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期末分题型复习：实验题四
、实验探究题
小李同学参加了学校“研究性学习小组”，探究“磁体的磁性强弱与温度的关系”的课题。他做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。
（1）从小李的实验可得出的初步结论是　 　；
（2）根据这一结论，小李大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示。请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，　 　，电路接通，从而使电铃报警。
（3）同组的同学认为小李设计的温度报警器没有如图丙设计好，请指出小李设计中的不足之处是　 　。
在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，几位同学提出了以下四种猜想：
（1）利用所学知识，断定猜想2和猜想4肯定是错误的。你判断的依据是磁体外部的磁感线都是　 　。
（2）请设计一个简单实验，验证剩下的两个猜想是否正确。简述你的实验方案：
主要器材：　 　；
简要做法：　 　；
判断方法：　 　。
如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。
（1）指针下方的物体A应由 材料制成；
A．铜 B．铁 C．铝 D．塑料
（2）当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的 　 　极；
（3）实验发现：
①当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，指针B偏转的角度将会　 　（填“变大”或“变小”）；
②保持滑片P位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1 相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会　 　（填“变大”或“变小”）；
（4）经过对电磁铁的研究，可得出结论是：
①　 　；
②　 　。
科学研究需要“大胆猜测、小心求证”。下面是对“感应电流的大小跟哪些因素有关”所作的猜测与求证。
猜测1：可能与导线切割磁感线的速度有关；
猜测2：可能与导线切割磁感线的方向有关；
猜测3：可能与切割磁感线的导线条数有关
（1）为了验证以上猜测，某同学先后按图甲、图乙方法进行实验。你认为他的实验是为了验证上述哪个猜测？　 　。
（2）要利用图甲的装置来验证猜测1，在进行对照实验时，其操作上的区别是 　 　。
卢瑟福用a粒子（α粒子是带两个单位正电荷的氦原子核）轰击金箔的实验，推翻了汤姆生在1903年提出的原子结构模型，为建立现代原子理论打下了基础，但通过该实验的下述三种现象（如图），不能获得核外电子带有负电荷的结论。
现象1：大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来运动方向。
现象2：一小部分α粒子改变原来的运动方向。
现象3：极少数α粒子被弹了回来。
（1）请你根据原子结构知识分析以上现象产生的原因。
①现象1的原因： 　 　
②现象2的原因：　 　
（2）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，从现代观点看，被打出的微粒一定是　 　 。
探究原子结构的奥秘，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的a粒子轰击金箔实验。
【实验装置】如图甲所示：
①a粒子发生器——放射性物质放出a粒子（带正电荷）质量是电子质量的7000多倍；
②金箔——作为靶子，厚度1μm，重叠了3000层左右的原子；
③探测屏——a粒子打在上面发出闪光。
[实验现象]如图乙所示：绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数a粒子却发生了的偏转，甚至有极少数a粒子几乎达到180°的偏转，像是被金箔弹了回来。
[分析解释]
（1）卢瑟福推测“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的”，其中的“很小的结构”指的是原子结构中的　 　。支持卢瑟福推测的实验现象是　 　。
（2）卢瑟福在分析实验结果的基础上，他提出了图丙所示的原子核式结构，卢瑟福的这一研究过程是个__________。
A．建立模型的过程 B．得出结论的过程
C．提出问的过程 D．验证证据的过程
某兴趣小组的同学设计了如图甲、乙、丙所示的三个实验(天平略)来验证质量守恒定律。
（1）小组同学讨论后认为，上述甲、乙、丙三个实验装置中，只有实验　 　(填装置序号)能直接用于验证质量守恒定律。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是　 　。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需　 　即可发生反应。
发现问题：研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水，吸收CO2用浓NaOH溶液。 实验探究：在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示，请你一起参与。
　　　 甲　　　　　　　　　　 　　　乙
现象结论：甲装置中产生该实验现象的原因是(用化学方程式表示)　 　，解释通常用石灰水而不用NaOH 溶液检验CO2的原因　 　；乙装置中的实验现象是　 　，吸收CO2较多的装置是　 　。
计算验证：另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量，Ca(OH)2大于NaOH。因此，他认为通常吸收CO2 应该用饱和石灰水
思考评价：请你对小李同学的结论进行评价：　 　。
为了测定能使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最小值，进行了如下的实验：
a.取5～6只集气瓶，用量筒分别测出它们的容积并标记；
b.向集气瓶中分别装入其总容积的10%、20%、30%、40%、50%的水，并用毛玻璃盖住，依次编号为1、2、3、4、5。
c.在反应容器中加入一定量的MnO2和H2O2使其反应，分别用排水法将上述1～5号瓶中的水排出。
d.将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，观察并记录现象如下表：
集气瓶号 1 2 3 4 5
木条火星状况 微亮 亮 很亮 复燃 复燃
（1）写出上述方法制取氧气的化学方程式　 　 ；
（2）假定空气的成分只体积比为4:1的氮气和氧气，则用排水法得到氧气后，2号瓶中氧气的体种分数约为　 　；
（3）若要得到更精确的数据，你认为下一步应如何操作？　 　
（4）实验结果表明用“使带火星的木条是否复燃”的方法来检验集气瓶中氧气是否集满的方法是否可靠？　 　。
实验室常用下列如图所示的装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题．
（1）指出标号仪器的名称：①　 　，②　 　 ．
（2）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为　　 　 ，应选择的发生装置是　 　 ，可以用E装置收集氧气的原因是　 　，当观察到　 　的现象时，说明氧气已收集满，集满氧气的集气瓶应　 　（填“正”或“倒”）放在桌面上．
（3）制取并收集一定量的二氧化碳，就选择的装置是　　 　 ；欲制得干燥的二氧化碳，还需将气体通过盛有　 　（填药品名称）的洗气瓶F．
（4）用收集到的氧气与二氧化碳分别完成如图G、H所示实验，G中集气瓶底部盛少量水的原因是　 　，H中喷有紫色石蕊溶液的纸花显　 　色．
一位同学选取三棵植株大小、长势都相同的天竺葵，栽种在装有沙子的花盆里，分别贴上A．B、C标签，进行实验：A盆施加适量的复合化肥(即按比例将氮、磷、钾肥混合而成)；B盆仅施加适量的单一成分化肥(如含氮化肥)；C盆则不施加任何肥料，在以后的养护过程中给予的水分、光照和放置的地点等都相同；经过较长的一段时间后，再比较这三株幼苗的生长情况。
（1）这位同学的实验目的是什么？　 　。
（2）对照的组是　 　、　 　、　 　。
（3）实验结论是什么？　 　。
课外活动课上，老师提出了一个问题“植物的生长会受到哪些因素的影响？”要求大家分组进行探究。某小组讨论后认为可能有三个因素会影响植物的生长，并设计了如表所示的方案(说明：所用的花盆和植物均相同，“+”号的数量表示浇水量的多少或光照时间长短)。
花盆编号 土壤种类 浇水量 光照时间长短
1 壤土 +++ +++
2 壤土 +++ ++++
3 砂土 +++ +++
4 　 　 　
（1）在科学实验中，当实验结果会受到多种因素影响时，必须控制好变量，1、2号花盆的其他因素都是相同的，唯一不同的因素是　 　。
（2）仔细分析1号与3号花盆的实验设计，你认为他们所要探究的问题是　 　。
（3）为了通过与1号花盆的比较来确定浇水量多少对植物生长的影响，请你参照上表的方法对4号花盆的土壤种类、浇水量、光照时间长短等情况做出设计(填写在表中)。
（4）有同学指出，同一编号的花盆和植物至少应该3盆(株)以上。请评价他的观点，并说明理由。
期末分题型复习：实验题四答案解析
、实验探究题
（1）温度越高，磁体的磁性越弱
（2）磁体的磁性减弱，弹簧开关向下
（3）不能设定具体的报警温
【解析】（1）磁体吸引铁钉的数量越多，说明磁性越强，据此分析磁体的磁性强弱与温度的变化规律。
（2）首先分析温度升高时磁体磁性强弱变化，再判断弹簧开关的位置变化即可。
（3）可从是否能够设定具体的报警温度的角度分析解答。
（1）如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，说明磁性减小，那么得到结论：温度越高，磁体的磁性越弱。
（2）如图乙所示。请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的磁性减弱，弹簧开关向下，电路接通，从而使电铃报警。
（3）根据丙图可知，通过调整温度计内上面金属丝的位置，可以改变报警温度，则小李设计中的不足之处为：不能设定具体的报警温。
【答案】（1）从N极出发，回到S极
（2）小磁针；将小磁针置于异名磁极周围不同处；观察小磁针稳定后N极的指向
【解析】任何磁体都有两个磁极；磁感线是闭合的，在磁铁外部由N极指向S极，内部由S极指向N极，磁感线不能相交；小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向即磁感线的方向。
【解答】（1）在磁铁外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极；
（2）我们规定，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向，即磁感线的方向。把小磁针放入磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向，从而判断猜想是否正确；
故答案为：（1）从N极出发，回到S极；（2）小磁针；将小磁针置于异名磁极周围不同处；观察小磁针稳定后N极的指向。
（1）B
（2）N
（3）变小；变大
（4）线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【解析】（1）当电磁铁通有电流后，吸引物体A，指针B发生偏转，根据磁性就是吸引铁钴镍的性质选择；
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（3）①根据滑片移动方向判断电流变化，然后判断电磁铁磁性的变化，最后判断指针的偏转角度变化；
②保持滑片的位置不变，即保持电流不变；当导线a由接线柱2改为与接线柱1 相连，线圈的匝数增多，电磁铁磁性增大，据此判断指针偏转角度的变化；
（4）根据（3）题中两个现象总结实验结论即可。
.（1）指针要偏转必须受到电磁铁的吸引，而能被磁铁吸引的只有铁、钴、镍，所以A必须是铁、钴、镍构成的，故选B；
（2）线圈上电流方向向上，用右手握住螺线管，完全的四指指向上面，那么大拇指指向左端，即电磁铁的左端是N极；
（3）①当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器的阻值变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性减弱，电磁铁吸引物体A偏转角度变小，所以指针B偏转的角度将会减小。
②保持滑片P位置不变，电磁铁中电流大小不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，电磁铁线圈的匝数增多，电磁铁磁性增强，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会增大。
（4）①根据（3）中①可得出结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性增强；
②根据（3）中②可得出结论是：电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
（1）猜测3
（2）在几次操作中磁铁向下的速度要不同
【解析】（1）甲图和乙图中，其它都相同，只是线圈的匝数不同；而线圈匝数越多，磁场越强，磁感线越稠密，即相同位置磁感线的条数越多；
（2）使用控制变量法探究某个因素对被研究现象的影响时，探究哪个因素，哪个因素就要不同，其它因素都要相同。
（1）在甲、乙两图中，磁铁的运动方向、电流表、电源等其它因素都完全相同，只有线圈匝数不同；而线圈匝数不同，对应位置的磁感线条数不同，因此是为了验证猜测3。
2.猜测1认为感应电流的大小与导线切割磁感线的速度有关，根据“控制变量法”的要求，探究哪个因素，这个因素就要不同，因此其操作上的区别是：在几次操作中磁铁向下的速度要不同。
（1）原子核很小， 原子内部有很大空间；α粒子离带正电的原子核较近，受到斥力
（2）质子
【解析】本题主要考查了如何根据实验现象正确判断物质的构成问题，考查了学生分析问题解决问题的能力。（1）根据卢瑟福的α粒子轰击金箔实验的现象考虑：大部分a粒子直接穿透过去，少部分a粒子发生了偏转，极少数a粒子被反弹了回来．可以从实验现象出发，根据原子可能的构成形式方面进行分析、解答；（2）原子是由原子核及电子组成的，而原子核又是由质子和中子组成的。
【解答】（1）现象1：由于原子核很小，原子内部有很大空间，所以大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；
现象2：原子核带正电，α粒子途经金原子核附近时，受到斥力而改变了运动方向；
（2）1919年，卢瑟福从氮原子中打出了1个质子和1个电子，最终发现原子是由位于原子中心的原子核及在核外运动的电子组成，所以打出了一个质子；
故答案为：（1）原子核很小， 原子内部有很大空间，α粒子离带正电的原子核较近，受到斥力；（2）质子。
（1）原子核；极少数a粒子几乎达到180°的偏转，像是被金箔弹了回来
（2）A
【解析】（1）原子由中间的原子核和核外电子构成，原子核很小，因此原子内部绝大部分都是空的。
a粒子带正电荷，而原子核也带正电荷，当二者靠近时，会产生排斥力。正因为原子核很小，所以排斥力的作用范围很小，则极少数a粒子几乎达到180°的偏转。
（2）根据科学研究的基本环节分析判断。
【解答】（1）卢瑟福推测“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的”，其中的“很小的结构”指的是原子结构中的原子核。支持卢瑟福推测的实验现象是：极少数a粒子几乎达到180°的偏转，像是被金箔弹了回来。
（2）卢瑟福在分析实验结果的基础上，他提出了图丙所示的原子核式结构，卢瑟福的这一研究过程是个建立模型的过程，故选A．
（1）甲
（2）防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底
（3）将锥形瓶向右倾斜
【解析】（1）验证质量守恒定律时要满足：①能够发生化学反应；②如果有气体生成，那么反应必须在封闭的环境中进行。
（2）红磷燃烧时放出大量的热，如果直接和瓶底接触，那么瓶底可能会炸裂，据此分析细沙的作用。
（3）在图丁中，只要锥形瓶向右倾斜，试管中的过氧化氢溶液会流出与二氧化锰接触，从而开始分解反应，据此分析解答。
（1）甲：红磷燃烧生成五氧化二磷固体，且气球将装置封闭，可以验证质量守恒定律；
乙：蒸馏水和酒精不会反应，不能验证质量守恒定律；
丙：烧杯是开口的，生成的氧气会逸散，不能验证质量守恒定律；
丁：试管中的过氧化氢不能与二氧化锰接触，不能开始反应，不能验证质量守恒定律。
故选甲。
（2）实验甲中锥形瓶底部放入细沙的作用是：防止燃烧的红磷掉落而炸裂瓶底。
（3）图丁为图丙的改进实验。实验时只需将锥形瓶向右倾斜即可发生反应。
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；CO2与石灰水作用有明显实验现象，而与NaOH作用无明显现象；气球体积增大，溶液不变浑浊；乙；不正确，因为Ca(OH)2的溶解度很小，所形成的饱和石灰水中溶质的质量分数很小
【解析】根据二氧化碳与氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液反应现象分析；根据氢氧化钙与氢氧化钠的溶解性分析。
甲装置中二氧化碳与石灰水反应，压强会变小，所以石灰水会变浑浊且气球变大，反应方程式为 CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O ； 因CO2与石灰水作用有明显实验现象，而与NaOH作用无明显现象 ，所以检验时用石灰水不用氢氧化钠溶液；乙中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，装置内压强会变小，所以气体会变大，因氢氧化钠溶液浓度大，所以乙吸收二氧化碳较多；因为氢氧化钙为微溶物质，形成的饱和溶液的质量分数很小，所以吸收二氧化碳应用氢氧化钠溶液；
（1）2H2O2 2H2O+O2↑
（2）36%
（3）再取若干只集气瓶，分别装入其总容积的30%-40%的水，同样做上述实验，以获得更准确的数据
（4）不可靠
【解析】（1）H2O2制取氧气的化学反应方程式为2H2O2 2H2O+O2↑
（2）设集气瓶的容积为V
因为2号集气瓶中加入其容积20%的水,所以收集氧气的体积为Vｘ20%=0.2V
集气瓶中空气的体积为Vｘ（1-20%）=0.8V
又因为氧气占空气体积的21%,所以空气中含氧气的体积为0.8Vｘ21%=0.168V
集气瓶中一共含氧气的体积为（0.2V+0.168V）=0.368V
用排水集气法收集到氧气后,2号瓶中氧气的体积分数约为0.368V/Vｘ100%=36.8%
（3）再取若干只集气瓶，分别装入其总容积的30%-40%的水，同样做上述实验，以获得更准确的数据
（4）氧气具有助燃性，检验是否是氧气需将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃来检验是否是氧气．检验氧气是否集满，已经知道是氧气，检验是否集满，需将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，说明瓶口是氧气，就证明已集满，题目中未置于瓶口，所以不可靠
（1）长颈漏斗；水槽
（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；A；氧气不易溶于水；集气瓶口有大气泡向外冒出　；正
（3）BD；浓硫酸
（4）防止高温熔化物溅落炸裂集气瓶；红
【解析】（1）①是长颈漏斗，通过长颈漏斗可以向反应容器中注入液体药品；②是水槽，常用于排水法收集气体，故填：长颈漏斗；水槽；
（2）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；因为反应需要加热，应该用A装置作为发生装置；可以用E装置收集氧气的原因是氧气不易溶于水；当观察到集气瓶口有大气泡向外冒出时，说明氧气已收集满，集满氧气的集气瓶应正放在桌面上．
故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；A；氧气不易溶于水；集气瓶口有大气泡向外冒出；正；
（3）实验室制取二氧化碳不需要加热，应该用B装置作为发生装置；二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集；欲制得干燥的二氧化碳，还需将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶F．
故填：BD；浓硫酸；
（4）G中集气瓶底部盛少量水的原因是防止高温熔化物溅落炸裂集气瓶，H中喷有紫色石蕊溶液的纸花显红色．
故填：防止高温熔化物溅落炸裂集气瓶；红．
（1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
（2）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水；
（3）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；二氧化碳能够溶于水，密度比空气大；浓硫酸具有吸水性，可以用作氢气、氧气、二氧化碳等气体的干燥剂；
（4）铁在氧气中燃烧时形成的高温熔融物容易溅落；二氧化碳能和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色．
（1）探究植物生长需要什么样的无机盐
（2）A和B；A和C；B和C
（3）植物的生活需要多种无机盐
【解析】本题考查的是科学探究的基本环节和氮磷钾对植物生活的意义。首先明确氮磷钾对植物生活有哪些意义，再结合实验探究方法进行解答。
(1)通过实验A．B、C三个实验盆可以看出此实验的目的是植物的生长需要什么样的无机盐.
(2)在探究试验中，设置对比实验十分重要，对比实验要求只能有一个变量，其它的量都相同.所以A和B可以形成对比实验，A和C可以形成对比实验，B和C可以形成对比实验.
(3)通过对比三盆植物的生长情况，可得出植物的生活需要多种无机盐的结论.
（1）光照时间长短
（2）土壤种类对植物生长的影响
（3）壤土 ++++(或++) +++
（4）同一编号的花盆和植物若是一盆(株)时，会存在偶然性，因此，至少应该3盆(株)以上。
【解析】根据非生物因素对植物生长的影响，结合题干信息分析解答。
(1)通过对表格进行分析可知，1、2号花盆惟一不同的因素是光照时间的长短；
(2)通过对表格进行分析可知，1、3号花盆对照中，唯一的变量为土壤的不同；故探究的问题是：植物的生长与土壤种类有什么关系
(3)为了通过与1号花盆的比较来确定浇水量多少对植物生长的影响，参照上表的方法对4号花盆的土壤种类、浇水量、光照时间长短等情况做出设计：
壤土 ++++(或++) +++
(4)有同学指出，同一编号的花盆和植物至少应该3盆(株)以上。
他的观点正确，因为：同一编号的花盆和植物若是一盆(株)时，会存在偶然性，因此，至少应该3盆(株)以上。
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