰的物像；物像偏右下方，要移到视野中央，应向右下方移动玻片标本；视野较暗，可以选用凹面镜和大光圈；显微镜的放大倍数是物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积，物像太小换高倍目镜或高倍物镜。
【命题点分析】 本题的主要考点是显微镜的基本构造及其功能。显微镜使用过程中，用大光圈、凹面镜调节，会使视野变亮。细准焦螺旋可以小幅度地调节镜筒，能够使所观察到的物像更清晰。显微镜成倒立的像，视野中像的移动方向与标本的移动方向相反。
(2018·杭州上城区一模)同一台显微镜，采用不同的物镜和目镜组合观察同一血涂片，出现图甲和图乙两个视野，下列说法正确的是( B )
A．如果目镜一样，图甲的物镜比图乙的物镜长
B．如果物镜一样，图乙的目镜比图甲的目镜短
C．若使用相同的光照、反光镜和通光孔，则乙视野亮度大
D．要使视野中左下方的像移到视野中央，应将玻片往右上方移动
二、观察动物细胞和植物细胞
目标
1．继续练习使用显微镜。
2．练习制作临时装片。
3．进一步认识细胞的基本结构和动、植物细胞的区别。
4．练习绘制生物显微图。
器材
显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、牙签、吸水纸、纱布、刀片、水、红墨水(或碘液)、0.01% 亚甲基蓝溶液、0.9% 的生理盐水、洋葱鳞片。
过程
一、观察洋葱表皮细胞
1．用干净的纱布将载玻片擦拭干净，在干净的载玻片上滴 1 滴清水(如图)。
2．把洋葱鳞片切成小块，用镊子撕下一小块洋葱鳞片内表皮，放在载玻片的清水中，用镊子展平(如图)。
3．用镊子夹起盖玻片，使盖玻片一侧先接触载玻片上的水滴，然后慢慢放平，以防止气泡产生(如图)。
4．在盖玻片一侧，加 1～2 滴红墨水(或碘液)。在另一侧用吸水纸吸水，使染液浸润全部标本。
5．用显微镜观察洋葱表皮细胞临时装片。
(1)如果找到洋葱鳞片表皮细胞，把它绘制在右边的方框内，并注明细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡等名称。
【答案】 5(1)如答图所示。
第5(1)题答图
(2)如果无法找到洋葱表皮细胞，试着在下表中找出一项或几项原因，做上记号，并采取相应对策。
观察植物细胞时的问题与对策
现象
原因
对策
细胞有严重重叠
洋葱鳞片表皮细胞撕得太厚
重新撕几次，挑选较薄的表皮进行实验
洋葱鳞片表皮细胞未在载玻片上展平，甚至造成折叠现象
用镊子展平洋葱鳞片表皮后，重新制作装片
细胞结构不太清楚
未加滴红墨水
加滴红墨水
有黑色圆圈等
气泡太多
重新盖盖玻片或重新制作装片
视野中无光斑或视野太暗等
显微镜操作失误(如反光镜未对好，光过强、过弱或无光，物镜未对准通光孔)
重新按正确方法操作显微镜
二、观察人体口腔上皮细胞
1．在干净的载玻片上滴 1 滴生理盐水。漱净口，用消毒牙签在自己口腔内壁上沿同一方向轻刮几下，把刮下来的口腔上皮细胞涂抹在生理盐水中，尽量涂均匀。
2．用镊子夹起盖玻片，使盖玻片的一侧先接触载玻片上的水滴，然后慢慢放平(避免气泡产生)，制成临时装片。
3．在盖玻片一侧加 1 滴亚甲基蓝溶液(或稀碘液)，在相对应的另一侧用吸水纸吸水，使染液浸润全部标本。
4．用显微镜观察口腔上皮细胞临时装片。
(1)如果找到口腔上皮细胞，把它绘制在右边的方框内，并注明细胞膜、细胞质和细胞核。
【答案】 4(1)如答图所示。
第4(1)题答图
(2)如果未找到口腔上皮细胞，请试着在下表中找出一项或几项原因，做上记号并采取相应的对策。
观察动物细胞时的问题与对策
现象
原因
对策
视野中没有细胞
未在口腔内壁上刮取细胞
找到正确部位后再刮取细胞，重新制作装片
刮取的细胞数太少
多刮取几次，重新制作装片
刮取细胞后，涂抹不匀
重新制作装片，涂抹均匀
视野中有细胞，但结构不太清楚
未加滴亚甲基蓝溶液
加滴亚甲基蓝溶液
视野中有许多黑色圆圈
气泡太多
重新盖盖玻片或重新制作装片
视野中无光斑或视野太暗等现象
显微镜操作失误
回忆前两次实验，按正确方法操作
1．关于滴清水还是0.9%的生理盐水的问题：观察植物细胞时，制作临时装片的第一步是滴清水，植物细胞有细胞壁的保护，吸清水后不会胀破。动物细胞没有细胞壁的保护，必须滴0.9%的生理盐水，以防止吸水胀破。
2．关于撕洋葱表皮的问题：我们所观察的洋葱表皮其实是洋葱相邻两个鳞片之间的一层薄薄的膜，只要取的位置正确，就能得到需要的实验材料。切的大小约0.5cm×0.5cm，在载玻片上摊平不重叠即可。
3．关于盖玻片的操作问题：先斜45°再放平，以防出现气泡。显微镜中看到临时装片中的气泡是一个个的小黑圈。
4．关于细胞染色的问题：植物细胞染色首选碘液，效果较好，其次再用红墨水替代，效果较差。动物细胞染色首选0.01%亚甲基蓝溶液，效果较好，其次再用碘液替代，效果稍差。操作时将染色剂滴在盖玻片一侧，然后在另一侧用吸水纸(面巾纸可替代)吸水，染色剂可自动渗过达到浸染目的。
典例 (2018·聊城)下面是“制作并观察植物细胞临时装片”的实验，请根据实验步骤回答有关问题。
(1)显微镜的调试：
将显微镜放置在实验桌上，首先转动__物镜转换器__，使低倍物镜对准通光孔，再调节遮光器，使较大的__光圈__对准通光孔，最后转动__反光镜__，直到通过目镜看到明亮的圆形视野为宜。
(2)制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片：
某校同学实验后总结出如下实验步骤，请你将空格处的内容补充完整。
操作步骤
规范的操作方法
擦
擦拭载玻片、盖玻片
滴
在载玻片中央滴适量__清__水
撕
用镊子撕取洋葱鳞片__内表皮__一小块
放
将标本置于载玻片的水滴中
展
用镊子将标本展平
盖
让盖玻片的__一侧__先接触水滴，缓缓放下
染
将标本全部浸在__碘液__(填染色剂名称)中
(3)观察与绘图：
①你观察到的视野中被染色的部分是细胞的__细胞核(或染色体)__部分。
②如图是某学生绘制的视野中的1个植物细胞结构图，从生物图绘制规范要求看，你认为该图存在的问题是__细胞核涂抹了(或不能涂抹，或用点表示)__。
【解析】 (3)①实验中染色所用的液体是碘液，细胞核中含有染色体，染色体是容易被碱性染料如碘液染成深色的物质，因此观察染色后的细胞，各部分结构中染色最深的是细胞核(或染色体)。
【命题点分析】 本题考查制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片操作步骤。显微镜的操作使用包括：取镜和安放、对光和观察等步骤；制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片的实验步骤简单地总结为：擦、滴、撕、放、展、盖、染。
1．(2018·泰安改编)如图为显微镜下可以观察到的四种单细胞生物结构图，下列选项中有关生物名称、标注的结构及其有关叙述正确的是( A )
A．图甲为衣藻，图中的1是杯状叶绿体，其功能是将光能转变成化学能
B．图乙是细菌，图中的2是细胞核，其内的染色体成对存在
C．图丙是酵母菌，图中的3是细胞膜，控制物质进出细胞
D．图丁为草履虫，图中的4是食物泡，摄入细菌和微小的浮游植物
【解析】 题中的生物依次是衣藻、细菌、酵母菌、草履虫。图中的1是衣藻内的叶绿体，能进行光合作用，将光能转变成化学能；细菌的结构内没有成形的细胞核；3是细胞壁，具有支持和保护作用；4是草履虫的口沟，不是食物泡。
2．(2018·金华六校联考)请回答制作和观察人体口腔上皮细胞临时装片的几个问题：
(1)图中几个实验步骤，正确的操作顺序是__①②④③__(填序号)。
(2)假如你所用的显微镜只有四个镜头，若想使视野中细胞数目最多，你认为应选用的镜头组合是__甲、丁__。
3．如图为显微镜结构图，请据图回答下列问题：
(1)填写下列字母所示结构的名称：
c．__物镜__； h．__细准焦螺旋__。
(2)若在装片上写有字母“p”，用显微镜观察时，会看到放大的图像形状是__d__。
(3)位于视野右上方的物像，将装片向__右上方__移动就能将观察到的物像移到视野中央。在显微镜下观察到一个气泡，判定它是气泡的理由是__气泡周围有一圈呈黑色__。
(4)用下列显微镜镜头组合观察同一张洋葱表皮细胞装片，在显微镜视野中看到物像放大倍数最低的组合是__B__。
A．目镜5×，物镜40× B．目镜 5×，物镜10×
C．目镜10×，物镜40× D．目镜10×，物镜10×
专题七 人的新陈代谢[学生用书P21]
一、食物中的能量
1．用天平分别称取干燥的花生仁、大米、牛肉干各1g，并用小刀尽量切碎。
2．在试管内加入5mL水，在带孔的橡皮塞上插入温度计，再将试管口塞紧，注意温度计不能接触试管底部。
3．将试管固定在铁架台上，如图所示。
4．测量最初水温，并记录在表中。
样品
水温(℃)
水温变化(℃)
比较释放出的热量
燃烧前
燃烧后
花生仁
大米
牛肉干
5.将花生仁放在燃烧匙上，然后在酒精灯上加热，直至花生仁开始燃烧，马上放于试管下方。如果花生仁的火焰熄灭了，就再次点燃，直至花生仁燃尽。
6．观察并记录试管里水的最高温度，将结果记录在表中。
7．分别用大米和牛肉干重复以上步骤，将结果记录在表中。
1．七大类营养素中，糖类、脂肪、蛋白质可分别称为供能物质、贮能物质、构成物质。这三类物质无论是在体内还是在体外被充分氧化分解后都会释放出大量的能量，可以为生物提供生命活动所需的能量。
2．花生仁中含有较多的脂肪，大米中主要是淀粉，牛肉干中主要是蛋白质。实验前必须干燥，取等量。通过等量三种物质的燃烧可估计三种物质内部所含能量的多少。
3．该实验中热效率较低，误差较大，可从多个角度进行改进。
典例 (2017·莱芜)某小组利用如图所示装置进行“测定花生种子所含能量”的实验，他们测得一粒花生种子充分燃烧后，锥形瓶中的50mL水从15℃升高到了35℃(1mL水每升高1℃，需要吸收4.2J的热能)。这粒花生种子实际所含的能量最可能( D )
A．小于3150J
B．等于3150J
C．等于4200J
D．大于4200J
【解析】 1mL水每升高1℃需吸收4.2J的热能，根据热能公式Q＝cmΔT。花生种子燃烧释放的能量＝4.2×50×(35－15)＝4200J。所以花生种子实际所含的能量最可能大于4200J，因为花生种子燃烧释放的能量不能被水全部吸收，所以实际具有的能量应大于测量值。
(2017·东营改编)“健康是金，如果一个人失去了健康，那么他所拥有的和正在创造并即将拥有的统统为零！”世界卫生组织提出了健康的四大基石：合理膳食、适量运动、戒烟限酒、心理平衡。请据图中“平衡膳食宝塔”回答：
(1)位于“膳食宝塔”最底层(第一层)的谷类主要成分是淀粉，在消化道内__唾液、胰液和肠液__的作用下分解为葡萄糖。
(2)青少年正处在生长发育的关键时期，每天需多吃“膳食宝塔”第__三、四__层食物。
(3)图中阳光男孩跑步时下肢骨骼肌活动需要更多的氧气，外界氧气通过血液循环运往下肢骨骼肌细胞的过程中，经过下列结构的顺序是__②④①③⑤__(填序号)。
①左心室 ②肺静脉 ③主动脉 ④左心房
⑤下肢动脉
(4)运动时消耗的能量来源于食物，食物所含能量的多少可以用食物燃烧放出的热能使水温升高的方法来测定。为了测定不同食物所含能量的多少，某同学设计了如图所示装置。表中是他的实验记录。
食物名称
花生仁
黄豆
核桃仁
大米
质量(g)
20
20
m
20
水(mL)
30
30
30
30
温度上升(℃)
2.2
1.4
3.1
1.3
①实验中，m的数值应该为__20__。
②已知1mL水每升高1℃需吸收4.2J的热能，计算可知1g黄豆所含的能量是__8.82__J。
③事实上，实验所测出的食物的热量与它的实际热量相差很大，请分析原因：__部分热量散失到周围环境中；食物燃烧不充分，有些热量没有被释放出来；加热过程中试管也吸收一部分热量等(合理即可)__。
二、探究影响酶催化作用的因素
1．收集唾液。用清水漱口，然后用舌尖抵住上颌或下颌齿根后，微低头，将试管口紧靠下嘴唇，让唾液流入试管中，收集2mL左右，用蒸馏水按1∶1的体积比，稀释唾液。
2．制备淀粉溶液。称取可溶性淀粉1g，放入烧杯中，加入99mL蒸馏水，搅拌，缓慢加热，溶解，制成1%淀粉溶液。
3．将3支试管分别编为A、B、C，在3支试管中分别加入1%淀粉溶液2mL。
4．向A试管内加入2mL唾液溶液，轻轻振荡；向B试管内加入2mL蒸馏水，轻轻振荡；向C试管内先加入1mL 5%盐酸溶液，再加入2mL唾液，轻轻振荡。
5．同时将3支试管放入盛有37℃水的烧杯里，进行水浴，如图所示。用酒精灯加热以保持温度在37℃左右。
6．约经5～10min左右，取出试管，分别往3支试管滴加1滴体积分数为0.4%的碘酒溶液，观察溶液颜色的变化。A试管__不变蓝色__；B试管__变蓝色__；C试管__变蓝色__。
1．酶是一种生物催化剂，其成分为具有生物活性的蛋白质，其催化特点是高效性和专一性，且受到较严格的温度和pH值限制。酶的催化效率非常高，这是普通无机催化剂无法比的，酶的专一性体现在一种酶只能催化一种反应，对其他反应则无效。温度的变化和pH的改变会严重影响酶的催化效率。
2．人体的消化酶主要有唾液淀粉酶、胃蛋白酶、肠液和胰液中的各种消化酶等。唾液淀粉酶可将淀粉初步分解为麦芽糖，胃蛋白酶可将蛋白质大分子分解为较小的多肽分子。肠液和胰液中的各种消化酶可将淀粉等糖类物质分解为葡萄糖小分子，将脂肪分解为脂肪酸和甘油，将蛋白质分解为氨基酸小分子。注意胆汁中不含消化酶，胆汁只是一种乳化剂，可将脂肪多分子团乳化为单分子分散开来，有利于脂肪的消化。
3．上述探究实验的设计和实验过程要注意温度、酸碱度等因素的变量控制。
典例1 (2017·海南)如图为“探究馒头在口腔中的变化”的实验设计，图中试管均置于37℃温水中10min，以下说法正确的是( A )
A．①与②对照，可探究唾液对馒头的消化作用
B．滴加碘液后，①号试管变蓝色、②③不变蓝色
C．本探究实验的变量不唯一，无法得出任何结论
D．②与③对照，可探究牙齿的咀嚼和舌的搅拌对馒头消化的作用
【命题点分析】 本题考查口腔内的唾液对淀粉的初步化学消化。①号试管中，馒头里的淀粉在唾液淀粉酶的作用下分解为麦芽糖，因此滴加碘液不变蓝；①与②的唯一变量是唾液，所以可探究唾液对馒头的消化作用；②③不能作为对照实验，因为变量不唯一。
典例2(2017·丽水)酶的发现，许多科学家曾经做过一系列实验：
根据上述材料，回答下列问题：
(1)科学家发现胃蛋白酶只能催化蛋白质分解，说明酶催化作用具有__专一性__。
(2)毕希纳实验证实了__酶是无生命的化学物质__。
(3)下列关于酶发现过程的描述正确的是__BC__。
A．酶只能在细胞内起作用
B．酶有催化作用，大多数酶是蛋白质
C．科学的发现是一个不断完善、不断修正的过程
【命题点分析】 理解酶的特性：一、专一性：一种特定的酶只能催化一种特定的底物；二、高效性：酶的催化效率比其他无机催化剂要高；三、酶有最适温度(或最适范围)。
(2018·临海模拟)为探究唾液能催化淀粉分解，小柯设置了如图实验装置。已知甲试管加入的是淀粉液和唾液，则乙试管中应加入( B )
A．淀粉液和碘液
B．淀粉液和清水
C．唾液和碘液
D．唾液和清水
【解析】 实验是为了探究唾液对淀粉具有分解作用，设置对照实验的变量应该是淀粉液和清水。
三、观察血涂片
1．实验室准备少量新鲜的猪血，存放在试管或小烧杯中。
2．用吸管吸1滴猪血滴在清洁的载玻片略偏右一侧。
3．用另一块载玻片把血滴推成一层均匀的薄膜，即制作成了一张血涂片(如图)，将其放在显微镜下观察。
4．你观察到了__3__种血细胞。
5．描述视野中各种血细胞数量：__红细胞最多、血小板最少__。
1．人体的血细胞分为三种：红细胞、白细胞和血小板。红细胞数量最多，呈两面凹的圆饼状，无细胞核，主要成分是血红蛋白，具有输送氧的功能。白细胞有多种类型，体积稍大，有细胞核，与人体的免疫有关，相当于“人体卫士”。血小板最小，无细胞核，可促进伤口凝血，相当于“修理工”。
2．制作血涂片的关键在于不能压破血细胞，制作完整过程如下：
典例 (2018·扬州)如图是人血涂片观察的模式图，其相关说法错误的是( D )
A．图中数量最多的是红细胞，呈双面凹的圆饼状
B．人血涂片因细胞③含有血红蛋白而呈红色
C．图中的②是白细胞，与人的免疫功能有关
D．图中的①是最小的血细胞，有细胞核，能运输氧气
【命题点分析】 本题考查的是血液的成分和主要功能。图中③是红细胞，数量最多，呈双面凹的圆饼状，因含有血红蛋白而呈红色；②是白细胞，个体最大，数量最少，有细胞核，能穿透血管壁，能够吞噬病菌，有免疫功能；①是血小板，没有细胞核，主要功能是止血和加速凝血。
(2017·通辽)如图是在显微镜下观察到的人血涂片，分析正确的是( D )
A．细胞③因富含血红蛋白而呈红色
B．细胞②能释放与血液凝固有关的物质
C．细胞①的数量高于正常值，很可能是身体有了炎症
D．成熟的细胞①无细胞核
【解析】 图中所示①为红细胞，呈圆饼状，无细胞核，数量多，具有输送氧的功能。②为白细胞，有细胞核，体积较大，与人体的免疫功能有关，若体内数量增多常为炎症。③为血小板，体积小，无细胞核，与凝血有关。
四、观察小金鱼尾鳍内的血液流动
1．观察小金鱼尾鳍内的血液流动。
(1)用湿纱布包裹小金鱼的鱼头和鱼身，只露出鱼尾，放在培养皿上，用载玻片盖住鱼尾，如图所示。
(2)用低倍显微镜观察鱼尾毛细血管内血液流动的情况。
(3)你看到的血管有__动脉、毛细血管、静脉__。区别动脉、静脉和毛细血管的方法是__动脉的特点是随着血液的流动血管出现分支，静脉的特点是随着血液的流动出现汇合现象，毛细血管的特点是血细胞成单行通过__。
2．感受静脉瓣的作用。
(1)在你左手的手腕，找一条显现的静脉(我们俗称“青筋”)。
(2)用右手中指紧压住这条静脉。
(3)右手食指沿静脉用力向心脏方向推压一段距离，然后移开食指，中指仍紧压，别放松，观察静脉的现象是__静脉变得不明显了__。此时的静脉状态说明__该静脉内血液量减小__。原因：__静脉中的血液不能倒流__。
(4)移开中指，再观察静脉的现象是__又变得明显了__，此时的静脉状态又说明__静脉中血液只能单向流动__。
关于动物(人体)的血管：
人体血管可分为动脉、静脉和毛细血管。大动脉的特点是管壁厚，富有弹性，管内无瓣膜，在人体内“埋藏”得较深(更安全)，管内血压更高。大静脉管壁相对较薄，内有静脉瓣，血液单向流通，“埋藏”得较浅，易被观察到的“青筋”就是静脉。小动脉—毛细血管—小静脉三者是前后相连，小动脉的血流特点是血液随流向出现分叉，毛细血管的特点是血细胞呈单行通过且血流较慢，小静脉的血流特点是随着流向出现汇合。
典例 (2018·邵阳)下列图示中，图甲为“观察小鱼尾鳍内血液流动”的实验中对材料的处理；图乙是用显微镜观察时，看到的一个视野。请回答下列问题：
(1)图甲中用棉絮包裹小鱼的鳃盖和躯干，并时常往棉絮上滴加清水，其目的是__保证小鱼的正常呼吸__。
(2)通常情况下，我们应使用__低__倍显微镜观察小鱼尾鳍血管内血液的流动。
(3)图乙中，血管a与血管c的主要区别是__血流方向__；血管b是毛细血管，判断的主要依据是__红细胞单行通过__。
(4)若要把视野右下方的血管c移到正中央，则培养皿应向__右下方__移动。
【解析】 (1)鱼用鳃呼吸来获得水中的溶解氧，用浸湿的棉絮将小鱼的头部的鳃盖和躯干包裹起来，目的是保持小鱼正常的呼吸。(2)小鱼尾鳍内含色素，颜色深，视野较暗，观察小鱼尾鳍内的血液流动用低倍的显微镜视野亮。(3)判断动脉、静脉和毛细血管的依据是：从主干流向分支的血管是动脉，如图中的a，由分支汇集而成的血管是静脉，如图中的c，红细胞单行通过的是毛细血管，如图中的b。毛细血管的管腔最细，只允许红细胞单行通过，血流速度最慢；这些特点都有利于血液与组织细胞间进行物质交换。(4)显微镜下看到的物像是上下左右均颠倒的物像，所以我们移动玻片标本时，标本移动的方向正好与物像移动的方向相反。
【命题点分析】 此题主要考查的是观察小鱼尾鳍内血液流动实验的注意事项以及识别动脉、静脉、毛细血管等知识。回答此题的关键是能够正确使用显微镜观察到小鱼尾鳍内血液的流动情况，并能识别各血管的名称。
(2018·重庆綦江区校级月考)如图所示的血管中(箭头表示血流方向)，以下描述正确的是( A )
A．该血管是动脉
B．该血管中血流速度最慢
C．该血管是静脉
D．该血管中只允许红细胞单行通过
五、测量脉搏
1．用一只手的食指和中指在另一只手手腕的内侧寻找你的脉搏，轻轻按住，这时中指指腹能感觉到脉搏的跳动。
2．测量平静状态下的脉搏。让同学用手表限定1min时间，自己数一数脉搏跳动的次数。
3．一位同学计时，你在一个地方慢步走1min停下后，立即测1min的脉搏。
4．同步骤3操作，但改为跑1min停下后立即测量脉搏。
5．再分别在跑1min后休息1min、3min后测量脉搏。
6．将测得的数据，转换为表示不同情况下脉搏次数的柱形图。
7．要使获得的数据更加准确，提高测量的精确度的方法是__多次测量求平均值__。
8．分析所获得的数据，可知人体的运动与脉搏之间的关系是__运动越剧烈脉搏越快__。
当运动停止后，脉搏又会发生的变化是__脉搏逐渐恢复平静状态时的次数__。
发生这样变化的原因是__运动时需要消耗更多的能量，就需要加快血液循环以提供机体更多的氧__。
脉搏与心率相同。测脉搏的部位一般在桡动脉处，测血压的部位则在肱动脉处(与心脏高度相平)。
六、解剖牛的心脏
目标
1．了解心脏的构造。
2．学习用解剖的方法认识生物器官。
器材
牛的心脏(或方便得到的其他哺乳动物心脏)，蜡盘，解剖刀，镊子，剪刀。
过程
1．根据如图所示位置，辨认牛心的各个部分。
2．比较主动脉和肺静脉，哪一条血管的管壁较厚？__主动脉__。
3．沿图上虚线把心脏剖开，然后用镊子将心脏内血块取出。
4．比较左心室和右心室，哪一个心室的肌肉较厚？__左心室__。
5．用剪刀把主动脉和肺动脉的管壁剪开，观察管壁内的瓣膜。请你试着将瓣膜的外形画出来。
6．找到心房与心室之间的房室瓣，观察其瓣膜结构。
讨论
1．若向肺静脉里灌水，水最终会从哪里出来？如果换成肺动脉，又将如何？__若向肺静脉中灌水，水将由主动脉流出；向肺动脉注水，水将由肺动脉流出__。
2．房室瓣和动脉瓣等瓣膜的主要作用是__房室瓣的作用是阻止血液从心房流向心室，动脉瓣的作用是阻止血液从动脉流回心脏__。
1．人体心脏的结构分为四腔：左心房、左心室、右心房、右心室。口诀：上房下室，左右相反。左右相反的原因是书上的图相当于“面对面看别人的心脏”。左心室需将血液泵到全身各处最远的地方，需力量大，所以其心肌特别厚。
2．高等动物的血液循环为双循环，分为体循环和肺循环。体循环的口诀为“左室体动(毛)静右房”，肺循环的口诀为“右室肺动(毛)静左房”。
3．心脏的房室之间有房室瓣膜、心室的动脉出口处有动脉瓣、较粗的静脉有静脉瓣，这些瓣膜都是为了防止血液倒流。
典例 (2018·苏州)如图为某同学用丝带扎紧上臂的示意图。发现丝带下方(近手指端)的血管①膨胀，血管②变扁；丝带上方的血管③膨胀，血管④变扁。下列有关叙述中，正确的是( C )
A．血管①、④是动脉
B．血管②、③是静脉
C．血管①中血液的含氧量比血管③低
D．血管④中血液的含氧量比血管②高
【命题点分析】 动脉中血液从心脏流向手指，静脉中血液从手指流回心脏。较粗的静脉中有静脉瓣，血液不会倒流。丝带扎紧上臂后，血管①膨胀而血管④变扁，则此处为静脉；②、③处为动脉。
(2018·衢州押题卷)如图所示为人体内某结构的血液流动情况示意图，R代表某结构，甲、乙代表与其相连的血管。下列说法错误的是( A )
A．若R表示肺毛细血管，则乙内为静脉血
B．若R表示心脏，则甲为静脉，乙为动脉
C．若R表示肾小球，则甲、乙均为动脉
D．若R表示小肠，则乙内营养物质、二氧化碳量均增加
【解析】 若R表示肺毛细血管，则乙内为动脉血。
专题三 生命活动的调节[学生用书P7]
一、植物的感应性
1．如图所示，用一个花盆种小麦。当小麦种子发芽长成幼苗时，把这盆小麦幼苗放在硬纸盒里，盒壁上穿一个直径为1cm的小孔，并将纸盒的孔对着光。几天后观察小麦的幼苗向着什么方向生长。
(1)实验中，小麦幼苗弯向光源生长是由于环境中什么因素的影响？__环境中的单侧光__。
(2)实验选用植物的幼苗而不选成熟植物，你能根据这一点分析植物的向光性是由哪一部分决定的吗？__小麦的芽尖__。
2．在一个广口玻璃瓶里放一些棉花，将浸泡过的蚕豆种子摆放在瓶壁和湿棉花之间，如图。将玻璃瓶放在温暖的地方，并保持湿润，放置几天。可观察到种子芽和根的生长情况是__种子的芽向上生长、根向下生长__。
3．将一盆含羞草放在实验台上。以下每项操作都要在全部叶片展开时进行。
(1)用笔轻轻地碰一下含羞草的小叶，小叶将__缩拢下垂__。
(2)用笔较重地敲一下含羞草的叶子，含羞草将__缩拢下垂__。
(3)用笔猛烈地敲一下含羞草植株上部的叶子，含羞草将__缩拢下垂__。
(4)含羞草感受机械刺激引起的感性运动与窗台上植物的向光性运动有什么异同？
【答案】 (4)含羞草感受机械刺激引起的感性运动所受的刺激没有方向性，即任意方向的刺激都会引起反应，而植物的向光性所受的光照具有方向性
1．植物的感应性分为向性运动和感性运动，向性运动能感受环境刺激的方向性，而感性运动则与刺激方向无关。向性运动主要包括：向光性、向水性、向化性、向地性(负向地性)、向触性等。
2．向性运动与植物体内的激素分布有关。以向光性为例，当植物受到单侧光照射时，茎尖端分泌的生长素会移向背光侧，使背光侧生长更快，产生向光性。
典例 (2018·杭州江干区一模)如图所示，用一个花盆种小麦，当小麦种子发芽长成幼苗时，把这盆小麦幼苗放到硬纸盒里，盒壁上穿一个直径为1cm的小孔，并将纸盒的孔对着光。几天后观察小麦的幼苗向着什么方向生长，下列对该实验的说法中不合理的是( D )
A．该实验目的是研究小麦的向光性
B．实验材料选用小麦幼苗是因为幼嫩植株的向光性反应较快
C．该实验设计中缺少对照组
D．该实验能得出在单侧光照射下导致植物内部生长素分布不均匀
【命题点分析】 本题以植物的向光性为例考查探究过程与方法。有多个影响因素而要探究其中一个因素的影响时，必须要设置对照实验。对照实验的设计中注意：一般以常规组作为实验对照组。
(2018·余姚联考)对燕麦胚芽鞘进行如图所示处理：①在胚芽鞘尖端套上不透光的锡箔小帽，②将尖端下部用锡箔遮住，③在尖端横向插入锡箔，④在尖端横向插入琼脂片，⑤切去胚芽鞘尖端。据图判断的下列说法中，不正确的是( C )
A．图①与图②处理可用于研究胚芽鞘的感光部位
B．图③与图④处理可用于研究生长素的运输方向
C．图⑤处理可用于研究生长素的产生部位
D．单侧光照射时，图②与图④均可朝向光源方向弯曲生长
二、探究植物对水的反应
向性运动是植物受单向外界因素的刺激而引起的定向运动，它的运动方向随刺激方向的改变而发生变化。如果土壤中水分分布不均匀，有的地方干，有的地方湿，植物的根将怎样生长？长在河堤边的植物与长在一般土地里的植物相比，根的生长情况会有什么不同？现在，让我们一起来探究植物对水的反应。
1．提出问题：土壤中水分分布不均匀，有的地方干，有的地方湿，植物的根将怎样生长？
2．建立假设：根据已有知识和经验，你的假设是：__植物的根将向湿土方向生长__。
3．设计验证方案：
(1)要准备的实验材料和器具：__大盆、干泥土、陶制花盆、水、植物幼苗__。
(2)控制哪些变量__植物幼苗的根在泥土中分布均匀__。
(3)实验步骤：__在大盆中放入较干的泥土，植入植物幼苗，让根分布均匀，在泥土中埋入可慢慢向外渗水的陶制花盆，陶制花盆中加入水，几天后观察植物根的生长情况__。
(4)在小组里交流和讨论探究方案，确定是否需要进一步修改和完善。
4．实施方案：
按你小组所制定的研究方案或利用如图所示的实验装置进行实验和观察，并根据实验的内容和结果进行记录。
5．实验结果与结论：
(1)你预测的实验结果是：__植物的根向有水的方向生长__。
(2)实验结果与预测的结果一致吗？__一致__。
(3)你的结论是：__植物根的生长具有向水性__。
6．表达与交流：向全班同学准确地介绍本小组探究的过程和结果，并倾听其他同学的不同意见。同时，也听取其他小组的介绍，并对各组的探究过程和结果进行评价。
典例 某同学设计的实验装置及实验结果如图所示，下列关于该实验的分析最合理的是( C )
A．该实验的目的是探究幼苗生长是否需要水
B．该实验的结果应观察并记录幼苗根的总数量
C．该实验中起对照作用的变量是幼苗左右两侧土壤含水量不同
D．该实验证明了根生长具有向地性
【解析】 该实验的目的是探究根的分布与水的关系。该实验的结果应观察并记录幼苗根在土壤中的分布情况；该实验证明了根生长具有向水性。
三、人体的激素调节
1．通过图书馆或互联网收集激素分泌不正常引起的病症，如糖尿病、甲亢等资料，了解这些疾病的具体症状以及会给日常生活带来什么影响，并将收集整理后的资料在班级里与同学们交流。
2．读图：
如图所示，当血液中葡萄糖含量上升时，__胰岛素__分泌增加，以促使血糖含量__减少__；当血液中葡萄糖含量下降时，__胰岛素__分泌减少，使血糖含量__增加__；从而使血糖维持在正常水平。
3．当胰岛素分泌不足时，如何设法控制血糖含量的平衡？__注射胰岛素__。
1．人体的激素主要包括生长激素、甲状腺激素、胰岛素、肾上腺激素和性激素。
(1)脑垂体分泌的生长激素能控制人的生长发育。幼年时分泌不足引起侏儒症，分泌过多引起巨人症；成年分泌过多引起肢端肥大症。
(2)甲状腺分泌的甲状腺激素能够促进体内物质和能量的转换(新陈代谢)，提高神经系统的兴奋性。幼年时甲状腺激素分泌不足引起呆小症；分泌过分旺盛引起甲亢。
(3)胰岛分泌的胰岛素能促进人体吸收的葡萄糖储存在肝脏和肌肉内。胰岛素分泌不足引起糖尿病。注意胰腺既是外分泌腺(分泌胰液帮助消化)，又是内分泌腺(分泌胰岛素调节血糖)。
(4)肾上腺分泌的肾上腺素能加快心跳的节奏，扩张通往肌肉的血管。当人情绪激动时，肾上腺素分泌会增加。
(5)卵巢和睾丸分别分泌的雌、雄性激素促进生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发和维持人的第二性征。当性激素不足时，将不能激发和维持人的第二性征。
典例1 (2018·扬州)甲、乙两患者都为成年人，症状如表。甲患者的症状是由于幼年时期哪种激素分泌不足引起的( B )
患者
身高
智力
生殖器官
甲
70cm
正常
发育正常
乙
70cm
低下
发育不全
A.甲状腺素 B．生长激素
C．胰岛素 D．性激素
【命题点分析】 本题考查的是生长激素的作用及其分泌异常时的症状。侏儒症和呆小症的病因不同，症状也不同。两者身高都不足，但侏儒症不影响智力。甲状腺激素不足，既能影响新陈代谢引起身体发育不良，又能影响神经系统的兴奋性引起智力低下。
典例2 生长激素能促进生长发育。生长激素类药物的说明书上标明的用法为注射，口服是否有效？某学习小组就这一问题利用小白鼠进行了探究。如表是他们的实验过程，请分析回答：
组别
实验对象
实验方法
测量并记录
1
15只体长、体重相同的小白鼠，平均分为三组
饲喂普通食物
小白鼠的体长和体重
2
饲喂等量添加了生长激素的普通食物
3
饲喂等量普通食物并注射生长激素
(1)人体的生长激素是由__垂体__(选填“甲状腺”或“垂体”)分泌的。
(2)一段时间后，比较各组小白鼠的体长和体重的平均值：
①如果第3组的数值最大，第1组和第2组的数值都明显较小且基本相等，则该实验的结论是__生长激素口服无效__。
②如果第2组和第3组的数值都明显较大且基本相等，第1组的数值最小，则该实验的结论是__生长激素口服有效__。
(3)生长激素是一种蛋白质，如果口服，会被消化分解成__氨基酸__而失效。
(4)性激素是一种固醇类化合物，在人体内不需消化可直接被吸收。如果某食品中含有性激素，这样的食品能放心食用吗？__不能__。
【命题点分析】 人体的生长激素的分泌部位是脑垂体，甲状腺激素的分泌部位是甲状腺。生长激素是一种蛋白质，如果口服，会被消化分解成氨基酸而失效。由于性激素是一种固醇类化合物，在人体内不需消化可直接被吸收，如果某食品中含有性激素，可被消化系统直接吸收进入血液，导致体内性激素异常，影响人的身体健康。本题设计了对照实验，符合控制变量法。
(2018·绍兴)胰岛素(成分是蛋白质)的发现和提取，凝聚了许多科学家的心血。
(1)1869年，朗格汉斯发现：胰腺分成两部分，除了分泌胰液的部分外，胰腺中还有能分泌胰岛素的胰岛细胞。胰岛细胞是由于细胞分裂、生长和__分化__形成的。
(2)因为胰岛素会在胰液中胰蛋白酶的作用下分解，所以很难从中提取胰岛素。1920年，班廷提出了一个巧妙的想法：如果将狗的胰导管结扎，一段时间后，狗的胰腺就会萎缩，胰腺中不再产生胰液，再设法从未萎缩的胰岛中分离出胰岛素。班廷的想法巧妙之处体现在__可以很好地避免胰腺分泌的胰蛋白酶分解胰岛素__。
(3)1921年，在麦克劳德的生理实验室里，班廷先在狗的身上提取出了胰岛素，很快又研究出在酸性和冷冻环境下从牛胰腺中提取出胰岛素的新方法，产量明显提升。他在该环境下提取胰岛素的理由是__酸性和低温的环境能抑制胰蛋白酶的活性__。
(4)用提取出的胰岛素在患糖尿病的狗及志愿者身上多次试验，取得了很好的效果。胰岛素能够治疗糖尿病，是因为它具有__调节血糖浓度__的功能。
1923年，班廷和麦克劳德分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。
四、人对刺激的反应
1．反应快慢的测试
(1)两个同学如图做好准备(0刻度端朝下)，测试者突然松开直尺，被测试者要仅用拇指和食指将尺夹住。
(2)记录被测试者捏住尺的那个位置的刻度。再重复做 2 次，求出 3 次实验结果的平均值。被测试者接到的地方越靠近尺的下端，说明他的反应越快。
(3)让被测试者按2、4、6、8这样的顺序数到 100的同时，重复上述实验，求出被测试者数数时夹住尺上与0刻度距离的平均值。
(4)被测试者闭上眼睛重复上述实验步骤(1)，(2)。测试者在放开直尺的那一刹那发出声音，给被测试者一个信号。测3次，求平均值。
2．膝跳反射
(1)一个同学坐在椅子上，卷起一条裤腿，露出膝盖，让它自然地搭在另一条腿上。
(2)另一个同学用手或带橡皮头的小槌轻轻地敲击膝盖下面的韧带，如图所示。观察到的现象是：__出现膝跳反射现象__。
①上述实验的反射活动叫做膝跳反射。膝跳反射的反射弧是__感受器(韧带)→传入神经→中枢神经(脊髓)→传出神经→效应器(肌肉)__。
②膝跳反射是我们检查身体时常用的方法。通过检查膝跳反射可以达到什么目的？__检查局部反射弧是否正常__。
③膝跳反射过程与“驾驶员看见红灯刹车”的反射过程的不同点是__膝跳反射不受大脑控制，“驾驶员看见红灯刹车”的反射过程是受到大脑控制的__。
1．人体的调节由内分泌系统(激素)和神经系统共同完成。神经调节的特点是快速而短暂。
2．神经调节的基本形式是反射，基本结构是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五个部分。味、嗅、听、触、视、冷热敏细胞都属于感受器，肌肉等属于效应器。脑干、脊髓都属于低级中枢，大脑中的各种感觉中枢都属于高级中枢。
3．反射可分为非条件反射和条件反射。非条件反射是遗传的，先天性的，不需要脑的参与就能完成，缩手反射、膝跳反射、排尿反射等都属于非条件反射。条件反射是后天学习获得的，需要大脑的参与，且需要不断强化。
典例 人能对外界刺激作出反应，但是不同的人从接受刺激到作出反应所需的时间是不一样的，有的人反应快，有的人反应慢。小明和小华设计了下列方法和步骤来测量两个同学的反应快慢：
①如图所示，小明用手拿着一把长30cm的直尺的上端，小华用两个手指放在直尺的下端准备用手指捏住直尺，眼睛注视着直尺上端小明的手指。
②当小明松开直尺时，小华立即用手指抓住直尺，然后记下直尺上的刻度(可以先试两次再开始实验)。
③重复上述步骤5次，记录并求平均值(L1)。
④两人互换，让小华松开直尺，小明来抓。重复5次，记录并求平均值(L2)。
完成下列问题：
(1)请你设计一个表格，用来记录实验数据。
被测者
小华
小明
测试次数
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
数据(cm)
平均值(cm)
(2)已知小华抓直尺的平均数据为L1，小明抓直尺的平均数据为L2，若L1＜L2，则反应快的人是__小华__。
(2018·江西)如图为人体膝跳反射示意图，下列叙述正确的是( D )
A．膝跳反射属于条件反射
B．完成膝跳反射的神经传导途径为：5→4→3→6→8→7→3→2→1
C．若6受损，其他部分正常，叩击韧带后不能完成膝跳反射，也不能产生感觉
D．叩击韧带后，先抬起小腿，后产生感觉，说明脊髓具有反射和传导的作用
【解析】 膝跳反射属于非条件反射。完成膝跳反射的神经传导途径为：5→4→3→2→1，即不经过大脑即可完成。若6受损，其他部分正常，叩击韧带后能完成膝跳反射，不能产生感觉。
五、体温的波动
自选测量部位，进行体温的测定。你测量的部位是__口腔或腋下__，测得的体温有什么特点：__在一定的范围内波动__。
1．人体的正常体温在不同部位测量值有差异：口腔约为37℃，腋下约为36.5℃，直肠约为37.5℃。一个人的正常体温在一定范围内波动，而不是一个定值。
2．人是恒温动物，人体的产热和散热是一个平衡。安静时主要由内脏产热，运动时主要由骨骼肌产热。天冷时可直接散热，天热时主要靠蒸发散热。
3．体温的调节中枢在脑干。
典例 人的体温一般都为37℃左右，这是人体通过__神经__调节和激素调节控制人体的产热和散热过程的结果。当气温下降时，人体将体温下降的信息传到脑内的体温调节中枢，经过整合后，通过战栗、皮肤血管收缩、__甲状腺激素__(选填“甲状腺激素”或“胰岛素”)分泌增加等途径使体内产热增加，散热减少。
【命题点分析】 人体的生理活动都是在神经和激素的共同调节下完成的。甲状腺激素具有促进神经系统的兴奋性和加快人体的新陈代谢两大作用，新陈代谢加快则产热增加。
(2018·杭州江干区校级模拟)兴趣小组为了研究黄腹角雉在发育过程中体温调节功能的变化情况，进行了如下实验：①…；②一组置于环境温度为20℃的条件下饲养，另一组置于环境温度为30℃的条件下饲养，饲养方式相同；③每天测定其中一只雏鸟的体温，记入表格；并测量两组雏鸟在安静状态下的产热量，将结果处理后绘制图像，如图所示。
日龄
1
2
3
4
5
6
体温(℃)
35.9
34.0
31.7
37.3
35.4
38.5
日龄
7
8
9
10
11
12
体温(℃)
36.4
37.0
38.7
38.7
38.7
38.7
请回答下列问题：
(1)步骤①是__选择刚出生的大小相近的健康雏鸟10只，平均分为两组__。
(2)观察表格中的信息，可以得出的结论是雏鸟在9日龄后才基本具备了恒温能力。你认为这个结论是否可靠？__不可靠__，理由是__只测一只雏鸟的体温，无法排除偶然性__。
(3)分析图像可知，雏鸟在9日龄后，安静状态下它在20℃恒温房间内的产热量总高于在30℃恒温房间内的产热量。结合人体体温调节的相关知识，请分析产生这一现象的主要原因：__为了维持体温恒定，环境温度越低，产热量越高__。
专题二 观察种子的结构、探究种子萌发的条件、扦插
[学生用书P4]
一、观察种子
1．观察浸涨的菜豆种子：
(1)观察菜豆种子的外形。
(2)剥去种皮，掰开子叶，用放大镜观察菜豆种子的胚。
(3)在菜豆的剖面滴上碘液，能看到什么变化？__无明显现象__。
2．观察浸涨的玉米种子：
(1)用刀片在玉米种子中央纵向剖开，用放大镜观察玉米种子的胚。
(2)在玉米种子的剖面滴上碘液，能看到什么变化？__胚乳变蓝__。以上的变化说明了__玉米种子的胚乳中含有淀粉__。
3．根据观察，菜豆种子和玉米种子的结构有哪些相同和不同之处？尝试用列表的方式进行比较。
菜豆种子
玉米种子
相同处
都有胚根、胚轴、胚芽和子叶构成的胚，都有种皮
不同处
无果皮，有双子叶无胚乳，子叶发达，营养物质主要储存在子叶中
有果皮(属于果实)，有胚乳有不发达的单子叶，营养物质主要为淀粉储存在胚乳中
1．关于双子叶植物种子和单子叶植物种子的问题：绝大部分双子叶植物都无胚乳，两片子叶肥大，富含蛋白质和脂肪的营养物质储存在子叶中，瓜、果、蔬菜一般都属于双子叶植物。绝大部分单子叶植物都有胚乳，一片子叶不发达，这片子叶的主要功能是转换和转运营养物质，富含淀粉的营养物质储存在胚乳中，谷、麦类农作物多属于单子叶植物。
2．关于果实和种子的问题：菜豆属于种子，其果皮是豆荚，菜豆＋豆荚＝果实。玉米粒是果实，其果皮和种皮愈合在一起，仔细分可分出两层。另外，葵花籽是果实，其瓜子壳是果皮；西瓜籽是种子，其果皮是整个西瓜皮和西瓜瓤。
3．种子未成熟前，种脐是种子和植株进行物质交换的通道，相当于胎儿的脐带和胎盘。种子成熟后，种脐是种子最薄弱之处，种子萌发时，胚根最容易从种脐处穿出，在胚的结构中最靠近种脐的部位一般是胚根，这一点可帮助识别胚的结构。
典例 (2018·连云港改编)取一粒浸软的玉米粒，用刀片将玉米粒纵向剖开(如图所示)。下列叙述正确的是( C )
A．滴碘酒于玉米粒剖面，剖面无蓝色出现
B．胚芽、胚轴、胚根组成了玉米种子的胚
C．胚由传粉后形成的受精卵发育而来
D．玉米种子的营养物质主要储存在子叶中
【解析】 玉米是被子植物中的单子叶植物，玉米粒属于果实，外有果皮包被。玉米粒的营养物质主要成分为淀粉，储存在胚乳中，淀粉遇碘变蓝色。被子植物传粉受精后，受精卵发育成胚，胚包括胚根、胚轴、胚芽和子叶。
【命题点分析】 本题考查玉米粒的结构与功能。淀粉遇碘变蓝色，可用于检验淀粉。胚包括胚根、胚轴、胚芽和子叶四部分。有胚乳种子的营养物质主要储存在胚乳中，其营养物质的主要成分是淀粉。
图甲为玉米粒的纵切图，图乙为玉米粒在适宜条件下的萌发过程中种子的干重与胚乳干重变化的曲线。据图回答问题：
(1)图甲中结构a由__受精卵__发育而来，玉米粒的营养物质主要储存在__胚乳__结构中。
(2)根据图甲的结构分析可判断玉米粒属于__果实__(选填“种子”或“果实”)，理由是__玉米粒外部包裹有果皮__。
(3)分析图乙，在种子萌发过程中胚乳中减少的有机物可能的去向是__①②__(填序号)。
①部分被呼吸作用消耗了
②部分转化成胚中的有机物
③全部被呼吸作用消耗了
【解析】 种子休眠状态时呼吸作用较弱，种子萌发后可将大部分有机物转化或消耗。
二、探究种子萌发的条件
1．研究种子萌发条件时，我们先要列出可能影响种子萌发的所有因素，如温度、水分、空气等。我们如何探究这些因素对种子萌发的影响呢？__设置对照实验__。如图是探究豌豆种子萌发条件的一个实验方案，你认为这一方案能研究哪些因素对种子萌发的影响呢？__可研究温度、水分、空气对种子萌发的影响__。
2．请根据图中豌豆种子萌发的实验方案，回答下列问题：
(1)各组的A种子、B种子和C种子之间存在什么差异？__A种子有空气无水、B种子有空气有水、C种子有水无空气__。
(2)能否对甲组的B种子与乙组的A种子的萌发情况进行比较？为什么？__不能，因为存在多个不同的变量__。
(3)甲、乙、丙组中的A、B、C 种子各用一颗豌豆种子进行实验，你认为应如何改进实验，实验结论才能更加可靠？__种子数量太少，存在偶然性，应改用较多的种子进行实验__。
3．上述三组豌豆种子在不同的环境温度下，放置5天。观察各组A、B、C种子发芽的情况。通过记录的实验结果可得出的实验结论是：__种子萌发需要水、空气和适宜的温度__。
4．若要研究光对豌豆种子萌发是否有影响，按照控制变量法的要求，设计一个实验方案，然后与同学探讨交流。
【答案】 可将一定数量的豌豆种子分成甲、乙两组，两组种子都提供一定的水分、充足的空气，控制种子所处环境温度相同且适宜，给予甲组种子光照，乙组种子放置于黑暗的环境中，一段时间后，观察甲、乙两组种子的萌发情况。(合理即可)
1．种子萌发的内在条件是有完整的胚，有充足的萌发营养物质，处于非休眠期；外在条件是有水分、空气和适宜的温度。种子萌发时不需要光照，待种子萌发到一定程度，茎叶转绿时才需要光照。
2．探究种子萌发条件的实验设计核心在于控制变量。科学探究中的控制变量法：当设计多个因素影响的研究方案时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，这种研究方法叫控制变量法。
3．为了避免实验的偶然性，样品不能太单一，如本实验中的种子数每组应取几十粒或上百粒，可避免偶然性。
典例 (2018·威海)将3粒蚕豆种子分别放到盛水烧杯的不同位置，如图所示。下列分析错误的是( B )
A．利用该装置可探究水分和空气对种子萌发的影响
B．该装置中①和③可形成一组对照实验，变量是空气
C．该装置中①和②可形成一组对照实验，变量是水
D．该装置中种子数量太少，实验结果的偶然性大
【解析】 ①②唯一变量是水分，②③唯一变量是空气，因此该装置可以同时探究水分、空气对种子萌发的影响；①和③不能形成一组对照实验，因为有两个变量。
【命题点分析】 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胚发育所需的营养物质。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。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。答题关键是理解掌握种子萌发的条件和对照实验中变量的唯一性。
(2018·青岛)地球上的生物与其生活环境密不可分。与自然和谐相处，成为人们的共识。
(1)探究大豆种子萌发所需的环境条件时，将 120 粒大小基本一致、自身具备萌发能力的大豆种子平均分成四组，分别放入四套装置中。各装置的设置及实验结果见表。
装置
条件
实验结果
光照
水分
空气
甲
光照下
适量
充足
萌发
乙
黑暗中
适量
充足
萌发
丙
黑暗中
①
充足
不萌发
丁
光照下
适量
②
不萌发
表格中的①、②对应的环境条件分别是__不足、不足__。
(2)通过实验结果，能得出的结论是__种子萌发与水分和空气有关，与光照无关__。
三、扦插
目标
1．了解扦插是植物营养繁殖的常用方法之一。
2．学习扦插的操作技能。
器材
杨、加拿大杨、月季、菊花、大叶黄杨等的枝条；木箱或塑料筐(下方带流水孔)；盛水托盘；土壤；修枝剪；小铁锹；矿泉水瓶。
过程
1．选择插穗。插穗的长度因树种的不同而有所差异，实验时要求的插穗是具有2个以上的节、有芽、穗长5～7cm、直径1～1.5cm、植物上1年生的中部枝条。
2．处理插穗。用修枝剪将枝条的上端剪平，每一枝条要留3～4个芽，带少数叶片。下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，以促进枝条成活。
3．将适量的土壤放入木箱或塑料筐中，用小铁锹松土。
4．将插穗插入土壤中，浇适量的水，罩上透明塑料袋，并注意保持土壤湿润。
5．在随后的管理中应适时浇水，每天早晚揭开塑料袋通气10min。一星期后，插穗开始生长时，撤去塑料袋。但要注意继续保持土壤的湿润。
讨论
1．插穗为什么只能带少量的叶？__插穗的吸水能力弱，防止因蒸腾作用使插穗失水__。
2．通过实验，总结应选择怎样的枝条作为扦插用的插穗。__具有2个以上的节、有芽、穗长5～7cm、直径1～1.5cm、植物上1年生的中部枝条__。
3．探究植物扦插成功的关键因素，如不同长度的插穗对扦插的影响或植物不同年份的枝条扦插成功的情况等。
1．植物的节部位易长芽和生根，插穗要求至少2个节，其中1个节用于发芽，另1个节用于生根。
2．用作插穗的枝条的生长年份是扦插成功的重要因素之一，插穗太嫩易受各种环境因素伤害，太老则生根发芽能力弱，选择1年生的枝条最合适。
3．扦插成功与否的另一重要因素是能否保持插穗的水平衡，即吸水作用是否与其蒸腾作用相平衡，使插穗不至于失水而死亡。下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积。带少数叶片是为了控制其蒸腾作用。
典例 如图是植物的生殖方式图示，属于有性生殖方式的是( C )
A B C D
1．(2018·杭州西湖区一模)蝴蝶兰利用其植株的叶片、茎尖等结构，经消毒处理后接种到培养基上，可培育出大量的植株。下列繁殖方式与培育蝴蝶兰有着本质区别的是( C )
A．用嫁接的方法培育果树优良品种
B．月季用枝条扦插
C．采用人工授粉培育杂交水稻
D．酵母菌的出芽生殖
【解析】 组织培养、嫁接、扦插和真菌的出芽生殖都是无性生殖，人工授粉培育杂交水稻属于有性生殖。
2．下面是某生物兴趣小组在菊花扦插的最佳时期，探究“影响菊花扦插成活因素”的实验结果，环境条件是：15～25℃，散射光照，扦插数100根/组，培养时间3周。请你根据表格中的内容分析回答有关问题：
分组
扦插土壤
插条切口
相对
湿度(%)
插条选择
成活
率(%)
第一组
不消毒
涂硫黄粉
50～85
嫩枝
47
第二组
消毒
不处理
50～85
嫩枝
42
第三组
消毒
涂硫黄粉
20～30
嫩枝
23
第四组
消毒
涂硫黄粉
50～85
嫩枝
92
(1)上述实验中，将土壤消毒、插条切口涂硫黄粉是为了防止插条切口受病菌感染，提高__成活率__。
(2)如果要探究环境相对湿度对扦插成活率的影响，可选择第__四__组和第__三__组进行对照。
(3)第四组和第一组可以探究__土壤是否消毒__对扦插成活率的影响。
(4)分析表中数据可知__相对湿度__是影响扦插成活率的主要因素。
专题五 植物的光合作用与碳—氧循环[学生用书P13]
一、植物的光合作用制造淀粉
1．把盆栽的银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜。第2天，用2张大小相等的铝箔在叶片绿色部分的相同位置从上下两面盖严，并用大头针固定，然后放到阳光下照射，如图所示。
2．4h后，去掉铝箔，将叶片摘下。
3．把叶片放到盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，仔细观察叶片和酒精的颜色变化。
4．到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，滴上碘液。几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液，观察叶片的颜色是否发生变化。
5．分析：
(1)叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是__是否有光照__。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生了__淀粉__。这也说明光合作用需要__光照__。
(2)活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是__是否有叶绿体__。叶片的绿色部位变蓝，而白色部分没有变蓝，这说明光合作用需要__叶绿体__。
1．本实验的巧妙之处在于可一次性验证植物的光合作用需要光照、需要叶绿体参与、光合作用产生淀粉三个方面的内容。验证植物光合作用需要光照的对照组设置是用铝箔盖住部分叶片。验证植物光合作用需要叶绿体参与的对照组设置是选用的银边天竺葵，其叶片的白色部分没有叶绿体。验证植物光合作用产物的方法是将绿叶用酒精脱色后再用碘液检查是否有淀粉生成。
2．实验前需要对植物进行“饥饿处理”，即将植物置于暗处一昼夜，将叶片中原有的淀粉转移或消耗。
3．绿叶中的叶绿素会影响淀粉的检验，所以检验淀粉前要去除叶绿素。绿叶脱色的原理是叶绿素是一种有机色素，易溶于酒精而难溶于水。由于酒精易燃且着火点低，所以要用水浴加热。
典例1 (2017·德州)关于用天竺葵验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验，有关说法错误的是( C )
A．遮光处理之前要将天竺葵暗处理一昼夜
B．实验中的变量是光，需要在常温下进行
C．实验结果应该是叶片遮光部分呈蓝色
D．本实验能证明光合作用产生淀粉和需要光
典例2 (2018·连云港)如图表示用天竺葵“探究阳光在植物生长中的作用”实验的部分过程。下列叙述正确的是( D )
A．暗处理一昼夜是让天竺葵内淀粉耗尽
B．部分遮光后放阳光下照射1h
C．酒精脱色使色素溶解于大烧杯内水中
D．该实验要研究的变量是光照
【解析】 暗处理一昼夜是让实验天竺葵叶片内原有的淀粉转移或消耗，而不是耗尽；部分遮光后需要在阳光下照射2～3h，1h太短；脱色处理时色素溶解于小烧杯内的酒精中；该实验要研究的变量是光照，需要“部分遮光”。
【命题点分析】 本题考查利用天竺葵探究光合作用需要光和光合作用产生淀粉的实验。暗处理一昼夜是减少天竺葵内原有淀粉对实验结果的干扰(不能耗尽)。部分遮光后放阳光下照射时间要稍长些才能使结果更明显。叶绿素是一种有机色素，易溶于酒精难溶于水。该实验唯一的变量即研究的对象是光照。
“验证绿叶在光下合成淀粉”的实验中，目的与步骤不相符的是( C )
选项
步骤
目的
A
把盆栽的天竺葵置于暗处2～3天
消耗叶片中原有的有机物
B
将叶片用不透光纸部分遮光后接受光照2～3h
设置对照实验
C
去除纸片后将叶片放入酒精中水浴加热
将叶片煮熟
D
将漂洗干净的叶片平铺在培养皿中，滴加碘液
验证是否产生淀粉
【解析】 去除纸片后将叶片放入酒精中水浴加热，是去除叶片中的叶绿素，叶绿素难溶于水易溶于酒精。
二、植物的光合作用产生氧气
1．在一只烧杯中放入清水，将金鱼藻(或其他水生绿色植物)放于水中，将漏斗盖在金鱼藻上。
2．在漏斗上面罩上盛满清水的试管，如图所示。
3．将整个装置放在阳光下。注意观察金鱼藻有无气泡产生。这些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时，用大拇指在水中盖住试管口，将试管取出。
4．将点燃的卫生香放入试管，观察卫生香燃烧的情况。你看到的现象是__带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来__，这说明光合作用能够产生__氧气__。
1．氧气是光合作用的产物之一，本实验设计采用水生绿色植物——金鱼藻进行光合作用，便于用排水法收集氧气。
2．金鱼藻是江浙一带非常常见的一种水生双子叶被子植物，取材方便(注意：金鱼藻不是藻类植物而是被子植物)。
3．氧气具有助燃性，能使卫生香燃烧更旺，用此方法可检验氧气的存在。
4．为了使实验现象更明显，可在水中加入少量碳酸氢钠，能释放二氧化碳以补充水中的光合作用原料——二氧化碳。实验时水温不能太低，温水更好。
典例1 (2017·日照)用新鲜水绵和好氧细菌(有氧才能生存)制成临时装片，用不同的光束照射水绵。一段时间后，显微镜下观察到细菌由均匀分布变成如图所示分布。该实验不能得出的结论是( B )
A．光合作用释放氧气
B．光合作用吸收二氧化碳
C．绿光不利于进行光合作用
D．光照不同，光合作用强弱不同
【命题点分析】 通过图示信息可知，用不同的光束照射水绵的不同部位。显微镜下观察发现，好氧细菌只集中在红光区和蓝紫光区，说明此处有利于进行光合作用产生氧气；而绿光区几乎没有好氧细菌，说明绿光不适合光合作用。由此可以得出不同的色光照射下，光合作用强弱不同的结论。而光合作用吸收二氧化碳在此实验中无法证明。
典例2 (2017·邵阳)晚上，将金鱼藻放在盛有清水的试管中，将试管先后放在离白炽灯不同距离处，观察并记录试管中产生的气泡数目，得到如表所示数据，并将表中数据转换成如图的曲线图。请回答下列问题：
试管离灯的距离(cm)
4
7
10
20
30
40
气泡数目(个/min)
60
60
60
25
10
5
(1)气泡中的气体是金鱼藻通过光合作用产生的__氧气__。
(2)实际上，在本实验中的光照条件下，金鱼藻在进行光合作用的同时还进行了H作用，即__呼吸__(选填“蒸腾”或“呼吸”)作用。但由于H作用的强度比光合作用的强度要__弱__(选填“强”或“弱”)，所以，此时只检测到植物的光合作用。
(3)当H作用的强度与光合作用的强度相等时，金鱼藻的生理状况对应曲线图中的__G点__(选填“E点”“F点”或“G点”)。
(4)从表中实验数据可知，若要提高大棚作物的产量，可以采取的措施是适当提高__光照__强度。
【命题点分析】 光合作用吸收二氧化碳产生氧气，氧气微溶于水，因此气泡中的气体是金鱼藻通过光合作用产生的氧气。在本实验的条件下，金鱼藻进行光合作用和呼吸作用，不进行蒸腾作用，因此“金鱼藻在进行光合作用的同时还进行了H作用”中的H作用即呼吸作用。当呼吸作用的强度比光合作用的强度弱
时，只检测到植物的光合作用。当呼吸作用的强度与光合作用的强度相等时，光合作用产生的氧气被呼吸作用吸收了，因此没有气泡产生，所以金鱼藻的生理状况对应曲线图中的G点。根据表中实验数据可知，若要提高大棚作物的产量，可以采取的措施是适当提高光照强度。
(2017·昆明)晚上，将金鱼藻放在盛有水的试管中，把试管先后放在离白炽灯不同距离处，观察试管中产生的气泡数目，统计结果如图。下列分析错误的是( D )
A．气泡越多，说明产生的氧气越多
B．试管与灯的距离为10cm时，产生的气泡最多，原因是光照较强
C．该实验可以得出的结论是：光照越强，光合作用也就越强
D．如果将该试管放在黑暗中，也将会冒出大量气泡
三、植物光合作用需要二氧化碳吗
本探究活动的任务是：设计并进行实验，证明植物的光合作用需要二氧化碳。
1．设计实验：
(1)此项探究中，设计改变的因素是__有无二氧化碳__，最后观察植物有无淀粉生成。
(2)此项探究需要对照实验吗？怎样来设置对照组？__需要对照实验；用饥饿处理过的同一植物的两组相近叶片，一组提供二氧化碳，一组不提供二氧化碳，都置于阳光下照射一段时间后，分别检测叶片中的淀粉生成情况__。
(3)如何防止植物吸入空气中的二氧化碳？__将装有少量氢氧化钠溶液的透明塑料袋套在实验叶片上__。
(4)怎样的实验现象可证明植物的光合作用需要二氧化碳？__将实验组叶片和对照组叶片都进行酒精脱色处理后滴碘液验证，对照叶片变蓝色，实验叶片不变蓝色__。
2．进行实验：
(1)选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜。
(2)在植物上选定两片叶子，按确定的方案控制变量，如图所示，然后放到阳光下照射4h。
(3)将叶片取下，放入酒精中水浴加热，再滴加碘液，检验是否有淀粉生成。
(4)记录观察到的实验现象。
3．结果分析：
你观察到的实验现象是：__不提供二氧化碳的叶片脱色加碘后不变蓝色__。
分析产生这种现象的原因：__透明塑料袋内装有的氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳，不能为植物光合作用提供二氧化碳__。
你的结论是：__植物的光合作用需要二氧化碳__。
4．表达与交流：
和同学交流你的实验结论。如果你的实验无法证明植物光合作用需要二氧化碳，请仔细分析原因，并和同学讨论你将采取的措施。
1．氢氧化钠(NaOH)溶液能吸收二氧化碳气体，可用来除去二氧化碳气体。NaOH具有腐蚀性，实验中应小心操作。
2．本实验的关键是如何设置对照实验，实验组用氢氧化钠溶液除去二氧化碳气体，对照组用装有清水塑料袋也同样罩起来以保证其他因素都相同。实验前植物也要进行暗处理，以防止叶片中原有的淀粉对实验产生干扰。
典例 (2017·苏州)有一种溶液BTB(溴麝香草酚蓝)呈蓝色，它遇到二氧化碳后变绿再变成黄色。在A、B两支试管中加入同样多的金鱼藻，再分别加入等量黄色的BTB溶液，并在试管口加塞。把A试管放在适宜的光照下，B试管用黑纸包住放在暗处。其他条件相同并且适宜。已知阳光不会使BTB溶液变色。一段时间后，观察两支试管内的溶液的颜色变化，下列有关叙述正确的是( D )
A．A试管内的溶液呈黄色
B．B试管内的溶液呈蓝色
C．这一实验说明绿色植物在进行光合作用时，会释放出氧气
D．这一实验说明绿色植物在进行光合作用时，需要吸收二氧化碳作原料
【解析】 A试管放在适宜的光照下，金鱼藻进行光合作用吸收二氧化碳，因此A试管内的溶液呈蓝色。B试管用黑纸包住放在暗处，金鱼藻进行呼吸作用释放二氧化碳，因此B试管内的溶液会呈黄色。这一实验说明绿色植物在进行光合作用时，需要吸收二氧化碳作原料而无法说明会释放出氧气。
(2018·杭州拱墅区二模)英国的朱利安·梅尔奇奥里利用蚕丝和叶绿体发明了一种名为“Silk Leaf”的人造生物树叶。该“人造绿叶”在一定环境条件下能进行光合作用，制氧效率要比普通树叶高49%，该发明使生活中处处有绿叶、时时呼吸到新鲜空气成为可能。请根据题意完成下列问题：
(1)“人造绿叶”在光合作用时，除了产生氧气外同时还会产生__淀粉(或糖类、有机物)__。
(2)为确保“人造绿叶”不断地产生氧气，需要不断提供__适宜的光照、二氧化碳、水(任写2点即可)__。(写出其中两点即可)
【解析】 本题利用“人造绿叶”考查光合作用所需的条件、原料及其产物。
四、自然界中的氧循环和碳循环、温室效应
1．氧循环实验
(1)取A、B 两个密闭的玻璃钟罩，如图所示，在A、B 钟罩中分别放入植物和蜡烛，然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。
(2)实验中可观察到A钟罩内蜡烛熄灭的时间明显少于 B 钟罩内蜡烛熄灭的时间。
(3)B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气是来自于__植物的光合作用__，燃烧所产生的二氧化碳__可用于植物的光合作用__。
从实验结果你能得出的结论是__B钟罩内由于植物的光合作用使蜡烛燃烧所需的氧气得以补充，蜡烛燃烧产生的二氧化碳又使植物光合作用的原料得以补充__。
为了让B 钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧下去，在设置实验时，应注意__使用较大的钟罩，其中放置较多的植物，光照良好__。
2．温室效应实验
取2 只塑料杯，各装1/12清水，在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们同时放在太阳光下晒1h左右，然后分别测量水温：__盖玻璃片__的杯内的水温高。你认为其中的原因是
__太阳光透过玻璃后，使杯内的水温升高，而热量很少能穿透玻璃__。
1．光合作用与呼吸作用存在如下关系：
光合作用
呼吸作用
区别
场所
叶绿体
所有活细胞
原料
二氧化碳、水
有机物、氧气
条件
光
有无光皆可
产物
有机物、氧气
二氧化碳、水
能量
储存能量
释放能量
联系
相互联系，相互依存
2.正常情况下，自然界的碳—氧循环可通过植物的光合作用及所有生物的呼吸作用实现相对平衡。自然界中氧气的消耗与二氧化碳的产生除了生物的呼吸作用外，还有工业生产、交通运输等多个方面。一旦碳—氧平衡被打破，将引起自然界的多种异常变化，如温室效应等。
典例 自然界中二氧化碳的循环过程如图所示：
(1)吸收大气中CO2的环节是__绿色植物的光合作用__。
(2)由于人类消耗化石燃料的增加和对森林的乱砍滥伐，使空气中CO2的含量上升，从而导致__温室效应(或地面吸收的太阳光的热量)__增强，全球气候变暖。请写出一条因气候变暖给人类生存环境带来的影响：__两极冰川融化，海平面升高，部分沿海城市被淹没(或土地沙漠化，农业减产等，合理即可)__。
(3)科学家研究得到：海洋是吸收大量CO2的地方。如果工业生产产生的CO2排放量继续以目前速度增加，海洋将成为“酸化的海洋”。请写出酸化原因的化学方程式：__CO2＋H2O===H2CO3__。
(4)科学家目前正在研究将空气中过量的CO2和H2在催化剂和适量条件下转化成液态甲醇和水，反应的化学方程式：CO2＋3H2甲醇＋H2O。则甲醇的化学式是__CH4O__。
【命题点分析】 绿色植物的光合作用可以吸收二氧化碳，释放氧气。“温室效应”使全球变暖，两极冰川融化，海平面升高，部分沿海城市淹没，以及土地沙漠化，农业减产等。海洋酸化指二氧化碳和水反应生成碳酸，使海水pH值减小。甲醇的化学式可根据化学反应前后原子的种类和数目不变推出。
(2017·台州)红萍是太空舱中提供O2和吸收CO2的一种水生植物。当初我国科研人员为了研究与人共存情况下红萍的供氧能力，建立了受控密闭试验舱并放置18.9m2的红萍立体培养装置，设立实验组和
对照组进行多次的地面模拟试验。密闭舱全天保持稳定充足的光照强度，其他条件适宜，2名志愿者进入密闭舱中生活，每隔1h测定一次舱内O2和CO2浓度，结果如图所示。请回答：
(1)红萍利用__光合作用__吸收CO2产生O2。
(2)实验组的密闭舱内生活着2名志愿者和18.9m2的红萍，则对照组的密闭舱内应该怎样设置？__只生活着2名志愿者，不放置红萍__。
(3)根据实验结果判断，密闭舱内18.9m2红萍产生的O2能否满足2名志愿者的呼吸消耗？并说明理由：__能满足，因为氧气和二氧化碳浓度保持相对稳定__。
(4)在载人航天应用中，太空舱可以看作一个相对独立的密闭生态系统。若要进行长期的载人飞行，从生态系统功能的角度考虑，太空舱应实现__物质(或“碳—氧”)__循环利用。
专题六 植物的根、茎、叶[学生用书P17]
一、探究土壤的成分
1．测量土壤空气的体积分数
在校园中选择一块干燥的土地，取长、宽、厚分别是5cm的一块土壤(设体积为V)，另取一块相同规格的铁块，分别放入2只相同的大烧杯中。分别沿烧杯壁缓慢地向2只烧杯内注水，开始时用量筒量取一定体积的水注入，当快要浸没土壤或铁块时，再换用滴管向烧杯内注水，直到水把土壤和铁块刚好浸没为止，如图。记录向2只烧杯注入的水量：盛有土壤的烧杯注入的水量V1与盛有铁块的烧杯注入的水量V2。
当向盛有土壤的烧杯内加水时，会看到土壤块表面产生了许多__气泡__，这是因为__水渗入土壤中的空隙__。
同样体积、同样形状的铁块和土壤，浸没时加入的水量不同的原因是__土壤中有空气__。
根据你的实验结果，土壤中的空气约占土壤体积的体积分数是____。
2．验证土壤中含有水
取少许土壤，放入试管中。用试管夹夹住试管，在酒精灯上加热，如图。观察试管壁上有__水珠__产生。实验说明土壤里含有__水__。
3．验证土壤中的有机物
取经充分干燥的土壤50～100g，先用天平称其质量，然后把它们放在细密的铁丝网上，用酒精灯加热，如图。你观察到的现象是__有烟产生__。待土壤冷却后，再用天平称其质量。土壤质量发生变化的原因是__土壤中有机物被灼烧而减小__。
4．验证土壤中含有无机盐
取新鲜的土壤样品50～100g，放入大烧杯中。向大烧杯中倒入足量的蒸馏水。先用玻璃棒充分搅拌一会儿，再静置一段时间让土壤固体颗粒沉淀下来。得到的上部溶液就是土壤浸出液。取土壤浸出液约10mL，过滤，收集滤液，如图甲所示。然后将滤液放入蒸发皿中，用酒精灯加热，使水分蒸发，如图乙所示。当水分蒸发完后，蒸发皿上留下的残留物是__无机盐(可溶)__。
1．土壤的成分并非仅指其中的泥土，还包括其中的各种生物、空气、水分、有机物、可溶性无机盐等。
2．土壤中的生物包括动物、植物和微生物，可用观察法进行验证。验证土壤中的空气及定量估测其体积分数用烧杯、量筒、滴管、铁块、土块和水进行实验。验证土壤中的水分可用土壤放试管内进行加热的方法。验证土壤中的有机物用干燥的土壤进行灼烧的方法。验证土壤中的无机盐可用土壤按要求制取土壤浸出液后进行蒸发结晶的方法。
典例 某同学与父母去天目山旅游，游览时对青山绿树底下的“红土”很好奇，“红土”与嘉兴的“黑土”相比，除
颜色不一样外，其他性状还有什么不一样呢？于是他采样后带了一块回家，并做了如下实验。从图中的对照实验看，他在探究两种土壤中的( B )
A．有机物含量 B．空气体积分数
C．土壤生物数量 D．无机盐含量
【命题点分析】 本题考查土壤成分中空气体积分数的估测。了解土壤成分种类及其验证方法：验证土壤中的生物用观察法，验证土壤中的空气及定量估测用本题中的方法，验证土壤中的水分用土壤放试管内进行加热的方法，验证土壤中的有机物用灼烧干燥的土壤的方法，验证土壤中的无机盐用制取的土壤浸出液进行蒸发结晶的方法。
二、植物的根对水和无机盐的吸收
1．研究根吸水的部位
培育小麦种子，直到它们长出较长的根。选取4 株生长旺盛、带有绿叶和根系的幼苗，随机分为A、B两组。将A组的2株小麦植株所有根的前端剪去3～5mm(即根尖)，并在切口处涂上石蜡，B组不做处理，如图所示。将2组小麦幼苗分别放在土壤浸出液中培养，观察其生长情况。__A__组幼苗开始出现萎蔫现象。据此，你认为植物根吸水的主要部位在__根尖__。
2.观察根尖结构
取小麦的幼根，先用放大镜观察它的外形，根据图示找到根尖的各部分结构，注意根毛的数量和着生部位。用显微镜(低倍镜，不加盖玻片)观察根毛细胞的结构特点。用显微镜观察植物根尖纵切的永久装片。根尖的四个组成部分的细胞形状是否一样？
__有较大区别，如根冠细胞排列不整齐；分生区细胞小呈不断分裂状；伸长区细胞开始伸长增大内有不断增大的液泡；根毛区细胞体积更大内有大液泡，表皮部位出现根毛，内部出现导管等__。
3．植物的吸水与失水
选取4株生长旺盛的同种植物(如白菜等)幼苗，随机分成2组。将2组植物的根部洗净，分别放入盛有清水和浓盐水的2只锥形瓶中，如图所示。过20～40min后观察2组植物，加以比较，并做好观察记录。在清水中的植物__正常生长__，在浓盐水中的植物__出现萎蔫现象__。分析实验结果产生的原因，推测出根毛细胞必须在__土壤溶液的溶质质量分数小于根毛细胞液的溶质质量分数__的条件下才能从土壤中吸收水分。
4．植物需要不同元素的无机盐
配制4 种营养液。其中1种按科学标准配制，另外3种分别缺氮、磷、钾等元素。将它们分别倒入4只锥形瓶内，并用标签注明“正常、缺氮、缺磷、缺钾”等字样。选取生长旺盛的植物幼苗(如烟草、油菜、小麦等)4株或8株，小心洗去其根部附着物，最后用蒸馏水将其洗净，并分别将它们“种植”在4只锥形瓶中，如图所示。记录4种培养液中植物生长的基本状况。如果发现异常生长，在相应的培养液中分别按标准添加含氮、磷、钾等元素的化合物，再观察它们的生长是否恢复正常。
1．植物吸水的部位主要是根尖。根尖的结构包括根冠、分生区、伸长区、根毛区。根冠细胞排列不规则，易破损。分生区细胞能不断进行分裂和分化；伸长区细胞能明显生长和伸长，细胞结构中出现液泡并不断长大。根毛区表皮细胞出现根毛，根毛可以穿插在土壤缝隙中，增大了与土壤的接触面积，有利于吸收水和无机盐，根毛区的内部出现了导管，用于水和无机盐的输送。
2．植物吸水的要求是土壤溶液的溶质质量分数小于根毛细胞液的溶质质量分数。若土壤溶液的溶质质量分数大于根毛细胞液的溶质质量分数，根毛细胞会失水，植物出现萎蔫现象，腌菜就是利用这个原理。
3．植物所需无机盐主要是N、P、K等元素。三种元素的作用记忆口诀：“矮小黄无氮、暗绿红无磷、倒伏褐斑钾”。植物缺氮、镁元素，无法合成叶绿素，无叶绿素，植物就发黄长不大。植物缺磷，茎秆就不够粗壮，风一吹就倒伏。
典例 某校科学兴趣小组在探究“溶液的溶质质量分数的大小对植物吸水的影响”时，利用新鲜的萝卜、浓盐水、清水等实验材料，按如图所示进行实验。请据图回答：
(1)该实验的实验变量是__溶液的溶质质量分数__。
(2)观察比较萝卜条①→③的变化，可推测A烧杯中盛放的是__浓盐水__。观察比较萝卜条②→④的变化，这是因为萝卜细胞液的溶质质量分数大于B烧杯中液体的溶质质量分数，萝卜细胞发生了__吸水__(选填“失水”或“吸水”)的现象。
(3)用糖拌西红柿时，我们会发现盘中渗出很多汁液，这是由于糖溶液的溶质质量分数__大于__(选填“大于”或“小于”)西红柿细胞液的溶质质量分数的缘故。
(4)作物一次施肥过多，会出现萎蔫现象，最简便有效的解决办法是__浇水__。
【解析】 (1)此实验探究的是溶液溶质质量分数的大小对植物吸水的影响，因此变量是溶液的溶质质量分数。(2)观察比较萝卜条①→③的变化，萝卜条失水了，说明A烧杯中的溶液的溶质质量分数大于萝卜内细胞液的溶质质量分数，A烧杯中盛的是浓盐水。观察萝卜条②→④的变化，萝卜条膨胀了，说明B烧杯
中萝卜细胞液溶质质量分数大于B烧杯中液体的溶质质量分数，萝卜细胞吸水，B烧杯中盛的是清水。(4)一次施肥过多，会使土壤溶液溶质质量分数过高，大于植物细胞溶液的溶质质量分数，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，当情势比较严重时，会造成“烧苗”，施肥后浇水可以降低土壤溶液的溶质质量分数，使土壤溶液溶质质量分数小于作物细胞的溶质质量分数，使作物细胞正常吸水，因此解决的最好办法是浇水。
【命题点分析】 本题考查植物吸水和失水的原理，即对植物失水和吸水与周围水溶液的溶质质量分数关系的理解。植物吸水还是失水主要取决于细胞内外溶液的溶质质量分数的大小，当细胞液的溶质质量分数大于周围溶液的溶质质量分数时，细胞就吸水，当细胞液的溶质质量分数小于周围溶液的溶质质量分数时，细胞就失水。
(原创)袁隆平被誉为“世界杂交水稻之父”，创造了水稻亩产上千公斤的世界纪录。高龄的袁隆平目前正在攻克杂交水稻的两个难题，一个是杂交水稻大面积示范亩产1200公斤，而另外一个则是研发“海水稻”。下列关于“海水稻”的一些相关说法不符合科学原理的是( C )
A．普通水稻种植在盐碱地中会因为土壤溶液溶质质量分数过高而萎蔫
B．“海水稻”是指在盐碱地上也能生长且能够耐盐碱地的水稻
C．“海水稻”能够从溶质质量分数更高的土壤溶液中吸收水分
D．“海水稻”的意义在于能够使大量的盐碱化土地得到重新利用
【解析】 植物吸收水利用了扩散原理，其实质是水分子自动从浓度高(水分子含量更多的部位)向低浓度方向运动。海水稻能够从在相对普通土壤溶液溶质质量分数较高的盐碱地吸收水分，原因是其细胞液浓度高于外界土壤溶液细胞液浓度(水分子浓度低于外界水分子浓度)。
三、植物的茎对营养物质的输送
Ⅰ.观察木质茎的结构
目标
1．观察植物茎的基本结构。
2．认识木质茎的结构是如何与其功能相适应的。
器材
三年生木质茎(木槿或椴树等)的永久切片、显微镜等。
过程
1．按显微镜操作要求，安放显微镜，并对好光。
2．将三年生木质茎永久切片置于低倍镜下观察，自外向里可以看到：
(1)表皮：细胞排列__紧密__，细胞间隙比较__少__，起__保护__作用。
(2)韧皮部：茎的横切面上呈__环__状排列，其中含有韧皮纤维和输导有机物的筛管。
(3)形成层：只有__2～3__层细胞组成，呈__环__状排列，细胞能不断地进行细胞分裂，向外形成韧皮部，向内形成木质部。
(4)木质部：位于茎的__中央__，其中较大型的细胞是__导管__，具有输导水分的功能，较小的细胞是木纤维等。三个年轮也可以清晰地看到。
(5)很多情况下，还可以在茎的最中央看到__髓__，它们的细胞壁比较__薄__，常有贮藏营养物质的功能。
讨论
1．木质部和韧皮部主要是由哪些细胞组成？它们的主要功能是__木质部主要由木纤维细胞和构成导管的死亡细胞等构成，具有支持作用和输导水和无机盐的作用；韧皮部由韧皮纤维细胞和筛管细胞构成，分别起支持、保护和输导有机物的作用__。
2．木质茎能加粗生长的原因是__木质部与韧皮部之间有形成层，其分生细胞能不断分裂，向外产生新的韧皮部，向内产生新的木质部，所以能逐年加粗__。
Ⅱ.探究茎运输水分和无机盐的部位
1．提出问题：茎对水分和无机盐的运输部位是什么？
2．建立假设：根据茎的结构，茎木质部的导管或韧皮部的筛管可能是运输水分和无机盐的部位。为此，你可以尝试提出你的假设：
假设1：茎对水分和无机盐的运输是通过木质部的导管进行的。
假设2：茎对水分和无机盐的运输是通过韧皮部的筛管进行的。
假设3：茎对水分和无机盐的运输是通过__髓__进行的。
为了检验上述假设，我们需要借助一些材料和器具先设计实验方案，再进行实验获取证据。要准备的实验材料和器具：新鲜带叶的木本植物枝条(如木槿或银边黄杨等)若干，烧杯(或矿泉水瓶)，红墨水，清水，刀片，放大镜等。
3．实验步骤：
(1)取粗细大小相似、叶片数相同的同种木本植物枝条3根，将每根枝条的下端用刀片削成面积相似的斜面，再分别按表中的3种处理方法处理。
(2)处理好后，将每组枝条分别插入3瓶盛有等量稀释红墨水的烧杯中，并用3个夹子将各组枝条分别固定(如图，B组枝条只将剥去树皮的木质部部分浸入红墨水中)，置于温暖、光照充足的地方，10min后取出枝条，用刀片横切枝条的中上部，用放大镜观察横切面的染色部位，并将实验现象记录在表中。
4．实验结果与分析：
实验组别
实验现象(记录被染色的部位)
A.带叶枝条(不作处理)
__木质部染红，越上越浅__
B.剥去下半部树皮的带叶枝条
__木质部染红，越上越浅__
C.除去木质部和髓的带叶枝条，只留下树皮
__没有染红的部位__
根据实验结果，你能得出的实验结论是__水和无机盐是通过茎中的木质部运输的__。
5．表达与交流：
(1)若假设2成立，则本实验各组的预期结果是__A和C的中上部树皮横切面会有染色现象__。
(2)若A、B组枝条的韧皮部和木质部均被染色，而C组树皮未被染色，这说明__树皮不参与运输水和无机盐__。
(3)若将A组枝条进行纵切，纵切面上越靠近枝条的顶端，染色变得越来越浅，原因是__水和无机盐在木质部的导管中是自下而上输送的__。
(4)若不是采用上述的切剥法处理枝条，而是采用石蜡密封切面法处理枝条，应如何处理各组的枝条？预期实验结果又将如何？__用石蜡分别密封木质部(相当于C组)和树皮韧皮部(相当于B组)，预期实验结果也相似__。
1．木本植物的茎的结构主要由储藏营养物质的髓、内含导管的木质部、使茎逐年加粗的形成层、韧皮部内侧有筛管的树皮构成。
2．植物对营养物质的输导分为两类：“韧皮部的筛管向下输送有机物，木质部的导管向上输送水和无机盐”。莲藕的丝属于筛管而不是导管，如何记忆？“藕断丝连”的“丝”是粘手的，而水和无机盐不会粘手。某些植物的枝被折断时，流出的白色汁液都位于树皮内侧一圈位置，也是粘手的，即可判断为有机物。
3．环剥实验形成的枝瘤是有机物的积累，枝瘤都长在环剥处的上部，说明有机物是向下输送的。如果主干的茎被环剥，植物的根长时间得不到有机营养物质，则根先死亡，然后整个植株得不到水和无机盐的补充，整个植株即死亡。
典例 (2017·盐城)有些不法分子盗剥名贵植物杜仲的树皮作药材，致使树木死亡。其原因主要是破坏了树皮中的( B )
A．导管 B．筛管 C．髓 D．形成层
(原创)如图所示是植物的根、茎、叶中都存在的重要结构，对植物的生命活动具有重要意义。下列有关说法中，正确的是( B )
A．图甲为存在于木质部的筛管，图乙为存在于韧皮部的导管
B．图甲是由死亡的植物细胞上下贯通形成的，图乙是由活细胞环围而成的
C．图甲自上而下输送有机物，图乙自下而上输送水和无机盐
D．植物的叶脉很细，有些叶脉只有甲图结构，有些叶脉只有图乙结构
【解析】 图甲为导管，存在于木质部；图乙为筛管，存在于韧皮部。
四、植物的叶
1．选取一盆正处于生长旺盛期的阔叶植物(如天竺葵等)。用一透明塑料袋把几片邻近的叶片包扎起来。对该植物浇水后，置于阳光下照射。观察塑料袋内有没有水珠产生。如果没有水珠产生，请把植物搬到室内使其快速冷却，观察到塑料袋上的现象是__出现水珠__。这说明__植物能够进行蒸腾作用散失水分__。
2．如图所示装置，在液体压强计的U形玻璃管内灌满稀释的红墨水，左边用橡皮管将木本植物枝条(如海桐、梧桐枝条等)与U形玻璃管左侧连通，在室内放置约5min，观察U形玻璃管内的水柱有什么变化。为什么会有这变化？__压强计右侧水位降低，原因是植物枝条的蒸腾作用散失了水分__。
(1)如果把这一装置放在室内阳台有阳光照射的地方约5min，水柱会有什么变化？为什么？__U形管右侧水柱下降速度加快，因为阳光照射会加快蒸腾作用__。
(2)如果把这一装置放在阴暗潮湿的环境中约5min，水柱会有什么变化？为什么？__U形管右侧水柱下降速度将减慢，因为阴湿会防碍蒸腾作用__。
(3)如果在实验室里，用电吹风(自然风挡)吹叶片约5min，水柱又会有什么变化？为什么？__U形管右侧水柱下降速度加快，因为空气快速流动会加快蒸腾作用__。
3．选取一片生长旺盛的蚕豆叶，用滤纸把它上、下表皮上的水分吸干。将A、B 两张浸有氯化钴溶液的蓝色试纸，相对应地贴在叶片上、下表皮的表面，并用回形针将其固定。
(1)向浸过氯化钴溶液的蓝色试纸滴一滴水，观察到蓝色试纸的颜色变化是__蓝色试纸变红色__。
(2)过一段时间，观察贴在叶上、下表皮上的试纸颜色的变化。先变色的是__贴在下表皮的试纸__，颜色深一些的是__贴在下表皮的试纸__。
4．在载玻片上滴1滴清水。用镊子撕取蚕豆叶片的下表皮，把它们放在载玻片上，用解剖针把它们展平，加盖盖玻片。
(1)在低倍显微镜下观察叶片的表皮细胞，其形状呈__扁平状__。在临时装片上找到半月形细胞，换用高倍显微镜仔细观察半月形细胞。它里面有没有叶绿体？__有__。
(2)另外再取一片叶子，浸在盛有热水(60℃左右)的烧杯中。仔细观察，叶片两面的气泡数目哪一面多？为什么？
__叶片背面的气泡更多，因为蚕豆叶下表皮分布的气孔更多__。
除少数(如玉莲、浮萍等)水生植物外，多数植物叶片的下表面气孔多于上表面，这样可以避免由于日照太强水分蒸发太快。生活在潮湿、阴暗环境下的植物，一般叶片较大且叶表面无角质层，以增加换气的面积；生活在干旱环境下的植物，叶片一般较小甚至退化成针刺状(如刺叶石竹)或小鳞片状(如麻黄)，叶表面多覆盖有蜡质和不易透水的角质层。
典例1 (2017·宜兴)下列是显微镜观察时的四个视野，其中表示蚕豆叶表皮细胞的是( B )
A B C D
【解析】 选项B符合蚕豆叶表皮细胞的结构特点。选项A是人体血液图片，选项C是洋葱鳞片叶结构图，选项D是人体神经细胞结构图。
【命题点分析】 叶片的表皮是由表皮细胞和保卫细胞组成，表皮细胞无色透明，形状不规则，相互嵌合。气孔是由两个保卫细胞组成的，保卫细胞呈半月形，控制气孔的开闭。
典例2 (2018·德阳)植物从土壤中吸收的水分绝大部分将通过叶片蒸腾作用散失到环境中。该过程中，这部分水依次经过的主要结构是( B )
A．根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片叶肉
B．根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
C．根尖根毛区→根中筛管→茎中筛管→叶脉筛管→叶片气孔
D．根尖分生区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
【命题点分析】 植物吸收水的主要器官是根，根吸水的主要部位是根毛区，根毛区生有大量的根毛，可以吸收水分。然后通过根、茎、叶中导管运输。少部分用于植物的生命活动，绝大部分通过叶片的气孔散失到大气中。所以水依次经过的主要结构为：根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔。
1．(2017·南通)取带叶的芹菜叶柄(甲组)和去叶的芹菜叶柄(乙组)，分别插入装有等量水的两只量筒中(如图)，放在通风的暗室中一天后，两只量筒内液面高度出现明显差异。这主要是因为( B )
A．甲组叶片多，光合作用强
B．甲组叶片多，蒸腾作用强
C．乙组叶片少，呼吸作用弱
D．乙组叶片少，光合作用弱
【解析】 蒸腾作用是植物体内的水分通过叶片上的气孔以水蒸气状态散失到大气中的过程，叶片是蒸腾作用的主要部位。甲、乙两组的变量是有无叶，甲组芹菜有叶，水分除了自身蒸发，还可以通过植物蒸腾作用散失，随着时间的推移，液面越来越低；而乙组芹菜的叶摘除，水分主要通过自身蒸发，随着时间的推移，液面变化不明显。
2．(2018·绍兴押题卷)鲜花保鲜一直是人们经常碰到的问题。小明从网购鲜花附赠的说明书中看到：鲜花插入花瓶前在茎秆下端1～3cm处，用剪刀剪成45°斜角，并用合适的保鲜液保鲜。
(1)鲜花茎秆下端剪成斜角的目的是__增大与保鲜液接触面积，有利于吸收水分__。
(2)小明查阅资料获知，保鲜液的用途主要三方面：保水、消毒杀菌、提供营养。于是他用清水、少量糖、少量盐自制了两份保鲜液，实验下来，加盐少的效果不错，但另一份加盐多的反而在较短时间内鲜花出现萎蔫现象。你认为出现萎蔫现象的原因可能是__保鲜液溶质质量分数大于细胞液溶质质量分数，使细胞失水__。
【解析】 (1)鲜花保鲜的关键在于吸收的水分能满足叶和花的蒸腾。(2)植物的萎蔫现象一般都是由细胞外溶液溶质质量分数过大使细胞失水而引起的。
3．(2018·杭州江干区三模)为探究绿色植物的光合作用和呼吸作用，某兴趣小组设计并完成了以下实验步骤：
①按如图所示连接实验装置，关闭阀门丙和丁，放到黑暗处一昼夜；
②将整个装置移到适宜的阳光下照射数小时；
③打开阀门丙，将透明塑料袋中的气体通入甲试管，待气体收集满后，打开橡皮塞，用带火星的木条检测；
④打开阀门丁，将C中的气体通入乙试管进行检测；
⑤取下叶片A、B，用酒精脱色处理，漂洗叶片后滴加碘液，发现只有A叶片变蓝色。
请分析回答：
(1)步骤②中，光照前要阻断叶片间有机物的运输通道，即阻断__筛管__(填结构名称)。
(2)步骤④中，器材C应该是__黑色不透光的塑料袋__；叶片B中的__细胞__进行呼吸作用释放出使澄清石灰水变浑浊的气体。
(3)根据步骤⑤中观察到的实验现象，可以得出的结论是__植物光合作用必须在光照条件下才能进行，且光合作用的产物是淀粉__。
专题四 生物的呼吸和呼吸作用[学生用书P11]
一、人的呼吸
根据锥形罩内气球的变化，说说人是怎样呼吸的。
1．人体的呼吸系统由呼吸道(鼻、咽、喉、气管、支气管)和肺组成。呼吸系统的功能是吸入空气中的氧气，排出体内的二氧化碳。肺是人体与外界进行气体交换的主要器官。
2．人体呼吸运动时，膈肌收缩，横膈膜下降，胸腔体积扩大，吸气；膈肌放松(舒张)，横膈膜上升，胸腔体积减小，呼气。吸气时肺内气压先减小再恢复，呼气时肺内气压先增大再恢复。
3．肺泡与血液进行气体交换时，氧气分子先穿过肺泡壁再穿过毛细血管壁进入血液，二氧化碳分子先穿过毛细血管壁再穿过肺泡壁，排出体外。
4．演示实验中的锥形罩模拟胸腔壁、两个小气球代表两叶肺、下面的橡皮膜表示横膈膜。橡皮膜向下拉时，锥形罩内气压减小，外界空气经玻璃管进入气球，模拟吸气；橡皮膜向上推时，锥形罩内气压增大，气球内气体经玻璃管排出，模拟呼气。
典例 (2018·滨州改编)当人体处于如图甲所示状态时，膈肌的舒缩和气体经过的路线分别是( A )
A．收缩 外界→鼻腔→咽→喉→气管→支气管→肺
B．收缩 肺→支气管→气管→喉→咽→鼻腔→外界
C．舒张 外界→鼻腔→咽→喉→气管→支气管→肺
D．舒张 肺→支气管→气管→喉→咽→鼻腔→外界
【命题点分析】 本题考查人体的呼吸过程及呼吸系统的组成。人体的呼吸系统由呼吸道和肺组成，呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管。从甲图可知胸腔扩大，是吸气过程，此时膈肌收缩，外界空气进入肺的过程为：外界→鼻腔→咽→喉→气管→支气管→肺。
(2018·贵阳改编)如图为人体肺泡与血液气体交换示意图。A、B分别代表进行交换的两种气体，箭头表示气体交换的方向。请据图分析并回答下列问题：
(1)图中A、B分别表示__氧气__、__二氧化碳__。X血管的名称为__毛细血管__。
(2)若气体交换是发生在组织细胞与血液之间，气体交换后，血液中含量明显增多的气体是__二氧化碳__。
二、动植物的呼吸作用
1．动物的呼吸作用
参照图示装置进行实验。
试管B的设置有__对照__的作用。
实验开始时，A、B试管中红色水滴变化情况是__A试管中红色水滴向左移，B试管中红色水滴不移动__。
实验证明：__动物在不停地进行呼吸作用__。
2．种子的呼吸作用
如图所示的装置进行对比实验。几天后，观察到的实验现象是__A试管中的石灰水变浑浊__。
从实验中得到的结论是__种子萌发时进行呼吸作用__。
3．植物的呼吸作用
(1)把数棵新鲜菠菜装入塑料袋中，用绳子扎紧袋口，不使外界空气进入，在暗处放置一个晚上。
(2)按如图所示，松开塑料袋口，插入一根导管，让塑料袋中的空气通入澄清石灰水中，澄清石灰水的变化是__变浑浊__。
(3)另取一大口塑料瓶，装入菠菜，盖紧瓶盖，在暗处放置一个晚上，然后打开瓶盖，将点燃的蜡烛放入瓶内，火焰的变化是__烛焰立即熄灭__。
(4)再取一些新鲜菠菜用开水烫2～3min，重复上述(1)～(3)步骤，观察实验现象。
实验结论：__植物能进行呼吸作用__。
1．无论是动物还是植物都要进行呼吸作用，呼吸作用的产物都是二氧化碳。
2．动物的呼吸作用实验中，碱石灰是由生石灰和固体氢氧化钠按1∶1混合而成的，既能吸收二氧化碳又能吸收水分。种子的呼吸作用实验中，种子要消毒是为了排除微生物对实验的影响。
典例1 (2017·临沂改编)下列关于动物与其气体交换的场所，相对应的一组是( A )
①草履虫－表膜 ②蚯蚓－体壁
③蛇－肺 ④鲫鱼－鳃
⑤青蛙－肺和皮肤 ⑥蝗虫－肺
⑦家鸽－肺和气囊
A．①②③④⑤ B．①②③④⑦
C．①②④⑤⑥ D．①②④⑥⑦
【命题点分析】 本题考查各种动物的气体交换场所。相关知识点分散在初中科学不同分册中。注意：青蛙幼体用鳃呼吸，成体用肺和皮肤呼吸；蝗虫用胸腹部的气管进行呼吸；鸟类借助肺和气囊进行双重呼吸，但气体交换只在肺中进行，气囊只是临时贮存气体，无气体交换功能。
典例2 (2017·遵义)如图是检验植物某种生理活动释放某种气体的装置。表述正确的是( A )
A．检验呼吸作用，释放二氧化碳
B．检验呼吸作用，释放氧气
C．检验光合作用，释放二氧化碳
D．检验光合作用，释放氧气
【命题点分析】 本题考查植物的呼吸作用及其产物。图中塑料袋应为黑色，防止植物见光，置暗处一晚上后，可积累较多二氧化碳，用导管通入澄清石灰水后可使澄清石灰水变浑浊。
典例3 (2017·邵阳)为探究豌豆种子萌发过程中能量变化(以温度变化为参照)，设置了甲与乙一组对照实验。在A～D四幅坐标图中，能正确表达实验结果的是( A )
A B C D
【命题点分析】 本题考查植物种子的呼吸作用会放出热量。把种子放保温瓶中可尽量防止热量散失，利用温度计可测出温度变化。乙瓶为对照组。
1．(2018·余姚联考)如图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。图乙为棚内植物各个时间点吸收CO2的速率，假若一昼夜6时日出，18时日落，请据图回答下列问题。
(1)一昼夜中CO2浓度最高和最低的时间点分别是a时和b时，此时间点的含义是__此时的光照强度下，光合速率与呼吸速率相等__。
(2)在植株正常生长的情况下，理论上你认为图甲中的A点CO2浓度应__大于__D点(选填“等于”“大于”或“小于”)。
(3)若10时的气温与夜间相同，则棚内植物在10时的光照下，1h光合作用利用的CO2量为__6mg__。
(4)假设一昼夜中12时光照最强，请在图乙中补画出12时至24时的CO2吸收速率曲线。
【答案】 (4)如答图所示。
突破训练1(4)题答图
2．(原创)为探究呼出气体中二氧化碳含量设计了如下实验，请分析并完成有关问题：
(1)如图所示，A、B两试管中都加入刚制备的澄清石灰水，石灰水由于可以和__二氧化碳__反应，发生__澄清石灰水变浑浊__现象，所以常用澄清石灰水来验证__二氧化碳__气体的存在。
(2)找一支如图C所示的洁净的较大号注射器从口腔中吸取呼出气体，向B试管的导管(头上带有软管)中注入呼出气体，至刚出现浑浊，记录注入试管的呼出气体体积。再抽取空气以同样方式不断向A试管中注入空气，直到出现刚浑浊现象后停止，记录所注入的空气的总体积。
(3)A试管在该实验中的作用是__作对照实验__，已知空气中二氧化碳的体积分数为0.04%，B试管中消耗的呼出气体为30mL，A试管消耗的空气体积为2850mL。则人体呼出气体中二氧化碳的体积百分数约为__3.8%__。
