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專題47 科學說理題

例：敞口放置的氫氧化鈉溶液易變質。現向一定質量且部分變質的氫氧化鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸（酸的濃度盡可能的低，滴入時盡量緩慢），并振蕩（或不斷攪拌）。如圖表示反應過程中溶液質量隨加入鹽酸質量的變化而變化的情況。請你結合圖中信息及所學知識分析AB、BC、CD各段變化的理由。
解釋：
1.在一個大型平底燒瓶濕潤的泥沙中插上幾枝新鮮的枝條和一支盛有適量NaOH溶液的試管，燒瓶口緊包一個氣球，使燒瓶懸浮在玻璃缸中某一位置（如右圖）。自然環境下持續觀察，最終可以發現燒瓶的浮沉情況怎樣？請解釋其中的原因。




2.一款被稱為“喝水神器”的55度杯在網店熱銷。某科學小組依據此原理自制一款保溫杯，原理圖如圖甲所示，保溫水杯有兩個隔離層，外層為真空包裝，內層裝有海波晶體（海波的熔點為48℃，沸點為100℃）。該同學對保溫杯進行了以下測試：往保溫杯中加入熱水，蓋上蓋子搖一搖，每隔一段時間分別測杯中的水和隔離層中海波溫度，并作出溫度與時間的曲線圖（圖乙）。說出從圖乙中你看出的水溫變化趨勢；請結合所學的科學知識，解釋其中的原因。




3.小明想對小區路燈進行自動化管理，設計電路如下圖所示。其中光控開關的工作原理是：閉合開關S1 ，當光照度降低時，光敏電阻R2的阻值增大，其兩端電壓也隨之變大，當電壓達到3 伏時，開關S2就自動連接ac ，使路燈L 點亮。反之，當光照度增強到一定值時，開關S2 就會自動連接ab.使路燈L 熄滅．
(1)路燈L 標有“220v 40W ”字樣，則該路燈正常工作時通過的電流是________安．（結果精確到0.01 )
(2)光敏電阻R2的阻值與光照度之間的關系如上表所示．控制電路的電源電壓為4.5 伏，當光照度為15 勒克斯時，光敏電阻R2兩端的電壓等于3 伏，請計算定值電阻R1的阻值，
(3)控制電路中的電池組在使用一段時間后電壓會下降，需定期更換，否則會導致路燈比平常天色更暗些才能點亮。諳說明理由：

說理題 參考答案
例1：部分變質的氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉；（1分）
AB段表示HCl+NaOH=NaCl+H2O，根據質量守恒定律，溶液的總質量增加；（2分）
BC段表示2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2 ，但由于生成二氧化碳氣體會逃逸，根據質量守恒定律，溶液質量增加的比AB段慢； （2分）
CD段表示稀鹽酸過量，溶液的總質量隨鹽酸溶液的增加而增加。 （1分）
1.此題涉及的知識有：
①物體的浮沉條件，浸沒時浮力大于重力，物體上浮，浸沒時浮力小于重力，物體下沉。
②植物的呼吸作用，其表達式為C6H12O6+6O2酶6CO2 + 6H2O，該反應消耗氧氣，產生二氧化碳。
③植物的光合作用，其表達式為6CO2 + 6H2O 光、葉綠體 C6H12O6+6O2，該反應消耗二氧化碳，產生氧氣。
④氫氧化鈉與二氧化碳反應，方程式為2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
⑤氣體壓強與氣體質量的關系，質量減小，壓強減小（知識點每寫對一點給1分）
最終可以觀察到的現象是燒瓶下沉并沉于缸底（2分）。其原因是：
①燒瓶口緊包一個氣球，使燒瓶懸浮在玻璃缸中某一位置，表明燒瓶與外界環境隔絕且本身含有一定量的氣體，此時浮力等于重力（1分）；
②新鮮枝條在自然狀態下應同時進行呼吸作用和光合作用，呼吸作用消耗了燒瓶內存留的O2和光合作用產生的O2（1分），而呼吸作用產生CO2又被試管中的NaOH溶液吸收（1分）；
③一段時間后，燒瓶內氣體質量減少，氣壓變小，氣球變癟，燒瓶及氣球受到的浮力減小（1分），由于質量守恒，燒瓶及物質的總質量不變，最終由于浮力小于重力而使燒瓶下沉至缸底（1分）
2.趨勢：水的溫度先快速下降至50攝氏度左右，保持一段較長的時間。（2分）
解釋原因：
①水的溫度先快速下降的原因是熱水的溫度高于海波的溫度，熱水向海波放熱，水溫度下降，海波吸熱溫度上升；（1分）
②當水溫度下降至50攝氏度左右時，由于海波的熔點和凝固點為48攝氏度，此時海波吸熱熔化，放熱凝固，都能維持在該溫度一段較長的時間，（2分）
③且保溫杯外層為真空，能起到很好的隔熱效果（向外界吸熱放熱量少），（1分）所以溫度在48攝氏度保持一長段時間。
3.(1) 0.18
(2）解：查表可知，當光照度為15 勒克斯時，光敏電阻R2的阻值為20 歐
I1 = I2 = U2/R2 = 3伏/20歐 = 0.15安 U1 = U總 – U2 = 4.5伏–3伏 = 1.5伏
R1 = U1/I1 = 1.5伏/0.15安 = 10歐
（3）因為電池組電壓下降會導致光敏電阻兩端電壓下降，串聯電路中R1阻值不變，要使光敏電阻R2兩端電壓達到3 伏，光敏電阻R 2的阻值必須增大，所以要在光照度更小時才能實現

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