浙江省杭州市夏衍初级中学2023-2024学年九年级上学期期中科学试卷
展开1. 一些食物的pH范围如下,其中呈碱性的是( )
A. 柠檬汁(2.0﹣3.0)B. 牛奶(6.3﹣6.6)
C. 番茄汁(4.0﹣4.4)D. 鸡蛋清(7.6﹣8.0)
【答案】D
【解析】
【分析】当溶液的pH等于7时,呈中性;当溶液的pH小于7时,呈酸性;当溶液的pH大于7时,呈碱性。
【详解】A、柠檬汁的pH为2.0~3.0,小于7,显酸性,故选项错误;
B、牛奶的pH为6.3~6.6,小于7,显酸性,故选项错误;
C、番茄汁的pH为4.0~4.4,小于7,显酸性,故选项错误
D、鸡蛋清的pH为7.6~8.0,大于7,显碱性,故选项正确。
故选D。
2. 以下化学实验现象的描述正确的是( )
A. 镁条在空气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
B. 生锈铁钉放入少量的稀盐酸中,溶液呈现黄色
C. 打开浓硫酸的试剂瓶塞,瓶口出现大量的白雾
D. 向氢氧化钠溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,溶液变为红色
【答案】B
【解析】
【详解】A、镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,故选项说法错误;
B、生锈铁钉放入少量的稀盐酸中,铁锈的主要成分氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,会观察到溶液呈现黄色,故选项说法正确;
C、浓硫酸具有吸水性,打开浓硫酸的试剂瓶塞,瓶口上方无明显变化,故选项说法错误;
D、氢氧化钠溶液显碱性,向氢氧化钠溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,溶液变为蓝色,故选项说法错误。
故选B。
3. 如图是物质X溶于水中发生电离的微观示意图,其中能说明X是一种酸的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】酸是指在溶液中电离出来的阳离子是唯一的氢离子的物质;A中的阳离子有2种,B中的阳离子没有氢离子,D中的阳离子不确定是氢离子,故选C。
4. 用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际不相符的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】BD
【解析】
【详解】A、稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,有气泡产生,故正确;
B、稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,没有产生气泡,故错误;
C、氯化钡和硫酸钾反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾,有白色沉淀生成,故正确
D、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,有蓝色沉淀生成,故错误。
故选BD。
5. 如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯,它“头顶”小风南, “肩扛”光电池板, “腰挎”照明灯, “脚踩”蓄电池,下列解释合理的是( )
A. 光电池板是将电能转化为光能
B. 小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
C. 照明灯是将内能转化为电能
D. 蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】
【详解】A.这种新能源的路灯,“肩扛”太阳能电池板可以把太阳能转化为电能,故A不符合题意;
B.“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能,风能属于机械能的一种,故B符合题意;
C.照明灯工作时,将电能转化为光能,故C不符合题意;
D.蓄电池夜晚放电,将化学能转化为电能,而不是将电能转化为化学能,故D不符合题意。
故选B。
6. 下列各图中●和〇分别表示氢原子和氧原子,其中能表示保持H2O化学性质的微粒是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A、水是水分子构成的,保持水化学性质的微粒是水分子,该图能表示水分子,能保持H2O化学性质的,故A正确;
B、该图是氢分子和氧分子的混合气体,不能保持H2O化学性质,故B错误;
C、该图表示氢分子,不能保持H2O化学性质,故C错误;
D、该图表示氢原子和氧原子,不能保持H2O化学性质,故D错误。
故选A。
7. 如图所示的四种运动中,重力势能转化为动能的是( )
A. 运动员被蹦床弹起B. 小球从B向C运动
C. 滚摆向上滚动D. 卫星从远地点向近地点运动
【答案】D
【解析】
【详解】A、运动员被蹦床弹起,是蹦床的弹性势能转化为运动员的动能,再转化为重力势能,不合题意;
B、小球从B向C运动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,不合题意;
C、滚摆向上滚动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,不合题意;
D、卫星从远地点向近地点运动,高度变小,速度变大,是重力势能转化为动能,符合题意.
故选D.
【点睛】能量转化的题目必定有一种能量减少,另一种能量增加.了解重力势能、动能的影响因素,是解答的关键。
8. 如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2。则( )
A. W1>W2B. W1<W2C. P1>P2D. P1<P2
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图知,OP段的路程s1=4m,PQ段的路程s2=6m,OP段拉力F1做的功为
W1=F1s1=300N×4m=1200J
PQ段拉力F2做的功为
W2=F2s2=200N×6m=1200J
比较可知,W1=W2。故A B错误;
CD.物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,所以,物体在OP段和PQ段速度相同,根据
P===Fv
又因为F1>F2,可知P1>P2,故C正确,D错误。
故选C。
9. “灰汁团”是宁波传统小吃,制作过程中要用到大米和“灰汁”。“灰汁”制取方法如资料卡所示。下列说法错误的是( )
A. 大米中含有的淀粉属于有机物
B. 稻草燃烧属于物理变化
C. 传统方法制得的“灰汁”是混合物
D. 现代方法制得的“灰汁”能使酚酞试液变红色
【答案】B
【解析】
【详解】A、大米中含有的淀粉是一种含碳元素的化合物,属于有机物,故说法正确;
B、稻草燃烧过程中有新物质生成,属于化学变化,故说法错误;
C、传统方法制得的“灰汁”中含有多种物质,是混合物,故说法正确;
D、现代方法制得的“灰汁”中含有碳酸钠和碳酸氢钠,其水溶液显碱性,能使酚酞试液变红色,故说法正确。
故选B。
10. 将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析( )
A. 金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag
B. 滤渣中可能有金属M
C. 滤液中至少含有两种溶质
D. 滤渣中一定有Ag
【答案】B
【解析】
【详解】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】A、将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,是因为M和硝酸铜发生了反应,说明M比铜活泼,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到蓝色滤液,是因为铜和硝酸银发生了反应,说明铜比银活泼,因此金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag,该选项说法正确;
B、滤渣中不可能有金属M,这是因为如果含有M,则M和硝酸铜反应,滤液是无色溶液,该选项说法不正确;
C、滤液中至少含有两种溶质,即M的硝酸盐和硝酸铜,该选项说法正确;
D、滤渣中一定含有反应生成的银,该选项说法正确。
故选B。
11. 如图所示,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A. 扳手B. 天平
C. 镊子D. 圆艺剪
【答案】C
【解析】
【详解】A.扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D.圆艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
12. 用下图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.动力力臂是阻力力臂二倍的杠杆,所以是省力一半。
B.定滑轮实质是等臂杠杆,只改变力的方向,不改变力的大小;
C.吊动滑轮的为2股绳子,拉力为物重的二分之一;
D.吊动滑轮的为3股绳子,拉力为物重的三分之一,所以最省力;
由以上分析知道,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 有一包固体样品,可能含氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种。小宁进行了如下实验:
根据实验现象,下列判断错误的是( )
A. 滤液丙中含有氯化铁
B. 沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡
C. 滤液甲中一定不存在氢氧化钠
D. 样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡
【答案】C
【解析】
【分析】氢氧化钡与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钡,与硫酸钠反应生成氢氧化钠和硫酸钡沉淀,氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁黄色溶液和水,硫酸钡不能溶于稀盐酸酸,含有铁离子的溶液呈黄色,固体样品加足量水,过滤得到滤液甲和沉淀乙,沉淀乙加入加足量稀盐酸,过滤,得到黄色滤液丙和沉淀,说明沉淀乙中存在氢氧化铁和硫酸钡沉淀,从而说明原混合物中存在一定存在氯化铁、硫酸钠,氢氧化钡、氢氧化钠至少存在一种;氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,滤液甲加足量稀硫酸,得到沉淀,说明原混合物中一定存在氢氧化钡。综上所述,原混合物中一定存在氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡,可能存在氢氧化钠。
【详解】A、含有铁离子的溶液呈黄色,滤液丙中含有氯化铁,说法正确;
B、根据分析可知,沉淀乙为氢氧化铁、硫酸钡,说法正确;
C、根据分析可知,滤液甲存在氢氧化钠,不影响实验现象,其中可能存在氢氧化钠,说法错误;
D、根据分析可知,样品中一定有氯化铁、硫酸钠、氢氧化钡,说法正确。
故选C。
14. 小徐泡制了一杯热咖啡,等凉了些递给妈妈喝。以下是他对于温度、热量和内能的看法,其中确的是( )
A. 热咖啡的温度高,所含热量越多
B. 等凉了些咖啡温度降低,内能减小
C. 妈妈喝着咖啡,咖啡的内能变为零
D. 妈妈喝下咖啡,咖啡的温度传递给了妈妈
【答案】B
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B.内能的大小与物体的质量、温度有关,咖啡温度降低,内能减小,故B正确;
C.任何物体的内能都不可能为零,故C错误;
D.温度是指物体的冷热程度,妈妈喝下热咖啡暖和,是吸收了热量,不能说传递温度,故D错误;
故选B。
15. 2022年第24届冬奥会将在中国举行。如图所示为我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中错误的是( )
A. 甲图中:速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其机械能增加
B. 乙图中:自由滑雪空中技巧运动员在空中下落的过程中,其重力势能逐渐减少
C. 丙图中:越野滑雪运动员在斜坡雪面上加速向下滑行的过程中,其机械能增加
D. 丁图中:运动员将冰壶推出后,人不再对冰壶做功,冰壶的机械能逐渐减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其质量不变,速度增大,所以动能增大;高度不变,重力势能不变,所以机械能增加,故A正确,不符合题意;
B.自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,故B正确,不符合题意;
C.越野滑雪运动员在斜坡雪面上加速向下滑行的过程中,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减小,且滑行过程中,要克服与冰面的摩擦做功,部分机械能转化为内能,故机械能不一定增加,故C错误,符合题意;
D.运动员将冰壶推出后,手与冰壶不再接触,手对冰壶的作用力消失,冰壶靠惯性向前滑行,所以人不再对冰壶做功;冰壶滑行过程中,克服与冰面的摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以冰壶的机械能会逐渐减小,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、简答题(共28分)
16. 现有A.纯碱B.甲烷C.水D.一氧化碳四种物质,请选用合适物质的代号填空。
(1)最简单的有机物 ___________;
(2)广泛用于玻璃、造纸、纺织生产的一种盐 ___________。
【答案】 ①. B ②. A
【解析】
【详解】(1)甲烷是结构最简单的有机物;故填B;
(2)纯碱是碳酸钠的俗称,是一种盐,广泛用于玻璃、造纸、纺织生产;故填A。
17. 实现“双碳”目标是我国高质量发展的必然要求。二氧化碳转化为甲醇(CHO)是减碳的一个研究方向,其中一条转化路径的微观示意图如下:
(1)该反应的反应物和生成物中,属于氧化物的有 ___________种。
(2)甲醇中氧元素的质量分数为 ___________。
【答案】 ①. 2 ②. 50%
【解析】
【分析】由微观示意图可知,该反应是一定条件下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水。
【详解】(1)该反应的反应物和生成物中,属于氧化物的有2种,即二氧化碳和水;
(2)甲醇中氧元素的质量分数为×100%=50%。
18. 图中这是一款世界首款飞行汽车﹣Transitin,它拥有两个座位、四个轮子和能够折叠的翅膀,使用汽油为燃料,又能像直升飞机一样实现起降、悬停、飞行。
(1)当飞行汽车从地面上加速上升时,其机械能 ___________(填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油,这种储存在汽油里的能量形式是 ___________。
【答案】 ①. 增大 ②. 化学能
【解析】
【详解】(1)[1]飞行汽车加速上升过程中,质量不变,速度变大,高度变大,所以动能、重力势能都变大,故机械能增大。
(2)[2]储存在汽油里的能是化学能。飞行汽车行驶、飞行所需的能量都来自于汽油的化学能。
19. 某电厂的粉煤灰含有Al2O3,还有少量的FeO、Fe2O3和其它成分。其它成分不溶于水、不与酸反应,以该粉煤灰为原料制备Al2O3,流程如下:
(1)“酸浸”过程中,稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为:___________。
(2)流程图中,操作Ⅰ的名称是 ___________。
【答案】 ①. 3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O ②. 过滤
【解析】
【详解】(1)“酸浸”过程中,稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为:3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O;
(2)流程图中,操作Ⅰ将固体和液体分离,所以操作Ⅰ的名称是过滤。
20. 室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,小宁对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是_________。
(2)装置B、C中的实验现象说明与_________接触是铁生锈的条件之一。
【答案】 ①. 吸收瓶内空气中的水蒸气 ②. 空气或者氧气
【解析】
【详解】(1)根据“室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈”可知铁生锈可能与空气中水蒸气有关,B装置中的铁只与水接触,C装置中的铁与水和空气接触,根据控制变量法原则,A装置中的铁只与氧气接触,要除去空气中的水,生石灰能与水反应生成氢氧化钙,能吸收空气中的水蒸气,装置A中生石灰的作用是吸收瓶内空气中的水蒸气;
(2)B装置中的铁只与水接触,不能生锈,C装置中的铁与水和空气接触,能生锈,装置B、C中的实验现象说明与空气接触是铁生锈的条件之一。
21. 蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,是2023年杭州亚运会的比赛项目之一也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动的简化示意图,O点是运动员由静止始自由落下的起始位置,B点是运动员受到的重力与蹦对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力)
(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能___________;(填“增大”、“减小”、“不变”、“先增大后减小”或“先减小后增大”,下同)
(2)从A点到C点的过程中,运动员的动能___________。
【答案】 ①. 不变 ②. 先增大后减小
【解析】
【详解】(1)[1]从O点下落到A点的过程中,运动员自由下落,其重力势能转化为动能,由于不计空气阻力,所以运动员的机械能不变。
(2)[2]A点到B点的过程中,重力大于蹦床对运动员弹力,因此速度越来越大,动能越来越大;经过B点后,弹力大于重力,运动员做减速运动,动能减小,所以运动员的动能先增大后减小。
22. 为了防止门被风吹动,常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型门可以绕轴O自由转动,门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)在图乙中画出关门所需最小力F的作用点和方向;___________
(2)关门所需的最小力F是 ___________牛。
【答案】 ①. 见解析 ②. 4
【解析】
【详解】(1)[1]已知O为支点,门宽为1.2米为最长力臂,F的作用点在最右端方向与门垂直时动力臂最长,当阻力和阻力臂不变时,动力最小,如下图
(2)[2]已知O为支点,利用杠杆平衡条件知道
即
解得
F=4N
三、实验探究题(共42分)
23. 小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此,他进行了探究。实验装置如图甲所示。
[实验步骤]
①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒,胶头滴管吸入等量的溶液,如图甲所示。塞紧橡胶塞。
②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。
③约100s后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
[实验分析]
(1)图甲中“★”处应填 ___________;
(2)实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内 ___________值的变化快慢来反映。
[实验结论]
在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以 ___________(填“减慢”或“加快”)反应速度。
【答案】 ①. 硫酸铜 ②. 气压 ③. 加快
【解析】
【详解】(1)对比实验中只能有一组变量,其他的实验数据均需要相同,则B试管中加入0.4mL10%的稀硫酸和0.1mL硫酸铜溶液,则图甲中“★”处应填硫酸铜;
(2)锌能与稀硫酸反应产生氢气,则实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内气压值的变化快慢来反映;
[实验结论]
根据图乙分析可知,相同时间内B试管中气压增加的更多,故加入硫酸铜溶液可以加快反应速度。
24. 如图所示,某兴趣小组的同学为了探究酸碱盐之间能否发生反应做了以下几组实验。回答下列问题:
(1)向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液,继续滴加稀盐酸,通过稀盐酸与 ___________反应的现象证明了酸能与碱发生反应。
(2)B试管中无明显现象,不能发生复分解反应,理由是 ___________。
(3)同学们对反应后C试管中溶液的溶质成分进行分析,得出以下结论:
结论一:KCl
结论二:KCl、HCl
结论三:___________。
某同学通过以下两种方法验证结论二是正确的。
(4)有些同学对方法一提出质疑,认为方法一不正确,理由是 ___________。当我们对反应后所得溶液的溶质成分进行猜想时,除了考虑生成物外,还要考虑 ___________。
【答案】 ①. 氢氧化铜 ②. 两者混合没有沉淀、气体或水生成,不符合复分解反应发生的条件 ③. KCl、K2CO3 ④. 紫色石蕊试液 ⑤. 溶液中的氯化钾也能与硝酸银反应生成了氯化银白色的沉淀 ⑥. 反应物过量
【解析】
【详解】(1)向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液,硫酸铜与氢氧化钠反应生成了氢氧化铜沉淀和硫酸钠,所以观察到的现象为产生蓝色沉淀,该反应的化学方程式为:2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓,继续滴加稀盐酸,通过稀盐酸与氢氧化铜反应的现象证明了酸能与碱发生反应;
(2)B试管中无明显现象,不能发生复分解反应,理由是两者混合没有沉淀、气体或水生成,不符合复分解反应发生的条件;
(3)碳酸钾能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,当二者恰好反应时,反应后C试管中溶液的溶质是氯化钾,盐酸过量时,是氯化钾和盐酸,碳酸钾过量时,是碳酸钾和氯化钾;
由题意可知,C试管中发生的反应是碳酸钾与稀盐酸反应生成了氯化钾、二氧化碳和水,在分析反应后溶液中的溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物是否过量,所以结论三为:KCl、K2CO3;由结论正确,即溶质为盐酸和碳酸钾,由实验现象为溶液变红,可推出向C溶液中加入的是紫色石蕊试液;
(4)有些同学对方法一提出质疑,认为方法一不正确,理由是溶液中的氯化钾也能与硝酸银反应生成了氯化银白色的沉淀。当我们对反应后所得溶液的溶质成分进行猜想时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物过量。
25. 碳捕集是实现“碳中和”的措施之一,其中一种方法是用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。某探究小组将二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,并利用传感器实时测定氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液的pH,且pH等于11.6时溶液处于饱和状态。通过查阅资料发现;
①碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠(Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3);
②该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3;
③该温度下碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
根据以上现象和信息,小组同学展开进一步探究:
【提出问题】二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液中,形成的产物是什么?
【建立假设】假设1:只有碳酸钠;假设2:碳酸钠、碳酸氢钠;假设3:只有碳酸氢钠
小敏根据图乙曲线判断假设1不成立,理由 ___________。
【实验过程】继续通入二氧化碳,溶液的pH随时间变化情况如图丙。
【实验结论】小敏根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是 ___________。
【交流评价】小金认为该曲线还不能确定最终产物。因为pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是 ___________。
【答案】 ①. 该温度下,饱和碳酸钠溶液的 pH为11.6,此时pH小于11.6 ②. 碳酸氢钠 ③. 继续通入二氧化碳,直到pH不再变化
【解析】
【详解】[建立假设]
该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,此时pH小于11.6;
[实验结论]
该温度下,饱和碳酸钠溶液的pH为11.6,饱和碳酸氢钠溶液的pH为8.3,根据图丙曲线认为二氧化碳持续通入氢氧化钠溶液后的最终产物是碳酸氢钠;
[交流评价]
碳酸钠能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,溶液的pH可能还未呈稳定状态,接下去的操作是继续通入二氧化碳,直到pH不再变化。
26. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰
(1)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 ___________两图。实验中应保证铁球到达水平面时的初速度相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是:___________;
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 ___________;
(3)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 ___________。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用磁感线来描述磁场
C.通过电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁的磁性强弱
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 将质量不同的小球从同一高度处由静止滚下 ③. 质量相同的物体,运动的速度越大,动能越大 ④. C
【解析】
【详解】(1)[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系,应使小球到达水平面的速度相同,质量不同,所以应用质量不同的小球从同一高度处由静止滚下,所以应选用甲、乙两图。
(2)[3]甲、丙两次实验,小球的质量相同,滚下的高度不同,滚下的高度越大,达到水平面的速度越大,纸盒被推动得越远,说明小球的动能越大,可以得出的结论是在质量一定时,物体的速度越大,动能越大。
(3)[4]该实验是通过铁球与纸盒共同移动的距离来表示小球具有的能量大小,用到了转换法。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比,用到了类比法;
B.用磁感线来描述磁场,用到了模型法;
C.通过电磁铁吸引铁钉的多少来判断电磁铁的磁性强弱,属于转换法;
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系,用到的是控制变量法。
故C符合题意。
27. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了___________,因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往___________调(选填“左”或“右”);
(3)小明提出新的探究问题;“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究(第6格)挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处(第4格),此时弹簧测力计的拉力是3.3N。以弹簧测力计的拉力为动力,钩码重力为阻力F2'多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:总是大于,其原因是___________;
(4)小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点(第4格)移到E点(第12格),使杠杆仍在水平位置平衡___________N。
【答案】 ①. 平衡 ②. 便于测量力臂大小 ③. 右 ④. 杠杆自身重力作用的影响 ⑤. 1.1
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆保持静止,此时杠杆是处于静止状态,达到平衡。
(2)[2][3]为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图可知,杠杆右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节。
(3)[4]图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
(4)[5]由(3)可知杠杆的自重对杠杆平衡有影响,设杠杆自重为G杠杆,其力臂为L杠杆,图丙中杠杆在水平位置处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件得
3.3N×4L=2G×6L+G杠杆L杠杆 ①
将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件得
F′×12L=2G×6L+G杠杆L杠杆 ②
联立①②解得F′=1.1N。
28. 小舟要用锌粒和稀硫酸在实验室制取一瓶干燥的氢气。
【实验原理】
【发生装置】根据反应条件与反应物状态,小舟应选择的发生装置是___________(选填“甲”或“乙”)。
【收集装置】为了得到干燥的氢气,小舟设计了如图丙的装置,装置中液体a可以是___________。
【答案】 ①. 乙 ②. 浓硫酸
【解析】
【详解】发生装置:
用锌粒和稀硫酸在实验室制取氢气,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,发生装置可用固、液混合不加热型,小舟应选择的发生装置是乙。
收集装置:
小舟设计了丙的装置,装置中液体a应具有吸水性且不与氢气反应,可以是浓硫酸。
四、解答题(共45分)
29. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小?
(2)求货车以36km/h速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功?
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,求货车最多可装载多重的货物?
【答案】(1)2.5×103N (2)2.5×105J (3)1.1N
【解析】
【详解】货车空载行驶时所受的阻力大小:
f=0.1G=0.1×2.5×104 N=2.5×103 N;
v=36 km/h=36×13.6 m/s=10 m/s,
因为v=
10 s行驶的路程:
s=vt=10 m/s×10 s=100 m,
因为汽车匀速行驶,所以
F=f=2.5×103 N,
10 s内货车牵引力做的功:
W=Fs=2.5×103 N×100 m=2.5×105 J;
(3)因为P=F’v’,
v′=90 km/h=90×13.6 m/s=25 m/s,
F′===3 600 N
因为汽车匀速行驶,所以 f′=F′=3 600 N,
因f′=0.1G′,所以货车总重:
G′===3.6×104 N,
货车最多可装载货物的重:
G货=G′-G=3.6×104 N-2.5×104 N=1.1×104 N。
答:(1)货车空载行驶时所受的阻力2.5N;
(2) 10s内货车牵引力做的功2.5J;
(3) 货车最多可装载1.1N的货物。
30. 工人师傅要将质量为100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里,他将一块5m长的长板放在地面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用400N的拉力在10s内将物体从斜面底端匀速拉到车厢里(g取10N/kg)
(1)工人所做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)木箱所受的摩擦力。
【答案】(1)1500J;(2)75%;(3)100N
【解析】
【详解】解:(1)工人所做有用功为
W有=Gh=mgh=100kg×10N/kg×1.5m=1500J
(2)拉力做总功为
W总=Fs=400N×5m=2000J
斜面的机械效率为
(3)克服摩擦力所做的额外功为
W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
由W额=fs可得,物体和斜面之间的摩擦力为
答:(1)工人所做的有用功为1500J;
(2)斜面的机械效率为75%;
(3)物体和斜面之间的摩擦力是100N。
31. 某校科学兴趣小组用图甲所示的滑轮组和箱子运送建材上楼的装置,研究机械效率与每次运送货物重的关系。得出机械效率随物重不同的建材变化的图象如图乙所示,若滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求:
(1)若工人用100N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了3m,工人所做功;
(2)当所运送建材的重为400N时,工人作用在绳子上的拉力;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力。
【答案】(1)600J;(2)400N;(3)1600N
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)拉力移动距离
s=nh=23m=6m
拉力做功
W=Fs=100N6m=600J
(2)由图乙可知,建材的重为400N时,滑轮组机械效率为50%,由
===
得
F===400N
(3)动滑轮重
G动=2F-G=2400N400N= 400N
由
==
得
=80
则当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力
G=1600N
答:(1)若工人用100N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了3m,工人做功600J;
(2)当所运送建材的重为400N时,工人作用在绳子上的拉力为400N;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力为1600N。
32. 图甲是一种太阳能“摆叶花”,其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体,由摆杆OB和叶瓣OA组成
(1)图乙为断电静止时的状态,叶瓣OA重0.04牛,C是其重力作用点。摆杆OB质量不计,C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛?
(2)线圈E有电流时,可以推动磁铁向左上方运动,使摆叶AOB顺时针小幅摆动后,摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
【答案】(1)0.12牛;(2)摆叶AOB顺时针小幅摆动后,使得力臂l1变小,l2变大,则F1l1<F2l2,所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来
【解析】
【详解】解:(1)如图所示:
不通电时,摆叶AOB可视为杠杆,此时动力臂、阻力臂、动力分别为
根据杠杆平衡条件:得
解得
依据题意可知,B端固定的小磁铁的重力和小磁铁对B端的作用力F2大小相等,即小磁铁B的重力
(2)摆叶AOB顺时针小幅摆动后,使得力臂l1变小,l2变大,则,所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
答:(1)磁铁受到的重力是0.12N;
(2)摆叶AOB顺时针小幅摆动后,使得力臂l1变小,l2变大,则,所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。
33. 古籍中有记载制烧碱的方法,其核心反应可表示为:。
小宁模仿古法,以实验室中的固体为原料,制备溶质质量分数为10%的溶液用于制作叶脉书签。
(1)制作叶脉书签时,用溶液去除叶肉,是利用了的_________性。
(2)溶质质量分数为10%的溶液中,含的质量为_________g、水的质量为_________g。
(3)需称取的质量各为多少?______、________
【答案】 ①. 腐蚀 ②. 40 ③. 360 ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)制作叶脉书签时,用溶液去除叶肉,是利用了的腐蚀性。
(2)溶质质量分数为10%的溶液中,含的质量=×10%=40g;水的质量=400g-40g=360g;
(3)解:设反应需要的质量为x,的质量为y。
答:需称取的质量为,的质量为。
34. 我国提出争取在2060年实现“碳中和”。为减少二氧化碳的排放,科学家提出用二氧化碳合成一种可降解的塑料(相对分子质量为),一定条件下,反应可表示为:。若制取204吨该塑料,理论上可以少排放多少吨二氧化碳?(写出计算过程)
【答案】解:设理论上可以少排放二氧化碳的质量为x
=
x=88吨
答:理论上可以少排放二氧化碳的质量为88吨。
【解析】
【详解】见答案
35. 人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都 ___________。
(2)在生产、生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石:磁铁矿(主要成分为Fe3O4)和菱铁矿(主要成分为FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是 ___________。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为 ___________。
(3)镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。一种镁铝合金Mg17Al12是特殊的储氢材料,完全吸收氢气后得到MgH2和Al,该反应的化学方程式为 ___________。
(4)钛和钛合金是21世纪重要的金属材料。钛合金制品放在海水中数年,取出后仍光亮如新,是因为其 ___________(填字母)非常好。
A.可塑性
B.机械性能
C.抗腐蚀性能
(5)铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈。已知:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,2FeCl3+Fe═3FeCl2.
①铁锈的主要成分是 ___________(填化学式),写出一种防止钢铁生锈的方法:___________。
②将10g表面生锈的铁钉(杂质已忽略)浸泡在100g含HCl 7.3%的稀盐酸中充分反应,观察到铁锈已完全消失。反应停止后,质量为3.6g,则原生锈铁钉中铁元素的质量分数为 ___________。
(6)利用“活泼金属”可以制得H2,可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业,则需综合考虑的因素有 ___________(填字母)。
A.金属原料的成本
B.生产过程中的能耗和污染
C.金属的回收利用
【答案】 ①. 不活泼 ②. 磁铁矿中铁元素的含量更高 ③. 2Al2O34Al+3O2↑ ④. Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al ⑤. C ⑥. Fe2O3 ⑦. 刷油漆(合理即可) ⑧. 92% ⑨. ABC
【解析】
【详解】(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明他们的化学性质都不活泼;
(2)①在Fe3O4中铁元素的质量分数=×100%≈72.4%;在FeCO3中铁元素的质量分数=×100%≈48.3%,所以磁铁矿中铁元素的含量更高;
②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2,反应的化学方程式为:2Al2O34Al+3O2↑;
(3)由题意可知,反应物是Mg17Al12和H2,生成物是MgH2和Al,反应的化学方程式为:Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al;
(4)由于钛合金抗腐蚀性能非常好,所以钛合金制品放在海水中数年,取出后仍光亮如新,故选:C;
(5)①铁锈的主要成分是Fe2O3;在铁制品表面涂上一层保护膜可以防止钢铁生锈,如刷油漆等;
②充分反应后都生成了FeCl2,根据质量守恒定律可知,FeCl2中的氯元素全部来自于盐酸,设FeCl2中铁元素的质量为x,则:,解得 x=5.6g,原锈铁钉中铁元素的质量分数为:×100%=92%;
(6)利用“活泼金属”可以制得H2,H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业,则需综合考虑的因素有金属原料价格是否便宜、生成过程中的能耗和污染是否大、金属是否便于回收和利用等,故选ABC。选项
①中物质
②中物质
预测②中的现象
A
稀盐酸
碳酸钙
产生气泡
B
稀硫酸
氧化铁
产生气泡
C
氯化钡溶液
硫酸钾溶液
产生白色沉淀
D
氢氧化钠溶液
硫酸铜溶液
产生白色沉淀
资料卡
传统方法:稻草烧灰→加水溶解→静置沉淀→过滤取汁
现代方法:将食用碱(纯碱和小苏打的混合物)与水按一定比例混合成汁
实验操作
实验现象
实验结论
方法一:取C中溶液少许,加入足量的AgNO3溶液
产生白色沉淀
结论二正确
方法二:取C中溶液少许,加入适量的 ___________
溶液颜色变红
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