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2023中考特训 探究题特训（3）
1． 研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率的变化规律。图中电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（阻值范围是0～25Ω）。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻的电功率。数据如表。
（1）乐乐同学认为表格中有一组数据不合理，请你说出是哪一组以及判断的理由_____。
（2）乐乐同学根据表中数据，下列能表示定值电阻 R0的电功率与其电流的定量关系的是____。
（3）乐乐认为无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的 P-I关系图像（如图乙）。请分析判断，图中线段 AA′的含义是_____。
2． 在“探究动能大小与速度的关系"实验中，小科利用图甲装置进行研究。由于没有合适的小木块， 小科在斜面底部铺上一层较为粗糙的材料A制成的板材，使同一小球由静止从斜面滚下后在水平面上运动一段距离后停止。（水平面均足够长）
（1）该实验通过比较________来比较小球的动能大小。
（2）图甲是三次实验的结果，得出的结论是____________。
（3）小科觉得“探究动能大小与质量的关系”的实验，也可以利用该装置完成。只要底部平面材料相同、不同质量小球的释放点高度相同，即可用（1）中所描述的现象来判断小球的动能大小，而小兴认为不可以。说出你支持的对象并说明理由：____________________。
3． 仿生学是研究生物体结构和功能的工作原理并发明出相应物品的学科。例如模仿鱼鳍作桨，模仿茅草边缘的锋利细齿制作了锯子。小肠因长度长、内表面积大使食物在小肠内停留时间长、接触面积大，从而促进食物的消化和吸收。为仿生并体验该功能，某项目化学习小组认为海绵棒浸入水中后吸水能力与浸入的时间长短、接触面积大小有关，于是通过实验来探究这一问题。
可供选择的器材：海绵棒若干、量筒若干、烧杯和滴管若干、秒表、足量的水、记号笔等，部分器材如图所示。
老师建议：①海绵棒浸入水中最长时间不宜超过6秒钟；②先探究海绵棒浸入时间，再探究接触面积大小。
（1）选择合适的器材，写出本实验的步骤。
（2）为提高实验的精确度，使水位变化更明显，请提出一种改进方法。
4． 小明同学根据图甲的电路连接器材来探究“导体电阻与长度的定量关系" ， 电路中m为长50cm
粗细均匀的合金丝。实验中，小明多次移动夹片P来改变合金丝接入电路的长度L， 然后通过调节滑动变阻器，使每次电流表示数均为0.5A后，记录电压表示数U（期间未更换量程），从而通过描点连线作出U-L图像如图乙中图线a所示。
（1）在某次测量中，电压表的指针如图丙所示，则读数为U=_____V。
（2）通过图乙中图线a能否得出结论“导体电阻与长度成正比”，写出你的判断并说明理由。
（3）现有另一根合金丝n，与m材料相同，长度相同，横截面积未知。将两根合金丝紧贴在一起如图丁所示， 采用同样的步骤得到新的U-L图像如图乙中的图线b（电流仍是0.5A）。已知
导体电阻与横截面积成反比，则由图分析可得合金丝n的横截面积_____（选填“大于”、“等于” 或“小于”）合金丝m的横截面积。
5． 气体产生的压强（气压）大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组了解到如下信息后提出了相关猜想。
信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎。
②篮球充气越多，越不易被压扁。
③密封在针筒内的空气只能被小范围压缩。
猜想：气压大小可能与气体的质量、温度及体积有关。
（1）信息_____（填序号）可作为“气压大小可能与气体体积有关"的猜想依据。
（2）兴趣小组欲利用如图所示装置探究气压大小与温度的关系，请你选择实验器材设计实验步骤。实验器材：气球、细线、固定有滑轮的容器、冷水、热水、刻度尺、记号笔。
6． 小明利用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。器材：电源（电压恒为6伏）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、若干阻值不同的定值电阻、开关、滑动变阻器和导线等。
（1）按图甲所示连接好电路，将5Ω的定值电阻接入电路，滑片P移到阻值最大处，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电流表始终无示数，电压表有示数并保持不变。则电路中可能存在的故障是_______。
（2）排除故障后，某次测量中，电流表示数如图乙所示，则此时通过定值电阻的电流是______。
（3）多次换用不同规格的定值电阻R2，调节滑动变阻器R1的阻值，记下电流表示数I，利用描点法得到I随R2变化的图像如图丙所示。下列能反映本实验中通过滑动变阻器的电流I随滑动变阻器的有效阻值R1的倒数变化关系的图是______。
7． 为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：
步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。
步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。
步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。
步骤四：比较m1与m2的大小。
（1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：_______。
（2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1______m2。
（3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到_______现象，说明金属球受到空气浮力的作用。
8． 聚丙烯酰胺(缩写为PAM)在处理污水等方面有广泛的用途，但易在土壤中残留，过量的PAM会使土壤板结，使土壤的透气性变弱，从而影响作物的生长。某些微生物对PAM的分解具有一定的效果，科研小组发现降解菌A和B对PAM都有较好的降解效果。为了比较单独投放一种降解菌和混合投放两降解菌对该 PAM的降解效果，以及10摄氏度到40摄氏度之间哪个温度对 PAM降解效果最好，该科研小组欲利用以下器材和药品进行实验：PAM测量仪，玻璃水槽，量筒，可调温度的恒温箱，含PAM 浓度为0.5克/分米3土壤浸出液，浓度相同的降解菌A和B 培养液。实验时，每组取土壤浸出液50毫升，降解菌培养液2毫升，每组实验时间约10天。
（1）科研人员在配制土壤浸出液前，将土壤样品加热至121摄氏度，并保持20分钟，其目的是_________________。
（2）根据上述信息和所学知识，写出该实验的步骤：__________。
9． 在做一氧化碳还原氧化铜实验中，若反应温度不够高则生成的红色固体中可能含有Cu2O（显红色）于是他们对“生成的红色固体到底是什么”进行实验探究。他们猜想生成的红色固体有可能是：
猜想①：Cu2O 猜想 ②：Cu 猜想③：Cu和Cu2O
查阅资料：Cu2O能和硫酸反应。
化学方程式为Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
可供选择的器材：电子天平、过滤装置、其他器材自选。
（1）实验中选择澄清石灰水，其目的是__________。
（2）针对红色固体为何种物质的探究，结合资料，选择合适的器材和药品，写出相应实验步骤__________。
10．小明在研究酸和碱之间发生的反应时，把稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，得到无色溶液A。无色溶液A中除了氯化钠之外还有什么？小明进行了如下实验：
（1）实验二中的结论是________。
（2）请补充实验二中测定溶液pH 值的实验过程：________。
（3）请你简要再写出一个验证的实验方法，并说明实验现象：________。
11．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，并说明理由:____________________。
(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，使水中溶解氧的量保持不变，气压该怎么调整，请说明理由:____________。
12．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：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”滑动变阻器R、一只阻值为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为______A，计算出电源电压。
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。
④通过计算得出灯泡的额定电功率为_______W。
参考答案
1． （1）第1次 电流最小值达不到 0.1A （2）B （3）电流为0.15A时滑动变阻器的电功率
2． （1）小球在水平面上运动的距离
（2）质量相同时，物体的速度越大，具有的动能越大
（3）支持小兴。该过程是通过小球在水平面上克服摩擦力做功，将小球在斜面底部具有的动能转化为内能。同一小球对水平面的压力相同，粗糙程度也相同，即同一小球在水平面上运动时的摩擦力相同，则比较克服摩擦做功的距离即可以比较小球的动能大小。但不同质量的小球对水平面的压力不同，导致运动时摩擦力不同，不能通过比较水平面上的运动距离来比较动能大小。
3． （1）①取3个规格相同的量筒，分别标上A、B、C，内都加30毫升水；
②将3根材料、长度、性状相同的海绵棒浸没在A、B、C中分别为2秒、4秒、6秒，拿出海绵棒后，分别记录量筒内下降的高度；
③比较三组实验现象，若C组吸水量最多，则再取一个含30毫升水的量筒D，将一根海绵棒一半进入D中6秒，拿出海绵棒后记录量筒内下降的高度，将C、D进行对比。
④多次实验，取平均值。比较分析实验现象，得出结论。
（2）换用更容易被海绵吸收的液体（换用更易吸水的海绵材料）。
4． （1）4.5
（2）能，根据图乙可知，U=0.15L,又因为R=U/I=U/0.5，所以0.5R=0.15L，
即R=0.3L，所以导体电阻与长度成正比
（3）等于
5． （1）③
（2）①往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口。
②在固定有滑轮的容器中加入适量的冷水。
③拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
④升高水温，拉动细线改变气球深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度。比
较两次细线露出水面的长度。
⑤改变水面位置重复上述实验。
6． （1）定值电阻断路 （2）0.4 （3）C
7． （1）打开气嘴1，用打气泵向矿泉水瓶充入气体，关闭气嘴1，然后将整个装置放入水中，看是否有气泡冒出
（2）＞
（3）金属球上升（配重下降）
8． （1）防止土壤中原有的细菌对实验结果的影响
（2）①取9个相同的玻璃水槽，标为甲、乙、丙三组，每组三个，往9个水槽中各加入50毫升含PAM浓度为0.5克/分米3土壤浸出液。
②在甲、乙、丙三组每个水槽中分别加入2克降解菌A液、2克降解菌B溶液、1克降解菌A溶液和1 克降解菌B溶液。
③将三组水槽放到恒温箱中，设置温度为10摄氏度的。
④每天定时测量PAM浓度，持续观察10天并记录。
⑤将温度分别设为20摄氏度，30摄氏度，40摄氏度，重复实验①-⑤。
⑥找出以上温度中的最佳温度，然后在其附近继续取更小的温度梯度进行实验，整理实验数据，得出结论。
9． （1）检验二氧化碳的生成
（2）满分示例一
用电子天平称量反应前的氧化铜固体质量为a，若反应后的固体质量为0.8a则全是铜， 猜想二正确。若质介于0.8a和0.9a，猜想二正确。若等于0.9a则全是氧化亚铜，猜想一正确。
满分示例二
用电子天平称量反应后的氧化铜固体质量为b，向反应后的固体中加入过量稀硫酸，若溶液未变蓝，则猜想二不可能。若溶液变蓝，将生成的固体过滤，洗涤、烘干并称量，若剩余固体质量为4b／9，则猜想一成立；若剩余体质量大于4b/9，则猜想三成立，
满分示例三
取反应后的红色固体，加入过量稀硫酸，若溶液未变蓝，则猜想二不可能；若变蓝，重新取反应后的红色固体加入硝酸银溶液，若析出银白色金属，则猜想三成立，若无现象猜想二成立。
10．（1）无色溶液A中含有氯化钠和氢氧化钠。（合理即可）
（2）用洁净的玻璃棒蘸取溶液A，滴pH试纸上，将试纸显示的颜色与标准比色卡对照。
（3）（验证实验一或二都可以）如验证实验二：在试管中滴加少量无色溶液A，再滴加 2~3滴硫酸铜溶液；若出现蓝色絮状沉淀，则证明溶液中含有氯化钠和氢氧化钠。（合理即可）
11．（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。
12．（1）0.4
（2）闭合开关S和S2、断开S1, 移动滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为0.5A
（3）3.5
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