期末实验探究强化训练-2025-2026学年浙教版九年级上册科学
2026-01-25
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内容正文:
实验探究综合训练
题型一:化学实验
1、在探究酸碱盐性质的实验中,有同学偶然将CaCl2溶液滴入一瓶NaOH溶液中,发现产生白色沉淀。白色沉淀是什么?同学们开展探究。
【查阅资料】①20℃时,部分物质的溶解性如下表所示。
物质溶解性
NaCl
Na2CO3
NaOH
CaCl2
Ca(OH)2
CaCO3
易溶
易溶
易溶
易溶
微溶
难溶
②CaCl2溶液呈中性;Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。
【进行实验】用热水洗涤白色沉淀2﹣3次后,取少量于试管中,加入适量蒸馏水,振荡后静置。取上层清液,分别进行如图操作。观察到试管①中溶液由无色变为红色,试管②中出现白色沉淀。
【分析及结论】
(1)Na2CO3溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”),试管②中出现的白色沉淀是 。
(2)上述操作中,用热水洗涤的目的是 。
(3)滴加CaCl2溶液后产生的白色沉淀一定含有 。
2、中和反应在工农业生产和日常生活中有广泛的用途。某化学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目式学习,请你一起参与。
【任务一】中和反应的应用。
(1)如果土壤呈酸性是因为有硝酸,写出氢氧化钙与其反应的化学方程式: 。
【任务二】探究酸和碱之间能否反应。
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图1所示。利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。
(2)如图1,向A点对应溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液呈 色。
(3)如图2,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为 。(填化学式)。
(4)由图1得出酸和碱之间发生了反应的依据是 。
3、兴趣小组的同学为研究酸和碱反应的特点,将稀盐酸匀速、缓慢地滴入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,并测绘出烧杯内溶液的温度和pH的变化图象(如图所示),请回答问题:
(1)由pH变化图象可知,在t1时刻,烧杯中存在的阴离子是 (填写离子符号).
(2)由温度变化图象可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生的化学反应 (选填“放热”或“吸热”)反应.t2时刻后,溶液温度降低的主要原因是 .
(3)根据酸和碱反应的特点,可将氢氧化铝制成抗胃酸(主要成分为HCl)药剂,它与另一种抗胃酸药剂碳酸氢钠相比,在建议每次服用剂量下(见表),其药效“强”而且“持久”.其可能原因是
.
(提示:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑)
主要成分
主要成分的相对分子质量
建议每次服用剂量/g
Al(OH)3
78
0.25
NaHCO3
84
0.5
4、CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、Cu2+、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴使趣小组进行了实验探究(已知:Na+、Ba2+和Cl﹣在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中 的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2) 若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到
的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
5、【情境素材】侯德榜——中国著名的制碱专家。在抗日战争期间,研究条件十分艰苦,侯德榜在索尔维法的基础上创造出了制碱新法——“联合制碱法”,大大提高了原料的利用率,降低了成本,被人们称为“侯氏联合制碱法”,又称为“侯氏制碱法”。
【叙述】“侯氏制碱法”的生产流程如图1所示,原料是食盐、氨气和二氧化碳.其核心化学方程式可以归纳为以下两步反应:
(1)NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(首先往饱和食盐水中通入氨气,然后再通入二氧化碳,NaHCO3溶解度最小先析出。)
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3稳定性差,受热容易分解。)
某科学小组按照侯氏制碱流程进行模拟实验操作,并研究母液成分。(过滤制得的NaHCO3后所得的液体为母液)
【实验设计】取母液进行以下实验:a:滴加过量浓NaOH溶液并加热,产生刺激性气体,该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝;b:往a反应后溶液中滴加足量AgNO3溶液,生成白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解。
【问题探究】(1)实验a中产生刺激性气体为 ,该气体溶于水形成的溶液为 性。(填酸或碱)
(3) 实验b中的现象能否证明原始母液中一定存在NaCl?判断并说明理由
。
6、小科对一包固体粉末中的成分进行鉴别,粉末中可能含有CaCO3、NaCl、Na2CO3、K2SO4、KOH、CaCl2中的一种或几种,实验操作步骤及现象如图所示。试回答下列问题:
(1)仅由步骤Ⅰ可知,固体粉末中不可能含有的物质是 (填化学式)。
(2)步骤Ⅱ中分离出B和C的操作称为 。
(3)白色沉淀B为 。
(4)结论:固体粉末中一定含有 。
7、实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末。同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:白色粉末是碳酸钠
猜想Ⅱ:白色粉末是氢氧化钠
猜想Ⅲ:白色粉末是碳酸钠和氢氧化钠
【实验探究】取白色粉末溶于水形成溶液A,设计如下实验:
(1)由上述实验可知,猜想 肯定不成立。
(2)若操作①滴加过量稀硫酸有气体B产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体B产生。其可能的原因是: 。
(3)适合操作③的X溶液是 (填字母序号)。
A.CaCl2溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.Ba(NO3)2溶液
(4)若猜想Ⅲ正确,请写出操作⑤的实验步骤及现象: 。
8、碳酸镁是重要的无机化工产品,在医药、食品、冶金、电子等行业具有广泛的用途。实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制MgCO3•3H2O。其主要实验过程如图:
已知:SiO2不溶于水,常温下不与硫酸、碳酸钠反应。
(1)加入过量碳酸钠溶液时,发生的反应化学方程式为 (任写一个)。
(2)“过滤Ⅱ“所得滤液中一定含有的离子有 (填离子符号)。
(3)“反应“步骤前后均有过滤,如果省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ”会导致 。
9、新能源汽车是一种新型的交通工具。
(1)汽车电池需要金属镁和碳酸锂(Li2CO3)。以盐湖卤水(主要成分是MgCl2,NaCl、LiCl)为原料,可以制备金属镁和碳酸锂,制备流程如下:
【资料】①LiOH可溶于水,Mg(OH)2难溶于水;②NaCl的溶解度随温度变化影响不大;③LiCl的溶解度随温度升高明显增大。
①操作Ⅰ的名称是 。
②富锂溶液中一定含有的阳离子有 。
(2) 新能源车具有能量回收系统,可将车辆减速或制动时的动能转化为电能,储存至动力电池中,实现能量的循环利用。在A点关闭发动机后,图①是关闭能量回收系统时,汽车通过的路程S与对应的动能E图像,则开启能量回收系统时对应的图像是哪一条并说明理由
。
10、利用工业碳酸钙(含少量铁、铝等元素的金属矿物杂质)生产医用二水合氯化钙(CaCl2•2H2O),工艺流程如图所示。
(1)酸浸是指将原料浸在盐酸和H2O2溶液中一段时间,使其充分反应,则得到的溶液颜色 。为了节约实验时间可在酸浸时采取的措施有: 。
a.使用粉末状碳酸钙
b.适当提高溶液温度
c.加入硫酸以提高溶液酸度
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
开始沉淀时的pH
2.3
4.0
完全沉淀时的pH
3.7
5.2
开始溶解时的pH
﹣
7.8
完全溶解时的pH
﹣
10.8
(2) 加入CaO固体调节溶液pH,用pH试纸测溶液pH的操作方法是
。
(3) 。已知在调pH时部分氢氧化物形成沉淀及溶解时溶液的pH如表所示,为除去溶液中所有的Al3+、Fe3+,调节pH的范围为 。
11、“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念。兴趣小组同学完成了下列两组实验,均无明显实验现象。对它们是否发生了化学变化,小组成员采用以下方法进行鉴定。
(1)小滨同学向盛有氢氧化钠的A试管中先加了一种试剂,再逐滴加入稀硫酸,出现红色消失的现象,确定A试管发生了反应,这种试剂是 。
(2)小海认为B试管如果没有发生复分解反应,则溶液中会同时存在H+、、Mg2+、Cl﹣,他根据猜想提出了针对B试管的实验方案(如图),来鉴定每一种离子的存在。
①观察到试管a中产生 (填写实验现象),认为溶液中存在。
②小滨认为小海所做实验有一处不严谨,应把BaCl2改为 。
③小海采用了逐滴滴加NaOH溶液的方式进行实验。c试管内刚开始没有现象,后来出现白色沉淀,对于c试管内刚开始没有现象,你认为其中的原因是 。
12、小明对氢氧化钾溶液与稀硫酸反应后溶液中溶质的成分进行了探究(如图)。
(1)证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应的证据是 。
(2)探究过程如下:
[建立猜想]
猜想一:只有K2SO4; 猜想二:有K2SO4和H2SO4; 猜想三:有K2SO4和KOH
[进行实验]为了验证猜想二,小明选用Fe2O3,KOH粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
①表格空白处的实验现象是: 。
②对方案二的结论进行评价: 。
[表达交流]
(3)方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替。也能得到同样的实验结论。还可以选择的试剂有 。
A.Mg B CuO C.NaCl D.Na2CO3
13、向稀盐酸中滴加一定量的Ca(OH)2溶液如图甲;取甲反应后的溶液,滴加Na2CO3溶液,溶液pH的变化如图乙.已知:CaCl2、NaCl的水溶液均呈中性.回答问题:
(1)由图乙可以推知:甲反应后的溶液中溶质是 (填化学式)。
(2)c点对应的溶液中的溶质是 (填化学式)。
(3)写出bd段发生的化学反应式: 。
(4)欲将甲反应后的溶液调节至中性,在没有指示剂的情况下,应加入的物质是 (填序号)。
A.CaO B.Ca(OH)2 C.CaCO3 D.CaCl2
14、某同学探究稀盐酸和氢氧化钠溶液是否发生反应,实验过程烧杯中溶液的pH变化曲线如图1所示。
(1)该同学的操作是按照图2中的 (选填“①”或“②”),所示进行。
(2)稀盐酸和氢氧化钠溶液之间发生反应的证据,除了烧杯中溶液pH发生的变化之外,还可以观察烧杯中出现 现象时,即可证明二者发生反应。
(3)由图3可知,稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,D点表示的含义是 。
15、中国化学家侯德榜发明了新的制纯碱方法,被誉为“侯氏制碱法”其工艺的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。小乐在20℃的实验室里,利用如图所示装置(待完善)和试剂模拟该反应。
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/克
36.0
9.6
37.2
已知:①20℃时,几种盐的溶解度如表。
②浓氨水遇生石灰会产生大量的氨气,氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)装置B中的试剂用于吸收装置A制取的二氧化碳中混有的氯化氢气体,在图中将该装置补充完整。
(2)用D装置将产生的氨气通入C中时,用一个倒扣的漏斗相比直接用导管通入的优点是 。
(3)二氧化碳易在碱性溶液中被吸收,为了利于二氧化碳在装置C中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验操作上可采取的措施是 。
(4)充分反应之后,装置C中有晶体析出。析出晶体的主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是
。
16、我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:①20℃时,几种盐的溶解度如表;
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入 gNaCl固体。
(2)装置D的作用是 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。
(4)为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 。
17、柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
Ⅰ.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性。
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 (任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 。
Ⅱ.制柠檬酸亚铁
(4)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O,
①“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 。
②实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 。
18、某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
信息1:难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和二氧化碳。
信息2:二氧化碳能与锌反应生成一氧化碳气体。
信息3:酒精灯的加热温度为400~500℃,酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右。
(1)装置B里发生的反应属于氧化还原反应,其中锌的化合价 。(选填升高、降低或不变)
(2)装置E的作用是 ,从实验安全或环保角度考虑,上述实验装置可采取的改进措施是 。
(3)若D装置硬质玻璃管中氧化铁全部还原成铁,冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4克,则加入a管中氧化铁的质量是 克。
19、某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液:醋酸二氮合铜和氨水的混合液。
(1)按如图连接装置A﹣E,在装入试剂前,先 。
(2)装置C中玻璃管的作用 。
(3)反应一段时间后,能证明CO与Fe2O3反应的实验现象 。
(4)某同学认为该装置有缺陷,常在装置E后再连接装置F,装置E、F的接口连接顺序:a连接 (填“b”或“c”)。
20、某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验,他设计如图所示的微型实验装置(夹持设备已略去)。已知:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,一氧化碳为有毒气体,为防止刚生成的铁被空气氧化,反应结束后需继续通一会儿气,直至装置冷却。
(1)反应前要先通一段时间的气体,目的是 。
(2)写出B处玻璃管中发生反应的现象: 。
(3)装置D的作用 。
(4)实验结束后,D中有部分溶液进入E处量筒中,请设计实验方案,确定该溶液中含有氢氧化钠
21、小科为验证一氧化碳和氧化铜能发生反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示,向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示,将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)瘪气球的作用是 。
(2)写出步骤4中其中一个反应的化学方程式 。
(3)实验中能证明一氧化碳和氧化铜能发生反应的实验现象是 。
(4)若要对CO气体进行回收再利用,小科将反应后的混合气体通入以下装置,其中最为合理的是 。
22、某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 (填字母)。
A.打开甲处分液漏斗活塞 B.点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 g。
23、某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液:醋酸二氮合铜和氨水的混合液。
(1)按如图连接装置A﹣B,连接好装置后,在装入试剂前,先检查装置的 。
(2)反应开始前,要先通入CO一段时间,请说明理由 。
(3)反应一段时间后,能证明CO与Fe2O3反应的实验现象 。
(4)某同学认为该装置有缺陷,常在装置B后再连接装置C,装置B、C的接口连接顺序:a连接 (填“b”或“c”)
24、某兴趣小组在实验室模拟炼铜,实验步骤如图:
(1)仪器甲的名称 。
(2)I的实验现象是 。
(3)Ⅱ中装置B的作用有 。
A.收集多余的CO B.检验生成的CO2 C.方便确认加热的起始时间
(4)用表面覆有氧化铜的螺旋状铜丝代替氧化铜粉末,其优点是 。
25、在我国,金属腐蚀造成的年损失约占国内生产总值(GDP)的3%~5%。研究金属的锈蚀条件并制定防护策略,能有效减少金属损耗。图1是常用的探究铁锈蚀条件的实验装置,大约要24小时后才能观察到明显的实验现象。小吴同学对图1进行了改进,采用了图2所示装置(夹持装置已略去),实验过程中出现明显现象的时间缩短至5~10分钟。
(1)如图1所示装置是对铁生锈的条件进行探究。3天后,发现只有装置C中的铁丝生锈了。根据装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
(2)图2实验中,可证明铁生锈与水有关的现象为 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是
。
(4)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
26、同学们设计了如图1所示实验,进行影响铁生锈因素的探究。一周后,试管A中铁钉几乎没有生锈,试管B中铁钉稍有生锈,试管C中铁钉明显生锈,试管D中铁钉严重生锈。
(1)试管B中使用“煮沸并冷却的蒸馏水”,目的是 。
(2)对比A、C试管,可得出的结论是 。
(3)对比 (填字母)试管的实验现象,可知NaCl的存在会加速铁的生锈。
(4)对于试管B中铁钉稍有生锈,同学们展开深入研究。将煮沸并冷却后的蒸馏水倒入烧杯中,再倒入植物油铺满水面,然后将溶解氧传感器插入水中,通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示。根据图像分析,B试管内铁钉生锈的原因是 。
题型二:生物实验
1、多酶片属于助消化类药物,含胃蛋白酶和胰酶(含胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶)。
酶的活性受pH影响吗?小科以胰淀粉酶为例,展开如下探究:
试管编号
1
2
3
4
5
6
所加试剂
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL+2%盐酸1mL
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL+2%NaOH1mL
37℃水浴
5分钟
混合
试管2倒入1,混匀后记为A
试管4倒入3,混匀后记为B
试管6倒入5,混匀后记为C
37℃水浴
5分钟
检验
滴入2滴碘液,摇匀
(1)请补充试管4横线上所加的试剂:
(2)根据实验现象得出胰淀粉酶只能在中性环境发挥作用的结论,则实验现象是 。
(3)如图,在生产多酶片时先用肠衣包裹胰酶,然后包上胃蛋白酶,再包上糖衣。糖衣在胃液中被分解,使羁蛋白酶释放出来,推测蛋白酶在 环境中能发挥作用。要使胰酶在小肠中才被释放,肠衣应具有的性质是 。
2、植物细胞壁的化学成分主要是果胶和纤维素,果胶酶能够分解果胶,进而破坏细胞壁,使细胞内容物得以释放。工业生产苹果汁时,常常利用果胶酶处理苹果泥,以提高苹果汁产量。为了探究温度对果胶酶催化作用的影响,小科进行如下步骤进行实验。
①如图甲:将2mL果胶酶与20g苹果泥分装于不同的试管,10℃水浴恒温处理10分钟。
②如图乙:将甲处理后的果胶酶和苹果泥混合在一支试管中,再次10℃水浴恒温处理10分钟。
③如图丙:将图乙试管中处理后的混合物进行过滤,用量筒测量苹果汁体积。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录数据,结果如图丁。请回答
(1)设置实验步骤①的目的是 。
(2)本实验是通过 来反映不同温度下果胶酶催化作用的。
(3)本实验能得出的实验结论是 。(写出一点即可)
(4)小科发现:温度超过60℃,实验过滤所得的苹果汁很少,根据所学知识解释其中的原因:
。
3、为了探究唾液淀粉酶的活性与温度的关系,小华进行了如图甲实验。请分析回答:
步骤1:取10支试管,分为5组。每组2支试管中分别加入1mL唾液淀粉酶溶液和2mL浓度为2%的淀粉溶液。
步骤2:将每组唾液淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振荡。
步骤3:将装有混合溶液的5支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。
反应过程中,每隔1min从各支试管中取出一滴反应液,滴在多孔瓷板上,加1滴碘液显色。已知碘液的颜色为棕黄色。
(1) 小华认为该实验过程有一个错误,应在步骤2前添加
(填操作过程)。
(2)纠正该实验错误步骤后,进行正确操作。第1min时,1~5号试管取出的反应液与碘液混合后均呈蓝色,其原因是 。
A.时间短,淀粉未完全分解
B.时间短,淀粉未分解
(3)多次取样观察,记录各组实验试管中的反应物与碘液混合物开始呈棕黄色所需要的时间,结果如图乙所示。分析上述实验结果,从中可以得到的结论是 。
(4)唾液淀粉酶是一种蛋白质,在胃、肠中无效,最终被消化成 ,并被小肠吸收进入血液循环。
4、小虞对课本中“影响酶催化作用的因素”实验进行了拓展探究,实验过程如下:
编号
试管1
试管2
试管3
1%淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
蒸馏水
1mL
/
/
盐酸
/
1mL
/
NaOH溶液
/
/
1mL
加入新鲜唾液淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
37℃水浴
10min
10min
10min
体积分数 0.4%的碘酒溶液
2滴
2滴
2滴
实验现象
不变蓝
变蓝
不变蓝
请根据表格内容分析回答:
(1)本实验的目的是:探究 对唾液淀粉酶催化作用的影响;
(2)本实验中试管1的作用是 ;
(3)观察实验现象:2号试管内液体变蓝色,原因是 ;
(4)出乎小虞预料的是:3号试管不变蓝。小虞查阅资料后,补做了如下实验:取一支试管,先加入1mL橙黄色的碘液,再加入1mLNaOH溶液,橙黄色的碘溶液颜色褪去。由此实验结果,小虞猜想3号试管不变蓝的原因是: 。
5、发烧时,食欲不振是因体温升高抑制了酶活性的缘故吗?兴趣小组同学用乳白色蛋白液和胃蛋白酶溶液进行实验。
【查阅资料】①乳白色蛋白液中的不溶性物质可被胃蛋白酶分解,溶液变澄清。
②世界卫生组织(WHO)以腋温≥37.3℃或口温/耳温≥37.5℃作为发热的间值。
③健康成人空腹时,胃液pH值约为1.5﹣2.0(盐酸浓度约0.4%),餐后因食物稀释可能升至3.0﹣3.5(浓度约0.2%)。
【实验方案】如表所示:
步骤
A组
B组
C组
D组
E组
F组
试管a、b
试管a、b
试管a、b
试管a、b
试管a、
试管a、b
第1步
a:加入2mL胃蛋白酶溶液和1mL 1%盐酸溶液
b:加入2mL乳白色蛋白液
第2步
水浴5min
37℃
38℃
39℃
40℃
41℃
42℃
第3步
各组a试管溶液倒入同组试管b中充分摇匀,放回原水浴
第4步
水浴15min
37℃
38℃
39℃
40℃
41℃
42℃
实验现象
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
请回答:
(1)请完善步骤第1步。
(2)本实验不选用淀粉溶液和胃蛋白酶进行实验因为是 。
(3)本实验采用两次恒温水浴处理,能否略去第2步操作?说说你的观点和理由:
。
(4) 根据实验现象,小科认为,发烧时体温变化对胃蛋白酶活性影响不大。小科的依据是
。
6、当前研究发现现代人类的平均体温从37℃逐渐下降至约36.6℃,远低于传统的37℃,这一趋势在近200年内尤为明显。酶是生物体内的催化剂,其活性受温度的影响显著,体温下降会不会影响酶的催化作用?为此某兴趣小组研究淀粉酶在37℃和36℃时对淀粉的催化作用的影响。
(1)兴趣小组设计两种方案,方案一:按①⑤⑥步骤顺序进行;方案二:按②③④⑤⑥步骤顺序进行。请选择合理的方案 (选填“方案一”或“方案二”)。
①选取甲、乙两支试管分别都加入2mL淀粉溶液和1mL新鲜的淀粉酶溶液,甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,5分钟。
②选取甲、乙两支试管分别加入2mL淀粉溶液,甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,5分钟。
③选取丙、丁两支试管分别加入1mL新鲜的淀粉酶溶液,丙试管置于37℃水浴中,丁试管置于36℃水浴中,5分钟。
④将丙试管中的液体加入到甲试管中,丁试管中的液体加入到乙试管中,分别混合均匀,然后甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,10分钟。
⑤用分光光度计(对淀粉含量定量分析的仪器),每隔2分钟检测淀粉的含量。
⑥多次重复实验,统计并处理数据。
(2)选择正确方案后,处理数据如图所示。兴趣小组认为,温度对酶的催化作用有影响,据图分析其依据是 。
(3)此实验能否得出37℃就是该淀粉酶的最适温度并说明原因 。
(4)研究表明,体温每下降1℃,免疫力可能降低30%左右。下列造成人类的平均体温下降的可能原因有
A.体力劳动减少,代谢减缓
B.恒温环境的普及,造成身体自主产热能力降低
C.医疗水平提高,传染病减少,导致炎症发热的现象减少
7、新鲜菠萝果肉中的菠萝蛋白酶能分解口腔黏膜和舌头表面的蛋白质,引起口腔麻木刺痛感。若菠萝用盐水浸泡后再食用,不适感会减轻。小科猜测可能是盐水影响了菠萝蛋白酶的活性。
为研究盐水对菠萝蛋白酶活性的影响,小科取6支相同的试管,编号1﹣6,各加入5 mL鲜榨的含菠萝蛋白酶的菠萝汁,再按如表分别添加物质,置于37℃的温水中保温。20 min后测定蛋白酶活性,并计算其相对活性。数据如下:
编号
1
2
3
4
5
6
试管中所添加的物质
★
5mL 1%
NaCl溶液
5mL 3%
NaCl溶液
5mL 5%
NaCl溶液
5mL 7%
NaCl溶液
5mL 9%
NaCl溶液
蛋白酶相对活性
100%
88%
69%
94%
88%
80%
根据上述实验,回答下列问题:
(1)为了形成对照,表格中“★”处的内容是 。
(2)实验表明,不同浓度的NaCl溶液都能抑制菠萝蛋白酶的活性。上述实验中,抑制作用最强的NaCl溶液浓度为 。
(3)因为酶的活性与 有关,小科认为菠萝用 。
8、摄入过多脂肪会造成肥胖,研究人员进行实验探究魔芋中的膳食纤维对脂肪消化的影响。
换用浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%的魔芋膳食纤维溶液30ml进行实验,依次标记为B、C、D组。每组实验重复3次,取实验数据的平均值。实验结果如图所示。
(1)脂肪在小肠中最终消化成 和脂肪酸。
(2)根据实验结果可知:魔芋膳食纤维能抑制脂肪的分解。请分析得出此实验结论的依据 。
(3)虽然过量摄入脂肪会导致肥胖,但脂肪对人体的作用是不可替代的,下列菜谱符合膳食平衡理念的是 (选填字母)。
9、小科买苹果汁时发现,有些店榨苹果汁时总要先煮一下苹果,为什么呢?小科查阅资料得知,苹果切块、切碎后在50℃~60℃的水中微热5分钟,苹果细胞会释放果胶酶,果胶酶可破除果肉细胞的细胞壁,从而释放更多果汁。小科想了解,果胶酶对其他蔬果是否也起同样的作用。
提出问题:果胶酶是否对其他蔬果起同样的作用呢?
准备实验:
实验器材:微热处理后的苹果泥,微热处理后的胡萝卜泥,果胶酶溶液,恒温水浴锅,微量可调移液器,吸头及吸头盒,蒸馏水,滤纸,烧杯,记号笔。
实验步骤:
①.取3张圆形滤纸,分别编号A、B、C,分别平铺在3个烧杯底部,然后按照以下组合向滤纸中心添加等量的混合物。
②.将3个烧杯置于37℃的恒温水浴锅中,保温20分钟。
③.取出滤纸,观察并测量滤纸被汁液浸润的直径。
实验数据:
序号
处理内容
浸润直径/mm
实验现象描述
A
微热处理后的苹果泥+2滴果胶酶溶液
45.6
滤纸完全浸润,汁液扩散均匀
B
微热处理后的胡萝卜泥+2滴果胶酶溶液
12.3
仅中心轻微润湿,无扩散
C
微热处理后的胡萝卜泥+_____
11.8
与B组相似,几乎无液体渗出
(1)用移液器取用不同试剂时需要更换吸头,目的是 。
(2)将C组的添加物补充完整: 。
(3)请分析表格中的数据和实验现象,说明酶具有专一性的依据是 。
(4)为使结论更可靠,应再进行的操作是 。
10、在学习了“泌尿系统”相关内容后,项目研究小组制作了“肾单位工作原理模型”,以模拟肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用,同时针对该模型设计了评价量表(如表1所示)。
表1
指标
优秀
良好
不合格
结构指标
设计有创意,具备两处(肾小球、肾小管)的结构
结构完整,但某处结构可能不清晰
结构不完整,有一处结构不合理
功能指标
能模拟肾小球中不同成分的滤过作用;能模拟肾小管的重吸收作用
肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用只能模拟一种
不能模拟肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用
某小组利用:黏土小球(如表2所示)、塑料圆管、矿泉水瓶、注射器等设计制作了如图所示的模型。
表2
颜色
白色
绿色
黑色
黄色
蓝色
红色
模拟成分
水分子
无机盐
尿素
葡萄糖
蛋白质
血细胞
直径(cm)
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
数量(个)
3(其中2个内含铁珠)
3(其中2个内含铁珠)
2
3
3
3
(1)用黏土小球模拟血液中的部分成分不能进入肾小囊,请写出“肾小囊”透明塑料盒上开孔的直径范围应为 。
(2)若该模型能模拟肾单位的功能,则血液中的黑色小球将从部位 (填序号)中流出。简述该模型中,肾小管如何进行重吸收作用: 。
(3)请依据项目研究小组针对模型设计的评价量表完成以下问题。根据量表评价,该模型“结构指标”被评为优秀,“功能指标”被评为良好。为了使模型的“功能指标”达到优秀水平,请你对该模型提出合理的改进建议: 。
11、酵母菌在无氧环境下将有机物分解成酒精与二氧化碳。酵母菌无氧呼吸产生的酒精会对其造成伤害,从而抑制其呼吸作用强度吗?为此,科学小组的同学进行了如下探究活动。
【提出假设】酒精对酵母菌的无氧呼吸有抑制作用,且浓度越高抑制作用越大。
【实验器材】烧杯6个,气球6个,酵母菌培养液,体积分数为20%,40%、60%、80%的酒精,蒸馏水,量筒,刻度尺等。
【实验原理】装置如图所示,气球的体积会因酵母菌的无氧呼吸而变大,从而导致烧杯中的液面上升。酵母菌有氧呼吸的化学方程式可表达为:。在相同气压与温度下,任何含相同分子数的气体体积相同。
【实验过程】如表分别向6个气球中加入10毫升酵母菌的培养液(1号气球中的酵母菌已杀死)和10毫升不同浓度的酒精或蒸馏水,然后将6个气球分别置于对应编号的6个烧杯中,保温一段时间,将观察结果记录于表中(忽略酒精蒸发)。
实验设置
装置编号
1
2
3
4
5
6
酵母菌培养液
10毫升加热杀死
10毫升
10毫升
10毫升
10毫升
10毫升
不同浓度的酒精
蒸馏水
蒸馏水
20%
40%
60%
80%
液面升高的高度
【因变量的观测】(1)本实验运用了转换法这一科学方法,即通过 反映酵母菌无氧呼吸的强度。
【推测实验证据】(2)若假设成立,请推测实验结果: 。
【实验反思】(3)由于开始时气球中存在一定量的氧气,酵母菌首先进行有氧呼吸.酵母菌的有氧呼吸对实验结果有影响吗?请予以判断与解释: 。
12、酵母菌在研究人类遗传学以及测试新药等方面有着重要作用。小吴同学想探究酵母菌在有氧和无氧的条件下分解有机物的产物,利用输液器、试管等材料进行如图甲、乙所示的实验。
【查阅资料】葡萄糖、酒精能将橙色的重铬酸钾溶液还原成绿色的铬酸钾溶液。
【实验过程】
①称量0.2g葡萄糖粉、0.4g高活性干酵母粉和2mL蒸馏水配制成酵母菌培养液。
②如图甲、乙所示,组装实验装置、添加相应物质,将两装置在合适的温度下静置30min,观察现象。
③取甲、乙实验后的培养液于试管中,放入50℃的热水中,在试管上方罩一个内壁涂有重铬酸钾溶液的玻璃皿,如图丙所示。
(1)实验乙中在酵母菌培养液的上方加一层石蜡油的作用是 。
(2)步骤③采用如图丙所示的实验方法,而不是将重铬酸钾溶液直接加入酵母菌培养液的原因是 。
(3)小吴同学得出酵母菌在有氧和无氧条件下的产物不同,你预测丙中实验结果是
。
13、在学习了“循环系统”相关内容后,同学们利用实验室里的导管、4个塑料瓶,试管、注射器等材料制作了如图所示的模型,以模拟人体的血液循环。塑料瓶①③、②④之间有旋塞,且均装有石蕊溶液。甲、乙注射器里装有盐酸和氢氧化钠溶液。
(1)该模型中与瓶③相连的塑料管a模拟的血管是 (选填“肺动脉”或“主动脉”)。
(2)为“血液”提供动力时,用手挤压瓶③与瓶④,此时旋塞应该处于 状态(填“打开”或“关闭”)。
(3)若红色溶液模拟动脉血,蓝色溶液模拟静脉血,将甲、乙注射器里的溶液适量注入试管后,均能显示相应颜色。则甲注射器里应装 溶液(选填“盐酸”或“氢氧化钠”)。
(4)针对该模型设计了如下评价量表(节选)。该模型设计合理,血液流向正确,因此“指标一”被评为优秀;你认为“指标二”应被评为 。
评价指标
优秀
良好
待改进
指标一
设计合理,血液流向正确
设计欠合理,但血液流向正确
血液流向不正确
指标二
能较好模拟体循环和肺循环路径,材料能体现静、动脉血的变化
能模拟体循环和肺循环路径,但材料不能体现静、动脉血的变化
不能模拟体循环和肺循环路径
14、在日常饮食中适量增加膳食纤维可有效减少人体脂肪的过量堆积。研究人员探究了魔芋膳食纤维对脂肪消化的影响。
①配制浓度分别为0、0.1%、0.3%、0.5%的四组魔芋膳食纤维溶液各100mL。
②向各组溶液中分别加入5mL玉米油,混合均匀,制成四组混合液。
③从四组混合液中各取30mL分别加入4个烧杯,按魔芋膳食纤维的浓度由低到高依次标记为A、B、C、D组。
④向各组分别加入20mL人工肠消化液,充分搅拌。37℃下反应2小时,每隔20分钟测量脂肪酸相对含量。每组实验重复3次,取实验数据的平均值。结果如图甲所示。
(1)脂肪主要在人体的 中被消化(填消化道的名称)。
(2)每组实验重复3次取实验数据的平均值,这样做的目的是 。
(3)根据图甲实验结果可知:魔芋膳食纤维能 脂肪的分解。(选填“促进”或“抑制”)
(4)为什么魔芋膳食纤维会影响脂肪的分解?研究人员测量了上述实验完成时每组烧杯中脂肪微粒的直径,结果如图乙所示。由此推测,魔芋膳食纤维可能与 (填消化液名称)的作用效果相反。
15、输血是对失血过多患者的最有效的急救措施,根据世界卫生组织统计,每年全球会有1174亿单位的捐献血液,但却远不能满足需求。血液资源的应用时,以输同型血为主。小明想要模拟血液以及模拟血清凝集反应,选择以下化学试剂(反应产生沉淀模拟血液凝集反应)进行探究:
血 型
凝集原
凝集素
A型血
CuCl2
Na2SO4
B型血
Ba(NO)2
NaOH
AB型血
/
O型血
/
(1)根据小组的实验设置,O型血可用上述 来模拟。
(2)近些年,科学家致力于研发“人造血液”,科学家用全氟碳奈烷和全氟碳三丙胺的混合物做原料,经乳化制得一种氟化碳化合物,在兔子身上实验成功,且不用考虑配型问题,请推测“人造血液”具有这种特点的原因是 。
(3)科学家在使用“氟碳人造血液”进行科学实验过程中发现,实验体在创伤失血、一氧化碳中毒等情况下能起到较好的效果,但也出现创口不易止血,机体免疫力下降等问题。通过上述信息分析,“氟碳人造血液”与真血比较,缺少了哪些血细胞具有的功能?
(4)科学家表示“人造血液”离临床运用还有很长的路要走,目前血液的来源还是以献血为主。我国实行无偿献血制度,提倡18﹣55周岁的健康公民自愿献血。小明觉得献血后,血液量减少,一定会影响身体健康,你认为这样的想法正确吗? 为什么?
16、七年级科学兴趣小组提出这样一个问题:“人的脉搏快慢与运动是否有关?”。针对这一问题,他们提出两种猜想:猜想一:脉搏快慢与运动有关;猜想二:脉搏快慢与运动无关。
究竟哪一种猜想是正确的呢?小金同学设计了如下实验:分别测定四位同学在安静状态、跳绳后、100米赛跑后三种状态下1分钟内的脉搏次数,测得数据如表所示。
姓名
安静状态
跳绳后
100米赛跑后
小宁
82
123
136
小科
80
125
138
小晶
78
120
135
小莹
79
121
137
(1)对数据进行分析归纳,你支持猜想 (填“一”或“二”)。
(2)科学探究的基本步骤可以分为:①提出问题:②制定计划:③收集证据:④建立猜想与假设;⑤评价与交流;⑥分析证据:⑦得出结论。以上步骤的正确顺序是: (用序号表示)。
(3)王老师在课堂上发现一位同学精神不振且很疲劳,脸色绯红,同时伴有咳嗽,于是她估计该同学可能在发烧,要求该同学测量体温。上述信息中,从探究的基本步骤分析,王老师的“估计”属于
(填步骤名称,下同),要求该同学测量体温的目的是 。
题型三:物理实验
1、在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,小虞选择电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程,连接好电路,闭合开关,操作后测得表一数据。另一同学也用相同的器材,选用同样的量程,连接后测得表二数据。
(1)若连接的电路图如图所示,可测得表 的实验数据(选填“一”或“二”)。
(2)另一同学所测得的数据与小虞存在差异,原因可能是 。
(3)小灯泡的额定功率为 W。
表一
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3
0.24
2
2.2
0.28
3
1.5
0.30
2、小建做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。
(1)小建通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成如图乙所示的U﹣I图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率P额= W;
(2)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,发现电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 1A”的滑动变阻器
(4)测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2和P﹣U2图像,如图,则可能正确的是 。
A. B. C. D.
3、在测定一个额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时,某同学将额定电压为2.5V的小灯泡、符合实验要求的滑动变阻器和电源、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干连接了部分电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数明显低于电源电压、电流表也有示数,而电灯却不亮,出现这种现象的原因可能是 。
(3)改变滑动变阻器接入电路的电阻值,当电流表和电压表的示数如图乙、丙所示时,小灯泡的实际功率是 W。要测小灯泡的额定功率,应再将滑动变阻器的滑片向 移动。
4、图甲为某小灯泡的电压﹣电流关系图,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用如图乙所示的电路,其中电源电压保持6V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图丙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填:“C”或“D”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用 。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器
B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器
D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(4)如表为某同学的实验记录分析表:
实验次数
电压表示数U(V)
电流表示数I(A)
功率P(W)
额定功率P额(W)
1
2.0
0.25
0.5
P额0.76
2
2.5
0.3
0.75
3
3.0
0.34
1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请说明理由。 。
5、在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,小虞选择电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程,连接好电路,闭合开关,操作后测得表一数据。另一同学也用相同的器材,选用同样的量程,连接后测得表二数据。
表一
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3
0.24
2
2.2
0.28
3
1.5
0.30
(1)若连接的电路图如图所示,闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的最合理操作是 。
A.更换小灯泡
B.将电源正负极对调
C.检查电路是否断路,看开关是否接触不良
D.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(2)若连接的电路图如图所示,可测得表 的实验数据(选填“一”或“二”)。
(3)另一同学所测得的数据与小虞存在差异,原因可能是 。
(4)小灯泡的额定功率为 W。
6、小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率,已知电源电压3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮);
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 ;
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华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I﹣U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的1\4,此时它的实际功率 1\4P0(选填“大于”或“小于”);
(5)实验中,有甲“15Ω;2A”、乙“25Ω;2A”、丙“30Ω;2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
7、某灯泡上标有“7.*V 0.5A”的字样,其中额定电压值不清、估计在7.0V~7.9V之间,因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大,要测定小灯泡的额定功率,必须测出其额定电压。现有实验仪器:
一个电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器R,一个阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后,设计了图甲所示的电路图,并开展以下实验。
(1)滑片P位于a端时,只闭合开关S和S1,此时电流表示数如图乙所示,已知电路此时安全,则电源电压为 V;
(2) (请补充具体操作),此时小灯泡正常发光;
(3)当小灯泡正常发光时,保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S和S1,断开S2,读出电流表示数为0.6A,则求出此时变阻器接入电路的阻值R′为 Ω。通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
8、为测定小灯泡的电功率,小帅准备好了待测小灯泡(额定电流为0.2A,电阻约为8Ω)、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请帮助小帅完成图甲中的电路连接,要求滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是 。
(3)解决电路故障后,小帅移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中,阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率,记为P1。由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2,则P1 P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 (填字母)。
A.丙方案能,丁方案不能 B.丙方案不能,丁方案能 C.两种方案都能 D.两种方案都不能
9、探究小灯泡的电功率。
(1)小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想:“小灯泡的电功率与电压有关,电压越大,功率越大”。则支持该结论的实验现象是 ;
(2)为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率,小乐进行如下操作:
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大;
②闭合开关,将滑动变阻器滑片移到某一位置,电压表示数如图丙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小乐接下来应将滑动变阻器滑片向 (左/右)移,直至电压表示数为2.8伏;
③当电压表示数为2.8伏时,电流表示数为0.3安,小乐根据P=UI算出小灯泡的额定功率为 W,断开开关,发现电流表的指针如图丁所示,则小灯泡的额定功率的真实值 (选填“大于”“小于”或“等于”)计算值。
10、小科用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝(R甲>R乙),瓶中插入温度计a、b。
(1)选择比热容较 的液体作为被加热物体,实验现象会更加明显。
(2)在开关闭合前,滑动变阻器P要处于 位置(选填“A”或“B”)。
(3)实验过程中,小科根据 来判断电阻丝产生热量的多少。
(4)实验一段时间后,请你根据所学知识预测可能观察到的现象 。
11、在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,某同学设计了两种实验装置,分别如图A和图B所示,图A中在两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内插入温度计a、b,图B中在左右两个U形管中装入有色液体,甲、乙两个塑料盒密闭。
(1)为了让实验效果更显著,应在图A的甲、乙两个玻璃瓶中加入质量、初温相同的 (填“煤油”或“水”)。
(2)图A实验中,通过观察 来比较电流通过电阻产生热量的多少。
(3)图B实验中,一段时间后,观察到左侧U形管液面高度差比右侧大,则可以得出的结论是
。
(4)焦耳定律可以用公式Q=I2Rt表示,通过本实验的探究 (填“能”或“不能”)直接得出焦耳定律的公式。
12、如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象 。
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处:
;以下改变内能的方式中,与BC段不相同的是: 。
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热
B.水沸腾时,水蒸气将壶盖顶起
C.从滑滑梯上处滑落,臀部变热
D.用酒精灯给水加热,水温升高
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精?请判断并说明理由:
。
13、在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如表:
燃料种类
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
20
38
色拉油
20
28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 。
14、小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)观察甲、乙两图,除了图中相同的器材,还要用到相同的测量工具是 。
(2)甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少。(选填:“加热时间”“温度计升高的示数”)
(3)购买一盒薯片,设计实验估测薯片的热值,应选用上述 组(选填“甲”、“乙”)来进行测量,然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热值进行比较是 (选填“偏大”“偏小”)。
(4)若某同学在实验时,记录数据如下表,根据表中数据计算燃料2的热值是 J/kg。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/(J/kg)
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
7
15、许多实验器材在科学的探究实验中多次使用,斜面就是其中之一,但用法不尽相同。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)甲实验中,为了便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持 (填“较大”或“较小”)的坡度;
(2)在乙、丙这两个实验中,斜面的作用是 ;
(3)实验丙,将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块,用 来显示物体A的动能大小;
(4)丁实验,物体重为4N,斜面长1.2m、高0.3m。用弹簧测力计沿斜面拉物体到高处,实验中弹簧测力计示数如图所示,则此时斜面上物体所受的摩擦力大小为 N。
16、某同学在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动。该同学想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
通过了解和初步实验,他发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。为进一步探究,他设计了下述实验方案,将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜而能到达的最高点,测出该点的高度h2。通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
(1)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能。
(2)vA表示碰撞前瞬间A球运动速度,vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2=h1,则vB vA(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实际实验中,测出的h2总小于h1,若导致这一现象的原因轨道不光滑,那么在阻力不可避免的情况下,你认为该同学的设计是否还有价值?说出你的理由。
。
17、某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏,参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放,滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶,撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问:保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关?于是设计了如图甲所示的装置。
(1)若不考虑阻力,保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变,小明的做法是 。
(3)经过多次实验得到数据如图乙。小明判断将斜坡放平(θ=0°),保龄球撞击的塑料瓶数量最多,其依据是 。
(4)若将保龄球置于Q点由静止释放,请分析是否能完成以上实验,并说明理由:
。
18、在测“滑轮组机械效率”的实验中,某同学组装好如图所示的实验装置,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,并分别记下钩码和弹簧测力计的位置,不计绳重和摩擦,三次实验数据记录如表:
次数
钩码重力G/牛
钩码上升的高度h/厘米
拉力F/牛
绳端移动的距离s/厘米
机械效率η
1
2
10
1.8
20
55.6%
2
6
10
3.8
20
?
3
2
10
1.2
30
55.6%
(1)根据表中数据,可判断第3次实验所选的是 (填“甲”或“乙”)滑轮组。
(2)第2次实验中,该滑轮组的机械效率为 (计算结果保留到0.1%)。
(3)①分析对比1、3组实验可知,滑轮组的机械效率与其绕绳方式 (填“有关”或“无关”)。
②分析对比1、2组实验可知,用相同的滑轮组提升物体时,物体重力越大,滑轮组的机械效率越高。机械效率是滑轮组机械性能优劣的重要标志,除了增加物重外,请再提出一条提高滑轮组机械效率的措施: 。
19、探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
次数
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
0.6
1.7
1.02
59%
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。请你解释出现这种现象的原因 。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>W有+W轮,他猜测还有 因素影响机械效率。(答一种因素即可)
(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值ΔW=W总﹣W有﹣W轮,通过比较第1、2和 组的数据,发现重物的重力越大,差值ΔW (选“越大”、“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释 。
20、如图甲,光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止;如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,若不计空气阻力。
(1)图甲中,小球最终停下来的原因是 。
(2)图乙中,如果小球从斜面甲高H处静止释放,说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的关系为 。(填字母)
A.h<H B.h>H C.h=H D.无法确定
(3)若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点在由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开,则小球离开B点后的运动轨道最符合实际是虚线 。(填字母)
21、在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为 g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“0g/cm3”,此刻度线到提挂点P距离为 cm;
(3)将100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为 cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为 g/cm3;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为 g/cm3;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为 g/cm3。
22、杆秤在古籍中被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。某同学进行“探究杠杆的平衡条件”实验后,制作了一把杆秤。
(1)图甲中“标”“本”指的是 。(选填“力臂”或“力”)
(2)用图甲杆秤进行某次测量时,增大了“重”,此时应把“权” O点(选填“远离”或“靠近”)。
(3)图甲杆秤量程偏小,为了增大杆秤量程,以下方法中可行的是 。(可多选)
A.增加“权”的质量
B.增长“标”的长度
C.增长“本”的长度
(4)乙图为另一把杆秤,已知秤纽在C点时杆秤最大可以测量的物体质量为1880g,那么秤纽移到B点后该杆秤最大可测物体的质量为 g(杆秤自身重力不计,E点为秤砣可移动的最远端)。
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实验探究综合训练
题型一:化学实验
1、在探究酸碱盐性质的实验中,有同学偶然将CaCl2溶液滴入一瓶NaOH溶液中,发现产生白色沉淀。白色沉淀是什么?同学们开展探究。
【查阅资料】①20℃时,部分物质的溶解性如下表所示。
物质溶解性
NaCl
Na2CO3
NaOH
CaCl2
Ca(OH)2
CaCO3
易溶
易溶
易溶
易溶
微溶
难溶
②CaCl2溶液呈中性;Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。
【进行实验】用热水洗涤白色沉淀2﹣3次后,取少量于试管中,加入适量蒸馏水,振荡后静置。取上层清液,分别进行如图操作。观察到试管①中溶液由无色变为红色,试管②中出现白色沉淀。
【分析及结论】
(1)Na2CO3溶液呈 碱 性(填“酸”“碱”或“中”),试管②中出现的白色沉淀是 CaCO3(碳酸钙) 。
(2)上述操作中,用热水洗涤的目的是 除去沉淀表面附着的易溶性杂质,同时降低氢氧化钙的溶解度,减少其溶解,避免对后续实验造成干扰 。
(3)滴加CaCl2溶液后产生的白色沉淀一定含有 Ca(OH)2 。
【答案】(1)碱;CaCO3(碳酸钙);
(2)除去沉淀表面附着的易溶性杂质,同时降低氢氧化钙的溶解度,减少其溶解,避免对后续实验造成干扰;
(3)Ca(OH)2。
2、中和反应在工农业生产和日常生活中有广泛的用途。某化学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目式学习,请你一起参与。
【任务一】中和反应的应用。
(1)如果土壤呈酸性是因为有硝酸,写出氢氧化钙与其反应的化学方程式: 2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O 。
【任务二】探究酸和碱之间能否反应。
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图1所示。利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。
(2)如图1,向A点对应溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液呈 红 色。
(3)如图2,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为 NaCl、HCl或HCl、NaCl、HCl 。(填化学式)。
(4)由图1得出酸和碱之间发生了反应的依据是 液的pH由大于7逐渐减小至等于或者小于7 。
【答案】(1)2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O;
(2)红;
(3)NaCl、HCl或HCl、NaCl、HCl;
(4)液的pH由大于7逐渐减小至等于或者小于7。
3、兴趣小组的同学为研究酸和碱反应的特点,将稀盐酸匀速、缓慢地滴入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,并测绘出烧杯内溶液的温度和pH的变化图象(如图所示),请回答问题:
(1)由pH变化图象可知,在t1时刻,烧杯中存在的阴离子是 Cl﹣、OH﹣ (填写离子符号).
(2)由温度变化图象可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生的化学反应 放热 (选填“放热”或“吸热”)反应.t2时刻后,溶液温度降低的主要原因是 反应结束了 .
(3)根据酸和碱反应的特点,可将氢氧化铝制成抗胃酸(主要成分为HCl)药剂,它与另一种抗胃酸药剂碳酸氢钠相比,在建议每次服用剂量下(见表),其药效“强”而且“持久”.其可能原因是 0.25gAl(OH)3比0.5gNaHCO3能中和更多的HCl,所以药效强于NaHCO3,Al(OH)3和HCl反应速率慢于NaHCO3和HCl,所以药效比服用NaHCO3持久 .
(提示:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑)
主要成分
主要成分的相对分子质量
建议每次服用剂量/g
Al(OH)3
78
0.25
NaHCO3
84
0.5
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据此时溶液的酸碱度及反应中的物质解答;
(2)根据温度变化图象可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生放出热量;
(3)根据药品的主要成分与盐酸的反应进行计算分析.
【解答】解:(1)由pH变化图象可知,在t1时刻,溶液显碱性,溶液中阴离子有氢氧根离子和氯离子;
(2)由温度变化图象可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生的反应放出热量;t2时刻后,溶液温度降低的主要原因是反应结束了.
(3)设0.5g碳酸氢钠消耗盐酸的质量为x,则有
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
84 36.5
0.5g x
x=0.22g
设0.25g氢氧化铝消耗盐酸的质量为y,则有
Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O
78 109.5
0.25g y
y=0.35g
通过计算可以看出,0.25gAl(OH)3比0.5gNaHCO3能中和更多的HCl,所以药效强于NaHCO3,
故答案为:0.25gAl(OH)3比0.5gNaHCO3能中和更多的HCl,所以药效强于NaHCO3,Al(OH)3和HCl反应速率慢于NaHCO3和HCl,所以药效比服用NaHCO3持久.
4、CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、Cu2+、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴使趣小组进行了实验探究(已知:Na+、Ba2+和Cl﹣在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中 Cu2+ 的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身含有水分子 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2)若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到 产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色 的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 氯化钡溶液 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
【答案】(1)Cu2+;硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身含有水分子;
(2)产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色;
(3)氯化钡溶液。
5、【情境素材】侯德榜——中国著名的制碱专家。在抗日战争期间,研究条件十分艰苦,侯德榜在索尔维法的基础上创造出了制碱新法——“联合制碱法”,大大提高了原料的利用率,降低了成本,被人们称为“侯氏联合制碱法”,又称为“侯氏制碱法”。
【叙述】“侯氏制碱法”的生产流程如图1所示,原料是食盐、氨气和二氧化碳.其核心化学方程式可以归纳为以下两步反应:
(1)NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(首先往饱和食盐水中通入氨气,然后再通入二氧化碳,NaHCO3溶解度最小先析出。)
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(NaHCO3稳定性差,受热容易分解。)
某科学小组按照侯氏制碱流程进行模拟实验操作,并研究母液成分。(过滤制得的NaHCO3后所得的液体为母液)
【实验设计】取母液进行以下实验:a:滴加过量浓NaOH溶液并加热,产生刺激性气体,该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝;b:往a反应后溶液中滴加足量AgNO3溶液,生成白色沉淀,再加稀硝酸沉淀不溶解。
【问题探究】(1)实验a中产生刺激性气体为 氨气(NH3) ,该气体溶于水形成的溶液为 碱 性。(填酸或碱)
(2)实验b中的现象能否证明原始母液中一定存在NaCl?判断并说明理由 不能,NH4Cl与NaOH反应会生成新的NaCl,与AgNO3反应也会产生白色沉淀,无法确定原母液中一定有NaCl存在 。
【答案】(1)氨气(NH3);碱;
(2)不能,NH4Cl与NaOH反应会生成新的NaCl,与AgNO3反应也会产生白色沉淀,无法确定原母液中一定有NaCl存在。
6、小科对一包固体粉末中的成分进行鉴别,粉末中可能含有CaCO3、NaCl、Na2CO3、K2SO4、KOH、CaCl2中的一种或几种,实验操作步骤及现象如图所示。试回答下列问题:
(1)仅由步骤Ⅰ可知,固体粉末中不可能含有的物质是 CaCO3 (填化学式)。
(2)步骤Ⅱ中分离出B和C的操作称为 过滤 。
(3)白色沉淀B为 碳酸钡 。
(4)结论:固体粉末中一定含有 Na2CO3、KOH 。
【答案】(1)CaCO3;
(2)过滤;
(3)碳酸钡;
(4)Na2CO3、KOH。
7、实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末。同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:白色粉末是碳酸钠
猜想Ⅱ:白色粉末是氢氧化钠
猜想Ⅲ:白色粉末是碳酸钠和氢氧化钠
【实验探究】取白色粉末溶于水形成溶液A,设计如下实验:
(1)由上述实验可知,猜想 Ⅱ 肯定不成立。
(2)若操作①滴加过量稀硫酸有气体B产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体B产生。其可能的原因是: 溶液中含有氢氧化钠,少量的稀硫酸先和氢氧化钠反应并且是稀硫酸不足或恰好完全反应 。
(3)适合操作③的X溶液是 AD (填字母序号)。
A.CaCl2溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.Ba(OH)2溶液
D.Ba(NO3)2溶液
(4)若猜想Ⅲ正确,请写出操作⑤的实验步骤及现象: 滴加酚酞试液,溶液变红色 。
【答案】(1)Ⅱ。
(2)溶液中含有氢氧化钠,少量的稀硫酸先和氢氧化钠反应并且是稀硫酸不足或恰好完全反应。
(3)AD。
(4)滴加酚酞试液,溶液变红色。
8、碳酸镁是重要的无机化工产品,在医药、食品、冶金、电子等行业具有广泛的用途。实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制MgCO3•3H2O。其主要实验过程如图:
已知:SiO2不溶于水,常温下不与硫酸、碳酸钠反应。
(1)加入过量碳酸钠溶液时,发生的反应化学方程式为 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑或Na2CO3+MgSO4=MgCO3↓+Na2SO4 (任写一个)。
(2)“过滤Ⅱ“所得滤液中一定含有的离子有 Na+、、 (填离子符号)。
(3)“反应“步骤前后均有过滤,如果省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ”会导致 碳酸镁中含有二氧化硅 。
【答案】(1)Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑或Na2CO3+MgSO4=MgCO3↓+Na2SO4;
(2)Na+、、;
(3)碳酸镁中含有二氧化硅。
9、新能源汽车是一种新型的交通工具。
(1)汽车电池需要金属镁和碳酸锂(Li2CO3)。以盐湖卤水(主要成分是MgCl2,NaCl、LiCl)为原料,可以制备金属镁和碳酸锂,制备流程如下:
【资料】①LiOH可溶于水,Mg(OH)2难溶于水;②NaCl的溶解度随温度变化影响不大;③LiCl的溶解度随温度升高明显增大。
①操作Ⅰ的名称是 过滤 。
②富锂溶液中一定含有的阳离子有 Li+、Na+ 。
(2)新能源车具有能量回收系统,可将车辆减速或制动时的动能转化为电能,储存至动力电池中,实现能量的循环利用。在A点关闭发动机后,图①是关闭能量回收系统时,汽车通过的路程S与对应的动能E图像,则开启能量回收系统时对应的图像是哪一条并说明理由 启能量回收系统,有部分动能转化为电能,克服阻力做功减少,因此汽车运动的
距离减小,所以开启能量回收系统的图线是② 。
【答案】(1)①过滤;
②Na+、Li+;
(2)开启能量回收系统,有部分动能转化为电能,克服阻力做功减少,因此汽车运动的距离减小,所以开启能量回收系统的图线是②。
10、利用工业碳酸钙(含少量铁、铝等元素的金属矿物杂质)生产医用二水合氯化钙(CaCl2•2H2O),工艺流程如图所示。
(1)酸浸是指将原料浸在盐酸和H2O2溶液中一段时间,使其充分反应,则得到的溶液颜色 呈现黄色 。为了节约实验时间可在酸浸时采取的措施有: ab 。
a.使用粉末状碳酸钙
b.适当提高溶液温度
c.加入硫酸以提高溶液酸度
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
开始沉淀时的pH
2.3
4.0
完全沉淀时的pH
3.7
5.2
开始溶解时的pH
﹣
7.8
完全溶解时的pH
﹣
10.8
(2)加入CaO固体调节溶液pH,用pH试纸测溶液pH的操作方法是 用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,然后将试纸显示的颜色与标准比色卡进行比较,读出对应的pH 。已知在调pH时部分氢氧化物形成沉淀及溶解时溶液的pH如表所示,为除去溶液中所有的Al3+、Fe3+,调节pH的范围为 5.2~7.8之间 。
【答案】(1)呈现黄色;ab;
(2)用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,然后将试纸显示的颜色与标准比色卡进行比较,读出对应的pH;5.2~7.8之间。
11、“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念。兴趣小组同学完成了下列两组实验,均无明显实验现象。对它们是否发生了化学变化,小组成员采用以下方法进行鉴定。
(1)小滨同学向盛有氢氧化钠的A试管中先加了一种试剂,再逐滴加入稀硫酸,出现红色消失的现象,确定A试管发生了反应,这种试剂是 酚酞试液 。
(2)小海认为B试管如果没有发生复分解反应,则溶液中会同时存在H+、、Mg2+、Cl﹣,他根据猜想提出了针对B试管的实验方案(如图),来鉴定每一种离子的存在。
①观察到试管a中产生 白色沉淀 (填写实验现象),认为溶液中存在。
②小滨认为小海所做实验有一处不严谨,应把BaCl2改为 硝酸钡 。
③小海采用了逐滴滴加NaOH溶液的方式进行实验。c试管内刚开始没有现象,后来出现白色沉淀,对于c试管内刚开始没有现象,你认为其中的原因是 B试管中若未发生复分解反应,溶液中会存在过量的硫酸,加入的氢氧化钠首先发生中和反应 。
【答案】(1)酚酞试液;
(2)①白色沉淀;②硝酸钡;③B试管中若未发生复分解反应,溶液中会存在过量的硫酸,加入的氢氧化钠首先发生中和反应。
12、小明对氢氧化钾溶液与稀硫酸反应后溶液中溶质的成分进行了探究(如图)。
(1)证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应的证据是 溶液由红色变成无色 。
(2)探究过程如下:
[建立猜想]
猜想一:只有K2SO4;
猜想二:有K2SO4和H2SO4;
猜想三:有K2SO4和KOH
[进行实验]为了验证猜想二,小明选用Fe2O3,KOH粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
固体溶解,溶液由无色变黄色
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
①表格空白处的实验现象是: 固体溶解,溶液由无色变黄色 。
②对方案二的结论进行评价: 不正确,是因为硫酸钾也能和氯化钡反应生成白色沉淀 。
[表达交流]
(3)方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替。也能得到同样的实验结论。还可以选择的试剂有 ABD 。
A.Mg
B CuO
C.NaCl
D.Na2CO3
【答案】(1)溶液由红色变成无色。
(2)固体溶解,溶液由无色变黄色;不正确,是因为硫酸钾也能和氯化钡反应生成白色沉淀。
(3)ABD。
13、向稀盐酸中滴加一定量的Ca(OH)2溶液如图甲;取甲反应后的溶液,滴加Na2CO3溶液,溶液pH的变化如图乙.已知:CaCl2、NaCl的水溶液均呈中性.回答问题:
(1)由图乙可以推知:甲反应后的溶液中溶质是 CaCl2和HCl (填化学式)。
(2)c点对应的溶液中的溶质是 NaCl和CaCl2 (填化学式)。
(3)写出bd段发生的化学反应式: Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 。
(4)欲将甲反应后的溶液调节至中性,在没有指示剂的情况下,应加入的物质是 C (填序号)。
A.CaO
B.Ca(OH)2
C.CaCO3
D.CaCl2
【答案】(1)CaCl2和HCl。
(2)NaCl和CaCl2。
(3)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。
(4)C。
14、某同学探究稀盐酸和氢氧化钠溶液是否发生反应,实验过程烧杯中溶液的pH变化曲线如图1所示。
(1)该同学的操作是按照图2中的 ② (选填“①”或“②”),所示进行。
(2)稀盐酸和氢氧化钠溶液之间发生反应的证据,除了烧杯中溶液pH发生的变化之外,还可以观察烧杯中出现 溶液由红色变为无色 现象时,即可证明二者发生反应。
(3)由图3可知,稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应是 放热 (填“放热”或“吸热”)反应,D点表示的含义是 盐酸与氢氧化钠恰好完全中和 。
【答案】(1)②;
(2)溶液由红色变为无色;
(3)放热;盐酸与氢氧化钠恰好完全中和。
15、中国化学家侯德榜发明了新的制纯碱方法,被誉为“侯氏制碱法”其工艺的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。小乐在20℃的实验室里,利用如图所示装置(待完善)和试剂模拟该反应。
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/克
36.0
9.6
37.2
已知:①20℃时,几种盐的溶解度如表。
②浓氨水遇生石灰会产生大量的氨气,氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)装置B中的试剂用于吸收装置A制取的二氧化碳中混有的氯化氢气体,在图中将该装置补充完整。
(2)用D装置将产生的氨气通入C中时,用一个倒扣的漏斗相比直接用导管通入的优点是 防止倒吸 。
(3)二氧化碳易在碱性溶液中被吸收,为了利于二氧化碳在装置C中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验操作上可采取的措施是 先通入氨气,再通入二氧化碳(或控制气体通入速率) 。
(4)充分反应之后,装置C中有晶体析出。析出晶体的主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是 20℃时,NaHCO3的溶解度远小于 NH4Cl 的溶解度,反应后 NaHCO3达到饱和析出,NH4Cl 未饱和 。
【答案】(1);
(2)防止倒吸;
(3)先通入氨气,再通入二氧化碳(或控制气体通入速率);
(4)20℃时,NaHCO3的溶解度远小于 NH4Cl 的溶解度,反应后NaHCO3达到饱和析出,NH4Cl未饱和。
16、我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:①20℃时,几种盐的溶解度如表;
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入 36.0 gNaCl固体。
(2)装置D的作用是 产生氨气 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 。
(4)为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是 先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 增大Cl﹣浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出 。
【答案】(1)36.0;
(2)产生氨气;
(3)NaHCO3+HCl = NaCl+H2O+CO2↑;
(4)先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞;
(5)相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出;
(6)增大Cl﹣浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出。
17、柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种补血剂,易溶于水,难溶于乙醇。某科研小组在实验室研究制备柠檬酸亚铁。
Ⅰ.制碳酸亚铁
用预处理后的硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3,含少量不溶性杂质)制备碳酸亚铁的流程如图:
已知:a.Na2CO3溶液呈碱性。
b.FeSO4在碱性条件下生成Fe(OH)2沉淀。
(1)“酸浸”时,为提高铁元素的浸出率,可采取的措施是 将烧渣粉碎(或适当升高温度或搅拌等) (任写一条)。
(2)“还原”时,加入铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,同时有无色气体生成。“酸浸”所得溶液中含有的阳离子是 Fe3+、H+ (填离子符号)。
(3)“沉铁”时,反应原理为FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4。
①该反应的基本类型为 复分解反应 。
②实验时需将Na2CO3溶液滴入FeSO4溶液中,而不能反向滴加,其原因是 避免生成Fe(OH)2 。
Ⅱ.制柠檬酸亚铁
(4)用如图所示装置制备柠檬酸亚铁:
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定质量FeCO3固体、少量铁粉及足量柠檬酸(C6H8O7)溶液,控制温度约80℃,搅拌,充分反应;
步骤2:将所得混合溶液加热浓缩,加入适量无水乙醇,静置,过滤,洗涤,干燥,得到柠檬酸亚铁晶体。
制备原理为FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O,
①“步骤2”中,加入无水乙醇的目的是 降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 。
②实验所得柠檬酸亚铁的质量大于根据原理计算所得的质量,原因是 铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁 。
【答案】(1)将烧渣粉碎(或适当升高温度或搅拌等);
(2)Fe3+、H+;
(3)①复分解反应;
②避免生成Fe(OH)2;
(4)①降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出;
②铁粉与柠檬酸反应生成柠檬酸亚铁。
18、某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
信息1:难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和二氧化碳。
信息2:二氧化碳能与锌反应生成一氧化碳气体。
信息3:酒精灯的加热温度为400~500℃,酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右。
(1)装置B里发生的反应属于氧化还原反应,其中锌的化合价 升高 。(选填升高、降低或不变)
(2)装置E的作用是 防倒吸 ,从实验安全或环保角度考虑,上述实验装置可采取的改进措施是 F装置后接一燃着的酒精灯(合理即可) 。
(3)若D装置硬质玻璃管中氧化铁全部还原成铁,冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4克,则加入a管中氧化铁的质量是 8 克。
【答案】(1)升高;
(2)防倒吸;F装置后接一燃着的酒精灯(合理即可);
(3)8。
19、某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液:醋酸二氮合铜和氨水的混合液。
(1)按如图连接装置A﹣E,在装入试剂前,先 检查装置的气密性 。
(2)装置C中玻璃管的作用 A 。
(3)反应一段时间后,能证明CO与Fe2O3反应的实验现象 D中玻璃管内红色固体变成黑色,E中澄清的石灰水变浑浊 。
(4)某同学认为该装置有缺陷,常在装置E后再连接装置F,装置E、F的接口连接顺序:a连接 c (填“b”或“c”)。
【答案】(1)检查装置的气密性;
(2)平衡装置内外压强,防止液体倒吸炸裂玻璃管;
(3)D中玻璃管内红色固体变成黑色,E中澄清的石灰水变浑浊;
(4)c。
20、某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验,他设计如图所示的微型实验装置(夹持设备已略去)。已知:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,一氧化碳为有毒气体,为防止刚生成的铁被空气氧化,反应结束后需继续通一会儿气,直至装置冷却。
(1)反应前要先通一段时间的气体,目的是 排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸 。
(2)写出B处玻璃管中发生反应的现象: 红色粉末逐渐变黑 。
(3)装置D的作用 吸收反应生成的二氧化碳并收集一氧化碳 。
(4)实验结束后,D中有部分溶液进入E处量筒中,请设计实验方案,确定该溶液中含有氢氧化钠 取少量E处溶液于试管中,先加入足量的氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),若有白色沉淀生成,过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若溶液变红,则说明溶液中含有氢氧化钠 。
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸;
(2)红色粉末逐渐变黑;
(3)吸收反应生成的二氧化碳并收集一氧化碳;
(4)取少量E处溶液于试管中,先加入足量的氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),若有白色沉淀生成,过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若溶液变红,则说明溶液中含有氢氧化钠。
21、小科为验证一氧化碳和氧化铜能发生反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示,向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示,将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)瘪气球的作用是 调节装置内的压强,以防一氧化碳逸散到空气造成污染 。
(2)写出步骤4中其中一个反应的化学方程式 CO2+C2CO或CO+CuOCu+CO2 。
(3)实验中能证明一氧化碳和氧化铜能发生反应的实验现象是 黑色物质慢慢变成红色 。
(4)若要对CO气体进行回收再利用,小科将反应后的混合气体通入以下装置,其中最为合理的是 c 。
【答案】(1)调节装置内的压强,以防一氧化碳逸散到空气造成污染;
(2)CO2+C2CO或CO+CuOCu+CO2;
(3)黑色物质慢慢变成红色;
(4)c。
22、某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 AB (填字母)。
A.打开甲处分液漏斗活塞 B.点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 成本低(答案不唯一) (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 4.8 g。
【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(2)AB;
(3)成本低(答案不唯一);4.8。
23、某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。
【查阅资料】CO能溶于铜液。铜液:醋酸二氮合铜和氨水的混合液。
(1)按如图连接装置A﹣B,连接好装置后,在装入试剂前,先检查装置的 气密性 。
(2)反应开始前,要先通入CO一段时间,请说明理由 排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸 。
(3)反应一段时间后,能证明CO与Fe2O3反应的实验现象 D中玻璃管内红色固体变成黑色,E中澄清的石灰水变浑浊 。
(4)某同学认为该装置有缺陷,常在装置B后再连接装置C,装置B、C的接口连接顺序:a连接 c (填“b”或“c”)
【答案】(1)气密性;
(2)排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸;
(3)D中玻璃管内红色固体变成黑色,E中澄清的石灰水变浑浊;
(4)c。
24、某兴趣小组在实验室模拟炼铜,实验步骤如图:
(1)仪器甲的名称 酒精灯 。
(2)I的实验现象是 铜丝表面变黑 。
(3)Ⅱ中装置B的作用有 ABC 。
A.收集多余的CO
B.检验生成的CO2
C.方便确认加热的起始时间
(4)用表面覆有氧化铜的螺旋状铜丝代替氧化铜粉末,其优点是 增大与CO的接触面积,反应更充分 。
【答案】(1)酒精灯;
(2)铜丝表面变黑;
(3)BC;
(4)增大与CO的接触面积,反应更充分。
25、在我国,金属腐蚀造成的年损失约占国内生产总值(GDP)的3%~5%。研究金属的锈蚀条件并制定防护策略,能有效减少金属损耗。图1是常用的探究铁锈蚀条件的实验装置,大约要24小时后才能观察到明显的实验现象。小吴同学对图1进行了改进,采用了图2所示装置(夹持装置已略去),实验过程中出现明显现象的时间缩短至5~10分钟。
(1)如图1所示装置是对铁生锈的条件进行探究。3天后,发现只有装置C中的铁丝生锈了。根据装置B、C中的实验现象说明与 氧气 接触是铁生锈的条件之一。
(2)图2实验中,可证明铁生锈与水有关的现象为 U型管左边铁丝生锈,右边铁丝不生锈 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,增大了氧气浓度 。
(4)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 刷漆或涂油等 。
【答案】(1)氧气。
(2)U型管左边铁丝生锈,右边铁丝不生锈。
(3)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,增大了氧气浓度。
(4)刷漆或涂油等。
26、同学们设计了如图1所示实验,进行影响铁生锈因素的探究。一周后,试管A中铁钉几乎没有生锈,试管B中铁钉稍有生锈,试管C中铁钉明显生锈,试管D中铁钉严重生锈。
(1)试管B中使用“煮沸并冷却的蒸馏水”,目的是 除去水中溶解的氧气 。
(2)对比A、C试管,可得出的结论是 铁生锈需要水(或水是铁生锈的条件之一) 。
(3)对比 CD (填字母)试管的实验现象,可知NaCl的存在会加速铁的生锈。
(4)对于试管B中铁钉稍有生锈,同学们展开深入研究。将煮沸并冷却后的蒸馏水倒入烧杯中,再倒入植物油铺满水面,然后将溶解氧传感器插入水中,通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示。根据图像分析,B试管内铁钉生锈的原因是 通风环境下,氧气逐渐溶解到水中,使水中含有氧气,满足铁生锈的条件 。
【答案】(1)除去水中溶解的氧气;
(2)铁生锈需要水(或水是铁生锈的条件之一);
(3)CD;
(4)通风环境下,氧气逐渐溶解到水中,使水中含有氧气,满足铁生锈的条件。
题型二:生物实验
1、多酶片属于助消化类药物,含胃蛋白酶和胰酶(含胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶)。
酶的活性受pH影响吗?小科以胰淀粉酶为例,展开如下探究:
试管编号
1
2
3
4
5
6
所加试剂
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL+2%盐酸1mL
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL +蒸馏水(或清水) 1mL
1%淀粉液2mL
胰淀粉酶1mL+2%NaOH1mL
37℃水浴
5分钟
混合
试管2倒入1,混匀后记为A
试管4倒入3,混匀后记为B
试管6倒入5,混匀后记为C
37℃水浴
5分钟
检验
滴入2滴碘液,摇匀
(1)请补充试管4横线上所加的试剂:
(2)根据实验现象得出胰淀粉酶只能在中性环境发挥作用的结论,则实验现象是 A 组变蓝,B 组不变蓝,C 组变蓝 。
(3)如图,在生产多酶片时先用肠衣包裹胰酶,然后包上胃蛋白酶,再包上糖衣。糖衣在胃液中被分解,使羁蛋白酶释放出来,推测蛋白酶在 酸性 环境中能发挥作用。要使胰酶在小肠中才被释放,肠衣应具有的性质是 在酸性环境中不被分解,在碱性环境中能被分解 。
【答案】(1)+蒸馏水(或清水)
(2)A组变蓝,B组不变蓝,C组变蓝
(3)酸性;在酸性环境中不被分解,在碱性环境中能被分解
2、植物细胞壁的化学成分主要是果胶和纤维素,果胶酶能够分解果胶,进而破坏细胞壁,使细胞内容物得以释放。工业生产苹果汁时,常常利用果胶酶处理苹果泥,以提高苹果汁产量。为了探究温度对果胶酶催化作用的影响,小科进行如下步骤进行实验。
①如图甲:将2mL果胶酶与20g苹果泥分装于不同的试管,10℃水浴恒温处理10分钟。
②如图乙:将甲处理后的果胶酶和苹果泥混合在一支试管中,再次10℃水浴恒温处理10分钟。
③如图丙:将图乙试管中处理后的混合物进行过滤,用量筒测量苹果汁体积。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录数据,结果如图丁。请回答
(1)设置实验步骤①的目的是 使果胶酶和苹果泥达到相同的温度,避免因二者温度不同导致混合后温度发生变化 。
(2)本实验是通过 测量过滤后得到的苹果汁体积 来反映不同温度下果胶酶催化作用的。
(3)本实验能得出的实验结论是 在一定温度范围内,随着温度的升高,果胶酶的催化作用增强;但当温度过高时,果胶酶的活性会受到抑制,甚至失活 。(写出一点即可)
(4)小科发现:温度超过60℃,实验过滤所得的苹果汁很少,根据所学知识解释其中的原因: 高温导致果胶酶失活,无法继续分解果胶(高温也可能导致苹果泥中的其他成分发生变性或破坏,影响苹果汁的过滤和提取)(答案不唯一) 。
【答案】(1)使果胶酶和苹果泥达到相同的温度,避免因二者温度不同导致混合后温度发生变化;
(2)测量过滤后得到的苹果汁体积;
(3)在一定温度范围内,随着温度的升高,果胶酶的催化作用增强;但当温度过高时,果胶酶的活性会受到抑制,甚至失活;
(4)高温导致果胶酶失活,无法继续分解果胶(高温也可能导致苹果泥中的其他成分发生变性或破坏,影响苹果汁的过滤和提取)(答案不唯一)。
3、为了探究唾液淀粉酶的活性与温度的关系,小华进行了如图甲实验。请分析回答:
步骤1:取10支试管,分为5组。每组2支试管中分别加入1mL唾液淀粉酶溶液和2mL浓度为2%的淀粉溶液。
步骤2:将每组唾液淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振荡。
步骤3:将装有混合溶液的5支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。
反应过程中,每隔1min从各支试管中取出一滴反应液,滴在多孔瓷板上,加1滴碘液显色。已知碘液的颜色为棕黄色。
(1)小华认为该实验过程有一个错误,应在步骤2前添加步骤 将5组的试管分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中一段时间 (填操作过程)。
(2)纠正该实验错误步骤后,进行正确操作。第1min时,1~5号试管取出的反应液与碘液混合后均呈蓝色,其原因是 A 。
A.时间短,淀粉未完全分解
B.时间短,淀粉未分解
(3)多次取样观察,记录各组实验试管中的反应物与碘液混合物开始呈棕黄色所需要的时间,结果如图乙所示。分析上述实验结果,从中可以得到的结论是 在15℃~55℃之间,唾液淀粉酶的活性随着温度的升高先增大后减小,35℃附近酶的活性最高 。
(4)唾液淀粉酶是一种蛋白质,在胃、肠中无效,最终被消化成 氨基酸 ,并被小肠吸收进入血液循环。
【答案】(1)将5组的试管分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中一段时间。
(2)A。
(3)在15℃~55℃之间,唾液淀粉酶的活性随着温度的升高先增大后减小,35℃附近酶的活性最高。
(4)氨基酸。
4、小虞对课本中“影响酶催化作用的因素”实验进行了拓展探究,实验过程如下:
编号
试管1
试管2
试管3
1%淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
蒸馏水
1mL
/
/
盐酸
/
1mL
/
NaOH溶液
/
/
1mL
加入新鲜唾液淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
37℃水浴
10min
10min
10min
体积分数 0.4%的碘酒溶液
2滴
2滴
2滴
实验现象
不变蓝
变蓝
不变蓝
请根据表格内容分析回答:
(1)本实验的目的是:探究 酸碱性(或pH) 对唾液淀粉酶催化作用的影响;
(2)本实验中试管1的作用是 对照 ;
(3)观察实验现象:2号试管内液体变蓝色,原因是 唾液淀粉酶在酸性环境下失去活性,无法催化分解淀粉,淀粉遇碘变蓝色 ;
(4)出乎小虞预料的是:3号试管不变蓝。小虞查阅资料后,补做了如下实验:取一支试管,先加入1mL橙黄色的碘液,再加入1mLNaOH溶液,橙黄色的碘溶液颜色褪去。由此实验结果,小虞猜想3号试管不变蓝的原因是: 碘与NaOH溶液发生了反应 。
【答案】(1)酸碱性(或pH)
(2)对照
(3)唾液淀粉酶在酸性环境下失去活性,无法催化分解淀粉,淀粉遇碘变蓝色
(4)碘与NaOH溶液发生了反应
5、发烧时,食欲不振是因体温升高抑制了酶活性的缘故吗?兴趣小组同学用乳白色蛋白液和胃蛋白酶溶液进行实验。
【查阅资料】①乳白色蛋白液中的不溶性物质可被胃蛋白酶分解,溶液变澄清。
②世界卫生组织(WHO)以腋温≥37.3℃或口温/耳温≥37.5℃作为发热的间值。
③健康成人空腹时,胃液pH值约为1.5﹣2.0(盐酸浓度约0.4%),餐后因食物稀释可能升至3.0﹣3.5(浓度约0.2%)。
【实验方案】如表所示:
步骤
A组
B组
C组
D组
E组
F组
试管a、b
试管a、b
试管a、b
试管a、b
试管a、
试管a、b
第1步
a:加入2mL胃蛋白酶溶液和1mL 1%盐酸溶液
b:加入2mL乳白色蛋白液
第2步
水浴5min
37℃
38℃
39℃
40℃
41℃
42℃
第3步
各组a试管溶液倒入同组试管b中充分摇匀,放回原水浴
第4步
水浴15min
37℃
38℃
39℃
40℃
41℃
42℃
实验现象
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
变澄清
请回答:
(1)请完善步骤第1步。
(2)本实验不选用淀粉溶液和胃蛋白酶进行实验因为是 酶具有专一性 。
(3)本实验采用两次恒温水浴处理,能否略去第2步操作?说说你的观点和理由: 不能略去第2步。第2步先水浴是为保证酶和底物在混合前达到设定温度(控制单一变量),若略去,混合时温度不均一,会干扰实验结果(意思对即可) 。
(4)根据实验现象,小科认为,发烧时体温变化对胃蛋白酶活性影响不大。小科的依据是 实验中37℃﹣42℃(涵盖发热体温范围)水浴后,蛋白液都变澄清,说明胃蛋白酶活性未受明显抑制,即发烧时体温变化对其活性影响不大(意思对即可) 。
【答案】(1)B
(2)酶具有专一
(3)不能略去第2步。第2步先水浴是为保证酶和底物在混合前达到设定温度(控制单一变量),若略去,混合时温度不均一,会干扰实验结果(意思对即可)
(4)实验中37℃﹣42℃(涵盖发热体温范围)水浴后,蛋白液都变澄清,说明胃蛋白酶活性未受明显抑制,即发烧时体温变化对其活性影响不大(意思对即可)
6、当前研究发现现代人类的平均体温从37℃逐渐下降至约36.6℃,远低于传统的37℃,这一趋势在近200年内尤为明显。酶是生物体内的催化剂,其活性受温度的影响显著,体温下降会不会影响酶的催化作用?为此某兴趣小组研究淀粉酶在37℃和36℃时对淀粉的催化作用的影响。
(1)兴趣小组设计两种方案,方案一:按①⑤⑥步骤顺序进行;方案二:按②③④⑤⑥步骤顺序进行。请选择合理的方案 方案二 (选填“方案一”或“方案二”)。
①选取甲、乙两支试管分别都加入2mL淀粉溶液和1mL新鲜的淀粉酶溶液,甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,5分钟。
②选取甲、乙两支试管分别加入2mL淀粉溶液,甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,5分钟。
③选取丙、丁两支试管分别加入1mL新鲜的淀粉酶溶液,丙试管置于37℃水浴中,丁试管置于36℃水浴中,5分钟。
④将丙试管中的液体加入到甲试管中,丁试管中的液体加入到乙试管中,分别混合均匀,然后甲试管置于37℃水浴中,乙试管置于36℃水浴中,10分钟。
⑤用分光光度计(对淀粉含量定量分析的仪器),每隔2分钟检测淀粉的含量。
⑥多次重复实验,统计并处理数据。
(2)选择正确方案后,处理数据如图所示。兴趣小组认为,温度对酶的催化作用有影响,据图分析其依据是 相同时间内,37℃试管中的淀粉含量比36℃试管中的淀粉含量低(37℃时淀粉分解速度比36℃时分解速度更快) 。
(3)此实验能否得出37℃就是该淀粉酶的最适温度并说明原因 不能,没有做酶在36℃~37℃及37℃以上的实验(没有用其他温度进行实验) 。
(4)研究表明,体温每下降1℃,免疫力可能降低30%左右。下列造成人类的平均体温下降的可能原因有 ABC
A.体力劳动减少,代谢减缓
B.恒温环境的普及,造成身体自主产热能力降低
C.医疗水平提高,传染病减少,导致炎症发热的现象减少
【答案】(1)方案二;
(2)相同时间内,37℃试管中的淀粉含量比36℃试管中的淀粉含量低(37℃时淀粉分解速度比36℃时分解速度更快);
(3)不能,没有做酶在36℃~37℃及37℃以上的实验/没有用其他温度进行实验;
(4)ABC。
7、新鲜菠萝果肉中的菠萝蛋白酶能分解口腔黏膜和舌头表面的蛋白质,引起口腔麻木刺痛感。若菠萝用盐水浸泡后再食用,不适感会减轻。小科猜测可能是盐水影响了菠萝蛋白酶的活性。
为研究盐水对菠萝蛋白酶活性的影响,小科取6支相同的试管,编号1﹣6,各加入5 mL鲜榨的含菠萝蛋白酶的菠萝汁,再按如表分别添加物质,置于37℃的温水中保温。20 min后测定蛋白酶活性,并计算其相对活性。数据如下:
编号
1
2
3
4
5
6
试管中所添加的物质
★
5mL 1%
NaCl溶液
5mL 3%
NaCl溶液
5mL 5%
NaCl溶液
5mL 7%
NaCl溶液
5mL 9%
NaCl溶液
蛋白酶相对活性
100%
88%
69%
94%
88%
80%
根据上述实验,回答下列问题:
(1)为了形成对照,表格中“★”处的内容是 5ml清水 。
(2)实验表明,不同浓度的NaCl溶液都能抑制菠萝蛋白酶的活性。上述实验中,抑制作用最强的NaCl溶液浓度为 3% 。
(3)因为酶的活性与 温度 有关,小科认为菠萝用 热水浸泡后食用,不适感也可能减轻 。
【答案】5ml清水;3%;温度;热水浸泡后食用,不适感也可能减轻
【分析】根据对照实验设计原理,酶是一类蛋白质,具有生物活性,其受外部环境(温度,湿度,酸碱度)影响很大。
8、摄入过多脂肪会造成肥胖,研究人员进行实验探究魔芋中的膳食纤维对脂肪消化的影响。
换用浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%的魔芋膳食纤维溶液30ml进行实验,依次标记为B、C、D组。每组实验重复3次,取实验数据的平均值。实验结果如图所示。
(1)脂肪在小肠中最终消化成 甘油 和脂肪酸。
(2)根据实验结果可知:魔芋膳食纤维能抑制脂肪的分解。请分析得出此实验结论的依据 B、C、D组的脂肪酸相对含量均低于A组 。
(3)虽然过量摄入脂肪会导致肥胖,但脂肪对人体的作用是不可替代的,下列菜谱符合膳食平衡理念的是 C (选填字母)。
【答案】(1)甘油;
(2)B、C、D组的脂肪酸相对含量均低于A组;
(3)C。
9、小科买苹果汁时发现,有些店榨苹果汁时总要先煮一下苹果,为什么呢?小科查阅资料得知,苹果切块、切碎后在50℃~60℃的水中微热5分钟,苹果细胞会释放果胶酶,果胶酶可破除果肉细胞的细胞壁,从而释放更多果汁。小科想了解,果胶酶对其他蔬果是否也起同样的作用。
提出问题:果胶酶是否对其他蔬果起同样的作用呢?
准备实验:
实验器材:微热处理后的苹果泥,微热处理后的胡萝卜泥,果胶酶溶液,恒温水浴锅,微量可调移液器,吸头及吸头盒,蒸馏水,滤纸,烧杯,记号笔。
实验步骤:
①.取3张圆形滤纸,分别编号A、B、C,分别平铺在3个烧杯底部,然后按照以下组合向滤纸中心添加等量的混合物。
②.将3个烧杯置于37℃的恒温水浴锅中,保温20分钟。
③.取出滤纸,观察并测量滤纸被汁液浸润的直径。
实验数据:
序号
处理内容
浸润直径/mm
实验现象描述
A
微热处理后的苹果泥+2滴果胶酶溶液
45.6
滤纸完全浸润,汁液扩散均匀
B
微热处理后的胡萝卜泥+2滴果胶酶溶液
12.3
仅中心轻微润湿,无扩散
C
微热处理后的胡萝卜泥+_____
11.8
与B组相似,几乎无液体渗出
(1)用移液器取用不同试剂时需要更换吸头,目的是 避免试剂间出现交叉污染 。
(2)将C组的添加物补充完整: 2滴蒸馏水 。
(3)请分析表格中的数据和实验现象,说明酶具有专一性的依据是 比较A组和B组浸润直径差异较大 。
(4)为使结论更可靠,应再进行的操作是 换不同种类的蔬果进行重复实验 。
【答案】(1)避免试剂间出现交叉污染;
(2)2滴蒸馏水;
(3)比较A组和B组浸润直径差异较大;
(4)换不同种类的蔬果进行重复实验。
10、在学习了“泌尿系统”相关内容后,项目研究小组制作了“肾单位工作原理模型”,以模拟肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用,同时针对该模型设计了评价量表(如表1所示)。
表1
指标
优秀
良好
不合格
结构指标
设计有创意,具备两处(肾小球、肾小管)的结构
结构完整,但某处结构可能不清晰
结构不完整,有一处结构不合理
功能指标
能模拟肾小球中不同成分的滤过作用;能模拟肾小管的重吸收作用
肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用只能模拟一种
不能模拟肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用
某小组利用:黏土小球(如表2所示)、塑料圆管、矿泉水瓶、注射器等设计制作了如图所示的模型。
表2
颜色
白色
绿色
黑色
黄色
蓝色
红色
模拟成分
水分子
无机盐
尿素
葡萄糖
蛋白质
血细胞
直径(cm)
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
数量(个)
3(其中2个内含铁珠)
3(其中2个内含铁珠)
2
3
3
3
(1)用黏土小球模拟血液中的部分成分不能进入肾小囊,请写出“肾小囊”透明塑料盒上开孔的直径范围应为 1.4cm<d<1.6cm 。
(2)若该模型能模拟肾单位的功能,则血液中的黑色小球将从部位 ② (填序号)中流出。简述该模型中,肾小管如何进行重吸收作用: 磁铁可以吸引带铁球的小球 。
(3)请依据项目研究小组针对模型设计的评价量表完成以下问题。根据量表评价,该模型“结构指标”被评为优秀,“功能指标”被评为良好。为了使模型的“功能指标”达到优秀水平,请你对该模型提出合理的改进建议: 全部黄色小球中加上铁珠 。
【答案】(1)1.4 cm<d<1.6 cm
(2)②;磁铁可以吸引带铁球的小球
(3)全部黄色小球中加上铁珠
11、酵母菌在无氧环境下将有机物分解成酒精与二氧化碳。酵母菌无氧呼吸产生的酒精会对其造成伤害,从而抑制其呼吸作用强度吗?为此,科学小组的同学进行了如下探究活动。
【提出假设】酒精对酵母菌的无氧呼吸有抑制作用,且浓度越高抑制作用越大。
【实验器材】烧杯6个,气球6个,酵母菌培养液,体积分数为20%,40%、60%、80%的酒精,蒸馏水,量筒,刻度尺等。
【实验原理】装置如图所示,气球的体积会因酵母菌的无氧呼吸而变大,从而导致烧杯中的液面上升。酵母菌有氧呼吸的化学方程式可表达为:。在相同气压与温度下,任何含相同分子数的气体体积相同。
【实验过程】如表分别向6个气球中加入10毫升酵母菌的培养液(1号气球中的酵母菌已杀死)和10毫升不同浓度的酒精或蒸馏水,然后将6个气球分别置于对应编号的6个烧杯中,保温一段时间,将观察结果记录于表中(忽略酒精蒸发)。
实验设置
装置编号
1
2
3
4
5
6
酵母菌培养液
10毫升加热杀死
10毫升
10毫升
10毫升
10毫升
10毫升
不同浓度的酒精
蒸馏水
蒸馏水
20%
40%
60%
80%
液面升高的高度
【因变量的观测】(1)本实验运用了转换法这一科学方法,即通过 烧杯中液面的变化 反映酵母菌无氧呼吸的强度。
【推测实验证据】(2)若假设成立,请推测实验结果: 2至6号烧杯中的液面会依次降低 。
【实验反思】(3)由于开始时气球中存在一定量的氧气,酵母菌首先进行有氧呼吸.酵母菌的有氧呼吸对实验结果有影响吗?请予以判断与解释: 没有影响,因为有氧呼吸时消耗的氧气与产生的二氧化碳体积相同 。
【答案】(1)烧杯中液面的变化;
(2)2至6号烧杯中的液面会依次降低;
(3)没有影响,因为有氧呼吸时消耗的氧气与产生的二氧化碳体积相同。
12、酵母菌在研究人类遗传学以及测试新药等方面有着重要作用。小吴同学想探究酵母菌在有氧和无氧的条件下分解有机物的产物,利用输液器、试管等材料进行如图甲、乙所示的实验。
【查阅资料】葡萄糖、酒精能将橙色的重铬酸钾溶液还原成绿色的铬酸钾溶液。
【实验过程】
①称量0.2g葡萄糖粉、0.4g高活性干酵母粉和2mL蒸馏水配制成酵母菌培养液。
②如图甲、乙所示,组装实验装置、添加相应物质,将两装置在合适的温度下静置30min,观察现象。
③取甲、乙实验后的培养液于试管中,放入50℃的热水中,在试管上方罩一个内壁涂有重铬酸钾溶液的玻璃皿,如图丙所示。
(1)实验乙中在酵母菌培养液的上方加一层石蜡油的作用是 隔绝空气,创造无氧环境 。
(2)步骤③采用如图丙所示的实验方法,而不是将重铬酸钾溶液直接加入酵母菌培养液的原因是 培养液里可能还有未反应完的葡萄糖,直接加入会干扰实验结果,影响准确性 。
(3)小吴同学得出酵母菌在有氧和无氧条件下的产物不同,你预测丙中实验结果是 甲组澄清石灰水的浑浊程度大于乙组,丙实验中左右玻璃血内溶液颜色变化分别是橙色和灰绿色 。
【答案】(1)隔绝空气,创造无氧环境
(2)培养液里可能还有未反应完的葡萄糖,直接加入会干扰实验结果,影响准确性
(3)甲组澄清石灰水的浑浊程度大于乙组,丙实验中左右玻璃血内溶液颜色变化分别是橙色和灰绿色
13、在学习了“循环系统”相关内容后,同学们利用实验室里的导管、4个塑料瓶,试管、注射器等材料制作了如图所示的模型,以模拟人体的血液循环。塑料瓶①③、②④之间有旋塞,且均装有石蕊溶液。甲、乙注射器里装有盐酸和氢氧化钠溶液。
(1)该模型中与瓶③相连的塑料管a模拟的血管是 肺动脉 (选填“肺动脉”或“主动脉”)。
(2)为“血液”提供动力时,用手挤压瓶③与瓶④,此时旋塞应该处于 关闭 状态(填“打开”或“关闭”)。
(3)若红色溶液模拟动脉血,蓝色溶液模拟静脉血,将甲、乙注射器里的溶液适量注入试管后,均能显示相应颜色。则甲注射器里应装 氢氧化钠 溶液(选填“盐酸”或“氢氧化钠”)。
(4)针对该模型设计了如下评价量表(节选)。该模型设计合理,血液流向正确,因此“指标一”被评为优秀;你认为“指标二”应被评为 优秀 。
评价指标
优秀
良好
待改进
指标一
设计合理,血液流向正确
设计欠合理,但血液流向正确
血液流向不正确
指标二
能较好模拟体循环和肺循环路径,材料能体现静、动脉血的变化
能模拟体循环和肺循环路径,但材料不能体现静、动脉血的变化
不能模拟体循环和肺循环路径
【答案】(1)肺动脉
(2)关闭
(3)氢氧化钠
(4)优秀
14、在日常饮食中适量增加膳食纤维可有效减少人体脂肪的过量堆积。研究人员探究了魔芋膳食纤维对脂肪消化的影响。
①配制浓度分别为0、0.1%、0.3%、0.5%的四组魔芋膳食纤维溶液各100mL。
②向各组溶液中分别加入5mL玉米油,混合均匀,制成四组混合液。
③从四组混合液中各取30mL分别加入4个烧杯,按魔芋膳食纤维的浓度由低到高依次标记为A、B、C、D组。
④向各组分别加入20mL人工肠消化液,充分搅拌。37℃下反应2小时,每隔20分钟测量脂肪酸相对含量。每组实验重复3次,取实验数据的平均值。结果如图甲所示。
(1)脂肪主要在人体的 小肠 中被消化(填消化道的名称)。
(2)每组实验重复3次取实验数据的平均值,这样做的目的是 避免偶然性因素对实验结果的影响,减小误差 。
(3)根据图甲实验结果可知:魔芋膳食纤维能 抑制 脂肪的分解。(选填“促进”或“抑制”)
(4)为什么魔芋膳食纤维会影响脂肪的分解?研究人员测量了上述实验完成时每组烧杯中脂肪微粒的直径,结果如图乙所示。由此推测,魔芋膳食纤维可能与 胆汁 (填消化液名称)的作用效果相反。
【答案】(1)小肠;
(2)避免偶然性因素对实验结果的影响,减小误差;
(3)抑制;
(4)胆汁。
15、输血是对失血过多患者的最有效的急救措施,根据世界卫生组织统计,每年全球会有1174亿单位的捐献血液,但却远不能满足需求。血液资源的应用时,以输同型血为主。小明想要模拟血液以及模拟血清凝集反应,选择以下化学试剂(反应产生沉淀模拟血液凝集反应)进行探究:
血 型
凝集原
凝集素
A型血
CuCl2
Na2SO4
B型血
Ba(NO)2
NaOH
AB型血
/
O型血
/
(1)根据小组的实验设置,O型血可用上述 氢氧化钠、硫酸钠 来模拟。
(2)近些年,科学家致力于研发“人造血液”,科学家用全氟碳奈烷和全氟碳三丙胺的混合物做原料,经乳化制得一种氟化碳化合物,在兔子身上实验成功,且不用考虑配型问题,请推测“人造血液”具有这种特点的原因是 不含凝集原 。
(3)科学家在使用“氟碳人造血液”进行科学实验过程中发现,实验体在创伤失血、一氧化碳中毒等情况下能起到较好的效果,但也出现创口不易止血,机体免疫力下降等问题。通过上述信息分析,“氟碳人造血液”与真血比较,缺少了哪些血细胞具有的功能? 白细胞杀菌作用和血小板凝血作用
(4)科学家表示“人造血液”离临床运用还有很长的路要走,目前血液的来源还是以献血为主。我国实行无偿献血制度,提倡18﹣55周岁的健康公民自愿献血。小明觉得献血后,血液量减少,一定会影响身体健康,你认为这样的想法正确吗? 错误 为什么? 血浆和血细胞可以在短时间内通过自身的调节作用恢复到正常水平
【答案】见试题解答内容
【分析】在输血时,应以输同型血为原则,输血时,如果输血者和受血者血型不合会发生红细胞凝集反应,据此解答。
【解答】解:(1)根据小组的实验设置,通过化学反应发生的沉淀代表凝集反应,可推知:CuCl2模拟的是A凝集原,Ba(NO)2模拟的是B凝集原,Na2SO4模拟抗A凝集素,NaOH模拟抗B凝集素,因此O型血不含凝集原,但血清中含有抗A和抗B凝集素,因此可用上述硫酸钠(Na2SO4)、氢氧化钠(NaOH)来模拟。
(2)人造血液是为人体提供血液,是供血者,输血时,主要考虑供血者红细胞上的凝集原是否会与受血者血清中的凝集素发生凝集反应。A型血的人的血管中只含有抗B凝集素;B型人的血清中只含有抗A凝集素;AB型人的血清中两种凝集素都没有;O型人的血清中则两种凝集素全有。推测“人造血液”不用考虑配型问题,因为人造血液不含凝集原,不会与A、B、O和AB型血液发生凝集反应。
(3)血液由血浆和血细胞构成,血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。白细胞会穿过毛细血管壁,吞噬病菌,对人体有防御和保护作用;血小板有加速凝血和止血的作用;红细胞具有运输氧和部分二氧化碳。实验体在创伤失血、一氧化碳中毒等情况下能起到较好的效果,但也出现创口不易止血,机体免疫力下降等问题。通过上述信息分析,“氟碳人造血液”与真血比较,缺少了白细胞杀菌作用和血小板凝血作用。
(4)输血以输同型血为原则,正常适量献血不会影响身体健康,而且还有利于提高自身造血器官的造血功能。我国实行义务献血,健康成年人每次献血200﹣400毫升是不会影响健康的。因此,小明的想法不正确,因为一个健康的成年人每次献血200﹣400毫升,不会影响身体健康,反而还有利于提高自身造血器官的造血功能。
故答案为:(1)氢氧化钠、硫酸钠;
(2)不含凝集原;
(3)白细胞杀菌作用和血小板凝血作用;
(4)错误;一个健康的成年人每次献血200﹣400毫升,不会影响身体健康,反而还有利于提高自身造血器官的造血功能。因此,健康成年人适量献血不会影响自己的身体健康。
16、七年级科学兴趣小组提出这样一个问题:“人的脉搏快慢与运动是否有关?”。针对这一问题,他们提出两种猜想:猜想一:脉搏快慢与运动有关;猜想二:脉搏快慢与运动无关。
究竟哪一种猜想是正确的呢?小金同学设计了如下实验:分别测定四位同学在安静状态、跳绳后、100米赛跑后三种状态下1分钟内的脉搏次数,测得数据如表所示。
姓名
安静状态
跳绳后
100米赛跑后
小宁
82
123
136
小科
80
125
138
小晶
78
120
135
小莹
79
121
137
(1)对数据进行分析归纳,你支持猜想 一 (填“一”或“二”)。
(2)科学探究的基本步骤可以分为:①提出问题:②制定计划:③收集证据:④建立猜想与假设;⑤评价与交流;⑥分析证据:⑦得出结论。以上步骤的正确顺序是: ①④②③⑥⑦⑤ (用序号表示)。
(3)王老师在课堂上发现一位同学精神不振且很疲劳,脸色绯红,同时伴有咳嗽,于是她估计该同学可能在发烧,要求该同学测量体温。上述信息中,从探究的基本步骤分析,王老师的“估计”属于 建立猜想与假设 (填步骤名称,下同),要求该同学测量体温的目的是 收集证据 。
【答案】(1)一;
(2)①④②③⑥⑦⑤;
(3)建立猜想与假设;收集证据。
题型三:物理实验
1、在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,小虞选择电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程,连接好电路,闭合开关,操作后测得表一数据。另一同学也用相同的器材,选用同样的量程,连接后测得表二数据。
(1)若连接的电路图如图所示,可测得表 一 的实验数据(选填“一”或“二”)。
(2)另一同学所测得的数据与小虞存在差异,原因可能是 电压表并联在滑动变阻器两端 。
(3)小灯泡的额定功率为 1.064 W。
表一
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3
0.24
2
2.2
0.28
3
1.5
0.30
【答案】故答案为:(1)一;
(2)电压表并联在滑动变阻器两端;
(3)1.064。
2、小建做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。
(1)小建通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成如图乙所示的U﹣I图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率P额= 0.5 W;
(2)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,发现电压表的示数 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 B 。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 1A”的滑动变阻器
(4)测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2和P﹣U2图像,如图,则可能正确的是 B 。
A. B. C. D.
【答案】(1)0.5;(2)变大;(3)B;(4)B。
3、在测定一个额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时,某同学将额定电压为2.5V的小灯泡、符合实验要求的滑动变阻器和电源、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干连接了部分电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数明显低于电源电压、电流表也有示数,而电灯却不亮,出现这种现象的原因可能是 小灯泡的实际功率太小 。
(3)改变滑动变阻器接入电路的电阻值,当电流表和电压表的示数如图乙、丙所示时,小灯泡的实际功率是 0.3 W。要测小灯泡的额定功率,应再将滑动变阻器的滑片向 右 移动。
【答案】(1);(2)小灯泡的实际功率太小;(3)0.3;右。
4、图甲为某小灯泡的电压﹣电流关系图,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用如图乙所示的电路,其中电源电压保持6V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图丙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 D 端移动(选填:“C”或“D”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用 D 。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器
B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器
D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(4)如表为某同学的实验记录分析表:
实验次数
电压表示数U(V)
电流表示数I(A)
功率P(W)
额定功率P额(W)
1
2.0
0.25
0.5
P额0.76
2
2.5
0.3
0.75
3
3.0
0.34
1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请说明理由。 不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义 。
【答案】(1);(2)D;(3)D;(4)不合理,原因是:灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义。
5、在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,小虞选择电流表0~0.6A量程,电压表0~3V量程,连接好电路,闭合开关,操作后测得表一数据。另一同学也用相同的器材,选用同样的量程,连接后测得表二数据。
表一
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
3
0.24
2
2.2
0.28
3
1.5
0.30
(1)若连接的电路图如图所示,闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的最合理操作是 D 。
A.更换小灯泡
B.将电源正负极对调
C.检查电路是否断路,看开关是否接触不良
D.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(2)若连接的电路图如图所示,可测得表 一 的实验数据(选填“一”或“二”)。
(3)另一同学所测得的数据与小虞存在差异,原因可能是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
(4)小灯泡的额定功率为 1.064 W。
【答案】(1)D;(2)一;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大;(4)1.064。
6、小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率,已知电源电压3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮);
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 小灯泡断路 ;
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华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I﹣U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.75 W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 大于 P0(选填“大于”或“小于”);
(5)实验中,有甲“15Ω;2A”、乙“25Ω;2A”、丙“30Ω;2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 乙 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】(1);
(2)小灯泡断路;
(3)0.75;
(4)大于;
(5)乙。
7、某灯泡上标有“7.*V 0.5A”的字样,其中额定电压值不清、估计在7.0V~7.9V之间,因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大,要测定小灯泡的额定功率,必须测出其额定电压。现有实验仪器:
一个电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器R,一个阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后,设计了图甲所示的电路图,并开展以下实验。
(1)滑片P位于a端时,只闭合开关S和S1,此时电流表示数如图乙所示,已知电路此时安全,则电源电压为 12 V;
(2) 只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流为0.5A (请补充具体操作),此时小灯泡正常发光;
(3)当小灯泡正常发光时,保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S和S1,断开S2,读出电流表示数为0.6A,则求出此时变阻器接入电路的阻值R′为 10 Ω。通过计算得出灯泡的额定电功率为 3.5 W。
【答案】(1)12
(2)只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流为0.5A
(3)10 3.5
8、为测定小灯泡的电功率,小帅准备好了待测小灯泡(额定电流为0.2A,电阻约为8Ω)、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请帮助小帅完成图甲中的电路连接,要求滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是 小灯泡短路 。
(3)解决电路故障后,小帅移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中,阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率,记为P1。由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2,则P1 小于 P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 C (填字母)。
A.丙方案能,丁方案不能
B.丙方案不能,丁方案能
C.两种方案都能
D.两种方案都不能
【答案】(1)见解答图;(2)小灯泡短路;(3)小于;(4)C。
9、探究小灯泡的电功率。
(1)小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想:“小灯泡的电功率与电压有关,电压越大,功率越大”。则支持该结论的实验现象是 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 ;
(2)为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率,小乐进行如下操作:
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大;
②闭合开关,将滑动变阻器滑片移到某一位置,电压表示数如图丙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小乐接下来应将滑动变阻器滑片向 左 (左/右)移,直至电压表示数为2.8伏;
③当电压表示数为2.8伏时,电流表示数为0.3安,小乐根据P=UI算出小灯泡的额定功率为 0.84 W,断开开关,发现电流表的指针如图丁所示,则小灯泡的额定功率的真实值 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)计算值。
【答案】(1)电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮;
(2)左;0.84;大于。
10、小科用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝(R甲>R乙),瓶中插入温度计a、b。
(1)选择比热容较 小 的液体作为被加热物体,实验现象会更加明显。
(2)在开关闭合前,滑动变阻器P要处于 B 位置(选填“A”或“B”)。
(3)实验过程中,小科根据 温度计升高的示数 来判断电阻丝产生热量的多少。
(4)实验一段时间后,请你根据所学知识预测可能观察到的现象 温度计a升高的示数大 。
【答案】(1)小; (2)B; (3)温度计升高的示数;(4)温度计a升高的示数大。
11、在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,某同学设计了两种实验装置,分别如图A和图B所示,图A中在两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内插入温度计a、b,图B中在左右两个U形管中装入有色液体,甲、乙两个塑料盒密闭。
(1)为了让实验效果更显著,应在图A的甲、乙两个玻璃瓶中加入质量、初温相同的 煤油 (填“煤油”或“水”)。
(2)图A实验中,通过观察 温度计示数变化的大小 来比较电流通过电阻产生热量的多少。
(3)图B实验中,一段时间后,观察到左侧U形管液面高度差比右侧大,则可以得出的结论是 在通电时间和电阻相同时,电流越大,电流产生的热量越多 。
(4)焦耳定律可以用公式Q=I2Rt表示,通过本实验的探究 不能 (填“能”或“不能”)直接得出焦耳定律的公式。
【答案】(1)煤油;(2)温度计示数变化的大小;(3)在通电时间和电阻相同时,电流越大,电流产生的热量越多;(4)不能。
12、如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象 橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降 。
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处: 均为气体对外做功,内能转变为机械能 ;以下改变内能的方式中,与BC段不相同的是: D 。
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热
B.水沸腾时,水蒸气将壶盖顶起
C.从滑滑梯上处滑落,臀部变热
D.用酒精灯给水加热,水温升高
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精?请判断并说明理由: 能,通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况 。
【答案】(1)橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降;
(2)均为气体对外做功,内能转变为机械能;D;
(3)能,通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况。
13、在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如表:
燃料种类
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
20
38
色拉油
20
28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 相同 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 沸腾 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 存在热损失 。
【答案】(1)相同;(2)沸腾;(3)存在热损失。
14、小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)观察甲、乙两图,除了图中相同的器材,还要用到相同的测量工具是 天平 。
(2)甲组实验是通过 加热时间 来反映物质吸收热量的多少。(选填:“加热时间”“温度计升高的示数”)
(3)购买一盒薯片,设计实验估测薯片的热值,应选用上述 乙 组(选填“甲”、“乙”)来进行测量,然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热值进行比较是 偏小 (选填“偏大”“偏小”)。
(4)若某同学在实验时,记录数据如下表,根据表中数据计算燃料2的热值是 1.2×106 J/kg。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/(J/kg)
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
7
【答案】(1)天平;(2)加热时间;(3)乙;偏小;(4)1.2×106。
15、许多实验器材在科学的探究实验中多次使用,斜面就是其中之一,但用法不尽相同。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)甲实验中,为了便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持 较小 (填“较大”或“较小”)的坡度;
(2)在乙、丙这两个实验中,斜面的作用是 使物体获得一定的速度 ;
(3)实验丙,将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块,用 木块被撞击后移动的距离 来显示物体A的动能大小;
(4)丁实验,物体重为4N,斜面长1.2m、高0.3m。用弹簧测力计沿斜面拉物体到高处,实验中弹簧测力计示数如图所示,则此时斜面上物体所受的摩擦力大小为 1.5 N。
【答案】(1)较小;
(2)使物体获得一定的速度;
(3)木块被撞击后移动的距离;
(4)1.5。
16、某同学在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动。该同学想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
通过了解和初步实验,他发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。为进一步探究,他设计了下述实验方案,将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜而能到达的最高点,测出该点的高度h2。通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
(1)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 动 能。
(2)vA表示碰撞前瞬间A球运动速度,vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2=h1,则vB = vA(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实际实验中,测出的h2总小于h1,若导致这一现象的原因轨道不光滑,那么在阻力不可避免的情况下,你认为该同学的设计是否还有价值?说出你的理由。 在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:当无阻力时,h2=h1,即可判断vB=vA 。
【答案】(1)动;(2)=;(3)在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:当无阻力时,h2=h1,即可判断vB=vA
17、某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏,参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放,滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶,撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问:保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关?于是设计了如图甲所示的装置。
(1)若不考虑阻力,保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能 不变 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变,小明的做法是 让保龄球从同一位置由静止释放 。
(3)经过多次实验得到数据如图乙。小明判断将斜坡放平(θ=0°),保龄球撞击的塑料瓶数量最多,其依据是 斜坡倾角越小,保龄球撞击的塑料瓶数量越多 。
(4)若将保龄球置于Q点由静止释放,请分析是否能完成以上实验,并说明理由: 因为受摩擦力和空气阻力影响,机械能不守恒,保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点,而塑料瓶的位置高于Q点,所以保龄球无法撞击到塑料瓶,不能完成实验 。
【答案】(1)不变;(2)让保龄球从同一位置由静止释放;(3)斜坡倾角越小,保龄球撞击的塑料瓶数量越多;(4)因为受摩擦力和空气阻力影响,机械能不守恒,保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点,而塑料瓶的位置高于Q点,所以保龄球无法撞击到塑料瓶,不能完成实验。
18、在测“滑轮组机械效率”的实验中,某同学组装好如图所示的实验装置,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,并分别记下钩码和弹簧测力计的位置,不计绳重和摩擦,三次实验数据记录如表:
次数
钩码重力G/牛
钩码上升的高度h/厘米
拉力F/牛
绳端移动的距离s/厘米
机械效率η
1
2
10
1.8
20
55.6%
2
6
10
3.8
20
?
3
2
10
1.2
30
55.6%
(1)根据表中数据,可判断第3次实验所选的是 乙 (填“甲”或“乙”)滑轮组。
(2)第2次实验中,该滑轮组的机械效率为 78.9% (计算结果保留到0.1%)。
(3)①分析对比1、3组实验可知,滑轮组的机械效率与其绕绳方式 无关 (填“有关”或“无关”)。
②分析对比1、2组实验可知,用相同的滑轮组提升物体时,物体重力越大,滑轮组的机械效率越高。机械效率是滑轮组机械性能优劣的重要标志,除了增加物重外,请再提出一条提高滑轮组机械效率的措施: 减少动滑轮的重力 。
【答案】(1)乙;(2)78.9%;(3)①无关;②减少动滑轮的重力。
【分析】(1)由绳端移动的距离和钩码升高的高度之间的关系判断实验中所采用的滑轮组;
(2)第2实验中,根据滑轮组的机械效率η100%公式可求机械效率;
(3)①1、3组实验中钩码的重力相同,钩码升高的高度相同,绳端移动的距离不同,机械效率相同;
②1、2组实验可知,实验中用的时甲滑轮组,钩码升高相同的高度,实验2中钩码的重力较大,实验中实验2的机械效率高于实验1的机械效率,由滑轮组的机械效率η可知,要想提高滑轮组的机械效率,除了增大重物外,还可以可以减小动滑轮的重力,使绳子和滑轮间更光滑减少摩擦力等措施。
19、探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
次数
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
0.6
1.7
1.02
59%
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。请你解释出现这种现象的原因 动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大 。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>W有+W轮,他猜测还有 绳重、各种摩擦 因素影响机械效率。(答一种因素即可)
(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值ΔW=W总﹣W有﹣W轮,通过比较第1、2和 4 组的数据,发现重物的重力越大,差值ΔW 越大 (选“越大”、“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释 所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由表中数据,根据W有=Gh得出有用功;
绳子有效段数为2,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs求出总功,根据机械效率η100%求解;
(2)纵向比较表中数据得出结论;
动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功比例增大,机械效率变大;
(3)根据额外功的来源分析;
(4)根据表中数据,求出在每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值,比较大小得出结论;
根据要控制物体提升的高度相同回答;
分别得出3次实验的ΔW回答;由影响摩擦力大小的因素分析。
【解答】解:(1)由表中数据,第3次实验的有用功:W有=Gh=2N×0.3m=0.6J;
绳子有效段数为2,根据s=nh,绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.3m=0.6m,
总功:W总=Fs=1.7N×0.6m=1.02J;
机械效率:η59%;
次数
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
0.6
1.7
1.02
59%
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(2)纵向比较表中数据,钩码重力逐渐增大,滑轮组的机械效率增大;
原因:动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大。
(3)实验中,额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和,即绳重、各种摩擦也会影响机械效率;
(4)在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值ΔW=W总﹣W有﹣W轮,即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时,要控制物体提升的高度相同,故应通过比较第1、2和4组的数据;
ΔW1=W总1﹣W有1﹣W轮=0.88J﹣0.4J﹣G轮h=0.48J﹣G轮h;
ΔW2=W总2﹣W有2﹣W轮=1.12J﹣0.6J﹣G轮h=0.52J﹣G轮h;
ΔW3=W总3﹣W有3﹣W轮=1.60J﹣1.0J﹣G轮h=0.6J﹣G轮h;
故重物的重力越大,差值ΔW越大,原因是:所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
故答案为:(1)如上表所示;
(2)增大;动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大;
(3)绳重、各种摩擦;
(4)4;越大,所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
20、如图甲,光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止;如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,若不计空气阻力。
(1)图甲中,小球最终停下来的原因是 小球受到了摩擦力、小球的机械能转化成了内能 。
(2)图乙中,如果小球从斜面甲高H处静止释放,说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的关系为 A 。(填字母)
A.h<H
B.h>H
C.h=H
D.无法确定
(3)若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点在由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开,则小球离开B点后的运动轨道最符合实际是虚线 c 。(填字母)
【答案】(1)小球受到了摩擦力、小球的机械能转化成了内能;(2)A;(3)c。
21、在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为 25 g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“0g/cm3”,此刻度线到提挂点P距离为 5 cm;
(3)将100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为 25 cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为 0.1 g/cm3;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为 0.8 g/cm3;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为 2.5 g/cm3。
【答案】(1)25;(2)5;(3)25;0.1;(4)0.8;(5)2.5。
22、杆秤在古籍中被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。某同学进行“探究杠杆的平衡条件”实验后,制作了一把杆秤。
(1)图甲中“标”“本”指的是 力臂 。(选填“力臂”或“力”)
(2)用图甲杆秤进行某次测量时,增大了“重”,此时应把“权” 远离 O点(选填“远离”或“靠近”)。
(3)图甲杆秤量程偏小,为了增大杆秤量程,以下方法中可行的是 AB 。(可多选)
A.增加“权”的质量
B.增长“标”的长度
C.增长“本”的长度
(4)乙图为另一把杆秤,已知秤纽在C点时杆秤最大可以测量的物体质量为1880g,那么秤纽移到B点后该杆秤最大可测物体的质量为 5000 g(杆秤自身重力不计,E点为秤砣可移动的最远端)。
【答案】(1)力臂;(2)远离;(3)AB;(4)5000。
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