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2013学年柯岩中学科学竞赛试题卷

发布时间:2014-04-05 15:49:49  

2013学年柯岩中学科学竞赛试题卷

考生须知:

1.本卷共4大题,24小题,考试时间120分钟,满分150分。

2.试卷共8页

3.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cu-64 Zn-65 Mg-24 Ca-40 S-32 K-39 Mn-55 N-14 Fe-56 Al-27 Na-23

一、不定项选择题(本题6小题,每小题4分,共24分)

温馨提示:每小题有一个或二个选项符合题意,多选、错选、漏选均不得分。 ..................................

1、由Na2CO3和CaCO3组成的混合物中,经测定其中碳元素的质量分数为11.65%,则在以下六个量中:①Na元素的质量分数,②Ca元素的质量分数,③氧元素的质量分数,④Na2CO3的质量分数,⑤CaCO3的质量分数,⑥Na2CO3和CaCO3和的质量比。能确定的是( )

A.都不能确定 B.只有③能确定 C.只有④⑤⑥能确定 D.都能确定

2.如图所示的电路中,从合上开关S时刻起随后一段时间电流表示数I与时间t的关系图象正确的是( )

3、某氯化钠溶液中含有少量的氯化钡和氢氧化钠溶液杂质,它们的质量比为13∶10。欲将两种杂质同时除去,得到纯净的氯化钠溶液,可选用的试剂组合是 ( )

A.盐酸和硫酸溶液,其溶质的质量比为73∶49

B.盐酸和硫酸钠溶液,其质量比为73∶71

C.硫酸和硫酸钠溶液,其质量比为98∶71

D.硫酸和硫酸镁溶液,其溶质的质量比为49∶60

4.细绳一端固定在竖直墙面上,另一端与一个密度分布均匀的球相连。现用手托住球,让球紧贴墙面,保持细绳上有一定的张力,让小球处于静止状态,且细绳与小球的连接点恰好在球心的正上方。考虑到一般情况下,摩擦因数μ均小于1,则在将手拿开的一瞬间( )

A. 小球可能会平衡

B. 小球一定不会平衡

C. 小球可能受到向下的摩擦力

D. 小球一定受到向上的摩擦力

5、在饱和石灰水中,慢慢地通入CO2气体,先产生白色浑浊,后又变成无色溶液。下列表示此过程中溶液导电性变化的图示最接近事实的是(横坐标为CO2的量,纵坐标为溶液的导电能力)( )

1

6、右图中,c、d间电压U恒定,R0、R2阻值也恒定,滑动变阻器的总电

阻为R1,已知R0<R1,当滑动变阻器的滑片P从b向a移动的过程中,电

流表的示数变化情况是( )

A.A1表的示数不断减小 B.A2表的示数不断增大

C.A1表的示数先减小后增大 D.A2表的示数先增大后减小

二、简答题(每空3分,共57分)

7.铁是人们最早发现和使用的一种金属。

(1)生铁含碳约4%,钢含碳在2%以下。在古代,人们把在高温下烧红的铁反复锤打,最

终使生铁转化为钢,这也是所谓“百炼成钢”的来历。请你写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式___________ _______________;

(2)Fe在化合物里通常显+2价或+3价,Fe3O4可写成氧化物形式FeO·Fe2O3,或盐的形式Fe(FeO2)2 ;Pb在化合物里显+2价或+4价,那么Pb3O4也可以写成 或 。

8、假设地球、火星在同一平面上绕太阳在圆形轨道上运动,已知地球、火星绕太阳一周需要的时间分别为T1、T2(T2>T1),若某年某月某日的某一时刻,太阳、地球、火星在同一直线上,则至少需时间t= ,它们才能再一次在同一直线上。(注:火星轨道半径比地球大)

9、如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的,若斜面

的长L与斜面高h的比值为2,整个机械的效率为80%,则使

用该机械将重物沿斜面缓慢匀速拉上的过程中,作用力F与重

物所受重力G的比值为 。

10、已知Fe2O3在高炉中有下列反应:Fe2O3+CO→2FeO+CO2

反应形成的固体混和物(Fe2O3、FeO)中,元素铁和氧的质量比用 mFe︰mO表示。

(1)上述固体混和物中,mFe︰mO不可能是 (选填 a、b、c多选漏选不得分)

(a)21︰9 (b)21︰7.5 (c) 21︰6

(2)若mFe︰mO=21︰8,计算Fe2O3被CO还原的百分率A%= %。

11.如图所示,将测量大气压的装置放在电子秤上,玻璃管A由支架

固定,且与水银槽B的底部不接触。若外界大气压强增大, 电子

秤的读数将 、 水银槽底所受水银的压强将

(选填“增大”、“减小”或“不变”)

12、如图18 所示,七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放

起来,每块砖的长度均为L,为保证砖块不倒下,6号砖块与

7号砖块之间的距离S将不超过__________(用L表示)

13、在天平的两个托盘上各放一个盛有等体积、等质量分数的

稀硫酸的烧杯,调节天平使其平衡。然后在一个烧杯中加入

a克铁粉,在另一个烧杯中加入b克镁粉,充分反应后,天平仍保持平衡。若已知每个烧杯中都含有m克纯硫酸,请用代数式表示下列各种情况下a与b的关系。

2

举例:当a<56m/98,b>24m/98时,。

(1)当a>56m/98,b>24m/98时,

(2)当a<56m/98,b<24m/98时,

14、有如图所示的电阻分布,①ab两点间的电阻Rab= Ω;②如果流过4Ω姆电阻的电流为1A 则ab两点间的电压:Uab= .

15

、图所示,一根轻杆长为L? ,两端固定A、B两球,mA:mB?,放置在半径为R的光滑半球形碗中,在图示位置平衡,A

球与球心连线和竖直方向的夹角为?,碗固定在

长木板上,长木板可绕O点转动,现对长木板

的另一端施加外力F,使其逆时针缓慢转动,在

A、B两球均未脱离碗的过程中,A球与球心连

线和竖直方向的夹角?的变化情况是 _____________

A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.先变大后变小 D.保持不变

16、如图5所示,灯泡规格均相同,甲图中电压恒为6V,乙图中电压恒为18V。分别调节R1、R2使灯均正常发光,那么此时电路消耗的总功率之比P1∶P2= ,可变电阻接入电路中的电阻值之比R1′∶R2′= 。

甲 图5

图8

17、为了连续改变反射光的方向,并多次重复这个过程,方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜(简称镜鼓),如图8所示。当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时,由于反射镜绕竖直轴旋转,反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。依次,每块反射镜都将轮流扫描一次。如果要求扫描的范围??45且每秒钟扫描48次,那么镜鼓的反射镜面数目是个 ,镜鼓旋转的转速是 转/min。

3 0

三、实验探究题(共26分)

18.(12分)下图为某种反射弧示意图,结合下述实验回答:

(1)电激(即用电刺激)E,结果A发生运动反应;电

激B,结果A有反应而E无反应。这表明图中的A是反射弧

的 。

(2)用图中有关字母和箭头写出神经冲动在整个反射

弧中的传导方向 。

(3)给你提供必要的实验用具,如电刺激设备、电位测量仪以及实验所需的青蛙等,请设计一个简单的实验方案,用来验证神经冲动在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递是双向的还是单向的,并写出预期可能的结果及结论。

a. 实验目的:验证神经冲动在神经纤维上的传导是双向还是单向。

实验步骤:电刺激①处,观察A的变化,同时测量②处的电位有无变化。

预期结果和结论: 。

b.实验目的:验证神经冲动在神经元之间的传递是双向还是单向。

实验方法步骤: 。

预期结果和结论: 。

19.(14分)某学习小组的三位同学为测定镀锌铁皮的锌镀层的厚度,提出了各自的设计方案。(忽略锌镀层的氧化)

(1)甲同学的方案是先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉,通过差量计算出锌的质量,然后再由锌的密度算出锌层的体积,最后由体积除以镀锌铁皮的面积计算得到锌层的厚度。在实际操作中,甲同学的方案存在一个很大的问题是

(2)乙同学是通过查阅资料,知道Zn(OH)2既可以与酸也可与碱反应,于是设计了如下方案:

配制5%的盐酸1 L (ρ=1.025g/cm ),需取用36.5%(ρ=1.181g/cm)的盐酸mL(保留一位小数)。

若使用的镀锌铁皮的质量为28.156 g,最后称得灼烧后固体的质量为40.000g,镀锌铁皮的长5.10cm,宽5.00cm,锌的密度为7.14 g/cm3,则锌层的厚度为 。

(3)丙同学的方案是通过右图所示装置,测量镀锌铁皮与强酸反应产

生气体的质量来计算锌层的厚度。己知镀锌铁皮质量为18.200g,加入

稀硫酸质量为140g,则稀硫酸的质量百分比浓度至少应大

于 。

若改用浓盐酸,则测出锌的厚度会(填“偏大”、“偏小”、

或“无影响”)。

(4)实验后,将乙同学和丙同学的结果进行比较,发现他们对同种镀锌铁皮的测量结果差异很大,你认为谁的方案更加可靠呢? 原因是 。

33 4

四、分析计算题(本题5小题,共43分)

20.(8分)如图所示,粗细均匀的蜡烛长l1,它底部粘有一质

量为m的小铁块.现将它直立于水中,它的上端距水面3cm.如

果将蜡烛点燃,假定蜡烛燃烧时油不流下来,且每分钟烧去蜡

烛的长为1cm,则从点燃蜡烛时开始计时,经多长时间蜡烛熄灭

3 3 3(设蜡烛的密度为0.9× 10Kg / m,水的密度为1.0× 10Kg

3/ m,).

21、(8分)把MgCl2、AlCl3两种固体组成的混合物溶于足量的水后,在所得溶液中逐滴加入10%的NaOH溶液,加入NaOH溶液的质量和生成沉淀的质量如下图所示。已知:NaOH与AlCl3反应时,先使AlCl3全部转化为不溶于水的Al(OH)3,然后Al(OH)3还能继续与过量的NaOH发生如下反应:Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O,其中NaAlO2 是可溶于水的物质,试回答:

(1)A点的沉淀物的化学式

有 ;(2分)

B点的沉淀物的化学式

是 ;(2分)

(2)原混合物中MgCl2、AlCl3的质量各为多

少克?(4分)

5

22、(9分)现在流行的无线市话俗称“小灵通”,是一种新型的个人无线接收系统,具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点、它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置,可在无线网络覆盖范围内自由移动使用,并可随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话.

表1是某一型号小灵通的部分资料数据. 若这种小灵通在正常使用情况下,充电一次可使用7d(7天),累计通话时间为1.2h,通话时耗电功率为平均发射功率的20倍. 则:

(1) 这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?

(2) 小灵通开机但不通话时的状态称为待机. 这部小灵通的待机电流大约多大?

(3) 在没有充电器的情况下,可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时

6

23、(9分)

天然碱的组成可以用aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O(a、b、c为整数)表示。现有3种不同的天然碱样品,分别进行如下实验以确定其化学式。

(1)将质量为62.0 g的样品A平均分成两份,一份在300℃下充分灼烧(Na2CO3不分解),固体质量减轻9.8 g;另一份溶于水后加入足量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀59.1 g。 样品A的化学式可以表示为

(2)将质量为4.71 g的样品B溶于水,逐滴滴加一定浓度的稀盐酸,产生气体的质量与加入盐酸的质量有下表所示关系:

[已知在盐酸不足时会发生反应:Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl + H2O ]

求: ①盐酸的质量分数;

②样品B的化学式可以表示为 。

24、“手拉葫芦”(如图15所示)是一种携带方便、使用简易的手动起重机械,广泛用于工厂、土地、矿山、农业生产等环境,用来完成起吊货物等任务。其中HCB30型“手拉葫芦”的技

注:“一次起升高度”是指,成年人在站立状态,用左、右两手交替拉动手拉链条进 行正常起重操作的过程中,左手或右手下拉一次(按

30cm计),所吊重物上升的高度。

承载轮上所缠的承载链条较粗且两端固定,而手

拉轮上所缠的手拉链条较细且构成一个完整的环。工作

过程中,手拉链条、承载链条在轮上都不打滑。其缠绕

情况如图16所示。(取g=10N/kg)

(1)计算该型“手拉葫芦”在满载的情况下正常工作

时的机械效率。

(2)根据题目中提供的相关信息,通过计算,分析判

断HCB30型“手拉葫芦”的手拉轮与承载轮是否是一个

共轴的轮轴?

7

参考答案:

一、选择题

1、D、 2、C 3、B 4、BD 5、C 6、BC

二、简答题

点燃7、(1) C + O2CO2 (2) 2PbO·PbO2 、Pb2(PbO4)或Pb(PbO2)2

8、

9、5/16

10.(1)a c

(2)(4分)解法一:取Fe2O3 mFe︰mO=21︰9 FeO mFe︰mO=21︰

6 T1T22(T2-T1)

(2分)

解法二:设Fe2O3原有n0mol,还原百分率为A%,则有

解法三:设 Fe2O3被CO还原的百分率为A%,则A%和混和物中mFe︰mO的关系式为(用

含mFe、mO的代数式表示)。

3?

A%=

7?mFe??m?O????=33.3%

11.减小 增大

12、31L 15

13、(1)当a>56m/98,b>24m/98时,;

(2)当a<56m/98,b<24m/98时,;

14. 8欧、72V

15、D

17、.

三、探究题

18.(12分)(1)效应器(1分) (2)E→D→C→B→A (1分) 8

(3)a.预期结果和结论:若A有反应,且②处电位发生改变。则说明神经冲动在神经纤维上的传导是双向的;(2分)若A有反应,②处无电位变化;或A无反应,②处有电位变化则说明神经冲动在神经纤维上的传导是单向的。(2分)

b.方法步骤:先电刺激①处,测量③处电位变化。再电刺激③处,测量①处的电位变化(2分)。(其他合理答案亦可)

结果和结论:若两次试验的检测部位均发生电位变化,说明冲动在神经元之间的传递是双向的;(2分) 若只有一处(如第二次观测的①)电位改变,则说明冲动在神经元之间的传递是单向的。(2分)

19.(14分)

(1)由于铁也会与盐酸反应产生氢气,因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应。(2分)

(2)118.9(2分);;4.28 μm(单位可由学生自由选择,数字和单位匹配即可)(2分)。

(3)22.75%(2分);偏小(2分)。

(4)乙同学(2分);锌和铁的原子量差异不大,镀锌铁皮中两者的比例的改变造成与酸反应后产生氢气质量的改变非常微小,对称量的要求很高。另外在实验的过程中随着气体的产生也会带走水蒸气,造成实验结果的不可靠(2分)。

四、分析计算题

20、t=ρ1h/(ρ1-ρ)Δl=30分(8分)

21、(1)Mg(OH)2、Al(OH)3 ; Mg(OH)2

(2)Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

78 40

x 40g×10% x = 7.8g

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓+ 3NaCl

133.5 78

y 7.8g y = 13.35g

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaCl

95 58

z 13.6g—7.8g z = 9.5g

答:AlCl3为13.35g,MgCl2为9.5g

22、(9分)

(1) 手机通话的电功率:P=200mW. 根据公式P=UI,可求得这部手机正常通话时的工作电流:I=P/U=200/3.6=55.6mA.-----3分

(2) 这部手机的电池充电一次获得的总能量:w总=3.6×0.58×3600=7516.8 J,通话时间消耗电能W通=pt通=0.2×1.2×3600=864J,正常使用的情况下待机7d消耗的电能,W待=W总一W通=7516.8一864=6 652.8J. 由公式W=Uit 可求得待机电流大约为I待=W通/ Ut待 =6652.8/3.6×7×24×3600=3.06mA.-----4分

(3) 因为直流电源的输出电压为36V,远大于被充电池的电压,所以需要串联一个阻值适宜的电阻才能充电. 另串接一只电流表,观察充电电流不超过320mA,以免烧坏电池. 让直流电源的电流从电池正极流入,负极流出. 其电路图如答案图3.-----2分

23.(9分)(1)Na2CO3·2NaHCO3·2H2O(3分)

(2)3.65%(3分) 2Na2CO3·NaHCO3·H2O(3分)

解析:(1)310 g样品中碳元素的质量:m(C) =

aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O ~ b/2CO2 + (b/2 + c)H2O

106a + 84b + 18c 22b + 9b +18c

310 98

106a + 84b + 18c = 310 a = 1

(a + b)×12 = 36 解得: b = 2

31b +18c = 98 c = 2

(2)由盐酸质量和气体质量的数据分析,加入盐酸的质量在40 g到60 g的过程中发生了如下反应:

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑

36.5 44

20×w 1.32 – 0.44

解得w = 3.65 %。

由盐酸加入量从40 g到60 g的变化数据分析:加入盐酸的质量从0到30 g用于碳酸钠转化为碳酸氢钠;从30 g到75 g用于碳酸氢钠转化为二氧化碳。由此可知a : b = 2 : 1。 2 Na2CO3·NaHCO3·cH2O ~ 3 CO2

2×106 + 84 + 18c 3×44

4.71 1.98

由此列比例式解出c = 1,因此样品B的化学式为2Na2CO3·NaHCO3·H2O。

24、(9分)参考解答

(1)该型号“手拉葫芦”在满载的情况下正常工作时,用手下拉—次手拉链条的过程中,人对“手拉葫芦”做功:W人=FH=360×30×10-2J=108J??????????(2分)

3 “手拉葫芦”对重物做功:W机=Gs0=3×10×10×3x10-3J=90J????????(2分) 59.1×10 ×12 g = 36 g 197

?? ―手拉胡芦”的机械效率:W机

W人?100%=90?100%=83.3%?????(1分) 108

(2)没手拉轮与承载轮是一个共轴的轮轴,则用手拉动手拉链条一次,链条移动的距离H与承载轮收回链条的长度h应满足Hh ??D?d

dH 此过程中重物上升的高度s???5cm???????????(2分) 2D

因重物实际一次起升高度为s0=3mm,即s≠s0,所以此“手拉葫芦”的手拉轮与承载轮不是—个共轴的轮轴。????????????????????????(2分)

10

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