2022-2023学年浙江省温州市八年级(上)期中科学试卷
展开1.(2分)下列自然灾害中,不属于气象灾害的是( )
A.寒潮B.台风C.洪水D.地震
2.(2分)如图所示是一个一次性降温杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度明显下降。制造此降温杯可选用的固体碎块是( )
A.硝酸铵B.氢氧化钠C.蔗糖D.食盐
3.(2分)构建概念图有助于学生优化知识结构,提高学习效果。如图所示表示概念a包含了概念b和概念c。下列各项中的概念,能分别代表图中的a、b、c的是( )
A.浓溶液、饱和溶液、不饱和溶液
B.溶液、悬浊液、乳浊液
C.降水、降雨、降雪
D.对流层、平流层、大气层
4.(2分)如图为电解水的实验改进装置,下列有关说法正确的是( )
A.该实验能证明水由氢气和氧气组成
B.左侧注射器收集到的气体能燃烧
C.左右两侧注射器收集到气体体积比为1:2
D.右侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃
5.(2分)下表列出了甲、乙两物质的部分性质。由此可知,要将由它们组成的混合物相互分离的最佳操作方法是( )
A.过滤法B.结晶法C.蒸馏法D.沉淀法
6.(2分)如图几种大气运动形式中,气流运动方向表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2分)以下与压强知识相关的实验中,分析正确的是( )
A.甲图用喝水杯做“纸片托水”实验,可以测量大气压的值
B.乙图为自制气压计,玻璃管内水柱升高说明外界大气压强增大
C.圆形水管左粗右细,水管中的气泡随水水平向右快速运动过程中体积会变大
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小,原来停止沸腾的水一定会再次沸腾
8.(2分)下列关于天气与气候的说法错误的是( )
A.今天最高气温:18℃,最低气温:9℃,它描述的是天气
B.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”形象反映了地形对气候的影响
C.气象观测中,降雨量一般用毫升来计量,温度计要放到百叶箱中,观测风速的仪器是风向标
D.海南冬天比黑龙江温暖,是由于纬度因素引起的
9.(2分)在20℃时,某固体物质(不含结晶水)的水溶液( )
下列说法你认为正确的( )
A.溶液甲是饱和溶液
B.20℃时,该固体物质的溶解度是40g
C.溶液丙若蒸发10g水,析出的晶体一定大于4g
D.溶液乙溶质的质量分数小于溶液丙溶质的质量分数
10.(2分)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中。如果再向水中加入少量的食盐,待两球静止后( )
A.甲球浸在水中的体积不变
B.乙球浸在水中的体积减小
C.甲球受到的浮力小于重力
D.乙球受到的浮力大于重力
11.(2分)现有100克质量分数为15%的硝酸钾溶液,若要使溶质的质量分数增大1倍,可采用的方法是( )
A.增加15克硝酸钾
B.蒸发50克水
C.倒出50克硝酸钾溶液
D.使硝酸钾的溶解度达到30克
12.(2分)为清理学校池塘水面上的落叶、浮萍等垃圾,学校项目化小组设计了如图所示的“水上垃圾收集器”:将塑料瓶去掉底部,外壁装上若干泡沫柱,装在瓶口的水泵将水从塑料瓶中往外抽出,同时瓶外的水会带动水面垃圾不断地从收集口流入瓶内。
稳定性设计。下列泡沫柱安装位置的设计中(俯视图),不能保证装置竖直稳定地漂浮在水面上的是( )
A.B.
C.D.
13.(2分)为清理学校池塘水面上的落叶、浮萍等垃圾,学校项目化小组设计了如图1所示的“水上垃圾收集器”:将塑料瓶去掉底部,外壁装上若干泡沫柱,装在瓶口的水泵将水从塑料瓶中往外泵出,同时瓶外的水会带动水面垃圾不断地从收集口流入瓶内。请回答下面小题。
清理效果调试。如图2为某水上垃圾收集器在水中漂浮时的状态。小组同学通过上下移动泡沫柱来改变收集口离水面的距离H,以满足不同厚度垃圾的收集需求。在调试过程中,该收集器所受浮力F浮与距离H的关系图像正确的是( )
A.B.
C.D.
14.(2分)为了加快电解水的速率,通常在水中加入一定浓度的稀硫酸增强导电性,小龙发现加入的硫酸体积不同,若观察第三次实验中产生气泡的速率,你预计气体产生的速率随时间的变化规律最接近( )
A.B.
C.D.
15.(2分)小灵用一根轻质的塑料吸管(重力可忽略),将其下端用石蜡密封后,再塞入适量的小铅粒(如图),他将此密度计放入不同已知密度的液体中,获得如表所示的数据。下列说法错误的是( )
A.由表格数据进行处理分析可知:标在密度计上的刻度值越往下越大
B.由表格数据进行处理分析可知:标在密度计上的刻度线越往下越密
C.换用粗一点的吸管重复实验,则每次实验密度计浸入深度变小
D.换用粗一点的吸管重复实验,则每相邻两次实验密度计浸入深度的差值变大
二、简答题(本题共6小题,16题、17题每空1分,其余每空2分,共30分)
16.(6分)(1)如图,A地海拔300米,B、C两地海拔3300米
①已知每上升1000米,气温下降6℃。理论推算A和B两地温度差为 ℃。
②B和C地相比,降水较少的是 地,判断理由是 。
(2)在下列5种物质中:a作为饮料的汽水,b.蒸馏水,c.无色透明的自来水,e.黄河水。属于溶液的是(用编号回答,下同) ,悬浊液的是 ,乳浊液的是 。
17.(2分)温州地处东南沿海,每年夏秋季易受台风侵袭。台风常带来狂风暴雨,造成巨大的经济损失。
(1)台风是形成于洋面的热带气旋,其中心气压明显低于周边。图甲中A、B两个天气系统中可能形成台风的是 。
(2)台风带来的狂风暴雨,易造成城市内涝。图乙为水循环示意图,城市内涝的形成与地表径流有关 。(填图乙中序号)
18.(6分)某实验小组对不同条件下的硝酸钾的溶解情况进行了以下实验。在甲、乙、丙三个烧杯中放入20g硝酸钾晶体,再分别加入50.0g冷水、热水与酒精,充分搅拌后(保持各自的温度不变)
(1)判断甲烧杯中溶液是饱和溶液的依据是 。
(2)利用甲、丙两个烧杯及里面的溶液,我们可以研究物质溶解度大小与 有关。
(3)将乙烧杯中的溶液降温到t1℃时,刚好达到饱和状态,再往乙烧杯中加入10g水2℃时,溶液又恰好达到饱和状态,则t1 t2(填“>”、“<”或“=”)。
19.(6分)放在普通环境里的鸡蛋容易变质。鲜鸡蛋密度约为1.08g/cm3,变质蛋密度可降至1.03g/cm3以下。生活中,我们可以把鸡蛋放入密度为1.03g/cm3的盐水中来判断鸡蛋是否变质。
(1)如图所示甲、乙、丙三个鸡蛋静止在盐水中,其中最有可能已变质的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)鸡蛋。
(2)在配制一定质量分数的氯化钠溶液实验中,用已调平的天平称取食盐固体时,发现指针偏右 食盐。(填“增加”或“减少”)
(3)配制好溶液后,发现溶质质量分数偏小,其原因可能是 (填序号)。
①食盐晶体不纯
②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗
③用量筒量取水时俯视读数
④将配好的溶液转移到细口瓶时,有部分洒出
20.(4分)身边的废旧物品也是学习科学的好材料。小瑞学习《天气与气候》内容后,将使用过的饮料瓶改造成实验工具。
(1)将同一品牌一大一小的两个圆柱形饮料瓶制作成A、B两个简易雨量筒,制作方式相同,如图甲所示。某雨天,则所测降雨量的关系为A B。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分,小瓶瓶口附近放一支点烧的线香。利用该装置可以模拟风的形成。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是 。(选填1、2或3)
21.(6分)小安取一个边长为10厘米,重为8牛的正方体空心物体A如图(1)和组合容器B、C(足够高)(2),将物体A放入容器中如图(3),慢慢向C中加水至离容器C底部深度为14厘米。
(1)当慢慢往容器B中加水时,下列选项中能说明此时物体A受到浮力作用的是 (可多选)。
A.
B.
C.
D.
(2)慢慢往容器B中加水直至物体A刚开始上浮,请在图中画出该过程中物体A受到的浮力与容器B中水深度的图像关系 (橡胶膜形变不影响水深的大小,提示:A受到的浮力可根据A上下表面受到液体的压力差来算,液体压强公式p=ρgh)。
三、实验探究题(本题共3小题,每空2分,共18分)
22.(6分)在学习了浮力的相关知识后,某学习小组想进一步研究物体在空气中所受的浮力与气体密度之间的关系。他们利用如图甲所示装置进行实验,拉力传感器能显示拉力的大小,记录拉力传感器的示数F的变化,并将实验结果绘制成如图乙所示图像。
(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是 。
(2)根据图乙,可得出结论: 。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代塑料小球重复上述实验。已知相同条件下,气压越大。请预测,当钟罩内气体密度变大时,并说明理由。
23.(6分)如图甲是小平网购收到的活鱼,鱼在密封袋中存活时间长短与水中溶解氧的含量相关。为了探究氧气在水中溶解能力的影响因素,小平做了以下实验:
步骤1:将相同的7个密封容器标为1号、2号、3号,在容器内分别装入等量的水后排尽容器内的空气,再充入足够的氧气。
步骤2:将7个密封容器的水温控制在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃,然后通过调整密封圈把容器内气压调整为0.9×105帕。通过氧气含量传感器显示水中溶解氧气的质量(如图乙)。
步骤3:将气压调整到1×105帕、1.05×105帕,重复步骤2,记录数据并绘制如图丙所示曲线。
(1)步骤1中“排尽容器内的空气,再充入足够的氧气”的目的是: 。
(2)某同学认为氧气在水中的溶解能力为微溶,即使在步骤1中加入的氧气没有完全等量也不会影响实验结果,你认为该观点是否合理 。
(3)在容器内气压为1.0×105帕时,把水温从20℃调整到该类鱼生存最适合温度30℃,通过调整密封圈来改变容器内的气压,气压该怎么调整,请说明理由: 。
24.(6分)某兴趣小组用如图甲所示的三种注射器(5mL、10mL、20mL)、弹簧测力计一只(量程为5N)、刻度尺、橡皮帽,主要步骤如下:
第1步骤: ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
第2步骤:如图乙所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
第3步骤:用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,为15厘米;
第4步骤:记录相关数据,计算大气压的大小。
(1)将实验第1步骤补充完整: 。
(2)实验中,小明发现换用20mL的注射器无法完成实验,分析可能的原因是 。
(3)小红同学认为该实验中注射器活塞和筒壁间存在摩擦,还要增加测量摩擦力的大小的实验步骤,请写出该操作步骤 。
四、解答题(本题共4小题,25题4分,26题5分,27题6分,28题7分,共22分)
25.(4分)家用手动式抽水器,轻松解决桶装水取水难题。如图所示,把安装好抽水器的水桶平稳放置,阀门1打开时、阀门2自动关闭;放手后压气囊会自动复原,水就能从出水口处流出。按下停水阀门,连通桶内外气体,阀门自动关闭。实际使用时发现,桶内水越多越容易压出水(装置看成密封)。请结合图示,解释说明抽水器工作所蕴含的科学道理。
26.(5分)如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代高压锅”。当鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积S=200cm2。如表是水的沸点(T)与气压(p)的关系
(1)在标准大气压下,鼎内水在120℃沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差?
(2)若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,你认为可能的原因? 。
27.(6分)项目学习小组在食盐溶液的学习中,通过实验测定“析出食盐晶体后所得溶液的溶质质量分数”(饱和溶液的浓度),并制定评价量规如表一
(已知烧杯质量为50克,蒸发皿质量为20克,甲烧杯中含有50克蒸馏水与30克食盐。实验时室温为20℃,查阅资料发现此温度下饱和食盐水的浓度为26.5%)
方案Ⅰ:取甲烧杯中部分溶液加入蒸发皿,垫上石棉网,用酒精灯内焰加热蒸发结晶,当即停止加热。相关数据记录在如下流程中。实验共用时18分钟。
方案Ⅱ:用胶头滴管直接往烧杯中逐次加入蒸馏水并充分搅拌,记录相关数据。共用时7分钟。
(1)如图甲烧杯中所得溶液一定是饱和溶液,其依据是: 。
(2)根据方案Ⅱ的数据,计算饱和溶液的浓度。若计算结果与真实值有差异,请写出可能原因之一。
(3)结合评价量规和过程记录,将方案Ⅰ相关指标的评价得分填在答题卷上的表格中 。
28.(7分)某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量
设计要求:
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
(1)如图甲位置,要使潜水器下潜,应如何操作。 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg,体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比,如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
(3)图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面
2022-2023学年浙江省温州市八年级(上)期中科学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题有15小题,每题2分,共30分。每小题只有一个正确选项,不选、多选、错选均不给分)
1.(2分)下列自然灾害中,不属于气象灾害的是( )
A.寒潮B.台风C.洪水D.地震
【答案】D
【分析】气候复杂多样,是我国气候的主要特征之一.我国地域辽阔,地跨众多的温度带和干湿地区,加上我国地形复杂,地势高低悬殊,更增加了我国气候的复杂多样性。
【解答】解:中国是气象灾害严重的国家,主要气象灾害有洪涝、寒潮、台风。地震是地质灾害。
故选:D。
2.(2分)如图所示是一个一次性降温杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度明显下降。制造此降温杯可选用的固体碎块是( )
A.硝酸铵B.氢氧化钠C.蔗糖D.食盐
【答案】A
【分析】当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度明显下降,根据常见物质的溶解吸放热情况进行分析。
【解答】解:当水袋破裂时,水与固体碎块混合。
A、硝酸铵与水混合时,故正确;
B、氢氧化钠溶解时放出热量;
C、蔗糖溶于水没有明显的热效应;
D、食盐溶于水没有明显的热效应;
故选:A。
3.(2分)构建概念图有助于学生优化知识结构,提高学习效果。如图所示表示概念a包含了概念b和概念c。下列各项中的概念,能分别代表图中的a、b、c的是( )
A.浓溶液、饱和溶液、不饱和溶液
B.溶液、悬浊液、乳浊液
C.降水、降雨、降雪
D.对流层、平流层、大气层
【答案】C
【分析】A.结合溶液的浓度和饱和性进行分析;
B.结合溶液、悬浊液、乳浊液的关系进行分析;
C.结合降水的类型进行分析;
D.结合对流层的种类进行分析。
【解答】解:A.饱和溶液不一定是浓溶液,浓溶液也不一定是不饱和溶液;
B.溶液不包括悬浊液和乳浊液,故B错误;
C.降水包括降雨和降雪,故C正确;
D.对流层不包括平流层和大气层,故D错误;
故选:C。
4.(2分)如图为电解水的实验改进装置,下列有关说法正确的是( )
A.该实验能证明水由氢气和氧气组成
B.左侧注射器收集到的气体能燃烧
C.左右两侧注射器收集到气体体积比为1:2
D.右侧注射器收集到的气体能使带火星的木条复燃
【答案】C
【分析】电解水时,与电源正极相连的玻璃管内产生的气体体积少,与电源负极相连的玻璃管内的气体体积多,且两者的体积之比大约是1:2,据此结合题意进行分析解答。
【解答】解:A、电解水生成氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的。
B、左侧是正极,能支持燃烧,故选项说法错误。
C、左右两侧注射器收集的气体分别是O2和H2,体积比为8:2,故选项说法正确。
D、右侧是负极,具有可燃烧,故选项说法错误。
故选:C。
5.(2分)下表列出了甲、乙两物质的部分性质。由此可知,要将由它们组成的混合物相互分离的最佳操作方法是( )
A.过滤法B.结晶法C.蒸馏法D.沉淀法
【答案】C
【分析】根据题意,甲、乙两物质的密度相近、均可溶于水,沸点相差较大,进行分析判断。
【解答】解:甲、乙两物质的密度相近,沸点相差较大。
故选:C。
6.(2分)如图几种大气运动形式中,气流运动方向表示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】近地面空气的受热不均,引起气流的上升或下沉运动,同一水平面上气压的差异和大气的水平运动都会影响热力环流的变化。
【解答】解:暖气团位于锋面上面,冷气团位于锋面下面,冷气团被迫往后退。
受热地区盛行上升气流,相对冷却地区盛行下沉气流。
城市的温度比郊区高,城市盛行上升气流。
白天,海水温度比陆地低,陆地上空盛行下沉气流。
故选:A。
7.(2分)以下与压强知识相关的实验中,分析正确的是( )
A.甲图用喝水杯做“纸片托水”实验,可以测量大气压的值
B.乙图为自制气压计,玻璃管内水柱升高说明外界大气压强增大
C.圆形水管左粗右细,水管中的气泡随水水平向右快速运动过程中体积会变大
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小,原来停止沸腾的水一定会再次沸腾
【答案】C
【分析】(1)覆杯实验能证明大气压强的存在。
(2)气压计玻璃管内水柱升高说明外界气压发生变化。
(3)流速大的地方压强小。
(4)液体沸点和气压有关,气压越低,沸点越低。
【解答】解:A、纸片托水”实验能证明大气压强的存在,故A错误。
B、乙图为自制气压计,所以外界气压变低。
C、圆形水管左粗右细,流速变大,故水管中的气泡随水水平向右快速运动过程中体积会变大。
D、向外拉活塞,沸点降低,故水不一定会再次沸腾。
故选:C。
8.(2分)下列关于天气与气候的说法错误的是( )
A.今天最高气温:18℃,最低气温:9℃,它描述的是天气
B.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”形象反映了地形对气候的影响
C.气象观测中,降雨量一般用毫升来计量,温度计要放到百叶箱中,观测风速的仪器是风向标
D.海南冬天比黑龙江温暖,是由于纬度因素引起的
【答案】C
【分析】天气具有短期性和多变性的特点,气候具有长期性和稳定性的特点。
【解答】解:A、今天最高气温是18℃,说明时间短,它描述的是天气,不符合题意。
B、“人间四月芳菲尽,是地形对气候的影响,不符合题意。
C、气象观测中,温度计要放到百叶箱中,而不是风向标,但符合题意。
D、海南冬天比黑龙江温暖,黑龙江纬度高,观点正确。
故选:C。
9.(2分)在20℃时,某固体物质(不含结晶水)的水溶液( )
下列说法你认为正确的( )
A.溶液甲是饱和溶液
B.20℃时,该固体物质的溶解度是40g
C.溶液丙若蒸发10g水,析出的晶体一定大于4g
D.溶液乙溶质的质量分数小于溶液丙溶质的质量分数
【答案】B
【分析】第一次蒸发10g水,析出2g晶体析出,甲溶液可能是不饱和溶液也可能是恰好饱和,所得乙溶液一定是饱和溶液;第二次温蒸发掉10克水,结果析出4g晶体,则溶液为饱和溶液,说明该温度下蒸发10g水,其饱和溶液能析出4g晶体,进行分析判断。
【解答】解:A、第一次蒸发10g水,甲溶液可能是不饱和溶液也可能是恰好饱和。
B、20℃时,其饱和溶液能析出4g晶体,则20℃时,故选项说法正确。
C、溶液丙若蒸发10g水,故选项说法错误。
D、溶液乙和丙均为该温度下的饱和溶液,故选项说法错误。
故选:B。
10.(2分)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中。如果再向水中加入少量的食盐,待两球静止后( )
A.甲球浸在水中的体积不变
B.乙球浸在水中的体积减小
C.甲球受到的浮力小于重力
D.乙球受到的浮力大于重力
【答案】B
【分析】(1)根据浮沉条件判断出甲、乙物体密度与液体密度的关系和浮力与重力的关系,如果再向水中加入少量的食盐,根据液体密度的变化判断出甲、乙物体与液体密度的关系,进而判断出甲乙的浮沉情况和浮力与重力的关系;
(2)根据浮力的变化和F浮=G排=ρ水gV排判断出甲、乙排开液体体积的变化。
【解答】解:(1)甲、乙两球分别悬浮,根据漂浮和悬浮条件可知:ρ甲=ρ水,ρ乙<ρ水,F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,如果再向水中加入少量的食盐,水的密度变大盐水>ρ甲,ρ盐水>ρ乙,所以甲会上浮,最终漂浮在盐水面上;乙仍然漂浮,故CD错误;
(2)由于两球受到的浮力不变,由于液体的密度变大浮=G排=ρ水gV排可知甲、乙排开液体的体积都减小,B正确。
故选:B。
11.(2分)现有100克质量分数为15%的硝酸钾溶液,若要使溶质的质量分数增大1倍,可采用的方法是( )
A.增加15克硝酸钾
B.蒸发50克水
C.倒出50克硝酸钾溶液
D.使硝酸钾的溶解度达到30克
【答案】B
【分析】要使溶液的溶质质量分数变大,常通过两种方式:①加入溶质,②蒸发溶剂,据此结合溶质质量分数的计算进行分析判断.
【解答】解:100g溶质的质量分数为15%的硝酸钾溶质的质量是:100g×15%=15g,100g溶质的质量分数为15%的硝酸钾溶剂的质量是:100g﹣15g=85g。
A.加入15g硝酸钾后≈26.1%;
B.蒸发50g水后=30%;
C.溶液均有均一性,溶质的质量分数不变;
D.即使硝酸钾的溶解度达到30g≈23.1%。
故选:B。
12.(2分)为清理学校池塘水面上的落叶、浮萍等垃圾,学校项目化小组设计了如图所示的“水上垃圾收集器”:将塑料瓶去掉底部,外壁装上若干泡沫柱,装在瓶口的水泵将水从塑料瓶中往外抽出,同时瓶外的水会带动水面垃圾不断地从收集口流入瓶内。
稳定性设计。下列泡沫柱安装位置的设计中(俯视图),不能保证装置竖直稳定地漂浮在水面上的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据“水上垃圾收集器”的结构分析其稳定性的大小。
【解答】解:根据四个选项可知,A、D中的泡沫柱安装位置是对称的;B中三个泡沫柱安装位置有利于垃圾收集器的稳定,不能保证装置竖直稳定地漂浮在水面上。
故选:C。
13.(2分)为清理学校池塘水面上的落叶、浮萍等垃圾,学校项目化小组设计了如图1所示的“水上垃圾收集器”:将塑料瓶去掉底部,外壁装上若干泡沫柱,装在瓶口的水泵将水从塑料瓶中往外泵出,同时瓶外的水会带动水面垃圾不断地从收集口流入瓶内。请回答下面小题。
清理效果调试。如图2为某水上垃圾收集器在水中漂浮时的状态。小组同学通过上下移动泡沫柱来改变收集口离水面的距离H,以满足不同厚度垃圾的收集需求。在调试过程中,该收集器所受浮力F浮与距离H的关系图像正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据物体漂浮的条件分析浮力大小与收集口离水面的距离H的关系。
【解答】解:如图为某水上垃圾收集器在水中漂浮时的状态,根据物体漂浮的条件,因而浮力与收集口离水面的距离H无关,浮力始终不变,ABD错误。
故选:C。
14.(2分)为了加快电解水的速率,通常在水中加入一定浓度的稀硫酸增强导电性,小龙发现加入的硫酸体积不同,若观察第三次实验中产生气泡的速率,你预计气体产生的速率随时间的变化规律最接近( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】电解水生成氢气和氧气,产生气体的速率与溶液中所含离子的浓度有关,离子浓度越大,溶液的导电性越强,水分解的速率越快。
【解答】解:随着电解水的不断进行,水在不断消耗,进而使水电解的速度加快。
故选:A。
15.(2分)小灵用一根轻质的塑料吸管(重力可忽略),将其下端用石蜡密封后,再塞入适量的小铅粒(如图),他将此密度计放入不同已知密度的液体中,获得如表所示的数据。下列说法错误的是( )
A.由表格数据进行处理分析可知:标在密度计上的刻度值越往下越大
B.由表格数据进行处理分析可知:标在密度计上的刻度线越往下越密
C.换用粗一点的吸管重复实验,则每次实验密度计浸入深度变小
D.换用粗一点的吸管重复实验,则每相邻两次实验密度计浸入深度的差值变大
【答案】D
【分析】(1)分析数据中液体的密度越大时密度计浸入的深度变化即可判断;
(2)根据液体的密度增大相同时密度计浸入的深度变化量即可判断;
(3)密度计根据物体漂浮时浮力与重力相等的原理制成的;换用粗一点的吸管重复实验测量同一种液体密度时,密度计的浮力相同,则密度计排开液体的体积相同,根据V=Sh即可判断密度计浸入的深度变化;
(4)每相邻两次实验密度计的液体密度变化相同,根据V=Sh即可判断浸入深度的差值变化量。
【解答】解:A、由表格数据中可知:液体的密度越大时密度计浸入的深度越小,故A正确;
B、由表格数据中可知:当液体密度的由0.8g/cm5增加到0.9g/cm4和1.1g/cm2增加到1.2g/cm8,增加量相同,为Δρ=0.1g/cm5,
由表格数据中可知:密度计浸入深度的变化量分别为,为Δh1=6.6cm﹣5.6cm=8.7cm,Δh2=3.5cm﹣4.8cm=0.3cm,
则:Δh4>Δh2,所以,标在密度计上的刻度线越往下越密;
C、换用粗一点的吸管重复实验,由于密度计受到的浮力相同,由于粗一点的吸管横截面积大一些;则每次实验密度计浸入深度变小;
D、由于每相邻两次实验密度计排开液体的体积变化量相同,根据V=Sh可知密度计浸入的深度变化量小一些,故D错误。
故选:D。
二、简答题(本题共6小题,16题、17题每空1分,其余每空2分,共30分)
16.(6分)(1)如图,A地海拔300米,B、C两地海拔3300米
①已知每上升1000米,气温下降6℃。理论推算A和B两地温度差为 18 ℃。
②B和C地相比,降水较少的是 C 地,判断理由是 B处为迎风坡,C地为背风坡 。
(2)在下列5种物质中:a作为饮料的汽水,b.蒸馏水,c.无色透明的自来水,e.黄河水。属于溶液的是(用编号回答,下同) ac ,悬浊液的是 e ,乳浊液的是 d 。
【答案】(1)①18;②C;B处为迎风坡,C地为背风坡;
(2)ac;e;d。
【分析】(1)在同纬度地区,海拔每上升100米,气温约降低0.6℃,迎风坡降水多,背风坡降水少。据图中信息解答;
(2)根据溶液、悬浊液、乳浊液的组成及特点进行分析。
【解答】解:(1)①A地海拔300米,B、C两地海拔3300米;已知每上升1000米;A和B两地温度差为[(3300米﹣300米)÷100]×0.6℃=18℃;
②读图可知,B地位于迎风坡,气温降低,形成降水,盛行下沉气流,水汽不易凝结;
(2)混合物是含有两种或两种以上物质的物质,自然界的水多数属于混合物,故汽水、优酸乳饮料和黄河水都属于混合物;溶液是均一稳定的混合物、自来水均属于溶液,故优酸乳饮料为乳浊液;故属于溶液的是ac,乳浊液的是d。
故答案为:
(1)①18;②C,C地为背风坡;
(2)ac;e;d。
17.(2分)温州地处东南沿海,每年夏秋季易受台风侵袭。台风常带来狂风暴雨,造成巨大的经济损失。
(1)台风是形成于洋面的热带气旋,其中心气压明显低于周边。图甲中A、B两个天气系统中可能形成台风的是 A 。
(2)台风带来的狂风暴雨,易造成城市内涝。图乙为水循环示意图,城市内涝的形成与地表径流有关 ① 。(填图乙中序号)
【答案】(1)A
(2)①
【分析】(1)气旋是低气压,气流运动方向是北半球呈逆时针辐合上升,由于其中心气流是上升的,出现阴雨天气。
(2)水循环环节有:蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流。
【解答】解:(1)台风是形成于洋面的热带气旋,其中心气压明显低于周边,水平方向上气流由四周向中心辐合,形成阴雨天气,图A为气旋。
(2)读图可知,乙图中①为地表径流,③为下渗。
故答案为:
(1)A
(2)①
18.(6分)某实验小组对不同条件下的硝酸钾的溶解情况进行了以下实验。在甲、乙、丙三个烧杯中放入20g硝酸钾晶体,再分别加入50.0g冷水、热水与酒精,充分搅拌后(保持各自的温度不变)
(1)判断甲烧杯中溶液是饱和溶液的依据是 溶液底部有不溶解的硝酸钾 。
(2)利用甲、丙两个烧杯及里面的溶液,我们可以研究物质溶解度大小与 溶剂的种类 有关。
(3)将乙烧杯中的溶液降温到t1℃时,刚好达到饱和状态,再往乙烧杯中加入10g水2℃时,溶液又恰好达到饱和状态,则t1 > t2(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)溶液底部有不溶解的硝酸钾;
(2)溶剂的种类;
(3)>。
【分析】(1)根据饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂中不能继续溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液进行分析;
(2)根据对照实验的设计方法进行分析;
(3)根据硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大进行分析。
【解答】解:(1)判断甲烧杯中溶液是饱和溶液的依据是:溶液底部有不溶解的硝酸钾,说明了该溶液已经不能再溶解硝酸钾了;
(2)甲、丙两个烧杯中温度相同,所以研究物质溶解度大小与溶剂的种类有关;
(3)甲中硝酸钾没有全部溶解,乙中硝酸钾全部溶解,乙烧杯中的溶液降温到t1℃时,刚好达到饱和状态,此时溶液是不饱和2℃时,溶液又恰好达到饱和状态,所以t4>t2。
故答案为:(1)溶液底部有不溶解的硝酸钾;
(2)溶剂的种类;
(3)>。
19.(6分)放在普通环境里的鸡蛋容易变质。鲜鸡蛋密度约为1.08g/cm3,变质蛋密度可降至1.03g/cm3以下。生活中,我们可以把鸡蛋放入密度为1.03g/cm3的盐水中来判断鸡蛋是否变质。
(1)如图所示甲、乙、丙三个鸡蛋静止在盐水中,其中最有可能已变质的是 丙 (填“甲”、“乙”或“丙”)鸡蛋。
(2)在配制一定质量分数的氯化钠溶液实验中,用已调平的天平称取食盐固体时,发现指针偏右 增加 食盐。(填“增加”或“减少”)
(3)配制好溶液后,发现溶质质量分数偏小,其原因可能是 ①② (填序号)。
①食盐晶体不纯
②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗
③用量筒量取水时俯视读数
④将配好的溶液转移到细口瓶时,有部分洒出
【答案】(1)丙;
(2)增加;
(3)①②。
【分析】(1)根据鸡蛋密度的变化和在水中的悬浮情况判断鸡蛋是否变质;
(2)根据托盘天平的使用注意事项进行分析;
(3)根据溶质的质量分数=×100%进行分析。
【解答】解:(1)由题意可知,鸡蛋变质后密度可降至1.03克/厘米3以下,由图示可知7的盐水中,说明鸡蛋的密度小于1.03克/厘米3;鸡蛋已变质;
(2)天平指针偏向右边,说明右盘的砝码质量大于左盘氯化钠质量;
(3)①食盐晶体不纯,致使溶质质量变小,故①正确;
②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗,使溶剂的质量偏大,故②正确;
③用量筒量取水时俯视读数,读数偏大,可使配制溶液溶质的质量分数变大;
④溶液是均一的,将配好的溶液转移到细口瓶时,故④错误。
故选:①②。
故答案为:(1)丙;
(2)增加;
(3)①②。
20.(4分)身边的废旧物品也是学习科学的好材料。小瑞学习《天气与气候》内容后,将使用过的饮料瓶改造成实验工具。
(1)将同一品牌一大一小的两个圆柱形饮料瓶制作成A、B两个简易雨量筒,制作方式相同,如图甲所示。某雨天,则所测降雨量的关系为A 等于 B。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分,小瓶瓶口附近放一支点烧的线香。利用该装置可以模拟风的形成。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是 1 。(选填1、2或3)
【答案】(1)等于
(2)1
【分析】(1)降水量是指一定时间内,从天空降落到地面上的液态或固态水,未经蒸发、渗透、流失,而在水平面上积聚的深度,以mm为单位。
(2)近地面由于受热不均匀,导致大气垂直方向的运动,受热较多的地区垂直方向大气膨胀上升,近地面形成低气压,高空形成高气压,相对冷却的地区垂直方向大气收缩下沉,近地面形成高压,高空形成低压,由此导致同一水平方向存在高低气压,水平方向大气由高压往低压运动,故形成大气运动的闭合环流,该闭合环流即为热力环流。大气总是从高气压流向低气压。
【解答】解:(1)同一地点和同一时间,降水量应该是相同的、B两个简易雨量筒,则某雨天,则所测降雨量的关系为A等于B。
(2)将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,如乙图,小瓶瓶口附近放一支点烧的线香,近地面形成低气压,所以图中C点箭头指向瓶内。
故答案为:
(1)等于
(2)1
21.(6分)小安取一个边长为10厘米,重为8牛的正方体空心物体A如图(1)和组合容器B、C(足够高)(2),将物体A放入容器中如图(3),慢慢向C中加水至离容器C底部深度为14厘米。
(1)当慢慢往容器B中加水时,下列选项中能说明此时物体A受到浮力作用的是 CD (可多选)。
A.
B.
C.
D.
(2)慢慢往容器B中加水直至物体A刚开始上浮,请在图中画出该过程中物体A受到的浮力与容器B中水深度的图像关系 见解答 (橡胶膜形变不影响水深的大小,提示:A受到的浮力可根据A上下表面受到液体的压力差来算,液体压强公式p=ρgh)。
【答案】(1)CD;(2)见解答。
【分析】(1)浮力是由于上下表面受到的压强不等产生的压力差,据此分析;
(2)慢慢往容器B中加水,当A压在出水口,向上的压力小于A重力时,水不会流入C中,压力达到F=G推开A,A开始浸入液体受到浮力,当浮力等于重力时,停止加水,据此分析画图。
【解答】解:(1)浮力产生的原因是上下表面的压强差,因而使得橡皮膜的形变不同,左右对称形变相同,故选:CD;
(2)慢慢往容器B中加水,当A压在出水口,水不会流入C中,
F=pS=ρgha2=8N;
推开时水的深度h===3.08m=8cm;
A开始浸入液体受到浮力,当浮力等于重力时,当物体漂浮是,F浮=G=8N,
F浮=ρgh'a3=8N;
此时A浸入的深度为h'===0.08m=5cm;
水面高度为8cm+8cm=16cm,从5cm开始有浮力。浮力8N
故答案为:(1)CD;(2)见解答。
三、实验探究题(本题共3小题,每空2分,共18分)
22.(6分)在学习了浮力的相关知识后,某学习小组想进一步研究物体在空气中所受的浮力与气体密度之间的关系。他们利用如图甲所示装置进行实验,拉力传感器能显示拉力的大小,记录拉力传感器的示数F的变化,并将实验结果绘制成如图乙所示图像。
(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是 打开止水夹,推拉注射器活塞 。
(2)根据图乙,可得出结论: 当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大,物体在空气中所受的浮力越大 。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代塑料小球重复上述实验。已知相同条件下,气压越大。请预测,当钟罩内气体密度变大时,并说明理由。 拉力传感器示数变大。因为当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
【答案】(1)打开止水夹,推拉注射器活塞;
(2)当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大,物体在空气中所受的浮力越大;
(3)拉力传感器示数变小。因为当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
【分析】(1)实验中,打开止水夹,向内推注射器活塞,可增大钟罩内的气体密度;向外拉注射器活塞,可减小钟罩内的气体密度。
(2)图中塑料小球处于静止状态,受力情况为:G=F拉+F浮,由图乙可知,空气密度越大,拉力传感器的示数越小,而小球的重力G一定,因此所受浮力越大,据此得出结论。
(3)当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响,据此判断。
【解答】解:(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是打开止水夹。
(2)图中塑料小球处于静止状态,受力情况为:G=F拉+F浮,由图乙可知,空气密度越大,而小球的重力G一定,据此可得出结论:当物体排开空气的体积一定时,物体在空气中所受的浮力越大。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧。当钟罩内气体密度变大时,气球体积减小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
故答案为:(1)打开止水夹,推拉注射器活塞;
(2)当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大;
(3)拉力传感器示数变小。因为当钟罩内气体密度变大时,气球体积减小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
23.(6分)如图甲是小平网购收到的活鱼,鱼在密封袋中存活时间长短与水中溶解氧的含量相关。为了探究氧气在水中溶解能力的影响因素,小平做了以下实验:
步骤1:将相同的7个密封容器标为1号、2号、3号,在容器内分别装入等量的水后排尽容器内的空气,再充入足够的氧气。
步骤2:将7个密封容器的水温控制在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃,然后通过调整密封圈把容器内气压调整为0.9×105帕。通过氧气含量传感器显示水中溶解氧气的质量(如图乙)。
步骤3:将气压调整到1×105帕、1.05×105帕,重复步骤2,记录数据并绘制如图丙所示曲线。
(1)步骤1中“排尽容器内的空气,再充入足够的氧气”的目的是: 提高容器中氧气含量,使氧气在水中的溶解达到饱和状态 。
(2)某同学认为氧气在水中的溶解能力为微溶,即使在步骤1中加入的氧气没有完全等量也不会影响实验结果,你认为该观点是否合理 只要都达到饱和,且袋内气压相等,气体质量略有差异,不会对实验结果造成影响 。
(3)在容器内气压为1.0×105帕时,把水温从20℃调整到该类鱼生存最适合温度30℃,通过调整密封圈来改变容器内的气压,气压该怎么调整,请说明理由: 由图丙可知溶解氧含量随气压升高而增大,随温度升高而减小,所以在升高温度的情况下,要保证溶解氧含量不变,需增大压强 。
【答案】(1)提高容器中氧气含量,使氧气在水中的溶解达到饱和状态;
(2)只要都达到饱和,且袋内气压相等,气体质量略有差异,不会对实验结果造成影响;
(3)由图丙可知溶解氧含量随气压升高而增大,随温度升高而减小,所以在升高温度的情况下,要保证溶解氧含量不变,需增大压强。
【分析】1、对照实验就是为了防止其他因素的影响,再设置一组对照实验,使它除了原实验本身改变的条件外,其他条件保持相同,最后与原实验所得结果进行对照,观察异同,对照实验用来证明某种因素对实验结果的确切影响。
2、科学探究的环节:提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与搜集数权据、分析与论证、评估、交流与合作。
【解答】解:(1)按体积计算,空气中氧气约占21%,需要充入足够的氧气,再充入足够的氧气的目的是提高容器中氧气含量。
(2)只要其他条件相同,氧气在水中的溶解达到饱和状态就不会对实验结果产生影响,原因是只要都达到饱和,气体质量略有差异。
(3)由图丙可知:氧气的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大,要保持氧气的溶解度不变,所以在容器内气压为1.0×103帕时,把水温从20°C调整到该类鱼生存最适合温度30°C,需增大压强。
故答案为:
(1)提高容器中氧气含量,使氧气在水中的溶解达到饱和状态;
(2)只要都达到饱和,且袋内气压相等,不会对实验结果造成影响;
(3)由图丙可知溶解氧含量随气压升高而增大,随温度升高而减小,要保证溶解氧含量不变。
24.(6分)某兴趣小组用如图甲所示的三种注射器(5mL、10mL、20mL)、弹簧测力计一只(量程为5N)、刻度尺、橡皮帽,主要步骤如下:
第1步骤: 把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出注射器内的空气 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
第2步骤:如图乙所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
第3步骤:用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,为15厘米;
第4步骤:记录相关数据,计算大气压的大小。
(1)将实验第1步骤补充完整: 把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出注射器内的空气 。
(2)实验中,小明发现换用20mL的注射器无法完成实验,分析可能的原因是 换用20mL的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程 。
(3)小红同学认为该实验中注射器活塞和筒壁间存在摩擦,还要增加测量摩擦力的大小的实验步骤,请写出该操作步骤 取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数 。
【答案】(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出注射器内的空气;
(2)换用20mL的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程;
(3)取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数。
【分析】(1)实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;
(2)根据p=计算外界大气对活塞的压力,与弹簧测力计的量程比较分析;
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
【解答】解:(1)为减小注射器内空气的影响,使用前应先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)换用20mL的注射器进行实验,由p=得=1.01×105Pa×≈13.3N>5N;
由此可知容积大的注射器,横截面积大,会超过弹簧测力计的量程;
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,从而使测量值偏大,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
故答案为:(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排出注射器内的空气;
(2)换用20mL的注射器,横截面积大,会超过弹簧测力计的量程;
(3)取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒。
四、解答题(本题共4小题,25题4分,26题5分,27题6分,28题7分,共22分)
25.(4分)家用手动式抽水器,轻松解决桶装水取水难题。如图所示,把安装好抽水器的水桶平稳放置,阀门1打开时、阀门2自动关闭;放手后压气囊会自动复原,水就能从出水口处流出。按下停水阀门,连通桶内外气体,阀门自动关闭。实际使用时发现,桶内水越多越容易压出水(装置看成密封)。请结合图示,解释说明抽水器工作所蕴含的科学道理。
【答案】力按压气囊,气囊内气体压强变大,阀门1打开,空气流入桶内,松手气囊体积变大,压强减小,阀门2打开,空气进入气囊,再次按压,空气进入水桶内,内部气压大于外部,水被压出,按停水阀,桶内空气排出,内外压强相等,停止出水,水少时,需要更多的空气,增大压强,需要多次按压才能压出水,水多时,空间小,少量空气能增大内部压强。
【分析】根据下压使得气囊内空气流入桶内,使得内部压强增大,大于外界大气使得水流出。
【解答】答:用力按压气囊,气囊内气体压强变大,空气流入桶内,压强减小,空气进入气囊,空气进入水桶内,水被压出,桶内空气排出,停止出水,需要更多的空气,需要多次按压才能压出水,空间小。
26.(5分)如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代高压锅”。当鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积S=200cm2。如表是水的沸点(T)与气压(p)的关系
(1)在标准大气压下,鼎内水在120℃沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差?
(2)若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,你认为可能的原因? 鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大 。
【答案】(1)该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差为1960N;(2)鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大。
【分析】(1)压强的计算公式是:。
(2)水的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高;低压越低,沸点越低。
【解答】解:(1)在标准大气压下,鼎内水在120℃沸腾时,鼎内外的压强差为:4Pa;
此时鼎内外形成的压力差为:ΔF=ΔpS=9.3×104Pa×200×10﹣4m7=1960N。
(2)若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,原因是:鼎盖密封不严密。
答:(1)该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差为1960N;(2)鼎盖密封不严密。
27.(6分)项目学习小组在食盐溶液的学习中,通过实验测定“析出食盐晶体后所得溶液的溶质质量分数”(饱和溶液的浓度),并制定评价量规如表一
(已知烧杯质量为50克,蒸发皿质量为20克,甲烧杯中含有50克蒸馏水与30克食盐。实验时室温为20℃,查阅资料发现此温度下饱和食盐水的浓度为26.5%)
方案Ⅰ:取甲烧杯中部分溶液加入蒸发皿,垫上石棉网,用酒精灯内焰加热蒸发结晶,当即停止加热。相关数据记录在如下流程中。实验共用时18分钟。
方案Ⅱ:用胶头滴管直接往烧杯中逐次加入蒸馏水并充分搅拌,记录相关数据。共用时7分钟。
(1)如图甲烧杯中所得溶液一定是饱和溶液,其依据是: 有固体剩余 。
(2)根据方案Ⅱ的数据,计算饱和溶液的浓度。若计算结果与真实值有差异,请写出可能原因之一。
(3)结合评价量规和过程记录,将方案Ⅰ相关指标的评价得分填在答题卷上的表格中 3;0;0 。
【答案】(1)有固体剩余;
(2)溶质质量分数=×100%=25%,小于26.5%,可能是因为加水过量(合理即可);
(3)3;0;0。
【分析】(1)根据饱和溶液的概念分析;
(2)根据溶质的质量分数公式分析;
(3)根据题目数据计算,结合表格评价。
【解答】解:(1)饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液,所得溶液一定是饱和溶液;
(2)由方案Ⅱ的数据可知,溶质质量分数=,小于26.5%;
(3)指标一、实验共用时18分钟,得2分;
指标二、蒸发皿加热不需要垫上石棉网,到较多固体出现时停止加热,共三处错误;
指标三、溶质的质量分数为,误差大于真实值10%比例。
故答案为:(1)有固体剩余;
(2)溶质质量分数=×100%=25%,可能是因为加水过量(合理即可);
(3)3;7;0。
28.(7分)某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量
设计要求:
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
(1)如图甲位置,要使潜水器下潜,应如何操作。 向外拉动注射器活塞,抽出水舱中的一部分空气 。
(2)已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg,体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比,如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
(3)图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面
【答案】(1)向外拉动注射器活塞,抽出水舱中的一部分空气;
(2)最合适的方案是方案2;
(3)浮力的变化如图所示:
【分析】(1)潜水艇是通过改变自身重力从而实现上浮、下潜或者悬浮的,所以要让潜水艇下潜,就需要增加水舱的水量,可采取往外抽气的方法实现水舱吸水。
(2)先通过阿基米德原理的公式计算出潜水艇整个浸没在水中时的浮力大小,要实现潜水艇下潜,需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行,在满足条件的情况下,工作舱的体积要尽可能的大。
(3)当潜水艇整个在水下时,浮力最大,而由于排开水的体积不变,所以只要未露出水面,浮力就不变;露出水面的过程浮力在变小;漂浮在水中时浮力最小,浮力等于重力。
【解答】解:(1)当增加水舱的水量,让水舱的水的重力加上潜水艇自身的重力大于潜水艇所受的浮力时,所以可以向外拉动注射器活塞,从而让水舱吸水;
(2)实现潜水艇下潜,需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。
潜水艇浸没时所受的浮力为:;
潜水艇自身重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=6N;
所以水舱内的水至少为:G水=F﹣G=8N﹣5N=2N;
所以水舱内的水的体积至少为:
;
所以为了能够实现潜水艇下潜,水舱的水的体积需要超过300cm7,因此水舱的体积也需要超过300cm3,结合表格可知,最合适的方案是方案2。
(3)从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,浮力不变,从B到C过程中排开水的体积变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,则排开水的体积减小的会越来越快;从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,D点处于静止,浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示:
故答案为:(1)向外拉动注射器活塞,抽出水舱中的一部分空气;
(2)最合适的方案是方案7;
(3)浮力的变化如图所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g/cm3)
水中的溶解性
甲
﹣98
57.5
0.93
可溶
乙
﹣84
87
0.90
可溶
实验次数
1
2
3
加入硫酸体积
10毫升
5毫升
2毫升
收集20毫升氢气体积
6分35秒
9分38秒
20分31秒
实验次序
1
2
3
4
5
液体的密度/(g/cm3)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度/cm
6.3
5.6
5.0
4.5
4.2
T/℃
90
100
105
110
114
118
120
124
128
130
p/kPa
70
101
121
143
163
189
199
226
258
270
表一:评价指标
优秀(各5分)
合格(各3分)
待改进(各0分)
指标一、用时合理
实验时间10分钟内
实验时间10﹣20分钟内
实验时间20分钟以上
指标二、操作规范
操作过程无科学错误
操作中出现1处不规范
操作中出现2处及以上不规范
指标三、结果精确
误差小于真实值5%比例
误差在5%~10%比例之间
误差大于真实值10%比例
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
450
350
2
480
320
3
500
300
4
520
280
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g/cm3)
水中的溶解性
甲
﹣98
57.5
0.93
可溶
乙
﹣84
87
0.90
可溶
实验次数
1
2
3
加入硫酸体积
10毫升
5毫升
2毫升
收集20毫升氢气体积
6分35秒
9分38秒
20分31秒
实验次序
1
2
3
4
5
液体的密度/(g/cm3)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度/cm
6.3
5.6
5.0
4.5
4.2
T/℃
90
100
105
110
114
118
120
124
128
130
p/kPa
70
101
121
143
163
189
199
226
258
270
表一:评价指标
优秀(各5分)
合格(各3分)
待改进(各0分)
指标一、用时合理
实验时间10分钟内
实验时间10﹣20分钟内
实验时间20分钟以上
指标二、操作规范
操作过程无科学错误
操作中出现1处不规范
操作中出现2处及以上不规范
指标三、结果精确
误差小于真实值5%比例
误差在5%~10%比例之间
误差大于真实值10%比例
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
450
350
2
480
320
3
500
300
4
520
280
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