2013学年浙江省绍兴县柯岩中学科学竞赛试题卷

1 2013 学年柯岩中学科学竞赛试题卷 考生须知 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 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 Na 元素的质量分数 Ca 元素的质量分数 氧元素的质量分数 Na2CO3的质量分数 CaCO3的质量分数 Na2CO3和 CaCO3和的质量比 能确定的 是 A 都不能确定 B 只有 能确定 C 只有 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 B 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 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 A B C D 2 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 3 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 举例 当 a 56m 98 b 24m 98 时 54a 56 b 2m 98 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 ab 两点间的电阻 Rab 如果流过 4 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 放置在半2 3 1 AB LRABmm 两端固定 两球 径为的光滑半球形碗中 在图示位置平衡 R 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 图 8 图 5 18V R2 6V R1 甲乙 4 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且每秒钟扫描 48 次 那么镜鼓的反 0 45 射镜面数目是个 镜鼓旋转的转速是 转 min 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 处 观察 A 的变化 同时测量 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 1 025g cm3 需取用 36 5 1 181g cm3 的盐酸 mL 保留一位小数 5 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 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 设蜡烛的密 度为 0 9 10 3Kg m 3 水的密度为 1 0 10 3Kg m 3 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 6 22 9 分 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 应急充电 请你设计一个方案 用图 6 所示的直流电源给这部小灵通的电池充电 并画出 充电的电路图 尺寸 长 高 宽 约 45mm 83 mm 23 5mm 质量约 85g 发射功率约 10mW 平均 电池 3 6V 580mA h 锂电池 充电器输入 AC220V 50Hz 输出 DC5 2V 320mA 充电器重约 50g 充电时间2 5h 3 5h 连续待机时间48h 200h 表表 1 表 1 7 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 盐酸的质量分数 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 的技术数据如下表 型号 HCB30 承载链条股数 股 2 最大承载质量 t 3 链条直径 mm 8 一次起升高度 mm 3 手拉轮直径 mm 150 测试载荷 kN 37 5 承载轮直径 mm 50 最小净空高度 mm 470 净重 kg 21 7 最大载荷所需拉力 N 360 毛重 kg 22 3 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 盐酸质量 g20406080 气体质量 g00 441 321 98 8 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 参考答案 一 选择题 1 D 2 C 3 B 4 BD 5 C 6 BC 二 简答题 7 1 C O2点燃CO2 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 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 A 33 3 O Fe m m 7 3 12 21 TT 2TT 9 11 减小 增大 12 L 15 31 13 1 当 a 56m 98 b 24m 98 时 a b 2 当 a 56m 98 b 24m 98 时 54a 56 22b 24 14 8 欧 72V 15 D 16 1 1 1 9 17 16 180 三 探究题 18 12 分 1 效应器 1 分 2 E D C B A 1 分 3 a 预期结果和结论 若 A 有反应 且 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 处无电位变化 或 A 无反应 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 处 测量 处电位变化 再电刺激 处 测量 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 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 m 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 1h 1 l 30 分 8 分 21 1 Mg OH 2 Al OH 3 Mg OH 2 2 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 7840 x40g 10 x 7 8g AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaCl 133 5 78 y7 8g y 13 35g 10 MgCl2 2NaOH Mg OH 2 2NaCl 9558 z 13 6g 7 8g z 9 5g 答 AlCl3为 13 35g MgCl2为 9 5g 22 9 分 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