精品解析：2022年浙江省台州市第一中学提前招生考试科学试卷

2022年学科素养测试化学试卷 本卷可能用到的相对原子质量：Mg-24　Ca-40　Cl-35.5　Na-23　H-1K-39　O-16　Zn-65　S-32Al-27　C-12 一、选择题（每题3分，共21分） 1. 1774年瑞典化学舍勒在研究软锰矿（二氧化锰）时，使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈刺激性气味使舍勒感到极为难受，但他确信制得了一种新气体氯气（Cl2），若实验室制备氯气，选择下列哪种发生装置和收集装置（　　） A. B. C. D. 2. 金属A和B的相对分子质量比为8：9，等质量的A和B分别与足量的稀盐酸反应，生成的氢气质量之比为3：4，则两金属的化合价之比为（　　） A. 2：3 B. 3：2 C. 2：1 D. 1：2 3. 水能与许多物质发生化学反应，其中属于氧化-还原反应，且水作氧化剂的是（　　） A. B. 3NO2+H2O=2HNO3+NO C. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D. 2F2+2H2O=4HF+O2 4. 中华传统文化蕴含着很多科学知识，对这些传统文化隐含的化学原理的分析不正确的是（　　） 选项 出处 阐述 隐含的化学原理 A 《本草纲目》 “自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气.....其清如水，味极浓烈，盖酒露也” 这里的“法”指蒸馏 B 《天工开物》 “世间丝、麻、袭、褐皆具素质” “丝、麻”的主要成分都是 蛋白质 C 《肘后备急方》 “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服 之” “渍”为浸泡溶解，“绞” 为过滤 D 《周易》 “泽中有火”，“上火下泽” 湖泊中有机物发酵产生了易燃甲烷气体 A. A B. B C. C D. D 5. 某粗盐样品中含有可溶性的氯化镁、氯化钙杂质和不溶性的泥沙，常温下，将该粗盐样品溶解于水中，过滤得到泥沙和溶液。取出溶液进行测定，其中含有镁元素，钙元素，氯元素。则原粗盐样品中氯化钠的质量分数为（　　） A B. C. D. 6. 在煤矿的矿井里，除了必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等外，还要随时检测瓦斯的体积分数。当空气中含甲烷的体积分数为5%～15%时，点燃就会发生爆炸，那么发生强烈爆炸时空气中(氧气的体积分数为21%)甲烷所占的体积分数是( ) A. 15% B. 10.05% C. 9.5% D. 5% 7. 将100克无水氢氧化钾溶于100克水制成溶液，在T温度下电解该溶液，获得2克H2。电解结束后将温度重新调至T，分离析出的固体后，测得剩余溶液总质量为159克。已知不同温度下100克无水氢氧化钾饱和溶液中溶质的质量如下表； 温度/℃ 0 10 20 30 KOH质量/m克 49.2 50.8 52.8 55.8 则温度T所处范围为（　　） A. 0~10℃ B. 10~20℃ C. 20~30℃ D. T≥30℃ 二、填空题（每空3分，共30分） 8. 项目化学习小组设计了如图所示实验装置来探究二氧化碳的性质，若关闭阀门Ⅱ打开Ⅰ，紫色小花（石蕊试液染成）变红；若关闭阀门Ⅰ打开Ⅱ，紫色小花不变红。 （1）若甲瓶中发生了化学反应，则甲瓶的试剂可以是________ （2）若甲瓶只是物理变化，则甲瓶的试剂可以是________ 9. 工业上用大理石（主要成分A）和赤铁矿（主要成分F）为原料制取B和G，其转化关系如图所示：已知D为非单质，G为金属单质，H为常见的氧化物。 （1）写出工业制取的两种物质的化学式；B________；G________。 （2）写出下列反应的化学方程式：反应②；________；反应③；________。 10. 现有1、2、3、4号四瓶未知溶液，它们是0.585%的NaCl溶液、0.4%NaOH溶液、0.365%的盐酸和0.1%的酚酞试液一种。小科不用其他试剂，就将它们一一鉴别开来，其实验步骤如下； （1）各取溶液少许两两混合，据实验现象可将四瓶溶液分成两组； （2）一组混合液，不断滴入另一组的一种溶液，据此可鉴别出1号和2号溶液； （3）再取已鉴别出的1号未知溶液2mL，滴入几滴3号未知溶液，再加入4号未知溶液4mL，在这个过程中无明显实验现象。综合以上实验，可以确认1号是________，4号是________。 11. 实验室用含有杂质（FeO、Fe2O3）的废CuO制备胆矾晶体（），经历下列过程（已知Fe3+在pH=5时沉淀完全，Fe2+能被H2O2、Cl2、硝酸等物质氧化为Fe3+）； （1）写出步骤②发生的化学反应方程式________； （2）能否使用Cl2或硝酸代替H2O2，说明理由________。 三、探究题（每空3分，36分） 12. 某实验小组探究酸和碱反应的本质（是什么微粒反应），设计了如下实验： 实验Ⅰ操作：Ba（OH）2溶液红色溶液红色变浅到无色白色沉淀。 实验Ⅰ结论：________。 实验Ⅱ操作：盐酸溶液【现象1】【现象2】【现象3】【现象4】。 实验Ⅱ结论：在盐酸中滴加Ba（OH）2溶液，盐酸中的H+参加了反应，而Cl-未参加反应。 实验Ⅱ分析：加入硝酸稀溶液的目的是________，乙试剂为________溶液。 【现象3】对应的实验现象________。 13. 请阅读下列资料，获取重要信息点。 信息Ⅰ：“物质的量”是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集体，符号为n，单位为摩尔（mol）。国际上规定，1mol微粒A所含有的该粒子A的数量为6.02×1023个。例如，1molH2O中含有6.02×1023个H2O，含有2×6.02×1023个H。 信息Ⅱ：1mol物质B所具有的总质量称为物质B的摩尔质量，符号为M，单位为g/mol。经研究，物质B的摩尔质量在数值上等于物质B的相对原子质量或相对分子质量。M（CO2）＝44g/mol，即1molCO2的质量为44g。 信息Ⅲ：经过大量数据分析，在同温同压下。气体C体积和气体C的分子数成正比。在0℃和105pa气压下，1mol任何气体的体积都近似等于22.4L。 信息Ⅳ：溶质D的物质的量的浓度，也称摩尔浓度，符号为c，单位是mol/L。可如下描述，在1L水溶液中，所包含溶质D的物质的量，就叫作溶质D的摩尔浓度。 （1）电解完全2mol的水可以得到氧气________g。 （2）小明查阅资料得知，金属E的密度为ρg/cm3，金属E晶体为立方体形，在棱长为a×10-9m的晶体空间内有E原子b个，则金属E的相对原子质量为________。 14. 信息Ⅰ：“物质的量”是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集体，符号为n，单位为摩尔（mol）。国际上规定，1mol微粒A所含有的该粒子A的数量为6.02×1023个。例如，1molH2O中含有6.02×1023个H2O，含有2×6.02×1023个H。 信息Ⅱ：1mol物质B所具有的总质量称为物质B的摩尔质量，符号为M，单位为g/mol。经研究，物质B的摩尔质量在数值上等于物质B的相对原子质量或相对分子质量。M（CO2）＝44g/mol，即1molCO2的质量为44g。 信息Ⅲ：经过大量数据分析，在同温同压下。气体C的体积和气体C的分子数成正比。在0℃和105pa气压下，1mol任何气体的体积都近似等于22.4L。 信息Ⅳ：溶质D的物质的量的浓度，也称摩尔浓度，符号为c，单位是mol/L。可如下描述，在1L水溶液中，所包含溶质D的物质的量，就叫作溶质D的摩尔浓度。 课堂上老师演示了下列实验：取一小片锌，打磨干净，置于试管中，加入10.0mL1.0mol/L的稀硫酸，让同学们观察，并描述现象。甲同学说：锌片快速溶解，溶液中冒出大量气泡；乙同学说：锌片缓慢溶解，溶液中冒出气泡；围绕着实验现象，老师提了几个问题，请你完成老师的问题。 （1）锌和硫酸反应到底是“快”还是“慢”呢？老师提出了一种衡量锌和硫酸反应快慢的物理量，化学反应速率v。其中a处填________，b处填________。 化学反应速率定义 反应速率表达式 单位 方法1 单位时间内收集到一定温度和气压下氢气的体积 mL/s 方法2 单位时间内参加反应的锌的质量 a g/s 方法3 单位时间内溶液中H+摩尔浓度的改变量 b （2）老师改进了装置，把一定量的锌和足量某浓度稀硫酸溶液反应（装置图1），得如下数据（下列气体体积已经折算为0℃，105pa对应的气体体积） 时间/秒 0 10 20 30 40 50 60 氢气体积/ml 0 5.6 16.8 50.4 72.8 90.2 101.5 反应最快的时间段是________； 反应最快的时间段用锌表示反应快慢：v（Zn）=________g/s。 （3）在同实验条件下，老师又进一步分别用等质量的Mg、Zn、Fe和足量的等体积等浓度硫酸反应绘制了图2（纵坐标为氢气体积，横坐标为反应时间），则甲曲线代表金属________，丙曲线代表金属________。 四、解答题（共13分） 15. 在天平的左、右两托盘上各放一只质量相同的烧杯，往烧杯中都注入含溶质9.8克的稀硫酸。然后向一只烧杯中加入a克金属Mg，另一只烧杯中加b克金属Al，充分反应以后天平仍然平衡。 （1）小明分析计算得到了左盘增加的质量Δm随加入Mg的质量的大致变化曲线图如图甲，请在图甲上面做出右盘增加的质量Δm随加入Al的质量的大致变化曲线图，并标注特殊点的坐标。 （2）根据图像，请分析a、b应当满足的关系及对应的取值范围。 2022年学科素养测试物理试卷 提示：本卷g取10N/kg 一、单项选择题（每题3分，共21分） 16. 在日常我们所见的烛焰，如图所示。随着我国科技的发展，太空家园不再是梦想。若王亚萍在完全失重充满空气的太空船里点燃这支蜡烛，你认为烛焰的形状是（　　） A. B. C. D. 不能点燃 17. 学校科技节项目之一自制潜望镜。某兴趣小组设计并制作了一个如图所示的潜望镜，用来观看身后的遥远物体。兴趣小组同学用该潜望镜来观看身后一个发亮的字母「J」。则该同学所观察到的像是（　　） A. B. C. D. 18. 用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失．当把它接入110V的电源上时，在32分钟内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为(　　) A. 8分钟 B. 16分钟 C. 64分钟 D. 128分钟 19. 一天小明在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度处自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下（火柴盒盒芯部分拉出），火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是（ ） A. 甲情况中火柴盒与桌面碰撞后有弹力作用，而乙情况中则没有 B. 甲情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变 C. 乙情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变 D. 乙情况中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少 20. 用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端的电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（不计摩擦）（　　） A. 44Ω；91% B. 4Ω；9% C. 4Ω；91% D. 44；Ω9% 21. 正常人的眼睛在水中看物体会一片模糊，因为光从空气射入眼睛折射程度大，而光从水中射入眼睛折射程度就明显减小。关于在水中看清物体，有下列说法： ①高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰； ②高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰； ③正常人在水中应戴高度老花眼镜； ④正常人水中应戴高度近视眼镜。 其中正确的是（   ） A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③ 22. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2）。已知传送带的速度保持不变。则（　　） A. 0~t1内，物块对传送带做正功 B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ<tanθ C. 0~t2内，传送带对物块做功为 D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 二、填空题（每空3分，39分） 23. 来自瑞士苏黎世的设计者参加建筑设计比赛中设计了一种太阳能水上漂浮住房。一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，为人们到海滨旅游提供了方便。某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，能为该房供应热水和在用水上移动等提供能量，节约能源、减少对环境污染，已知其所接收的太阳能的功率为9.0103瓦。求； （1）漂浮房冬暖夏凉，利用了水的________的特性； （2）如图甲和乙是小明在离漂浮房远近不同的地方拍摄到的两张照片（焦距相同）。从照片可以看出，小明在拍摄照片________（填“甲”或“乙”）时离漂浮房较远； （3）若电池板吸收的太阳能全部用来推动漂浮房前进，使漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动。从某一时刻开始，漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图丙所示，t=50秒后，漂浮房以2.7米/秒的速度做匀速直线运动。若运动过程中漂浮房受到的阻力大小不变，则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为________牛，太阳能转化为机械能的效率为________。 24. 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器如图所示。有一种CC5020型号的清洗机，它的铭牌如表所示。请回答； 型号 CC5020 额定压力 5×106Pa 电源 220交流电 额定流量 20L/min 额定功率 2.2kW 防护等级 IP25 （1）从物理学角度看，铭牌上有个物理量的名称与单位不一致，这个名称应改为________。 （2）清洗机正常工作时，清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均耗电________kW·h。此时的效率为________。（保留3位有效数字） 25. 如图所示电路，电源两端电压为4V保持不变，虚线框内电路中接有两个阻值均为R的电阻，当开关S由闭合到断开时，电流表的示数减少了0.5A，且不为零。当S断开时，电路的总功率为________。电阻R的阻值为________。 26. 如图所示，圆柱体甲和圆柱形容器乙平放在同水平桌面上，乙内装有适量的某种液体。在甲物体上，沿水平方向截取段长为x的物体A，并平稳放入容器乙中，用力使物体A浸没在液体中（A不与容器乙接触，液体无溢出），测量甲、乙对桌面的压强。改变x的值重复上述操作，得到甲、乙对桌面的压强p随x的变化关系如图丙所示。已知甲、乙的底面积之比为3∶4，甲的密度为0.75×103千克/米3，容器乙的壁厚和质量均忽略不计。则圆柱体甲截取前对桌面的压强为________帕，容器乙中液体的密度为________克/厘米3。 27. 质量分别为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），F与水平方向成θ角，则关于m1所受支持力的表达式N=________，摩擦力的表达式f=________。 三、实验探究题（每空3分，共15分） 28. 小明利用仅有的一个规格为的“20Ω 1.0A”滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”。实验电路如图甲所示，电源电压恒为6伏。滑动变阻器的ab段线圈之间的绝缘漆破损，导致电流径直流过（如图乙），致使ab段电阻损失，此时ab段电阻阻值可忽略不计。实验步骤如下： ①用8欧的定值电阻进行实验，连接电路。 ②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为4伏，读出电流表的示数（如图丙）。断开开关，把滑片P移到阻值最大端。 ③依次用阻值为12欧、16欧和20欧的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。 （1）图丙中电流表示数为________安。 （2）小明设计上述实验步骤，要探究的问题是：_______。 （3）小明在完成16欧电阻的实验后，再做20欧电阻的实验时，但电压表示数一直大于4伏。分析可得，ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围是_______。 29. 小明同学在探究“机械能及其转化”实验时，进行了以下实验如图甲所示，质量为m小球从高度为h的光滑斜面顶端静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动动能和重力势能相互转化。如果小球在斜面顶端时重力势能EP=mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能大小Ek=。如图乙，将小球以一定的速度v0的沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化。时间t内小球水平方向运动的距离x=v0t，在竖直方向下落的高度y=。 （1）如图丙，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC后，从C点水平抛出最终落在水平地面E点。地面上D点在C点正下方，CD=1.25米，θ=30°。若要求DE间的距离大于2米，则斜面AB的长度至少为________米。 （2）如图丁所示，一个质量为m的圆环在一根固定的水平粗糙直杆上，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F=kv（k为常数，v为物体运动速度），则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）可能为（　　）。（此题可多选） A. B. 0 C. D. 四、解答题（第15题14分，第16题11分） 30. 如图甲所示装置，动滑轮重为20牛，滑块A置于粗糙程度相同的水平桌面上，距定滑轮足够远处。在改变配重B的重力大小情况下（如图乙），滑块A的速度大小随时间变化关系如图丙。绳重、绳与滑轮间和轮轴间的摩擦及空气阻力都不计。求； （1）A与桌面间滑动摩擦力大小为________牛。 （2）在4~6秒内，绳子对A的拉力________20牛（填“大于”、“等于”或“小于） （3）在2~4秒内，配重B重力做功多少焦________？ （4）在0~2秒内，整个装置的势能转化为动能的转化率为多大________？（精确到0.1%） 31. 小通设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图甲）。其工作原理为，质量为0.16千克、体积为100cm3的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，RF为力敏电阻。当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，控制水泵和蔗糖漏斗工作状态，加蔗糖或注水使蔗糖溶液密度保持在一定范围内，具体控制情况见表。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻RF的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图丙。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水或蔗糖加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀） 电流大小 中央处理器的决定 I<0.04A a 蔗糖漏斗不工作，水泵不工作 b （1）a处的内容是____________，b处的内容是___________。 （2）求蔗糖溶液的最大密度为1.3×103千克/米3时，R的阻值为多少__________？ （3）小通画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如图所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻R1，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022年学科素养测试化学试卷 本卷可能用到的相对原子质量：Mg-24　Ca-40　Cl-35.5　Na-23　H-1K-39　O-16　Zn-65　S-32Al-27　C-12 一、选择题（每题3分，共21分） 1. 1774年瑞典化学舍勒在研究软锰矿（二氧化锰）时，使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈刺激性气味使舍勒感到极为难受，但他确信制得了一种新气体氯气（Cl2），若实验室制备氯气，选择下列哪种发生装置和收集装置（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】题干中提到“使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体”，故气体发生装置需要“固液加热”型，而氯气溶于水，故不可以采用排水法来收集氯气。 故选B。 2. 金属A和B的相对分子质量比为8：9，等质量的A和B分别与足量的稀盐酸反应，生成的氢气质量之比为3：4，则两金属的化合价之比为（　　） A. 2：3 B. 3：2 C. 2：1 D. 1：2 【答案】A 【解析】 【详解】设金属M的相对原子质量为Ar，化合价为+n，与足量盐酸反应，化学方程式为：2M+2nHCl=2MCln+nH2↑；设金属M的质量为m，生成氢气的质量为a。 a= 金属与酸反应制得的氢气质量=×金属的质量； 设金属的质量为m，A、B的化合价分别是x、y； 则有= 故选A。 3. 水能与许多物质发生化学反应，其中属于氧化-还原反应，且水作氧化剂的是（　　） A. B. 3NO2+H2O=2HNO3+NO C. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D. 2F2+2H2O=4HF+O2 【答案】A 【解析】 【详解】A、中，水中氢元素化合价由+1价变为0价，碳元素化合价由+2价变为+4价，所以水只作氧化剂，故符合题意； B、3NO2+H2O=2HNO3+NO中，二氧化氮中氮元素化合价由+4价变为+5价和+2价，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，水中各元素化合价不变，所以水既不是氧化剂也不是还原剂，故不符合题意； C、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中，过氧化钠中氧元素化合价由-1价变为0价和-2价，所以过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，水中各元素化合价不变，所以水既不是氧化剂也不是还原剂，故不符合题意； D、2F2+2H2O=4HF+O2中氟元素化合价由0价变为-1价，氧元素化合价由-2价变为0价，所以氟气是氧化剂，水是还原剂，故不符合题意。 故选A。 4. 中华传统文化蕴含着很多科学知识，对这些传统文化隐含的化学原理的分析不正确的是（　　） 选项 出处 阐述 隐含的化学原理 A 《本草纲目》 “自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气.....其清如水，味极浓烈，盖酒露也” 这里的“法”指蒸馏 B 《天工开物》 “世间丝、麻、袭、褐皆具素质” “丝、麻”的主要成分都是 蛋白质 C 《肘后备急方》 “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服 之” “渍”为浸泡溶解，“绞” 为过滤 D 《周易》 “泽中有火”，“上火下泽” 湖泊中有机物发酵产生了易燃甲烷气体 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A、“用浓酒和糟入甑，蒸令气…… 其清如水，味极浓烈，盖酒露也”，这里通过加热浓酒和糟，使酒精汽化，然后再冷凝收集，该过程与蒸馏原理相符，“法” 指蒸馏，化学原理的分析正确，不符合题意； B、“丝”的主要成分是蛋白质，“麻”的主要成分是纤维素，化学原理的分析不正确，符合题意； C、“青蒿一握，以水二升渍”，这里的“渍”为浸泡溶解，使有效成分溶解在水中，绞取汁，“绞”为过滤，实现固液分离，除去杂质，化学原理的分析正确，不符合题意； D、湖泊中有机物发酵能产生甲烷，甲烷具有可燃性，故“泽中有火”，“上火下泽”，化学原理的分析正确，不符合题意。 故选B。 5. 某粗盐样品中含有可溶性的氯化镁、氯化钙杂质和不溶性的泥沙，常温下，将该粗盐样品溶解于水中，过滤得到泥沙和溶液。取出溶液进行测定，其中含有镁元素，钙元素，氯元素。则原粗盐样品中氯化钠的质量分数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】500g溶液中含氯化镁的质量为 ，则氯化镁中氯元素的质量= ； 500g溶液中含氯化钙的质量为，则氯化钙中氯元素的质量 ； 500g溶液中氯化钠所含氯元素的质量 ，则溶液中氯化钠的质量为；则1000g溶液中氯化钠的质量=58.5g×2=117g； 所以，原粗盐中氯化钠的质量分数=×100%≈83.6%。 故选A。 6. 在煤矿的矿井里，除了必须采取安全措施，如通风、严禁烟火等外，还要随时检测瓦斯的体积分数。当空气中含甲烷的体积分数为5%～15%时，点燃就会发生爆炸，那么发生强烈爆炸时空气中(氧气的体积分数为21%)甲烷所占的体积分数是( ) A. 15% B. 10.05% C. 9.5% D. 5% 【答案】C 【解析】 【详解】由CH4+2O2CO2+2H2O可知，当甲烷与氧气之比为1:2时，反应最充分发生强烈爆炸。设发生爆炸时混合气体的总体积为1000升，发生反应的甲烷体积为V升，需要消耗的氧气为2V升，则 （1000-V）×21%=2V ，V=95.02L，故发生强烈爆炸时空气中甲烷所占的体积分数为，答案为C。 7. 将100克无水氢氧化钾溶于100克水制成溶液，在T温度下电解该溶液，获得2克H2。电解结束后将温度重新调至T，分离析出的固体后，测得剩余溶液总质量为159克。已知不同温度下100克无水氢氧化钾饱和溶液中溶质的质量如下表； 温度/℃ 0 10 20 30 KOH质量/m克 49.2 50.8 52.8 55.8 则温度T所处范围为（　　） A. 0~10℃ B. 10~20℃ C. 20~30℃ D. T≥30℃ 【答案】C 【解析】 【详解】设获得2克H2消耗水的质量为x， x=18g， 所以电解水的质量为18g； 则析出的质量为：200g-18g-159g=23g； 其中结晶水的质量为：； 剩余溶液中水的质量为：100g-18g-9g=73g； 剩余溶液中KOH的质量为：159g-73g=86g； 设温度T时，100克无水氢氧化钾饱和溶液中氢氧化钾的质量为y，则： 解得：； 54.1g在52.8g与55.8g之间，则对应温度范围为20~30℃。 故选C。 二、填空题（每空3分，共30分） 8. 项目化学习小组设计了如图所示实验装置来探究二氧化碳的性质，若关闭阀门Ⅱ打开Ⅰ，紫色小花（石蕊试液染成）变红；若关闭阀门Ⅰ打开Ⅱ，紫色小花不变红。 （1）若甲瓶中发生了化学反应，则甲瓶的试剂可以是________ （2）若甲瓶只是物理变化，则甲瓶的试剂可以是________ 【答案】（1）NaOH溶液（合理即可） （2）浓硫酸 【解析】 【小问1详解】 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，有新物质生成，属于化学变化； 【小问2详解】 实验中，关闭阀门I，打开阀门Ⅱ，发现乙中用石蕊试液染色的紫色小花不变色，则甲中试剂吸收了水分，没有生成新物质，属于物理变化，故甲试剂是浓硫酸。 9. 工业上用大理石（主要成分A）和赤铁矿（主要成分F）为原料制取B和G，其转化关系如图所示：已知D为非单质，G为金属单质，H为常见的氧化物。 （1）写出工业制取的两种物质的化学式；B________；G________。 （2）写出下列反应的化学方程式：反应②；________；反应③；________。 【答案】（1） ①. CaCl2 ②. Fe （2） ①. 。 ②. 。 【解析】 【分析】A为大理石的主要成分，则为碳酸钙；F为赤铁矿的主要成分，则为氧化铁；A和HCl反应生成B、H、C，C和D在高温条件下生成E、E和F在高温条件下生成C和G，其中D为非金属单质，G为金属单质，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳，一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，且H为常见的氧化物，则B为氯化钙、H为水、C为二氧化碳、D为碳、E为一氧化碳、G为铁。 【小问1详解】 由分析可知，B的化学式为CaCl2；G的化学式为Fe； 【小问2详解】 反应②为碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：； 反应③为一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。 10. 现有1、2、3、4号四瓶未知溶液，它们是0.585%的NaCl溶液、0.4%NaOH溶液、0.365%的盐酸和0.1%的酚酞试液一种。小科不用其他试剂，就将它们一一鉴别开来，其实验步骤如下； （1）各取溶液少许两两混合，据实验现象可将四瓶溶液分成两组； （2）一组混合液，不断滴入另一组的一种溶液，据此可鉴别出1号和2号溶液； （3）再取已鉴别出的1号未知溶液2mL，滴入几滴3号未知溶液，再加入4号未知溶液4mL，在这个过程中无明显实验现象。综合以上实验，可以确认1号是________，4号是________。 【答案】 ①. 盐酸 ②. 酚酞试液 【解析】 【详解】（1）氢氧化钠溶液能使酚酞试液变成红色，可以分成变色和不变色两组：稀盐酸和氯化钠溶液；氢氧化钠溶液和酚酞试液； （2）取一组混合液，不断滴入另一组的一种未知溶液，可鉴别出1号和2号溶液，可以是变红的溶液遇到稀盐酸会褪色，遇到氯化钠溶液无变化，因此1号和2号应该是稀盐酸和氯化钠溶液；3号和4号是氢氧化钠溶液和酚酞试液； （3）再取已鉴别出的1号未知溶液1mL，滴入3号未知溶液3滴（每滴0.05mL），再加入4号未知溶液4mL，在这个过程中无明显实验现象，由于3号和4号是氢氧化钠和酚酞试液，最终没有明显现象，因此1号应该是盐酸，盐酸和氢氧化钠完全发生中和反应，最终溶液变为酸性，则2号为氯化钠溶液，3号为氢氧化钠溶液，4号为酚酞试液。 11. 实验室用含有杂质（FeO、Fe2O3）的废CuO制备胆矾晶体（），经历下列过程（已知Fe3+在pH=5时沉淀完全，Fe2+能被H2O2、Cl2、硝酸等物质氧化为Fe3+）； （1）写出步骤②发生的化学反应方程式________； （2）能否使用Cl2或硝酸代替H2O2，说明理由________。 【答案】（1）2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2（SO4）3+2H2O （2）不可以。用氯气或硝酸会引入杂质氯离子或硝酸根离子，难以除去，导致制的硫酸铜不纯 【解析】 【小问1详解】 实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体，样品加入足量硫酸，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，步骤②加入过氧化氢，根据Fe2+能被H2O2、Cl2、硝酸等物质氧化为Fe3+，硫酸亚铁和过氧化氢、硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为：； 【小问2详解】 若步骤②用氯气、硝酸代替H2O2，会引入杂质氯离子、硝酸根离子等，难以除去，所以步骤②不能用氯气、硝酸代替H2O2。 三、探究题（每空3分，36分） 12. 某实验小组探究酸和碱反应的本质（是什么微粒反应），设计了如下实验： 实验Ⅰ操作：Ba（OH）2溶液红色溶液红色变浅到无色白色沉淀。 实验Ⅰ结论：________。 实验Ⅱ操作：盐酸溶液【现象1】【现象2】【现象3】【现象4】。 实验Ⅱ结论：在盐酸中滴加Ba（OH）2溶液，盐酸中的H+参加了反应，而Cl-未参加反应。 实验Ⅱ分析：加入硝酸稀溶液的目的是________，乙试剂为________溶液。 【现象3】对应的实验现象________。 【答案】 ①. 在Ba（OH）2溶液中滴加盐酸，Ba（OH）2溶液中的OH-参加了反应，而Ba2+未参加反应 ②. 中和过量的氢氧化钡 ③. 硝酸银 ④. 溶液由蓝色变成紫色 【解析】 【详解】实验Ⅰ结论：根据实验Ⅱ的结论和实验Ⅰ涉及的反应，可知实验Ⅰ中的Ba（OH）2溶液与滴加的盐酸反应生成氯化钡和水，生成氯化钡和水，微观实质是Ba（OH）2溶液中的OH-参加了反应，而Ba2+未参加反应； 实验Ⅱ分析：通过实验Ⅱ的操作流程可知，在盐酸中滴加Ba（OH）2溶液，可能会有氢氧化钡剩余，影响实验现象，因此滴加稀硝酸除去反应剩余的氢氧化钡；为了证明盐酸中的氯离子没有参与中和反应，需要加入能够检验溶液中氯离子的试剂，故乙试剂为硝酸银溶液； [现象3] 在盐酸中滴加Ba（OH）2溶液，为了验证两者反应的发生，可以在盐酸中滴加紫色石蕊溶液，因为盐酸能使石蕊变红，Ba（OH）2溶液能使石蕊变蓝，现象明显，便于观察；稀硝酸和氢氧化钡反应生成硝酸钡和水，刚好完全反应溶液会有蓝色变成紫色。 13. 请阅读下列资料，获取重要信息点。 信息Ⅰ：“物质的量”是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集体，符号为n，单位为摩尔（mol）。国际上规定，1mol微粒A所含有的该粒子A的数量为6.02×1023个。例如，1molH2O中含有6.02×1023个H2O，含有2×6.02×1023个H。 信息Ⅱ：1mol物质B所具有的总质量称为物质B的摩尔质量，符号为M，单位为g/mol。经研究，物质B的摩尔质量在数值上等于物质B的相对原子质量或相对分子质量。M（CO2）＝44g/mol，即1molCO2的质量为44g。 信息Ⅲ：经过大量数据分析，在同温同压下。气体C的体积和气体C的分子数成正比。在0℃和105pa气压下，1mol任何气体的体积都近似等于22.4L。 信息Ⅳ：溶质D的物质的量的浓度，也称摩尔浓度，符号为c，单位是mol/L。可如下描述，在1L水溶液中，所包含溶质D的物质的量，就叫作溶质D的摩尔浓度。 （1）电解完全2mol的水可以得到氧气________g。 （2）小明查阅资料得知，金属E的密度为ρg/cm3，金属E晶体为立方体形，在棱长为a×10-9m的晶体空间内有E原子b个，则金属E的相对原子质量为________。 【答案】（1）32 （2）g/mol 【解析】 【小问1详解】 根据“物质B的摩尔质量在数值上等于物质B的相对原子质量或相对分子质量”可知，M（H2O）＝18g/mol，即2molH2O 的质量=2mol×18g/mol=36g； 设：电解36g水生成的氧气质量为x。 x=32g 【小问2详解】 a×10-9m=a×10-7cm，根据密度公式 m=ρV，晶体质量为：m=ρg/cm3×(a×10-7cm)3=ρ×a3×10−21 g； 晶体含 b 个原子，单个原子质量：； 原子含 6.02×1023 个原子（信息 Ⅰ），故 1mol 原子的质量（即摩尔质量，数值等于相对原子质量）为：， 14. 信息Ⅰ：“物质的量”是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集体，符号为n，单位为摩尔（mol）。国际上规定，1mol微粒A所含有的该粒子A的数量为6.02×1023个。例如，1molH2O中含有6.02×1023个H2O，含有2×6.02×1023个H。 信息Ⅱ：1mol物质B所具有的总质量称为物质B的摩尔质量，符号为M，单位为g/mol。经研究，物质B的摩尔质量在数值上等于物质B的相对原子质量或相对分子质量。M（CO2）＝44g/mol，即1molCO2的质量为44g。 信息Ⅲ：经过大量数据分析，在同温同压下。气体C的体积和气体C的分子数成正比。在0℃和105pa气压下，1mol任何气体的体积都近似等于22.4L。 信息Ⅳ：溶质D的物质的量的浓度，也称摩尔浓度，符号为c，单位是mol/L。可如下描述，在1L水溶液中，所包含溶质D的物质的量，就叫作溶质D的摩尔浓度。 课堂上老师演示了下列实验：取一小片锌，打磨干净，置于试管中，加入10.0mL1.0mol/L的稀硫酸，让同学们观察，并描述现象。甲同学说：锌片快速溶解，溶液中冒出大量气泡；乙同学说：锌片缓慢溶解，溶液中冒出气泡；围绕着实验现象，老师提了几个问题，请你完成老师的问题。 （1）锌和硫酸反应到底是“快”还是“慢”呢？老师提出了一种衡量锌和硫酸反应快慢的物理量，化学反应速率v。其中a处填________，b处填________。 化学反应速率定义 反应速率表达式 单位 方法1 单位时间内收集到一定温度和气压下氢气的体积 mL/s 方法2 单位时间内参加反应锌的质量 a g/s 方法3 单位时间内溶液中H+摩尔浓度的改变量 b （2）老师改进了装置，把一定量的锌和足量某浓度稀硫酸溶液反应（装置图1），得如下数据（下列气体体积已经折算为0℃，105pa对应的气体体积） 时间/秒 0 10 20 30 40 50 60 氢气体积/ml 0 5.6 16.8 50.4 72.8 90.2 101.5 反应最快的时间段是________； 反应最快的时间段用锌表示反应快慢：v（Zn）=________g/s。 （3）在同实验条件下，老师又进一步分别用等质量的Mg、Zn、Fe和足量的等体积等浓度硫酸反应绘制了图2（纵坐标为氢气体积，横坐标为反应时间），则甲曲线代表金属________，丙曲线代表金属________。 【答案】（1） ①. ②. mol/L•s （2） ①. 20s~30s ②. 4.875 （3） ①. Mg ②. Zn 【解析】 【小问1详解】 根据题目所给表格可知方法二中物理量的单位为g/s，表示单位时间内参加反应的锌的质量，故反应速率表达式为：； 方法三中可根据反应速率表达式可知，物理量是单位时间（s）内溶液中氢离子的摩尔浓度的改变量，单位表示为mol/L•s； 【小问2详解】 根据题目已知的实验数据表格，可计算每10s产生的氢气的质量，比较发现20s-30s时产生的氢气体积最大，为v（H2）=33.6ml，因此反应最快的时间是20s-30s； 根据题目已知气体体积已经折算为0℃，105pa对应的气体体积，即标准大气压下气体的体积，因此可以计算产生氢气的物质的量n（H2）=22.4mol/L×0.0336L≈0.75mol，根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知生成0.75mol氢气需要消耗0.75mol的锌，即消耗锌的质量为0.75mol×65g/mol=48.75g；10s内消耗的锌的质量为48.75g，用金属锌表示反应快慢； 【小问3详解】 镁比锌活泼，锌比铁活泼，反应时间是镁最短，铁最长；根据反应关系、、可知，等质量的Mg、Zn、Fe和足量的等体积等浓度硫酸反应后，镁生成的氢气最多，铁次之，锌最少，对比图2可知，甲是镁，乙是铁，丙是锌。 四、解答题（共13分） 15. 在天平的左、右两托盘上各放一只质量相同的烧杯，往烧杯中都注入含溶质9.8克的稀硫酸。然后向一只烧杯中加入a克金属Mg，另一只烧杯中加b克金属Al，充分反应以后天平仍然平衡。 （1）小明分析计算得到了左盘增加的质量Δm随加入Mg的质量的大致变化曲线图如图甲，请在图甲上面做出右盘增加的质量Δm随加入Al的质量的大致变化曲线图，并标注特殊点的坐标。 （2）根据图像，请分析a、b应当满足的关系及对应的取值范围。 【答案】（1） （2） a=b≥2.4g##33a=32b（a≤2.4g，b≤1.8g）## 12b-11a=2.4（a≤2.4g，b≥1.8g）。 【解析】 【小问1详解】 铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气； 当铝不足量（b ≤ 1.8 g）时：硫酸过量，铝完全反应。 生成氢气的质量为：m(H2)=；增重：Δm右=，即斜率为的直线； 当铝过量（b > 1.8 g）时：硫酸完全反应，生成氢气的质量由硫酸量决定。 9.8 g H₂SO₄完全反应生成氢气0.2 g；增重：Δm右=b−0.2，即斜率为 1 的直线。 当b=0时，Δm右=0，对应点(0，0)； 当b=1.8时，Δm右=×1.8g =1.6g，对应转折点(1.8，1.6)； 当b>1.8时，曲线沿Δm右=b−0.2延伸（例如b=2.4时，Δm右=2.2，对应点(2.4，2.2)）。 所以天平右盘增加的质量△m随加入Al的质量的大致变化曲线如图： 【小问2详解】 根据、可知，与9.8g硫酸完全反应，需要镁的质量a=2.4g，需要铝的质量b=1.8g，且都生成0.2g氢气。 向一只烧杯中加入αg金属Mg，另一只烧杯中加bg金属Al，充分反应后天平仍然平衡，说明天平两盘增加的质量相等，即两盘中加入金属的质量与生成氢气的质量差相等， ①a=b，且a、b都过量，即a=b≥2.4g，两盘中加入金属的质量相等，生成氢气的质量相等，天平平衡。 ②a、b都不过量，ag镁产生氢气，bg铝产生氢气，因天平平衡，则（a≤2.4g，b≤1.8g），即33a=32b（a≤2.4g，b≤1.8g）天平平衡。 ③a不过量，b过量，ag镁产生氢气，铝产生0.2g氢气，因天平平衡，则，即12b-11a=2.4（a≤2.4g，b≥1.8g）天平平衡。 所以分析得出a、b应满足的关系及对应的取值范围，故填： a=b≥2.4g 33a=32b（a≤2.4g，b≤1.8g） 12b-11a=2.4（a≤2.4g，b≥1.8g）。 2022年学科素养测试物理试卷 提示：本卷g取10N/kg 一、单项选择题（每题3分，共21分） 16. 在日常我们所见的烛焰，如图所示。随着我国科技的发展，太空家园不再是梦想。若王亚萍在完全失重充满空气的太空船里点燃这支蜡烛，你认为烛焰的形状是（　　） A. B. C. D. 不能点燃 【答案】B 【解析】 【详解】太空舱完全失重，充满空气；有氧气，所以火焰可以点燃，由于失去重力，火焰的形状不再是纺锤形，而变为圆形；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 17. 学校科技节项目之一自制潜望镜。某兴趣小组设计并制作了一个如图所示的潜望镜，用来观看身后的遥远物体。兴趣小组同学用该潜望镜来观看身后一个发亮的字母「J」。则该同学所观察到的像是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据平面镜成像特点可知，成正立、等大的虚像，像与物左右相反。由图中两平面镜放置的方式可知，物体经过两次反射后，成的像与物体比较，上下相反，左右不变。 故选C。 18. 用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失．当把它接入110V的电源上时，在32分钟内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为(　　) A. 8分钟 B. 16分钟 C. 64分钟 D. 128分钟 【答案】A 【解析】 【详解】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R， 则根据W=UIt=t可得： t1=t2， 即： t1= t2， 解得： t2=t1=×32min=8min. 故A正确. 19. 一天小明在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度处自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下（火柴盒盒芯部分拉出），火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是（ ） A. 甲情况中火柴盒与桌面碰撞后有弹力作用，而乙情况中则没有 B. 甲情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变 C. 乙情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变 D. 乙情况中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲、乙情况中，火柴盒与桌面碰撞时，桌面都会对火柴盒产生弹力，故A不符合题意； B．甲情况中，火柴盒反弹，有机械能转化为内能（碰撞有能量损失 ），机械能减小，故B不符合题意； C．乙情况中，盒芯与外盒摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故C不符合题意； D．乙情况里，火柴盒下落碰撞桌面时，盒芯与外盒摩擦，克服摩擦做功，机械能大量转化为内能，机械能大大减少，所以不反弹，故D符合题意。 故选D。 20. 用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端的电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（不计摩擦）（　　） A. 44Ω；91% B. 4Ω；9% C. 4Ω；91% D. 44；Ω9% 【答案】C 【解析】 【详解】电动机工作过程中消耗的电能为 使用该电动机输出的机械功为 该过程中产生的电热为 根据可知，此电动机的电阻为 效率为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 21. 正常人的眼睛在水中看物体会一片模糊，因为光从空气射入眼睛折射程度大，而光从水中射入眼睛折射程度就明显减小。关于在水中看清物体，有下列说法： ①高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰； ②高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰； ③正常人在水中应戴高度老花眼镜； ④正常人在水中应戴高度近视眼镜。 其中正确的是（   ） A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③ 【答案】D 【解析】 【详解】高度近视的人是因为他的眼睛的晶状体会聚能力强，因为光在水中的传播速度比在空气中小，光从水中射入眼睛折射程度明显减小，高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰；正常人在水中就成远视眼了，应戴高度老花眼镜。故ABC错误，D正确。 22. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2）。已知传送带的速度保持不变。则（　　） A. 0~t1内，物块对传送带做正功 B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ<tanθ C. 0~t2内，传送带对物块做功为 D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上。0~t1内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，故A不符合题意； B．在t1~t2内，物块向上运动，则有 μmgcosθ>mgsinθ，得μ>tanθ，故B不符合题意； C．0~t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为WG，根据动能定理得 则传送带对物块做功 故C不符合题意； D．系统产生的热量Q=μmgcosθ×Δx 而物块动能的变化ΔEk=(μmgcosθ−mgsinθ)×x物 由于μmgcosθ>μmgcosθ−mgsinθ 且Δx>x物，则Q>ΔEk，故D符合题意。 故选D。 二、填空题（每空3分，39分） 23. 来自瑞士苏黎世的设计者参加建筑设计比赛中设计了一种太阳能水上漂浮住房。一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，为人们到海滨旅游提供了方便。某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，能为该房供应热水和在用水上移动等提供能量，节约能源、减少对环境污染，已知其所接收的太阳能的功率为9.0103瓦。求； （1）漂浮房冬暖夏凉，利用了水的________的特性； （2）如图甲和乙是小明在离漂浮房远近不同的地方拍摄到的两张照片（焦距相同）。从照片可以看出，小明在拍摄照片________（填“甲”或“乙”）时离漂浮房较远； （3）若电池板吸收的太阳能全部用来推动漂浮房前进，使漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动。从某一时刻开始，漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图丙所示，t=50秒后，漂浮房以2.7米/秒的速度做匀速直线运动。若运动过程中漂浮房受到的阻力大小不变，则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为________牛，太阳能转化为机械能的效率为________。 【答案】（1）比热大 （2）乙 （3） ①. 800 ②. 24% 【解析】 【小问1详解】 在相同情况下（质量或温度变化量）比热容大的物质吸收或放出的热量多，温度变化小，即达到冬暖夏凉，所以利用的是水的比热容大的特性。 【小问2详解】 根据凸透镜成像规律“物远像近，像变小”可知，在拍摄照片乙时离漂浮房较远。 【小问3详解】 [1]据丙图可知，t=50秒后，牵引力为800N，漂浮房做匀速直线运动，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，则漂浮房受到的阻力大小为 [2]已知其所接收的太阳能的功率为9.0103瓦，则太阳能转化为机械能的效率为 24. 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器如图所示。有一种CC5020型号的清洗机，它的铭牌如表所示。请回答； 型号 CC5020 额定压力 5×106Pa 电源 220交流电 额定流量 20L/min 额定功率 2.2kW 防护等级 IP25 （1）从物理学角度看，铭牌上有个物理量的名称与单位不一致，这个名称应改为________。 （2）清洗机正常工作时，清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均耗电________kW·h。此时的效率为________。（保留3位有效数字） 【答案】（1）额定压强 （2） ①. 0.367 ②. 75.8% 【解析】 【小问1详解】 力的单位是N，压强的单位Pa，则铭牌上有个物理量的名称与单位不一致，这个名称应改为额定压强。 【小问2详解】 清洗机正常工作时，清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均耗电 [3]10min内清洗机对水做功为 此时的效率为 25. 如图所示电路，电源两端电压为4V保持不变，虚线框内的电路中接有两个阻值均为R的电阻，当开关S由闭合到断开时，电流表的示数减少了0.5A，且不为零。当S断开时，电路的总功率为________。电阻R的阻值为________。 【答案】 ①. 2W ②. 4或8 【解析】 【详解】根据分析可知，电路图有2种可能，如图 （1）[1][2]如图1，设开关闭合时，电路中的电流为，开关断开时，电路中的电流为I；由题意可知，电源电压，且两个电阻的阻值相同， 图1中，由题意可得 则由 解得 S断开时，两个电阻串联，电路中的电流 电路中的总电功率 所以当S由闭合到断开时，电路中的总功率为2W。 （2）[1][2]如图2，设开关闭合时，电路中的电流为，开关断开时，电路中的电流为I；两个电阻相同且两支路电压相等，由欧姆定律知，开关闭合时，两条支路中的电流相同，由开关断开时，电流表的示数减少了0.5A可知，每条支路中的电流为0.5A，即， 电阻R的阻值 S断开时，电路中的总电功率 26. 如图所示，圆柱体甲和圆柱形容器乙平放在同水平桌面上，乙内装有适量的某种液体。在甲物体上，沿水平方向截取段长为x的物体A，并平稳放入容器乙中，用力使物体A浸没在液体中（A不与容器乙接触，液体无溢出），测量甲、乙对桌面的压强。改变x的值重复上述操作，得到甲、乙对桌面的压强p随x的变化关系如图丙所示。已知甲、乙的底面积之比为3∶4，甲的密度为0.75×103千克/米3，容器乙的壁厚和质量均忽略不计。则圆柱体甲截取前对桌面的压强为________帕，容器乙中液体的密度为________克/厘米3。 【答案】 ①. 1500 ②. 0.5 【解析】 【详解】[1][2]根据题意，设截取前圆柱体甲的高度为h，则由图丙有 4p0 = ρ甲gh　① 若圆柱体甲截取x=10cm，结合图丙有② 由①②式，解得h=20cm=0.2m 则圆柱体甲截取前对桌面的压强为 则 容器乙中未放入物体A时，结合图丙可知，液体对 容器底的压强为p0= ρ乙gh乙，若圆柱体甲截取x=10cm，圆柱体甲截取的体积为 V= S甲x 液体乙上升的高度为 结合图丙有 2p0= ρ乙g(h乙+Δh) 解得h乙=7.5cm=0.075m 则容器乙中液体的密度为 27. 质量分别为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），F与水平方向成θ角，则关于m1所受支持力的表达式N=________，摩擦力的表达式f=________。 【答案】 ①. m1g+m2g-Fsinθ ②. Fcosθ 【解析】 【详解】[1][2]对整体分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力；在竖直方向上平衡，有Fsinθ+N=(m1+m2)g 解得N=m1g+m2g-Fsinθ 在水平方向上平衡，有f=Fcosθ 三、实验探究题（每空3分，共15分） 28. 小明利用仅有的一个规格为的“20Ω 1.0A”滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”。实验电路如图甲所示，电源电压恒为6伏。滑动变阻器的ab段线圈之间的绝缘漆破损，导致电流径直流过（如图乙），致使ab段电阻损失，此时ab段电阻阻值可忽略不计。实验步骤如下： ①用8欧的定值电阻进行实验，连接电路。 ②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为4伏，读出电流表的示数（如图丙）。断开开关，把滑片P移到阻值最大端。 ③依次用阻值为12欧、16欧和20欧的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。 （1）图丙中电流表示数为________安。 （2）小明设计上述实验步骤，要探究的问题是：_______。 （3）小明在完成16欧电阻的实验后，再做20欧电阻的实验时，但电压表示数一直大于4伏。分析可得，ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围是_______。 【答案】 ①. 0.5 ②. 导体的电流与电阻的关系 ③. 10<Rab<12 【解析】 【详解】(1)[1]根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为 0.4A+0.02A×5=0.5A (2)[2]小明设计上述实验步骤，要探究的问题是：导体的电流与电阻的关系 。 (3)[3]当定值电阻为16Ω时，电压表的示数应该能调到4V，即≤4V； 根据串联电路的分压规律得到 解得 R变≥8Ω 当定值电阻为20Ω时，电压表的示数不能调到4V，即大于4V； 根据串联电路的分压规律得到 解得 R变＜10Ω 因此ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围为 20Ω-10Ω＜Rab＜20Ω-8Ω 即 10Ω＜Rab＜12Ω 29. 小明同学在探究“机械能及其转化”实验时，进行了以下实验如图甲所示，质量为m小球从高度为h的光滑斜面顶端静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动动能和重力势能相互转化。如果小球在斜面顶端时重力势能EP=mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能大小Ek=。如图乙，将小球以一定的速度v0的沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化。时间t内小球水平方向运动的距离x=v0t，在竖直方向下落的高度y=。 （1）如图丙，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC后，从C点水平抛出最终落在水平地面E点。地面上D点在C点正下方，CD=1.25米，θ=30°。若要求DE间的距离大于2米，则斜面AB的长度至少为________米。 （2）如图丁所示，一个质量为m的圆环在一根固定的水平粗糙直杆上，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F=kv（k为常数，v为物体运动速度），则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）可能为（　　）。（此题可多选） A. B. 0 C. D. 【答案】（1）1.6 （2）ABC 【解析】 【小问1详解】 如图丙所示，小球沿长度为l的光滑斜面AB由静止自由滑下，则过程中机械能守恒，因为 所以 所以 又据小球从C点开始做平抛运动，根据s=vct可知 故h=125m，θ=30°，g=10N/kg，若要求sDE=2m带入上式，可得 【小问2详解】 根据题意关于小环的运动状态，根据环受竖直向上的拉力F与重力mg的大小分以下三种情况讨论： （1）当mg=kv0时，即时，环做匀速运动，摩擦力为零，Wf=0，环克服摩擦力所做的功为零； （2）当mg>kv0时，即时，环在运动过程中做减速运动，直至静止。由动能定理得环克服摩擦力所做的功为 （3）当mg<kv0时，即时，环在运动过程中先做减速运动，当速度减小至满足mg=kv时，即时环开始做匀速运动。由动能定理得摩擦力做的功 即环克服摩擦力所做的功为 故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 四、解答题（第15题14分，第16题11分） 30. 如图甲所示装置，动滑轮重为20牛，滑块A置于粗糙程度相同的水平桌面上，距定滑轮足够远处。在改变配重B的重力大小情况下（如图乙），滑块A的速度大小随时间变化关系如图丙。绳重、绳与滑轮间和轮轴间的摩擦及空气阻力都不计。求； （1）A与桌面间滑动摩擦力大小为________牛。 （2）在4~6秒内，绳子对A的拉力________20牛（填“大于”、“等于”或“小于） （3）在2~4秒内，配重B重力做功多少焦________？ （4）在0~2秒内，整个装置的势能转化为动能的转化率为多大________？（精确到0.1%） 【答案】（1）38 （2）大于 （3）224J （4）36.7% 【解析】 【小问1详解】 由图丙可知，2∼4s内，A做匀速直线运动，受到绳子的拉力等于滑动摩擦力，则 【小问2详解】 由图丙可知，4∼6s内，A做减速直线运动，绳子的拉力小于受到的滑动摩擦力，即F拉<f滑=38N 对B和动滑轮受力分析，B和动滑轮向下减速，绳子的拉力之和大于总重力，即2F拉>GB3+G动=20N+20N=40N 故F拉>20N 【小问3详解】 由图丙可知，2∼4s内， 配重B重力做功WG=GB2hB=56N×4m=224J 【小问4详解】 由图丙可知， 0∼2s内， 则 势能转化为的内能等于克服摩擦力做的功，即Wf=f滑sA=38N×4m=152J 势能减少了ΔEp=WG'=(GB1+G动)hB'=(100N+20N)×2m=240J 根据能量守恒，势能转化成的动能ΔEk=ΔEp-Wf=240J-152J=88J 转化效率 31. 小通设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图甲）。其工作原理为，质量为0.16千克、体积为100cm3的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，RF为力敏电阻。当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，控制水泵和蔗糖漏斗工作状态，加蔗糖或注水使蔗糖溶液密度保持在一定范围内，具体控制情况见表。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻RF的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图丙。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水或蔗糖加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀） 电流大小 中央处理器的决定 I<0.04A a 蔗糖漏斗不工作，水泵不工作 b （1）a处的内容是____________，b处的内容是___________。 （2）求蔗糖溶液的最大密度为1.3×103千克/米3时，R的阻值为多少__________？ （3）小通画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如图所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻R1，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度__________。 【答案】（1） ①. 水泵不工作，蔗糖漏斗工作 ②. 水泵工作，蔗糖漏斗不工作 （2）50 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由题意可知，当I<0.04A时，水泵不工作，蔗糖漏斗工作。当I>0.048A时，水泵工作，蔗糖漏斗不工作。 【小问2详解】 图甲控制电路中，R、RF、传感器串联接入电路， 物体A的重力GA=mAg=ρAVAg=0.16kg×10N/kg=1.6N 若此装置所能控制的蔗糖溶液的最大密度为1.3×103kg/m3，物体A所受的最大浮力F浮最大=ρ最大VAg=1.3×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1.3N 此时轻质细线上的拉力F最小=G-F浮=1.6N-1.3N=0.3N 根据图乙可知F最小=0.3N时，RF=200Ω； 此时通过电路的电流I=0.048A，由欧姆定律可得电路中的总电阻 根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，定值电阻R的阻值R=R总-RF=250Ω-200Ω=50Ω 【小问3详解】 根据题意可知，当电流达到I′=0.04A时停止放水，由欧姆定律可得电路中的总电阻 此时RF的阻值RF′=R总′-R=300Ω-50Ω=250Ω 由图乙可知此时的拉力为F最大=0.5N， 物体A所受的最小浮力F浮最小=G-F最大=1.6N-0.5N=1.1N 根据F浮=ρ液V排g可得蔗糖溶液的最小密度 当定值电阻的阻值变大时，由于控制电路中电流值不变，则控制电路对应的总电阻不变，由RF=R总-R 可知，RF和RF′阻值都会变小，由图象可知物体A受到的拉力减小；根据F浮=G-F 可知物体A受到的浮力变大，根据 可知液体的密度变大； 测量最大蔗糖溶液密度与最小蔗糖溶液密度时，RF的对应的阻值差保持不变，由图乙可知受到的拉力最大与最小的差值变小，根据F浮=G-F 可知物体A受到的浮力最大与最小的差值变小，根据可知 液体的密度最大与最小的差值变小，如图所示： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$