期末培优复习 实验探究题专题-2025-2026学年华东师大版九年级上册科学

九上期末培优复习 实验探究题专题 【类型一】：气体的制取 1．实验室里常用下列装置制取二氧化碳和氧气。请回答： （1）实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用图1中的发生装置是　 　(填字母)。 （2）实验室常用二氧化锰催化分解过氧化氢制取氧气。 ①C、D、E均为气体收集装置，请选择其中一种装置用于收集氧气并说明选用理由：　 。 ②兴趣小组将收集到的氧气通入F装置中，观察到“水中火焰”的奇景————白磷在水中燃烧。从燃烧条件看，白磷能在水中燃烧的原因是　 　。 ③兴趣小组用图2中甲所示装置进一步探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效率。取大小、质量相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块，分别加入等量且相同浓度的过氧化氢溶液，用传感器测量装置中气压的变化，如图2乙中曲线a、b所示，同学们发现不管是猪肝块还是土豆块，锥形瓶中的气压都先上升后下降，原因是 。两组过氧化氢溶液完全分解所需的时间不同，说明了 。 【类型二】氢氧化钠变质问题 2．实验课上，小东发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末，并对白色粉末的成分进行了探究。 【建立猜想】 猜想I：白色粉末是氢氧化钠；猜想Ⅱ：白色粉末是碳酸钠；猜想Ⅲ：白色粉末是碳酸钠、氢氧化钠的混合物 【查阅资料】溶液、溶液呈中性。 【实验探究】取白色粉末溶于水形成溶液A，设计如下两个实验： （1）由实验一现象可知，猜想　 　肯定不成立。 （2）操作③的X溶液可以是 溶液。 （3）【得出结论】实验二中操作⑤时的现象是　 　，可推测猜想Ⅲ成立。 （4）【分析交流】小东发现操作①滴加过量的稀硫酸有气体B生成，而滴加少量的稀硫酸没有气体B生成，其可能原因是　 　。 【总结归纳】在探究溶液成分时，除要考虑选择适当的试剂，还要考虑试剂的量。 （5）同学们想除去氢氧化钠溶液中混有的少量碳酸钠，可选用的试剂是 ，并写出反应的化学方程式： 。 【类型三】金属活动性顺序 3．小科为探究 Mg、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性进行了如图所示的实验，请你和他一起探究并回答下列问题： 【探究1】比较镁、铁的活动性。 （1）小科设计了甲、乙的对比实验，根据甲中产生气泡速率大于乙这一现象可知活动性：　 　。 （2）【探究2】比较铜、银的活动性。 小科又设计了实验丙，观察到　 　，可证明活动性：Cu>Ag，该反应的化学方程式为　 　。 【实验反思】经过上述实验，小科并未得出四种金属的活动性顺序。 （3）请你帮他补充一个实验丁，从而得出四种金属的活动性，你选择的试剂 A、B名称分别为　 　。 【拓展与延伸】继续研究另一种金属锌的化学性质。小科向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。 （4）a点时，溶液里含的金属化合物有　 　种，d点得到的固体的成分为　 　。 【类型四】酸碱盐综合 4．如图，学习小组对A、B试管反应后的物质成分进行如下探究： （1）【初步分析】反应后，试管B中一定含有的溶质是　 　。 （2）【深度探究】小科将A、B试管中反应后的物质全部倒入废液杯C中，按照图中流程继续进行实验，记录现象并进行以下判断。 步骤 现象 判断A、B试管中反应物过量情况 ① 沉淀增多，没有气泡生成 A中一定有氯化钡，B中一定无稀硫酸 ② 一段时间后出现气泡，沉淀减少但未消失 A中一定有碳酸钠 步骤①中的增加的沉淀是　 　(填化学式)。 （3）【评价改进】 评价指标 优秀 合格 待改进 实验环节与 分析的合理性 分析结论科学合理，且实验环节无重复论证 分析结论存在1 处错误，或实验环节存在1 处重复论证 分析结论存在错误，且实验环节存在重复论证 结合评价量表，小组同学们对小科的深度探究实验进行打分，给出了“待改进”的评价。其理由为： 。 【反思总结】在老师和同学们的帮助下，小科最后得出了正确的结论。 【类型五】物质的转化 5．除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成 Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。 （1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。 将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有____； A．A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质 B．B装置中的固体由白色变蓝色 C．C装置中溶液变浑浊 （2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。 气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。 ①若C装置中溶液变浑浊，根据　 　定律可知，气体X中含有　 　； ②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，此结论　 　(填“正确”或“错误”) (1分)，理由是　 。 （3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。 将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32.根据现象及信息推断并写出A装置中发生反应的化学方程式为　 　。 6． 兴趣小组的同学们查阅资料发现，在一定温度下，CO2和H2在催化剂M的作用下可反应生成CO和H2O。于是，他们拟通过实验来验证此反应规律。 （1）兴趣小组的同学们首先设计了如图所示实验装置，其中B 的作用是　 　。经过讨论后，发现实验装置在设计上存在缺陷，不能确认CO2和H2反应生成CO，应在B、C装置之间增加一个盛有　 　的洗气瓶。 （2）实验装置改进后，兴趣小组的同学们先通入CO2和H2一段时间，再分别点燃A处的酒精灯和C处的酒精喷灯，此操作的目的是　 　。 （3）实验过程中，能证明CO2和H2反应生成CO的证据是　 　。 【类型六】伏安法测小灯泡电功率 7．宾宾同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是：　 　； （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。 （3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。 ①只闭合开关时，电流表的示数为。 ②再闭合开关后，电流表的示数为。 ③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。 （4）在图1中滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是　 　。 空气质量指数 0-50 51-100 101-150 151-200 201-300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 8．空气质量指数（简称AQI）指天空的污染程度，是环境监测的重要指标，表格的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。 某兴趣小组用定值电阻，气敏电阻R、电压表等器材，自制了一个空气质量监测仪，其工作原理电路图如图甲所示，其中，AQI通过电压表显示，气敏电阻阻值R与AQI的关系如图乙所示。已知电源电压恒为8V；电压表量程为0~3V，定值电阻。求： （1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，则当时的空气质量等级为　 　。 （2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为多少　 　？ （3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为多少　 　？ 【类型七】简单机械 9．杆秤是我国古老的称量工具。兴趣小组探究了杠杆的平衡条件，并制作了简易杆秤。 （1）活动一：探究杠杆的平衡条件 实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时可将两侧平衡螺母向　 　(填“左”或“右”)调节。 （2）在杠杆一端某处挂固定数量的钩码，在另一端挂不同数量的钩码并移动位置，当杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力 F1与动力臂l1 的数据，并绘制成图乙。图像上各点与两坐标轴围成的矩形区域(例如图乙中阴影部分)的面积大小　 　(填“相等”或“不相等”)。 （3） 活动二：自制简易杆秤 小科在老师的指导下，利用杠杆和钩码设计了一把杆秤，其量程为0~20g，分度值为1g。制作过程如下： ① 如图丙，选取一根筷子作为秤杆，在秤杆左端选择两点分别记为“A”、“B”。 ② 在秤杆的A处固定挂钩，用以悬挂货物。在秤杆的 B处系上绳子制成秤纽。 ③ 将5g的砝码系上细绳制成秤砣，挂在B点右侧，使杆秤在水平位置平衡，秤砣所在的位置标上“0”刻度。 ④ 定刻度：在挂钩上挂 20g的货物，移动秤砣，使杆秤在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“20”，再？，依次标上相应刻度。 请将步骤④补充完整： 　 　。 （4）为了增大杆秤的量程，请你提出一条可行的措施：　 　。 【类型九】动能和势能 10．小金利用如甲所示装置（固定装置未画出）和三个相同的金属圆环探究重力势能大小跟哪些因素有关，金属环下落时撞击轻质木板，压缩弹簧（图乙所示），读出木板对应位置的刻度并记录，实验数据记录如下表所示。 组别 金属环个数 起始位置 木板的最低高度/cm 1 1 A 20.00 2 2 A 19.00 3 3 A 18.00 4 1 B 21.00 （1）本实验根据　 　判断重力势能大小； （2）要探究重力势能大小与质量的关系，需要选择的组别是　 　； （3）根据实验1、4的数据，可以得出的结论是　 　。 （4）严谨的科学态度在科学研究中至关重要，请你对本次实验提出一项改进的意见：　 　。 11．为探究物体动能大小的影响因素，某兴趣小组利用如图装置进行实验。实验中小球滚下斜面，撞击放在水平板上的木块，根据木块移动的距离判断小球的动能大小。 （1）水平板表面粗糙程度的要求是　 　（选填“必须粗糙”、“必须光滑”或“粗糙、光滑都可以”）； （2）根据木块移动的距离判断小球的动能大小，这种方法叫做转换法，以下实验也用到了这种方法的有___________； A．在研究电功率与电流关系时，控制灯泡两端电压不变 B．在研究铁钉锈蚀的影响因素时，分别将铁钉放置在干燥和潮湿的环境中 C．在研究酶的活性与温度关系时，利用淀粉是否消失来判断淀粉酶是否具有活性 D．在研究重力势能的影响因素时，利用小球撞出沙坑的深度和大小来判断重力势能大小 （3）为探究物体动能大小与速度的关系，除了木块摆放位置要相同，还需要控制小球的　 　相同； （4）在探究物体动能大小与质量关系实验中，多次实验后发现：当较大质量小球撞击木块后，木块滑出水平板而掉落，而较小质量的小球撞击木块后，木块没有滑出水平板，该同学认为当物体的速度相同时，质量越大，则动能越大。请判断该同学的想法是否正确，并说明理由。　 。 答案解析部分 1．【答案】（1）B （2）C，理由是：氧气的密度比空气大且不与空气成分反应；或E，理由是：氧气不易溶于水且不与水反应；；白磷与氧气接触，达到了白磷的着火点；；35 【解析】【分析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置； （2）①根据被收集气体的性质选择合适的收集方法； ②燃烧的条件：有可燃物，与氧气接触和温度达到燃点。 ③当过氧化氢溶液完全分解时，容器内气压达到最大。根据图片确定两个时刻，然后相减即可。 【解答】 （1）实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，大理石为固态，稀盐酸为液态，且无需加热，因此选择固液常温型，应选用图1中的发生装置是B； （2）①可用C向上排空气法收集，因为氧气的密度比空气大且不与空气成分反应。也可用E排水法收集，因为氧气不易溶于水且不与水反应。 ② 从燃烧条件看， 白磷能在水中燃烧的原因：由于水中的白磷与氧气接触，达到了白磷的着火点。 ③当过氧化氢溶液完全分解时，容器内气压达到最大。从曲线a、b的变化可以看出，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应时气压最大值对应的时间大约是30s，加土豆块催化的过氧化氢完全反应时气压最大值对应的时间大约是65s，则两组过氧化氢溶液完全分解所需的时间相差位65s-30s=35s。 2．【答案】（1）I （2）A （3）溶液变红色 （4）滴加少量的稀硫酸，硫酸先与氢氧化钠反应 【解析】【分析】（1）氢氧化钠与稀硫酸反应无现象看，可知猜想I错误。 （2）碳酸钠和氢氧化钠都呈碱性，碳酸钠的存在会对氢氧化钠的检验造成干扰，所以应先检验并除去碳酸钠，氢氧化钡和氢氧化钙会引入氢氧根离子，干扰检验，可以氯化钡、氯化钙、硝酸钡或硝酸钙。 （3）操作③已将碳酸钠除尽，若溶液仍为碱性，即酚酞变红，说明含有氢氧化钠，则Ⅲ成立。 （4）酸碱优先反应，所以少了的稀硫酸被氢氧化钠消耗，没有与碳酸钠反应，故没有气泡产生。 【解答】（1）在实验一中，加入过量的稀硫酸，碳酸钠能够与稀硫酸反应，生成二氧化碳气体，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀而使其变混浑浊，故猜想I错误。 故答案为：I。 （2）A、氯化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，多余的氯化钙溶液显中性，往溶液中滴加酚酞，对溶液的颜色不影响，故A符合题意； B、氢氧化钡溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，同时多余的氢氧化钡溶液，对原溶液A中是否含有氢氧化钠无法判断，不符合本实验二的结论，故B不符合题意； C、氢氧化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，同时多余的氢氧化钙溶液，对原溶液A中是否含有氢氧化钠无法判断，不符合本实验二的结论，故C不符合题意。 故答案为：A。 （3）猜想Ⅲ成立，说明溶液A中含有氢氧化钠，滴加酚酞试液，可使其变红色。 故答案为：溶液变红色。 （4）在实验中，如果滴加少量的稀硫酸，硫酸先与氢氧化钠反应，因此没有二氧化碳生成。 故答案为：滴加少量的稀硫酸，硫酸先与氢氧化钠反应。 （1）在实验一中，加入过量的稀硫酸，碳酸钠能够与稀硫酸反应，生成二氧化碳气体，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀而使其变混浑浊，故猜想I错误； 故填：I。 （2）A、氯化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，多余的氯化钙溶液显中性，往溶液中滴加酚酞，对溶液的颜色不影响，故符合题意； B、氢氧化钡溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，同时多余的氢氧化钡溶液，对原溶液A中是否含有氢氧化钠无法判断，不符合本实验二的结论，故不符合题意； C、氢氧化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，同时多余的氢氧化钙溶液，对原溶液A中是否含有氢氧化钠无法判断，不符合本实验二的结论，故不符合题意； 故选A。 （3）猜想Ⅲ成立，说明溶液A中含有氢氧化钠，滴加酚酞试液，可使其变红色； 故填：溶液变红色； （4）在实验中，如果滴加少量的稀硫酸，硫酸先与氢氧化钠反应，因此没有二氧化碳生成。 故填：滴加少量的稀硫酸，硫酸先与氢氧化钠反应。 3．【答案】（1）Mg＞Fe （2）铜表面出现银白色固体； （3）铁、硫酸铜溶液 （4）3；Zn、Ag、Cu 【解析】【分析】（1）根据当其他条件相同时，不同金属与质量、浓度相同的同种酸反应，金属活动性越强，与酸反应越剧烈进行分析； （2）根据金属活动性较强的金属能与金属活动性弱的金属的盐溶液反应生成金属活动性弱的金属进行分析； （3）根据金属活动性Mg＞Fe，Cu＞Ag，则还需要设计实验比较Fe、Cu的金属活动性进行分析； （4）根据金属活动性Zn＞Cu＞Ag，则将Zn加入Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，Zn先与AgNO3反应生Zn（NO3）2与Ag；当AgNO3反应完后Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2与Cu进行分析。 【解答】（1）当其他条件相同时，不同金属与质量、浓度相同的同种酸反应，金属活动性越强，与酸反应越剧烈；比较甲乙实验可知5mL、10%的稀盐酸分别与Mg、Fe反应，观察到镁反应较剧烈，则金属活动性Mg＞Fe； （2）金属活动性较强的金属能与金属活动性弱的金属的盐溶液反应生成金属活动性弱的金属；将铜丝放入硝酸银的溶液中，若观察到铜丝表面有银白色固体析出，说明Cu能与AgNO3反应生成Ag，则金属活动性Cu＞Ag；铜与硝酸银反应生成硝酸铜与银，反应的化学方程式为： （3）金属活动性：Mg＞Fe，Cu＞Ag，则还需要设计实验比较Fe、Cu的金属活动性；则可选择试剂铁丝与硫酸铜溶液，实验操作为将铁丝放入硫酸铜溶液中，若观察到铁丝表面有红色的固体析出，则说明Fe能从CuSO4中置换出Cu，证明金属活动性Fe＞Cu，综上得出四种金属的活动性Mg＞Fe＞Cu＞Ag； （4）金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，则将Zn加入Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，Zn先与AgNO3反应生Zn（NO3）2与Ag；当AgNO3反应完后Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2与Cu，当Cu（NO3）2反应完后，反应停止；图示中a点在反应的第一阶段，发生的反应为：，则此时溶液中含有AgNO3、Zn（NO3）2、Cu（NO3）2三种含金属的化合物；d点时反应已经停止，且加入过量的Zn，则固体的成分为反应生成的Cu、Ag和未反应的Zn。 故答案为：（1）Mg＞Fe；（2）铜表面出现银白色固体；； （3）铁、硫酸铜溶液； （4）3；Zn、Ag、Cu。 4．【答案】（1）硫酸钠 （2）BaSO4 （3）碳酸钠 【解析】【分析】试管A：氯化钡和碳酸钠反应，；试管B：氢氧化钠和稀硫酸反应，；试管C：①若A，B两试管恰好完全反应，生成物之间不反应，加入稀硝酸后，碳酸钡和稀硝酸反应，沉淀溶解。②若过量，氯化钡与硫酸钠发生反应：，沉淀增加。③若碳酸钠过量，溶液显中性，不与稀硝酸反应，无现象。④若硫酸H2SO4过量，溶液显酸性，无法使酚酞变色。⑤过量，溶液呈碱性，和稀硝酸反应，，无现象。 【解答】（1）试管B中的反应为稀硫酸（H2SO4）与碳酸钠（Na2CO3）的反应，化学方程式为： ，无论反应物是否完全反应，生成物Na2SO4一定存在，因此试管B中一定含有Na2SO4。 （2）步骤①的现象是“沉淀增多，没有气泡生成”，说明氯化钡与硫酸钠发生反应：，沉淀是硫酸钡（BaSO4）。 （3）在酸中沉淀未消失，说明生成了BaSO4沉淀，沉淀于硝酸反应，，沉淀溶解，有气泡冒出，因此反应步骤①中“A中一定有氯化钡”是正确的，但由此可推断A中一定没有Na2CO3，否则Na2CO3会与BaCl2反应生成BaCO3沉淀，干扰实验现象。因此“A中一定有碳酸钠”是错误的结论。 步骤②中“A中一定有碳酸钠”与步骤①的结论矛盾，且碳酸钠的存在已在步骤①中被排除，属于重复论证。 正确结论应为：A试管中一定有BaCl2，无Na2CO3；B试管中无H2SO4，一定有Na2SO4。 故正确答案为：（1）硫酸钠；（2）BaSO4；（3）碳酸钠。 5．【答案】（1）A；B；C （2）质量守恒定律；CH4；错误；因为 加热时，CH4能与CuO反应生成 Cu、CO2和H2O，也有水产生； （3）N2H4+2CuO2Cu+2H2O+N2； 【解析】【分析】 金属冶炼，是把金属从化合态变为游离态的过程，常用方法为用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，获得金属单质。 【解答】（1） 加热时，CH4能与CuO反应生成 Cu、CO2和H2O。 所以ABC的现象都有； （2） ①若C装置中溶液变浑浊，说明产生二氧化碳气体，根据质量守恒定律定律可知，气体X中含有CH4； ②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，此结论错误，理由是因为 加热时，CH4能与CuO反应生成 Cu、CO2和H2O。 也有水产生； （3）B装置中的固体由白色变蓝色 说明X中有H元素； C中导出的气体是空气中含量最多的物质，是氮气，说明X中有N元素， 已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32 可知该物质为N2H4；所以化学方程式为N2H4+2CuO2Cu+2H2O+N2； 故答案为：（1）ABC（2）质量守恒定律；CH4；错误；因为 加热时，CH4能与CuO反应生成 Cu、CO2和H2O， 也有水产生；（3）N2H4+2CuO2Cu+2H2O+N2； 6．【答案】（1）检验（并吸收）CO2与H2 反应产生的水；浓NaOH溶液 （2）排清空气，避免不纯加热H2爆炸 （3）C黑变红，D变浑浊 【解析】【分析】在一定温度下，CO2和H2在催化剂M的作用下可反应生成CO和H2O，水蒸气可以用无水硫酸铜检验，一氧化碳可以用氧化铜来检验，澄清的石灰水用来检验反应一氧化碳与氧化铜反应是否产生了二氧化碳，一氧化碳有毒，尾气需要处理，据以上分析解答。 【解答】 （1）无水硫酸铜遇水会变蓝，所以B中无水硫酸铜的作用是检验反应是否有水生成。因为后续反应中要检验一氧化碳与氧化铜反应后的产物中有二氧化碳气体，所以应在B、C装置之间增加一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶，除去未反应完的二氧化碳对后续一氧化碳检验的干扰； （2）实验装置改进后，先通入CO2和H2一段时间，再分别点燃A处的酒精灯和C处的酒精灯，目的是排尽装置内的空气，防止氢气与空气中的氧气混合加热发生爆炸，同时也防止空气中的二氧化碳等气体对实验结果产生干扰； （3）能证明CO2和H2反应生成CO的证据是：C处黑色氧化铜粉末变红，说明有一氧化碳将氧化铜还原为铜；D处澄清石灰水变浑浊，说明一氧化碳还原氧化铜生成了二氧化碳。 7．【答案】（1）灯泡断路 （2）0.75 （3） （4）先增大，后减小为0 【解析】【分析】 （1）根据图2分析电流表和电压表示数的大小。当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中，它的示数接近电源电压。 （2）灯在额定电压下的功率为额定功率，由图根据P=UI求出额定功率； （3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式； （4）根据电路消耗的总功率P总=P滑+P灯和图丙分析滑动变阻器的功率大小变化情况。 【解答】（1）根据图2可知，电流表示数为0，电压表示数为电源电压，则此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。 （2）根据图3可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W （3）根据图4可知，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为， 则U=I1(R0+Rx) ①； 再闭合开关S2时，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。 则为U=I2R0 ②； ①②联立解得： （4）根据P总=P滑+P灯可知，则变阻器的功率为P滑= P总- P灯； 即变阻器的功率等于总功率和灯泡功率的差； 从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0， 故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。 （1）由图2知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，故此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。 （2）根据小灯泡U-I图象可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W （3）③在①中，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为。在②中，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。根据串联电阻的规律及欧姆定律，两关实验中电源电压为U=I2R0=I1(R0+Rx) 未知电阻的阻值表达式为 （4）电路消耗的总功率P总=P滑+P灯 则变阻器的功率为P滑= P总- P灯 从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。 8．【答案】（1）轻度污染 （2）1W （3）150J 【解析】【分析】闭合开关，定值电阻R0、气敏电阻R串联，电压表测量定值电阻两端的电压。 （1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，从图中可知AQI，根据表格数据可知当时的空气质量等级； （2）当电压表示数为2.5V时，根据欧姆定律可知电路电流，根据P=UI可知电路的总功率； （3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI=300，从图中得出气敏电阻的阻值，根据串联电路的电压特点可知气敏电阻两端的电压，根据欧姆定律可知电路电流，根据W=UIt可知更换后定值电阻通电100s消耗电能。 【解答】（1）轻度污染 （2）电压表示数为2.5V时，电路中的电流为 I＝＝＝0.125A 电路的总功率为 P＝UI＝8V×0.125A＝1W （3）电压表量程为0～3V，电压表的指针指在最大刻度时，U0＝3V。当AQI＝300时，由图象知R＝10Ω。气敏电阻R两端的电压为 UR＝8V－3V＝5V 此时电路中电流为 I＝＝＝0.5A 更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为 W＝U0It＝3V×0.5A×100s＝150J （1）轻度污染 （2）电压表示数为2.5V时，电路中的电流为 I＝＝＝0.125A 电路的总功率为 P＝UI＝8V×0.125A＝1W （3）电压表量程为0～3V，电压表的指针指在最大刻度时，U0＝3V。当AQI＝300时，由图象知R＝10Ω。气敏电阻R两端的电压为 UR＝8V－3V＝5V 此时电路中电流为 I＝＝＝0.5A 更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为 W＝U0It＝3V×0.5A×100s＝150J 9．【答案】（1）右 （2）相等 （3）在0和20之间平均分为20份 （4）将A点略向右移动(或将B点略向左移动、增大秤砣的质量) 【解析】【分析】（1）为了便于直接读出力臂，同时消除杠杆自重对实验造成影响，应使杠杆在水平位置平衡；在调节杠杆平衡时，将平衡螺母向较高的一端调节； （2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，由图中提供数据，根据杠杆的平衡条件分析即可求得； （3）根据杠杆平衡条件求得物重（阻力）与动力臂的关系，据此进行解答； （4）根据杠杆平衡条件可知增大杆秤量程的方法。 【解答】（1）为了使杠杆在水平位置平衡，我们需要调节平衡螺母。由于杠杆的右端上翘，所以应将平衡螺母向右调节； （2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=3N×0.02m=2N×0.03m=0.06N•m，图象中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变； （3）在挂钩上挂20g的货物，移动秤砣，使杆秤在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“20”，在0和20之间平均分为20份，依次标上相应刻度； （4）为了增大杆秤的量程，由可知，可增加秤砣的质量，减小杆秤的分度值；也可以增加秤杆的长度，增大秤砣的移动范围；或让提纽B靠近A点，增大秤砣的移动范围等。 故答案为：（1）右；（2）相等；（3）在0和20之间平均分为20份；（4）将A点略向右移动(或将B点略向左移动、增大秤砣的质量)。 10．【答案】（1）轻质木板下降的距离 （2）1、2、3 （3）当物体的质量一定时，物体高度越高，重力势能越大 （4）选择体积相同质量不同的金属环进行实验 【解析】【分析】（1）实验中通过轻质木板下降的距离来反映小球重力势能的大小用到转换法； （2）在写结论及设计实验时，我们要用控制变量法来考虑，注意认清控制相等的量和变量； （3）研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度。 【解答】（1）本实验中，金属圆环的重力势能大小是通过轻质木板下降的距离来反映的。 （2）比较实验1、2、3的数据，金属圆环质量不同，起始高度相同，金属环个数越多（质量越大），金属圆环下落时撞木板下降的距离更大，由此可得出结论：当物体的高度相同时，物体的质量越大，物体的重力势能越大，即探究重力势能大小与质量的关系。 （3）比较实验1、4的数据，金属圆环质量相同，下落路径也相同，实验1金属圆环的下落高度大于实验4金属圆环的下落高度，发现实验1金属圆环下落时撞木板下降的距离更大，说明实验1金属圆环的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量一定时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）由控制变量法知道，实验时应该选用体积相同但质量不同的金属环进行实验。 （1）本实验中，金属圆环的重力势能大小是通过轻质木板下降的距离来反映的。 （2）比较实验1、2、3的数据，金属圆环质量不同，起始高度相同，金属环个数越多（质量越大），金属圆环下落时撞木板下降的距离更大，由此可得出结论：当物体的高度相同时，物体的质量越大，物体的重力势能越大，即探究重力势能大小与质量的关系。 （3）比较实验1、4的数据，金属圆环质量相同，下落路径也相同，实验1金属圆环的下落高度大于实验4金属圆环的下落高度，发现实验1金属圆环下落时撞木板下降的距离更大，说明实验1金属圆环的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量一定时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）由控制变量法知道，实验时应该选用体积相同但质量不同的金属环进行实验。 11．【答案】（1）必须粗糙 （2）C；D （3）质量 （4）正确，因为大质量小球撞击的木块移动的距离更远 【解析】【分析】（1）钢球从斜面上向下运动到水平面上，有了一定的速度，就有动能，钢球撞击木块，可以通过木块在水平面上移动的距离来判断钢球动能的大小； （2）转换法是将抽象的、难以直接观测或测量的量，转化为具体的、易于观测或测量的量，从而使研究能够顺利进行； （3）（4）动能的决定因素有两个：质量和速度。让同一钢球从不同的高度滚下，是采用控制变量法，控制质量一定而速度不同，从斜面越高的位置滚下，钢球到达水平面时的速度就越大。质量一定时，速度越大，动能就越大。钢球的质量越大，木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的质量越大，动能就越大； 【解答】（1）水平板表面粗糙程度的要求是必须粗糙，如果是光滑的，则被滚下的小球撞击的木块，会在水平板上一直匀速直线运动下去，无法比较动能大小。 （2）转换法是物理研究中常用的方法之一，是将不易观察或测量的量通转换为容易观察或测量的量来进行研究的方法，实验中通过观察木块来判断动能的，应用的是转换法。 A、在研究电功率与电流关系时，控制灯泡两端电压不变，应用的是控制变量法，故A不符合题意； B、在研究铁钉锈蚀的影响因素时，分别将铁钉放置在干燥和潮湿的环境中，应用了比较法，故B不符合题意； C、在研究酶的活性与温度关系时，利用淀粉是否消失来判断淀粉酶是否具有活性，采用的的是转换法，故C符合题意。 D、在研究重力势能的影响因素时，无法直接观察重力势能的大小，而是利用小球撞出沙坑的深度和大小来判断重力势能大小，应用的是转换法，故D符合题意。 故答案为：CD。 （3）动能大小跟质量和速度有关，为探究物体动能大小与速度的关系，除了木块摆放位置要相同，还需要控制小球的质量。 （4）小球从斜面的同一高度同时由静止滑下，到达水平面时的速度是相同的，由于小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的，所以，根据实验现象得出结论“当物体的速度相同时，质量越大，则动能越大”是正确的。 （1）水平板表面粗糙程度的要求是必须粗糙，如果是光滑的，则被滚下的小球撞击的木块，会在水平板上一直匀速直线运动下去，无法比较动能大小。 （2）转换法是物理研究中常用的方法之一，是将不易观察或测量的量通转换为容易观察或测量的量来进行研究的方法，实验中通过观察木块来判断动能的，应用的是转换法。 A．在研究电功率与电流关系时，控制灯泡两端电压不变，应用的是控制变量法，故A不符合题意； B．在研究铁钉锈蚀的影响因素时，分别将铁钉放置在干燥和潮湿的环境中，应用了比较法，故B不符合题意； C．在研究酶的活性与温度关系时，利用淀粉是否消失来判断淀粉酶是否具有活性，采用的的是转换法，故C符合题意。 D．在研究重力势能的影响因素时，无法直接观察重力势能的大小，而是利用小球撞出沙坑的深度和大小来判断重力势能大小，应用的是转换法，故D符合题意。 故选CD。 （3）动能大小跟质量和速度有关，为探究物体动能大小与速度的关系，除了木块摆放位置要相同，还需要控制小球的质量。 （4）小球从斜面的同一高度同时由静止滑下，到达水平面时的速度是相同的，由于小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的，所以，根据实验现象得出结论“当物体的速度相同时，质量越大，则动能越大”是正确的。 1 学科网（北京）股份有限公司 $