⑴ 2009江蘇生物高考試卷題目和答案
生 物 試 題(江蘇卷)
一、單項選擇題:本部分包括20題,每題2分,共計40。每題只有一個選項最符合題意。1.下列關於細胞內化合物的敘述,正確的是
A.ATP脫去2個磷酸基團後是RNA的基本組成單位之一
B.糖原代謝的最終產物是葡萄糖
C.蔗糖和乳糖水解的產物都是葡萄糖
D.脂肪和生長激素是生物體內的能源物質
2.下列有關神經興奮的敘述,正確的是
A.靜息狀態時神經元的細胞膜內外沒有離子進出
B.組織液中Na+濃度增大,則神經元的靜息電位減小
C.突觸間隙中的神經遞質經主動運輸穿過突觸後膜而傳遞興奮
D.神經纖維接受刺激產生的興奮以電信號的形式傳導
3.下列關於固定化酶和固定化細胞的敘述,正確的是
A.固定化細胞技術在多步連續催化反應方面優勢明顯
B.固定化酶的應用中,要控制好pH、溫度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水體中有機磷農葯,需提供適宜的營養條件
D.利用固定化酵母細胞進行發酵,糖類的作用只是作為反應底物
4.下列有關細胞生命活動的敘述,正確的是
A.分裂期的細胞不進行DNA復制和蛋白質合成
B.免疫系統中的記憶細胞既有分化潛能又有自我更新能力
C.凋亡細胞內的基因表達都下降,酶活性減弱
D.原癌基因突變促使細胞癌變,抑癌基因突變抑制細胞癌變
5.下列有關生物體遺傳物質的敘述,正確的是
A.豌豆的遺傳物質主要是DNA B.酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上
C.T 噬菌體的遺傳物質含有硫元素D.HIV的遺傳物質水解產生4種脫氧核苷酸
6.有1位同學做根尖有絲分裂實驗,在顯微鏡中觀察到的圖像如圖所示。造成這種情況的原因可能是
①取材位置不合適 ②取材時間不合適
③製片時壓片力量不合適 ④解離時間不合適⑤視野選擇不合適
A.②③ B.②⑤
C.①②⑤ D.①③④
7.下列有關孟德爾豌豆雜交實驗的敘述,正確的是
A.孟德爾在豌豆開花時進行去雄和授粉,實現親本的雜交
B.孟德爾研究豌豆花的構造,但元需考慮雌蕊、雄蕊的發育程度
C.孟德爾根據親本中不同個體表現型來判斷親本是否純合
D.孟德爾利用了豌豆白花傳粉、閉花受粉的特性
8.下列關於哺乳動物胚胎發育和胚胎工程的敘述,正確的是
A.卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加
B.胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割
C.胚胎幹細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質合成旺盛等特點
D.胚胎幹細胞是一類未分化細胞,可從早期胚胎中分離獲取
9.下列有關植物激素調節的敘述,正確的是
①可利用適宜濃度的赤黴素促進細胞伸長,使植物增高
②在植物組織培養中生長素和細胞分裂素的不同配比會影響組織分化
③使同種植物的扦插枝條產生相同生根效果的2,4-D濃度相同
④在太空失重狀態下植物激素不能進行極性運輸,根失去了向地生長的特性
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
10.已知A與a、B與b、C與C 3對等位基因自由組合,基因型分別為AaBbCc、AabbCc的兩個體進行雜交。下列關於雜交後代的推測,正確的是
A.表現型有8種,AaBbCc個體的比例為1/16
B.表現型有4種,aaBbcc個體的比例為1/16
C.表現型有8種,Aabbcc個體的比例為1/8
D.表現型有8種,aaBbCc個體的比例為1/16
11.某小組為研究脫氣對酵母菌在培養初期產氣量的影響,進行了甲、乙2組實驗,實驗裝置如右圖所示,除圖中實驗處理不同外,其餘條件相同。一段時間內產生 總量的變化趨勢是
12.下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關敘述錯誤的是
A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的
B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的
C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶
D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率
13.科學家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系,它們感染植物產生的病斑形
態不同。下列4組實驗(見下表)中,不可能出現的結果是
實驗 實驗結果
編號 實驗過程 病斑
類型 病斑中分離出
的病毒類型
① a型TMV斗感染植物 a型 a型
② b型TMV呻感染植物 b型 b型
③ 組合病毒(a型TMV的蛋白質+b型TMV的RNA) 感染植物
b型 a型
④ 組合病毒(b型TMV的蛋白質+a型TMV的RNA) 感染植物
a型 a型
A.實驗① B.實驗② C.實驗③ D.實驗④
14.細胞作為生命活動的基本單位,其結構和功能高度統一。下列有關敘述正確的是
①卵細胞體積較大有利於和周圍環境進行物質交換,為胚胎早期發育提供所需養料
②哺乳動物成熟的紅細胞表面積與體積之比相對較大,有利於提高氣體交換效率
③小腸絨毛上皮細胞內有大量的線粒體,有助於物質運輸的能量供應
④哺乳動物成熟精子中細胞質較少,有利於精子運動
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
15.對性腺組織細胞進行熒游標記,等位基因A、a都被標記為黃色,等位基因B、b都被標記為綠色,在熒光顯微鏡下觀察處於四分體時期的細胞。下列有關推測合理的是
A.若這2對基因在1對同源染色體上,則有1個四分體中出現2個黃色、2個綠色熒光點
B.若這2對基因在1對同源染色體上,則有1個四分體中出現4個黃色、4個綠色熒光點
C.若這2對基因在2對同源染色體上,則有1個四分體中出現2個黃色、2個綠色熒光點
D.若這2對基因在2對同源染色體上,則有1個四分體中出現4個黃色、4個綠色熒光點
16.在細胞分裂過程中出現了甲、乙2種變異,甲圖中英文字母表示染色體片段。下列有關敘述正確的是
①甲圖中發生了染色體結構變異,增加了生物變異的多樣性②乙圖中出現的這種變異屬於染色體變異
③甲、乙兩圖中的變化只會出現在有絲分裂中
④甲、乙兩圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗
A.①③③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
17.下列4種現象中,不適宜用生態系統中能量流動規律進行合理分析的是
A.虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種 B.藍藻易在富營養化水體中爆發
C.飼養牛、羊等動物,成本低、產量高 D.巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食
18.下列關於人類遺傳病的敘述,錯誤的是
①一個家族僅一代人中出現過的疾病不是遺傳病
②一個家族幾代人中都出現過的疾病是遺傳病
③攜帶遺傳病基因的個體會患遺傳病
④不攜帶遺傳病基因的個體不會患遺傳病
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④
19.某小組進行「探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化」實驗時,同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(見下表),均獲得了「s」型增長曲線。根據實驗結果判斷,下列說法錯誤的是
試管號 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ
培養液體積(mL) 10 5 10 5
起始酵母菌數(103個) 10 5 5 10
A.4個試管內的種群初始階段都經歷了「J」型增長
B.4個試管內的種群同時達到K值
C.試管Ⅲ內種群的K值與試管Ⅱ不同
D.試管Ⅳ內的種群數量先於試管Ⅱ開始下降
20.右圖是物種形成的一種模式。物種a因為地理障礙分隔為兩個種群 和 ,經過漫長的進化,分別形成新物種b和C。在此進程中的某一時刻,a,種群的部分群體越過障礙外遷與a:同域分布,向d方向進化。下列有關敘述正確的是
A.b和d存在地理隔離,所以一定存在生殖隔離
B.C和d不存在地理隔離,卻可能存在生殖隔離
C. 中的外遷群體與當時留居群體的基因頻率相同,則b和d是同一物種
D. 中的外遷群體與當時 種群的基因頻率不同,則c和d是不同物種
二、多項選擇題:本部分包括5題,每題3分,共計15分。每題有不止一個選項符合題意。每題全選對者得3分,其他情況不得分。
21.下列有關實驗及顯色結果的敘述,錯誤的有
A.水浴加熱條件下,蔗糖與斐林試劑發生作用生成磚紅色沉澱
B.沸水浴條件下,脫氧核苷酸與二苯胺發生作用呈現藍色
C.常溫條件下,蛋白質與雙縮脲試劑發生作用呈現紫色
D.常溫條件下,核糖核酸與甲基綠作用呈現綠色
22.加工橘子罐頭,採用酸鹼處理脫去中果皮(橘絡),會產生嚴重污染。目前使用酶解法去除橘絡,可減少污染。下列生長在特定環境中的4類微生物,可以大量產生所用酶的有
A.生長在麥麩上的黑麴黴 B.生長在酸奶中的乳酸菌
C.生長在棉籽殼上的平菇 D.生長在木屑上的木霉
23.下列關於DNA和蛋白質提取與分離實驗的敘述,正確的有
A.提取細胞中的DNA和蛋白質都需用蒸餾水漲破細胞
B.用不同濃度NaCl溶液反復溶解與析出DNA可去除蛋白質
C.蛋白質提取和分離過程中進行透析可去除溶液中的DNAD.蛋白質和DNA都可以用電泳的方法進行分離純化
24.科研人員對江蘇某地沿海灘塗米草群落和裸露泥灘的大型底棲(土壤)動物豐富度進行了對比研究。在相同取樣條件下,利用一種常用底泥采樣器(50cm X 50cm X 30cm)採得各動物類群的物種數和個體總數如下表。下列有關本研究的敘述,正確的有
招潮蟹類 厚蟹類 沙蠶類 泥螺類 蛤類
物種
數 個體
總數 物種
數 個體
總數 物種
數 個體
總數 物種
數 ,個體
總數 物種
數 個體
總數
裸露泥灘 5 18 1 14 2 12 1 10 2 14
米草群落 3 12 2 9 0 0 1 10 0 0
A.裸露泥灘的大型底棲動物物種豐富度高於米草群落
B.米草群落的大型底棲動物種群密度高於裸露泥灘
C.改用另一規格的常用底泥采樣器會影響對比研究的結論
D.改變采樣的時間會影響採集到的物種數和個體總數
25.某研究性學習小組採用盆栽實驗,探究土壤乾旱對某種植物葉片光合速率的影響。實驗開始時土壤水分充足,然後實驗組停止澆水,對照組土壤水分條件保持適宜,實驗結果如下圖所示。下列有關分析正確的有
A.葉片光合速率隨乾旱時間延長而呈下降趨勢
B.葉片光合速率下降先於葉片葉綠素含量下降
C.實驗2-4天,光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的
D.實驗2-4天,光合速率下降可能是由葉片內 濃度下降引起的
三、非選擇題:本部分包括9題,共計65分。
26.(7分)甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤(G)的N位置上帶有乙基而成為7-乙基鳥嘌呤,這種鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對,從而使DNA序列中G—C對轉換成
A—T對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型,常先將水稻種子用EMS溶液浸泡,再在大田種植,通常可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。(1)經過處理後發現一株某種性狀變異的水稻,其自交後代中出現兩種表現型,說明這種變異為 ▲ 突變。
(2)用EMS浸泡種子是為了提高△ ,某一性狀出現多種變異類型,說明變異具有 ▲ 。(3)EMS誘導水稻細胞的DNA發生變化,而染色體的 ▲ 不變。
(4)經EMS誘變處理後表現型優良的水稻植株也可能攜帶有害基因,為了確定是否攜帶有害基因,除基因工程方法外,可採用的方法有 ▲ 、 ▲ 。
(5)誘變選育出的變異水稻植株還可通過PCR方法進行檢測,通常該植株根、莖和葉都可作為檢測材料,這是因為△ 。
27.(7分)紅豆杉是我國珍貴瀕危樹種。南京中山植物園於上世紀50年代從江西引進一些幼苗種植於園內。經過幾十年的生長繁殖,現在已形成了一個種群。請回答下列問題。
(1)在植物園引種栽培紅豆杉的措施屬於 ▲ 。
(2)如果對紅豆杉種群密度進行調查,常用的方法是 ▲ 。將統計到的植株按高度(h)分為5級,每一級的植株數量見下表。
等級 a級 b級 C級 d級 e級
高度(cm) h≤10 10<h≤30 30<h≤lOO 100<h≤300 h>300
數量(株) 120 62 32 16 6
,根據表中數據,在答題卡上的坐標圖中畫出該種群各級別的植株數量柱狀圖。 ▲
(3)由表可以看出,此紅豆杉種群的年齡結構屬於 ▲ 。
(4)研究表明,紅豆杉的種子成熟後被某種鳥類吞食,果肉狀的假種皮被消化而種子隨糞便散播到山坡上再萌發生長。從種間關系看,鳥類與紅豆杉之間存在 ▲ 關系。
28.(7分)下圖為某種真菌線粒體中蛋白質的生物合成示意圖,請據圖回答下列問題。
(1)完成過程①需要 ▲ 等物質從細胞質進入細胞核。
(2)從圖中分析,核糖體的分布場所有 ▲ 。
(3)已知溴化乙啶、氯黴素分別抑制圖中過程③、④,將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯黴素的培養基上培養,發現線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由 ▲ 中的基因指導合成。
(4)用 一鵝膏蕈鹼處理細胞後發現,細胞質基質中RNA含量顯著減少,那麼推測 一鵝膏蕈鹼抑制的過程是△ (填序號),線粒體功能▲ (填「會」或「不會」)受到影響。
29.(8分)下圖表示下丘腦神經細胞、垂體細胞、甲狀腺細胞及它們分泌的激素之間的關系,研究表明物質乙是一種糖蛋白。請回答下列問題。
(1)圖中的下丘腦神經細胞除具有神經細胞的功能外,還具有 ▲ 功能。
(2)如果用物質丙飼喂正常動物,則物質甲、乙的分泌量的變化分別是 ▲ ;如果用物質乙飼喂正常動物,則物質丙的分泌量▲,原因是▲。
(3)物質乙與甲狀腺細胞的細胞膜表面的 ▲ 結合,反映出細胞膜能進行▲ 。
(4)若刺激圖中A點,電表指針偏轉的情況是▲。
30.(7分)回答下列與細胞有關的實驗問題。
(1)下列4項實驗中,需保持細胞生理活性的有 ▲ (填序號)。
①觀察葉綠體和原生質的流動
②觀察洋蔥鱗片葉內表皮細胞中DNA的分布
③探究酵母菌的呼吸方式
④紅細胞中血紅蛋白的提取和分離
(2)按下面步驟進行質壁分離實驗。
步驟一:在潔凈的載玻片中央加一滴清水,取一片蘚類小葉,蓋上蓋玻片。
步驟二:從蓋玻片-N滴入0.39/mL的蔗糖溶液,在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。
這樣重復幾次,使蓋玻片下面的蘚類小葉浸潤在0.39/mL的蔗糖溶液中。
步驟三:在顯微鏡下觀察,結果如圖所示。
①圖中A、B處的顏色分別是 ▲ 。
②如果上述實驗步驟二中從蓋玻片的一側滴入的是加有伊紅(植物細胞不吸收的紅色染料)的0.39/mL的蔗糖溶液,則在顯微鏡下觀察到A、B處顏色分別是 ▲ 。
③如果將步驟二中浸潤在0.39/mL的蔗糖溶液中的蘚類小葉的裝片,放在80℃條件下處理一段時間(裝片中的蘚類小葉保持在0.39/mL的蔗糖溶液中)。在顯微鏡下清晰地觀察到細胞結構後,為更准確地判斷A處顏色,對顯微鏡的操作方法是 ▲ 、 ▲ 。如果A處呈綠色,可能的原因是 ▲ 。
31.(6分)酶解法制備原生質體的原理是利用酶溶液對細胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取;果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了研究不同酶液的酶解效果,某實驗小組取無菌煙草幼葉,切成相同大小的小片,等量放入6支試管中,試劑用量和實驗結果列於下表。請回答有關問題。
試管編號
項目 I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
V
Ⅵ
蒸餾水(mL) 2 O 1 1 1 1
緩沖液(mL) 0 2 1 0.5 0.5 0.5
果膠酶液(mL) O 0 O 0.5 O 0
蝸牛酶液(mL) O 0 O O 0.5 0
纖維素酶液(mL) 0 O 0 O 0 0.5
實驗結果
(綠色深淺程度) - - - - +++ ++++ ++
(註:「+」越多表示綠色越深,「一」表示顏色無顯著變化)
(1)實驗過程中,需要輕搖試管,其目的是▲ ,使原生質體從葉小片中游離出來,以便觀察懸浮液綠色的深淺。
(2)從綠色的深淺可推測:蝸牛酶液酶解效果最好,原因是蝸牛酶液含有 ▲ 等多種酶。該實驗中▲ 是空白對照組,其設置意義是△ 。
(3)用網篩過濾原生質體到離心管內,離心後收集沉澱物,並用 ▲ 洗滌。(4)原生質體是否符合要求還需進行檢驗,其檢驗的方法是 ▲ 。
32.(8分)動物器官的體外培養技術對於研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。下圖縣一個新牛小鼠的肝臟小塊培養裝置示意圖。請回答下列問題。
(1)肝臟切成小薄片,這有利於肝臟細胞▲ 。(2)氣室中充入5%C0:氣體的主要作用是 ▲ 。(3)培養液中添加抗生素是為了抑制細菌生長,但要注意選擇抗生素的 ▲ ,以保證抗生素對肝臟無害。
(4)有機物X有毒性,可誘發染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具,探究肝臟小塊對有機物X是否具有解毒作用。
材料用具:
肝臟小塊,外周血淋巴細胞,淋巴細胞培養液,植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂);顯微鏡,載玻片,蓋玻片,玻璃皿,滴管;吉姆薩染液(使染色體著色),有機物X溶液等。實驗過程:
①在淋巴細胞培養液中加入植物凝集素培養淋巴細胞,取4等份,備用。
⑦利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置,按下表步驟操作(「√」表示已完成的步驟)。
甲 乙 丙 丁
步驟一:加人肝臟培養液 √ √ √ √
步驟二:加入有機物X溶液 √ √,
彤驟=!放詈肝臟小塊 √
上表中還需進行的操作是 ▲ 。 +③培養一段時間後,取4組裝置中的等量培養液,分別添加到4份備用的淋巴細胞培養液中繼續培養。
④一段時間後取淋巴細胞分別染色、製片。在顯微鏡下觀察 ▲ ,並對比分析。若丙組淋巴細胞出現異常,而甲組的淋巴細胞正常,則說明 ▲ 。
33.(8分)在自然人群中,有一種單基因(用A、a表示)遺傳病的致病基因頻率為1/10 000,該遺傳病在中老年階段顯現。1個調查小組對某一家族的這種遺傳病所作的調查結果如圖所示。請回答下列問題。
(I)該遺傳病不可能的遺傳方式是 ▲ 。
(2)該種遺傳病最可能是▲遺傳
病。如果這種推理成立,推測Ⅳ一5的女兒的基因型及其概率(用分數表示)為△。
(3)若Ⅳ一3表現正常,那麼該遺傳病最可能是▲,則Ⅳ-5的女兒的基因型為▲。
34.(7分)蘇雲金桿菌(Bt)能產生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖( 為抗氨苄青黴素基因),據圖回答下列問題。
(1)將圖中①的DNA用HindIII、BamH I完全酶切後,反應管中有▲種DNA片段。
(2)圖中②表示HindIII與Bam I酶切、DNA連接酶連接的過程,此過程可獲得 ▲種重組質粒;如果換用Bst l與BamH l酶切,目的基因與質粒連接後可獲得▲種重組質粒。
(3)目的基因插人質粒後,不能影響質粒的▲ 。
(4)圖中③的Ti質粒調控合成的vir蛋白,可以協助帶有目的基因的T—DNA導人植物細胞,並防止植物細胞中▲對T—DNA的降解。
(5)已知轉基因植物中毒素蛋白只結合某些昆蟲腸上皮細胞表面的特異受體,使細胞膜穿孔,腸細胞裂解,昆蟲死亡。而該毒素蛋白對人類的風險相對較小,原因是人類腸上皮細胞▲ 。
(6)生產上常將上述轉基因作物與非轉基因作物混合播種,其目的是降低害蟲種群中的▲基因頻率的增長速率。
生物試題參考答案
一、單項選擇題:本部份包括20題,每題2分,共計40分。
1.A 2.D 3.A 4.B 5.B 6.C 7.D 8.D 9.A 10.D
11.C 12.A 13.C 14.B 15.B 16.C 17.B 18.D 19.B 20.B二、多項選擇題:本部分包括5題,每題3分,共計15分。
21.ABD 22.ACD 23.BD 24.AD 25.ABD
三、非選擇題:本部分包括9題,共計65分。
26.(7分)(1)顯性
(2)基因突變頻率不定向性
(3)結構和數目
(4)自交花葯離體培養形成單倍體、秋水仙素誘導加倍形成二倍體(5)該水稻植株體細胞基因型相同
27.(7分)(1)遷地保護(易地保護)(2)樣方法柱形圖見下圖
(3)增長型
(4j)_捕食和互利共生(捕食和種間互助)28:(7分))(1)ATP、核糖核苷酸、酶
(2細胞質基質和線粒體
(3)核DNA(細胞核) (4)①會
29.(8分)(1)內分泌(分泌激素)
(2)減少、減少沒有明顯變化物質乙(糖蛋白)被消化分解而失去作用
(3)受體細胞間的信息交流
(4)從零位向一側偏轉後回到零位,再向相反的一側偏轉後回到零位
30.(7分)(1)①③
(2)①無色、綠色②紅色、綠色③改變光圈大小調節反光鏡(電光源亮度)高溫下細胞膜、葉綠體膜失去選擇透過性,葉綠素等色素進入A處
31.(6分)(1)為了使細胞壁與酶充分接觸,提高酶解效果
(2)果膠酶和纖維素酶I、Ⅱ、Ⅲ排除無關變數的干擾 (3)等滲溶液
(4)低滲漲破法
32.(8分)(1)1吸收氧氣和營養物質、排出代謝廢物
(2)維持培養液適鱟的pH
(3)種類和劑量
(4)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊染色體形態和數量肝臟小塊對有機物X具有解毒作用
33.(8分)(1)Y染色體遺傳和x染色體隱性遺傳(2)X染色體顯性
1/40 000 、 10 002/40 000 、 29 997/40 000
(3)常染色體顯性遺傳病AA、Aa、aa
34.(7分)(1)4 (2)2 1 (3)復制 (4)DNA水解酶
(5)表面元相應的特異性受體(6)抗性
⑵ 誰會高中物理電學實驗
高中物理電學實驗復習
主要內容:
1、用描跡法畫出電場中平面上的等勢線
2、描繪小電珠的伏安特性曲線
3、測定金屬的電阻率
4、把電流表改裝為電壓表
5、用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻
6、用多用電表探索黑箱內的電學元件
7、練習使用示波器
8、感測器的簡單應用
1、用描跡法畫出電場中平面上的等勢線
[實驗目的]
利用電場中電勢差及等勢面的知識,練慣用描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線。
[實驗原理]
用導電紙上形成的穩恆電流場來模擬靜電場,當兩探針與導電紙上電勢相等的兩點接觸時,與探針相連的靈敏電流計中通過的電流為零,指針不偏轉,當兩探針與導電紙上電勢不相等的兩點接觸時,與探針相連的靈敏電流計中通過的電流就不為零,從而可以利用靈敏電流計找出導電紙上的等勢點,並依據等勢點描繪出等勢線。
[實驗器材]
學生電源或電池組(電壓約為6V),靈敏電流計,開關,導電紙,復寫紙,白紙,圓柱形金屬電極兩個,探針兩支,導線若干,木板一塊,圖釘,刻度尺等。
[實驗步驟]
1.在平整的木板上,由下而上依次鋪放白紙、復寫紙、導電紙各一張,導電紙有導電物質的一面要向上,用圖釘把白紙、復寫紙和導電紙一起固定在木板上。
2.在導電紙上平放兩個跟它接觸良好的圓柱形電極,兩個電極之間的距離約為10cm,將兩個電極分別與電壓約為6V的直流電源的正負極相接,作為「正電荷」和「負電荷」,再把兩根探針分別接到靈敏電流計的「+」、「-」接線柱上(如圖所示)。
3.在導電紙上畫出兩個電極的連線,在連線上取間距大致相等的五個點作基準點,並用探針把它們的位置復印在白紙上。
4.接通電源,將一探針跟某一基準點接觸,然後在這一基準點的一側距此基準點約1cm處再選一點,在此點將另一探針跟導電紙接觸,這時一般會看到靈敏電流計的指針發生偏轉,左右移動探針位置,可以找到一點使電流計的指針不發生偏轉,用探針把這一點位置復印在白紙上。
5.按步驟(4)的方法,在這個基準點的兩側逐步由近及遠地各探測出五個等勢點,相鄰兩個等勢點之間的距離約為1cm。
6.用同樣的方法,探測出另外四個基準點的等勢點。
7.斷開電源,取出白紙,根據五個基準點的等勢點,畫出五條平滑的曲線,這就是五條等勢線。
[注意事項]
1.電極與導電紙接觸要良好,且與導電紙的相對位置不能改變。
2.尋找等勢點時,應從基準點附近由近及遠地逐漸推移,不可冒然進行大跨度的移動,以免電勢差過大,發生電流計過載現象。
3.導電紙上所塗導電物質相當薄,故在尋找等勢點時,不能用探針在導電紙上反復劃動,而應採用點接觸法。
4.探測等勢點不要太靠近導電紙的邊緣,因為實驗是用電流場模擬靜電場,導電紙邊緣的電流方向與邊界平行,並不與等量異種電荷電場的電場線相似。
2、描繪小電珠的伏安特性曲線
[實驗目的]
通過實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線,並分析曲線的變化規律.
[實驗原理]
金屬物質的電阻率隨溫度升高而增大,從而使得一段金屬導體的電阻隨溫度發生相應變化.對一隻燈泡來說,不正常發光和正常發光時燈絲的電阻值可以相差幾倍到十幾倍,它的伏安特性曲線(I-U圖線)並不是一條直線.即燈絲的電阻是非線性的,本實驗通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內阻值的變化,從而了解它的導電特性.
實驗電路圖:如圖所示,用採用滑線變阻器的分壓式接法。
[實驗器材]
小燈泡,4V-6V學生電源,滑動變阻器,伏特表,安培表,開關,導線若干.
圖87-1
[實驗步驟]
(l)按上圖連接好電路,把滑動變阻器的滑動臂P調節到靠近A端處.
(2)閉合電鍵S,把滑動臂P調節到某個合適的位置,然後讀出此時伏特表的示數U1和安培表的示數I1,並把它們記錄到下面表格中.
(3)把滑動片P從近A端逐漸往B端調節,重復步驟(2),讀出並記錄下12組左右不同的電壓值和電流值.
(4)斷開電鍵S,拆除電路.
(5)以I為縱軸,U為橫軸畫出直角坐標系,選取適當的標度,在坐標平面內依次描出12組數據所表示的點,然後用平滑曲線連接這些點,此曲線就是小燈泡的伏安特性曲線.
[注意事項]
1.本實驗中,因被測小燈泡燈絲電阻較小,因此實驗電路必須採用電流表外接法.
2.因本實驗要作I-U圖線,要求測出一組包括零在內的電壓、電流值,因此變阻器要採用分壓接法.
3.電鍵閉合前變阻器滑片移到圖中所示的A端.
4.電鍵閉合後,調節變阻器滑片的位置,使燈泡的電壓逐漸增大,可在伏特表讀數每增加一個定值(如0.5V)時,讀取一次電流值,並將數據(要求兩位有效數字)記錄在表中.調節滑片時應注意伏特表的示數不要超過小燈泡的額定電壓.
5.在坐標紙上建立一個直角坐標系,縱軸表示電流,橫軸表示電壓,兩坐標軸選取的標度要合理,使得根據測量數據畫出的圖線盡量占滿坐標紙;要用平滑曲線將各數據點連接起來.
3、測定金屬的電阻率
[實驗目的]
用伏安法間接測定某種金屬導體的電阻率;練習使用螺旋測微器。
[實驗原理]
根據電阻定律公式R= ,只要測量出金屬導線的長度 和它的直徑d,計算出導線的橫截面積S,並用伏安法測出金屬導線的電阻R,即可計算出金屬導線的電阻率。
[實驗器材]
被測金屬導線,直流電源(4V),電流表(0-0.6A),電壓表(0-3V),滑動變阻器(50Ω),電鍵,導線若干,螺旋測微器,米尺等。
[實驗步驟]
1.用螺旋測微器在被測金屬導線上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d,計算出導線的橫截面積S。
2.按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路。
3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導線的有效長度,反復測量3次,求出其平均值 。
4.把滑動變阻器的滑動片調節到使接入電路中的電阻值最大的位置,電路經檢查確認無誤後,閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,斷開電鍵S,求出導線電阻R的平均值。
5.將測得的R、 、d值,代入電阻率計算公式 中,計算出金屬導線的電阻率。
6.拆去實驗線路,整理好實驗器材。
[注意事項]
1.測量被測金屬導線的有效長度,是指測量待測導線接入電路的兩個端點之間的長度,亦即電壓表兩接入點間的部分待測導線長度,測量時應將導線拉直。
2.本實驗中被測金屬導線的電阻值較小,因此實驗電路必須採用電流表外接法。
3.實驗連線時,應先從電源的正極出發,依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導線、滑動變阻器連成主幹線路(閉合電路),然後再把電壓表並聯在待測金屬導線的兩端。
4.閉合電鍵S之前,一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置。
5.在用伏安法測電阻時,通過待測導線的電流強度I的值不宜過大(電流表用0~0.6A量程),通電時間不宜過長,以免金屬導線的溫度明顯升高,造成其電阻率在實驗過程中變化。
【目的和要求】
學會用分流法測定電流表的內阻,進一步理解並聯分流的原理;練習把電流表改裝成電壓表,加深對串聯分壓作用的理解;掌握確定改裝電壓表的百分誤差的方法。
【儀器和器材】
電流表(J0409型或J0409-1型),直流電壓表(J0408型或J0408-1型),滑動變阻器(J2354-1型),轉柄電位器(22千歐)。簡式電阻箱(J2262型),干電池2-3個,單刀開關2個(J2352型),導線若干。
【實驗方法】
1.電流表內電阻的測量
(1)按圖4.8-1接好電路。R0為電位器(22千歐),R′為電阻箱(0—9999歐),G為電流表,選用G0擋(Rg=80—125歐,Ig=300微安),電源為2—3節干電池。
將R0的阻值調至最大,斷開S2,試觸S1,如果電路中電流超過電流表的滿偏電流,則應串聯一個定值電阻;如電路中電流未超過電流表的量程,則可以開始實驗。
(2)調節電位器R0的阻值,使電流表指針逐漸指到滿刻度。
(3)將電阻箱R′的阻值調到最小,閉合S2,這時電流表G的示數很小。調節(增大)電阻箱R′的阻值,使電流表的指針正好指到滿刻度的一半。
(4)記下電阻箱R′的阻值,它就是電流表內電阻Rg的阻值。
2.把電流表改裝為電壓表
(1)根據上面實驗結果計算出電流表的滿偏電壓Ug=IgRg,為了將它的量程擴大到U(一般U可取2伏),則它的量程擴大的倍數為n=U/Ug,故應串聯的分壓電阻為R=(n-1)Rg。
(2)將電流表與電阻箱串聯,使電阻箱阻值為R=(n-1)Rg,即組成量程為U的電壓表。
(3)弄清改裝後表盤的讀數。首先明確表盤上每格表示多少伏。電流表的原量程為300微安,最大量程處標的是「30」,表盤上「0—30」之間是15格,改裝成2伏的電壓表後,每一格應表示2/15伏,如果指針指在110微安刻度上,實際電壓是2×(110/300)=0.73伏,如果指針偏轉3格,實際電壓是(2/15)×3=0.40伏。
一般來說可以按公式U′=(I/Ig)U來計算,式中Ig為電流表滿偏電流值,I為表盤電流的刻度值,U為改裝表的最大量程,U′為改裝表對應的刻度。
3.改裝電壓表的校準
(1)按圖 4.8-3接好校準電路。滑動變阻器R1採用分壓接法,開始時它的滑片置於分壓最小的位置。電源用2節干電池。虛線框內為改裝後的電壓表,V為標准電壓表。
(2)閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,依次使標准電壓表的讀數為0.5伏、1.0伏、1.5伏、2.0伏,在下表中記下改裝電壓表的相應的讀數。
實驗次數 標准表讀數(伏) 改裝表讀數(伏)
1 0.5
2 1.0
3 1.5
4 2.0
(3)按下式計算改裝電壓表的百分誤差:
式中U0為改裝表的最大量程,U為標准表的相應的讀數值。
3、用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內電阻
[實驗目的]
測定電池的電動勢和內電阻。
[實驗原理]
如圖1所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值,利用閉合電路的歐姆定律求出幾組 、r值,最後分別算出它們的平均值。
此外,還可以用作圖法來處理數據。即在坐標紙上以I為橫坐標,U為縱坐標,用測出的幾組I、U值畫出U-I圖象(如圖2)所得直線跟縱軸的交點即為電動勢值,圖線斜率的絕對值即為內電阻r的值。
[實驗器材]
待測電池,電壓表(0-3V),電流表(0-0.6A),滑動變阻器(10Ω),電鍵,導線。
[實驗步驟]
1.電流表用0.6A量程,電壓表用3V量程,按電路圖連接好電路。
2.把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。
3.閉合電鍵,調節變阻器,使電流表有明顯示數,記錄一組數據(I1、U1),用同樣方法測量幾組I、U的值。
4.打開電鍵,整理好器材。
5.處理數據,用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內電阻的值。
[注意事項]
1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內阻宜大些,可選用已使用過一段時間的1號干電池。
2.干電池在大電流放電時,電動勢 會明顯下降,內阻r會明顯增大,故長時間放電不宜超過0.3A,短時間放電不宜超過0.5A。因此,實驗中不要將I調得過大,讀電表要快,每次讀完立即斷電。
3.要測出不少於6組I、U數據,且變化范圍要大些,用方程組求解時,要將測出的I、U數據中,第1和第4為一組,第2和第5為一組,第3和第6為一組,分別解出 、r值再平均。
4.在畫U-I圖線時,要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側。個別偏離直線太遠的點可捨去不予考慮。這樣,就可使偶然誤差得到部分的抵消,從而提高精確度。
5.干電池內阻較小時路端電壓U的變化也較小,即不會比電動勢小很多,這時,在畫U-I圖線時,縱軸的刻度可以不從零開始,而是根據測得的數據從某一恰當值開始(橫坐標I必須從零開始)。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內阻。
4、練習使用多用電表(萬用表)測電阻
[實驗目的]
練習使用多用電表測電阻。
[實驗原理]
多用電表由表頭、選擇開關和測量線路三部分組成(如圖),表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表,其滿偏電流約幾十到幾百 A,轉換開關和測量線路相配合,可測量交流電流和直流電流、交流電壓和直流電壓及電阻等。測量電阻部分即歐姆表是依據閉合電路歐姆定律製成的,原理如圖所示,當紅、黑表筆短接並調節R使指針滿偏時有
Ig= = (1)
當電筆間接入待測電阻Rx時,有
Ix= (2)
聯立(1)、(2)式解得
= (3)
由(3)式知當Rx=R中時,Ix= Ig,指針指在表盤刻度中心,故稱R中為歐姆表的中值電阻,由(2)式或(3)式可知每一個Rx都有一個對應的電流值I,如果在刻度盤上直接標出與I對應的Rx的值,那麼當紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端,就可以從表盤上直接讀出它的阻值。
由上面的(2)可知,電流和電阻的非線性關系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應的電阻刻度是不均勻的,電阻的零刻度在電流滿刻度處。
[實驗器材]
多用電表,標明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個,小螺絲刀。
[實驗步驟]
1.機械調零,用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處,並將紅、黑表筆分別接入「+」、「-」插孔。
2.選擋:選擇開關置於歐姆表「×1」擋。
3.短接調零:在表筆短接時調整歐姆擋的調零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處,若「歐姆零點」旋鈕右旋到底也不能調零,應更換表內電池。
4.測量讀數:將表筆搭接在待測電阻兩端,讀出指示的電阻值並與標定值比較,隨即斷開表筆。
5.換一個待測電阻,重復以上2、3、4過程,選擇開關所置位置由被測電阻值與中值電阻值共同決定,可置於「×1」或「×10」或「×100」或「×1k」擋。
6.多用電表用完後,將選擇開關置於「OFF」擋或交變電壓的最高擋,拔出表筆。
[注意事項]
1.多用電表在使用前,應先觀察指針是否指在電流表的零刻度,若有偏差,應進行機械調零。
2.測量時手不要接觸表筆的金屬部分。
3.合理選擇量程,使指針盡可能指在中間刻度附近(可參考指針偏轉在 ~5R中的范圍)。若指針偏角太大,應改換低擋位;若指針偏角太小,應改換高擋位。每次換擋後均要重新短接調零,讀數時應將指針示數乘以擋位倍率。
4.測量完畢後應拔出表筆,選擇開關置OFF擋或交流電壓最高擋,電表長期不用時應取出電池,以防電池漏電。
[實驗目的]
實驗原理
當信號電壓輸入示波器時,示波管的熒光屏上就反映出這個電壓隨時間變化的波形來。示波管主要由電子槍、豎直偏轉電極和水平偏轉電極組成。兩電極都不加偏轉電壓時,由電子槍產生的高速電子做直線運動,打在熒光屏中心,形成一個亮點。這時如果在水平偏轉電極上加上隨時間均勻變化的電壓,則電子因受偏轉電場的作用,打在熒光屏上的亮點便沿水平方向勻速移動。如果再在豎直偏轉電極上,加上一隨時間變化的信號電壓,則亮點在豎直方向上也要發生偏移,偏移的大小與所加信號電壓的大小成正比。這樣,亮點一方面隨著時間的推移在水平方向勻速移動,一方面又正比於信號電壓在豎直方向上產生偏移。於是在熒光屏上便形成一波形曲線,此曲線反映出信號電壓隨時間變化的規律。
實驗器材
J2459型示波器1台;低壓電源1台;變阻器1隻;電鍵1隻;導線若干。
實驗步驟
1.熟悉J2459型示波器板上各旋鈕的作用。如圖7-1為J2459型示波器的面板,熒光屏右邊最上端的是輝度調節旋鈕,標以「 」符號,用來調節光點和圖像的亮度。順時針旋轉旋鈕時,亮度增加。
第二個是聚焦調節「⊙」和輔助聚焦「○」,這兩個旋鈕配合著使用,能使電子射線會聚,在熒光屏上產生一個小的亮斑,得到清晰的圖像。
再下面是電源開關和指示燈,用後蓋板上的電源插座接通電源後,把開關扳向「開」的位置,指示燈亮,經過一兩分鍾的預熱,示波器就可以使用了。
熒光屏下邊第一行左、右兩端的旋鈕是垂直位移「 」和水平位移「 」,分別用來調整圖像在豎直方向和水平方向的位置。它們中間的兩個旋鈕是「Y增益」和「X增益」,分別用來調整圖像在豎直方向和水平方向的幅度,順時針旋轉時,幅度連續增大。
中間一行左邊的大旋鈕是「衰減」,它有1、10、100、1000四擋,最左邊的「1」擋不衰減,其餘各擋分別使輸入的電壓衰減為原來
最右邊的正弦符號 擋不是衰減,而是由示波器內部自行提供豎直方向的交流試驗信號電壓,可用來觀察正弦波形或檢查示波器是否正常工作。
中間一行右邊的大旋鈕是「掃描范圍」,也有四擋,可以改變加在水平方向的掃描電壓的頻率范圍,左邊第一擋是10~100Hz,向右旋轉每升高一擋,掃描頻率都增大10倍,最右邊的是「外X」擋,使用這一擋時,機內沒有加掃描電壓,水平方向的電壓可以從外部輸入。
中間的小旋鈕是「掃描微調」,用來調整水平方向的掃描頻率,順時針轉動時頻率連續增加。
底下一行中間的旋鈕「Y輸入」、「X輸入」和「地」分別是豎直方向、水平方向和公共接地的輸入接線柱。左邊的「DC、AC」是豎直方向輸入信號的直流、交流選擇開關。置於「DC」位置時,所加的信號電壓是直接輸入的;置於「AC」位置時,所加信號電壓是通過一個電容器輸入的,它可以讓交流信號通過而隔斷直流成分。右邊的「同步」也是一個選擇開關。置於「+」位置時,掃描由被測信號正半周起同步,置於「-」位置時,掃描由負半周起同步。這個開關主要在測量較窄的脈沖信號時起作用,對於正弦波、方波等,無論扳到「+」或「-」,都能很好地同步,對測量沒有影響。
2.練習使用示波器
①把輝度旋鈕反時針旋到底,垂直位移和水平位移旋鈕轉到中間位置,衰減旋鈕置於最高擋,掃描旋鈕置於「外X」擋。
②接通電源,打開電源開關。經預熱後,熒光屏上出現亮點。調節輝度旋鈕,使亮度適中。
③調節聚焦和輔助聚焦旋鈕,觀察亮點的大小變化,直至亮點最圓、最小時為止。
④旋轉垂直位移和水平位移旋鈕,觀察亮點的上下移動和左右移動。
⑤把掃描范圍旋鈕旋至最低檔,掃描微調旋鈕反時針旋到底,把X增益旋鈕順時針旋到1/3處,觀察亮點的水平方向的移動情況。
⑥順時針旋轉掃描微調旋鈕,觀察亮點的來回移動(隨著掃描頻率增大而加快,直至成為一條水平亮線)。旋轉X增益旋鈕,觀察亮線長度的變化。
⑦把掃描范圍旋鈕置於「外X」擋,交直流選擇開關扳到「DC」,並使亮點位於熒光屏中心。按圖7-2接好電路,輸入一直流電壓。
⑧移動變阻器的滑動片,改變輸入電壓的大小,觀察亮點的移動。
⑨將電池的正負極接線調換位置,重復步驟⑧。
⑩使Y增益旋鈕順時針旋到底,衰減旋鈕置於「1」擋。使變阻器的滑動片從最右端起向左滑動至某一位置,讀取亮點偏移的格數。此時亮點每偏移1格,表示輸入電壓改變50mV。計算此時輸入電壓的大小。如果衰減旋鈕置於其他擋時,應將所得數值乘以相應的倍數。
(11)實驗完畢後,把輝度旋鈕反時針旋到底,然後關機,切斷電源。
[實驗原理]
[實驗器材]
[實驗步驟]
[注意事項]
(4)測電學量
名稱 備考要點
電流表
電壓表 1. 正確讀數 合理選擇量程,盡可能使指針偏在1/3—2/3的范圍
2. 表頭原理:θ=BSI/K,即θ∝I
3 量程的擴大:電流表——並聯分流電阻Rx=Rg/(n-1)
電壓表——串聯分壓(大)電阻Rx=(n-1)Rg
多用電表 1、 電路和原理圖
當選擇開關分別接到1,2,3,4時,即可測直流電流,直流電壓,交流電壓,電阻
2、 使用與讀數:
(1) 測電流和電壓時,必須使電流以紅筆進,從黑筆流出
(2) 測電阻時,待測電阻要與電源及其它電阻斷開,且不要用手接觸表筆,合理選擇量程,盡可能使指針在中央位置附近,否則應更換量程,每次更換量程時,都要重新調零後才能測量
(3) 三條主要刻線:
最上面是歐姆檔的刻度,零刻度在右側,且刻線不均勻
第二條是電壓和電流刻線,零刻線在左側,且刻線均勻
第三條是交流低壓刻線,零刻線在左側,且刻線均勻
測量直流電阻部分即歐姆檔是根據閉合電路歐姆定律設計的,原理如圖所示。當紅黑表筆短接並調節R使指針滿偏時有:
Ig=E/(r+rg+ R)=E/R中 (1)(R中= r+rg+ R)
當表筆接入待測電阻Rx時,
Ix=E/(R中+Rx) (2)
由(1)(2)兩式解得:
Ix/Ig=R中/(Rx+R中) (3)
由(3)式可知當Rx = R中時,Ix=Ig/ 2 ,指針指在表盤刻度中心,故稱R中為歐姆檔的中值電阻,並可知每一個Rx 都有一個對應的電流值Ix 如果在刻度盤上直接標出與Ix對應Rx的值,就可在表盤上讀出待測電阻的阻值
池的正極跟「一」插孔相連.
例題 (2003年廣東,11)圖為一正在測量中的多用電表盤。
(1) 如果是用直流10V檔測量電壓,則讀數為_________V。
(2) 如果是用 ×1檔測量電阻 , 則讀數為__________歐。
(3) 如果是用直流5mA檔測量電流,則讀數為_________mA.。
答案: 6.5 8.0 3.25
(5) 調節儀器
名稱 備考要點
滑動變阻器 (1) 原理:R=ρL/S,實際接入電路的電阻絲長度L
(2) 兩種接法:限流器電路與分壓器電路,兩種接法的比較
電阻箱 接入電路的初態R取最大值
H.變阻箱的讀數
【例16】如圖所示,a、b、c、d是滑動變阻器的4個接線柱。現把此變阻器串聯接人電路中,並要求沿片P向接線柱C移動時,電路中的電流減小,則接入電路中的接線柱可能是( ).
A.a和b B.a和c C.b和c D.b和d
解C、D.
變阻器串聯接在電路中,改變其阻值電流隨之變化.根據歐姆定律,電路中的電流減小時,變阻器阻值應變大,所以保證P向C移動時,變阻器阻值變大即可.
(6) 其他
名稱 備考要點
測力的彈簧秤 (1) 原理:胡克定律及二力平衡原理
(2) 校正零點,認清量程與最小刻度,正確使用與讀數
示波器 (1) 示波器可以直接觀察電信號隨時間變化的情況
(2) 示波器面板名稱,功能一覽
(3) 示波器的原理和作用
例題:若示波器所顯示的輸入波形如圖(C)所示,要將波形上移,應調節面板上的_______旋鈕;要使此波形橫向展寬,應調節________旋鈕;要使屏上能夠顯示3個完整的波形,應調節_______旋鈕。
分析與解:豎直位移;X增益;掃描范圍和掃描微調
例題 (2003年江蘇,11)圖為示波器面板,屏上顯示的是一亮度很低、線條較粗且模糊不清的波形。
(1) 若要增大顯示波形的亮度,應調節___________旋鈕。
(2) 若要屏上波形線條變細且邊緣清晰,應調節_____________旋鈕。
(3) 若要將波形曲線調至屏中央,應調節_______與_______旋鈕。
答案: (1)輝度 (2)聚焦 (3)豎直位移或「↓↑」 水平位移或「 」
(二)測量性實驗
這類實驗以某一原理或物理規律(公式)為依據,通過測量相關的物理量,從而實現測定某個(或某些)物理量或物理常數為實驗目的。
序號 名稱 備考重點
1
測量勻變速直線運動的加速度 數據處理方法:公式法和圖象法
2 用單擺測定重力加速度 擺長的確定與測量;累積法測周期的方法;計時起,終點位置的選擇;數據處理方法;公式法與圖象法
3 用油膜法估測分子的大小 實驗原理的理解;區分油酸體積和油酸酒精體積
4 測定金屬的電阻率 器材的選擇:選電源、選滑動變阻器、選電表;選電路
5 測電池電動勢和內電阻 電路連接方式;測量數據的圖象處理方法;作圖時坐標分度的選取
6 測定玻璃的折射率 實驗步驟要合理,注意誤差分析,計算折射率的方法
7 用雙縫干涉測光的波長 會調整實驗裝置;會正確讀數
【例12】在做「研究勻變速直線運動」的實驗時,某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶,並在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數點,(每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點,本圖中沒有畫出)打點計時器接的是「220V、50Hz」的交變電流.如圖,他把一把毫米刻度尺放在紙帶上,其零刻度和計數點A對齊.
(1)求打點計時器在打B、C、D、E各點時物體的瞬時速度vB、vC、vD、vE.
(2)根據(1)中得到的數據,試在圖中所給的坐標系中,用做v-t圖象的方法,從求物體的加速度a(要標明坐標及其單位,單位大小要取得合適,使作圖和讀數方便,並盡量充分利用坐標紙).
(3)如果當時電網中交變電流的頻率是f=49Hz,而做實驗的同學並不知道,那麼由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏 .理由是: .
解析:(1)用勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等於該段時間內的平均速度進行計算.(2)由上問結果可知A、F對應的速度大約為0.08m/s和0.29m/s,所以橫坐標從0開始每格表示0.1s,縱坐標從0.05m/s開始每大格表示0.05m/s.圖線的斜率就是加速度.(3)由於實際的周期大於0.02s,所以周期的測量值偏小了,導致加速度的測量值偏大.
答案:(1)0.12m/s,0.20m/s, 0.16m/s, 0.25m/s。(2)由圖象得a=0.42m/s2(3)大,周期的測量值偏小.
例題(2001上海)利用打點記時器研究一個約1.4m高的商店卷簾窗的運動,將紙帶粘在卷簾底部,紙帶通過
⑶ 實驗Ⅲ Dupuit型潛水穩定流井流實驗
一、實驗目的
1.觀測圓形定水頭邊界潛水井流的水動力現象。
2.利用實驗資料求含水層滲透系數。
3.利用內邊界抽水井水位和外邊界水位,用Dupuit井流公式計算觀測孔水位,並與實測值對比。
圖Ⅲ-1 Dupuit型潛水井流實驗裝置圖
二、實驗裝置
圖Ⅲ-1所示為一扇形滲流砂槽,扇形圓心角30°(圓的1/12),補給半徑R=300cm,抽水井半徑rw=19cm。滲流槽的後壁面按一定間距設有測壓計觀測孔。底板上有三排完整型、非完整型及測壓計觀測孔,分別用X、Y和Z表示(其中非完整型觀測孔Y的下部40cm段不進水,完整型觀測孔X從潛水面到底板全部進水,Z為設在底板上的測壓計觀測孔)。通過測壓管板可以讀取各點的測壓水頭值。
滲流槽兩側裝有溢水裝置,用來穩定內邊界抽水井和外邊界的水位,升降溢水裝置可控制內邊界抽水井或外邊界水位高低。
三、實驗步驟
1.准備好量筒和秒錶。
2.熟悉儀器結構與功能。
3.調節兩側溢水裝置,使抽水井和補給邊界達到合適的水位(井降深應遠遠小於含水層厚度),排除測壓管內氣泡。
4.待穩定後,讀取測壓管水位,記入表Ⅲ-1。
5.同時用量筒和秒錶測抽水井流量。
6.觀察井壁水躍現象。
表Ⅲ-1 實驗Ⅲ潛水井流實驗數記錄表
註:括弧內數據表示測點到坐標零點距離。r以抽水井中心為零點;z以含水層底板為零點。
四、實驗成果
1.計算滲透系數及水頭線,記入表Ⅲ-2。
2.問題討論
(1)畫出包括理論水頭線和實測水頭線的水文地質剖面圖,對比分析兩種水頭線不一致的原因。
(2)沿流向的各鉛直面上測壓管水頭有什麼變化規律?為什麼?
(3)試分析相同徑距斷面上X、Y、Z三種觀測孔水位高低的規律及其原因。
(4)說明表Ⅲ-2中計算得到的滲透系數K主-1、K主-2、K1-2不一致的原因,實際工作中選用哪個參數更合適?
(5)利用抽水試驗求參數時,選擇或布置觀測孔時應注意什麼?
表Ⅲ-2 實驗Ⅲ計算水頭和滲透系數
五、設計性實驗參考
逐漸加大抽水井水位降深,觀測抽水井水躍及出滲面現象;觀測流量、測壓水位變化,分析理論水頭線和實測水頭線間的差異、流量隨抽水井降深增大的變化規律。
⑷ 誰推薦一兩個簡單又有點有趣的化學小實驗(適合高中小朋友做的)
高中書上都是呀,還有「高中小朋友」聽上去怪怪的
這些是除了書上另外的:
(一)鳴炮慶祝
用品:研缽、玻璃片、滴管、玻棒、紙。
氯酸鉀、紅磷、酒精、漿糊。
原理:氯酸鉀為強氧化劑,紅磷為易燃物,兩者之間很容易發生化學反應。用葯匙將它們相混時會發生燃燒。將混和物撞擊時會發生猛烈的爆炸。
5KClO3+6P=5KCl+3P2O5
操作:將2克氯酸鉀晶體放在研缽里研成粉末,倒在玻璃片上。取0.6克紅磷放在氯酸鉀粉末旁。用滴管吸取酒精滴到兩種葯品上,使葯品潮濕,然後用玻棒將它們混和均勻調成糊狀,分成三等分。等它們乾燥後分別用紙包緊粘牢。
慶祝開始時,把三個紙包先後用力朝水泥地或磚頭上摜,就會發出三聲炮響。
(二)玻棒點火
用品:玻棒、玻璃片、酒精燈。98%濃硫酸、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸反應產生氧化能力極強的棕色油狀液體七氧化二錳。它一碰到酒精立即發生強烈的氧化-還原反應,放出的熱量使酒精達到著火點而燃燒。
2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
操作:用葯匙的小端取少許研細的高錳酸鉀粉末,放在玻璃片上並堆成小堆。將玻棒先蘸一下濃硫酸,再粘一些高錳酸鉀粉末。跟著接觸一下酒精燈的燈芯,燈芯就立即燃燒起來,一次可點燃四、五盞酒精燈。
注意事項:七氧化二錳很不穩定,在0℃時就可分解為二氧化錳和氧氣。因此玻棒蘸濃硫酸和高錳酸鉀後,要立即點燃酒精燈。否則時間一長,七氧化二錳分解完,就點不著酒精燈了。
(三)鋼絲點火
用品:鋼絲、瓶蓋、蠟燭、硫粉。
原理:利用鐵絲上硫燃燒時火焰很淡,白天在遠處看不出來,好象真的是鋼絲把蠟燭點著的。
操作:事先把自行車鋼絲一端錘扁成凹槽,在槽里放一些硫粉,加熱熔化著火,備用。將一支蠟燭點燃後放在桌上。這時用瓶蓋將燭焰蓋滅,再用鋼絲接觸燭芯上升的白煙,燭火便復燃。可再蓋滅,再點燃。這樣一亮一滅,令人暗暗叫奇。
(四)手指點火
用品:研缽、小木板。
蠟燭、氯酸鉀、硫。
原理:蠟燭的余燼使硫燃燒。硫燃燒時放出的熱量使氯酸鉀分解產生氧氣,因而硫燃燒得更旺,余燼便著火了。
操作:取1克氯酸鉀和0.5克硫,分別放在研缽里研成很細的粉末,然後把它們混和均勻。或者用十根火柴,把頭葯刮下研細也行。
在小木板上固定好一支蠟燭,並將它點燃。事先用手指頭蘸些混和好的葯粉。表演時,將燭火吹滅,趁著尚有餘燼,把蘸有葯粉的手指頭,輕輕地向燭芯碰一下,蠟燭便可復燃。可以再吹滅,再點燃。
注意事項:蠟燭的燭芯長約1.5厘米。這樣在吹熄後才有餘燼。如果用研細的火柴頭葯,只能在手指頭上粘上薄薄的一層。多了,手指上的頭葯也會著火,可能灼傷手指。
(五)氯氣點火
用品:250毫升廣口瓶、分液漏斗、導管、玻璃水槽、集氣瓶、毛玻片、試管、滴管。
電石、水、濃鹽酸、高錳酸鉀。
原理:電石和水反應產生乙炔。高錳酸鉀和鹽酸反應產生氯氣。氯氣和乙炔反應放出的熱使乙炔著火,然後乙炔在空氣中繼續燃燒。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C2H2+Cl2→2C+2HCl
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
操作:實驗裝置如圖15-1所示。在廣口瓶里放入10克小塊電圖15-1製取乙炔石。輕輕旋開分液漏斗的活栓,使水慢慢地滴下。等廣口瓶內的空氣排凈後,用排水法收集一瓶乙炔。瓶口用毛玻片蓋住,直立放在桌上。另取一支試管放入0.5克高錳酸鉀晶體滴入2滴濃鹽酸就有氯氣產生並充滿試管。這時,左手拿開乙炔瓶上的毛玻片,右手把試管里的氯氣倒入乙炔瓶里。當乙炔和氯氣相遇,便立即著火發出光亮而帶濃煙的火焰。
(六)杯中大火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、坩堝、鑷子。
乙醚、鉀、細砂。
原理:鉀和乙醚在常溫時不發生反應。當把它們倒入水時,鉀和水相遇立即產生氫氣並著火,從而引起劇烈的燃燒現象。
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2H2+O2 2H2O
C2H5OC2H5+6O2 4CO2+5H2O
操作:在燒杯底部放一厚層細砂,砂上放盛有5毫升水的蒸發皿。向坩堝里注入2毫升乙醚,再放入綠豆大的一塊鉀。將乙醚和鉀的混和物倒入蒸發皿時,杯內立即發生大火。
(七)滴水生火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、鑷子、滴管。
濾紙、細砂、過氧化鈉、白磷。
原理:過氧化鈉和水反應產生氧氣並放出大量的熱,使白磷著火生成大量的五氧化二磷白煙。
操作:在600毫升燒杯的底部鋪一層細砂,砂上放一個蒸發皿。取2克過氧化鈉放在蒸發皿內,再用鑷子夾取2塊黃豆大小的白磷,用濾紙吸去水分後放在過氧化鈉上。用滴管向過氧化鈉滴1~2滴水,白磷便立即燃燒起來,產生濃濃的白煙.
(八)液中星火
用品:大試管、鐵架台、鐵夾。
98%濃硫酸、酒精、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸接觸會產生氧化性很強的七氧化二錳,同時放出熱量。七氧化二錳分解出氧氣,使液中的酒精燃燒。但由於氧氣的量較少,只能發出點點火花,而不能使酒精連續燃燒。
操作:取一個大試管,向試管里注入5毫升酒精,再沿著試管壁慢慢地加入5毫升濃硫酸,不要振盪試管。把試管垂直固定在鐵架台上。這時,試管里的液體分為兩層,上層為酒精,下層為濃硫酸。用葯匙取一些高錳酸鉀晶體,慢慢撒入試管,晶體漸漸落到兩液交界處。不久,在交界處就會發出閃閃的火花。如果在黑暗的地方進行,火花就顯得格外明亮。
注意事項:高錳酸鉀的用量不可過多,否則,反應太劇烈,試管里的液體會沖出來。
(九)冰塊著火
用品:大瓷盤、滴管。
電石、鉀、冰塊。
原理:水和鉀反應劇烈,使生成的氫氣燃燒。氫氣的燃燒使電石和水反應生成的乙炔著火。燃燒所產生的熱進一步使冰熔化成水,水和電石作用不斷地產生乙炔,因此火焰就越燒越旺,直到電石消耗完,火焰才漸漸熄滅。
操作:取一大塊冰放在大瓷盤里,在冰上挖一個淺坑,放入一小塊電石和一小塊鉀。然後向淺坑裡滴幾滴水,立即冒出一團烈火和濃煙,好象冰塊著火似的。
(十)星光飛舞
用品:20毫升塑料瓶、針、酒精燈。
膽礬粉末、鎂粉、還原鐵粉。
原理:當膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉落在火焰上時,膽礬的銅離子使火焰呈現綠色,鎂粉和鐵粉因體積很小,與空氣的接觸面很大,容易被火焰灼熱,所以能和空氣中的氧氣化合生成氧化鎂和四氧化三鐵。
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4反應所產生的熱使四氧化三鐵發紅,使氧化鎂達到白熾狀態,於是便出現細小的紅光和耀眼的白光。因為金屬粉末不是同一時間落在火焰上燃燒的,加上在氧化時被熱氣流沖開,所以紅光和白光四射,一閃一閃好象星光在飛舞。
操作:取膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉各1克。把它們混和均勻後,放入小塑料瓶里。瓶底用針打一些小孔。然後在酒精燈火焰的上方,輕輕拍打塑料瓶。瓶里的粉末落在火焰上時,火焰呈綠色。在綠色火焰的上方,飛舞著紅色和白色的星光,景色十分美麗。
(十一)水中燃燒
用品:研缽、玻璃水槽、直徑約4厘米的塑料瓶,鐵棒,引火線。
硝酸鉀、硫粉、木炭粉、細砂。
原理:黑火葯在水中燃燒時,所噴出的大量煙塵和氣體足以把水沖開而不影響其反應的繼續進行。黑火葯燃燒的主要化學反應是:
S+2KNO3+3C 點燃K2S+N2↑+3CO2↑
操作:取硝酸鉀5份、硫粉1份、木炭粉1份、分別研細後放在紙上反復拌勻,配成黑火葯,備用。
取一直徑約4厘米的塑料瓶,把它截成高約6厘米、有底的圓筒。向筒內先裝入約2厘米厚的細砂,再填入黑火葯。每裝入少許,用鐵棒搗結實,填滿到筒口後,插入引火線(它是用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液曬干而成的。)再把黑火葯壓緊。把裝好火葯的塑料筒,輕輕放入盛有水的玻璃水槽,筒口要高出水面約1厘米。
點燃引火線,不久有大量煙塵和火焰從塑料筒里噴出來。燃燒逐漸蔓延到水下,直到黑火葯燒完為止。由於有少量沒有燒完的炭粉分散在水中,使水變成棕黑色。
(十二)水中火光
1
用品:200毫升燒杯、2毫升移液管、鑷子、葯匙。
水、98%濃硫酸、氯酸鉀、白磷。
原理:氯酸鉀和濃硫酸作用,生成易分解的氯酸,產生二氧化氯。二氧化氯很容易分解生成氯氣和氧氣,同時放熱使白磷達到著火點在氧氣中燃燒,生成五氧化二磷。五氧化二磷和水反應生成磷酸。
KClO3+H2SO4=HClO3+KHSO4
4HClO3=4ClO2↑+O2↑+2H2O
2ClO2=Cl2+2O2
4P+5O2=2P2O5
P2O5+3H2O=2H3PO4
操作:在燒杯中放入10克氯酸鉀晶體,慢慢注入100毫升水,再用鑷子夾取2~3塊綠豆大的白磷放在氯酸鉀晶體中間。然後用移液管吸取濃硫酸2毫升注到氯酸鉀和白磷的交界處。這時白磷燃燒,發出火光。
用品:400毫升燒杯、鑷子、鐵架台、鐵夾、試管、帶導管的橡皮塞。
氯酸鉀、二氧化錳、白磷、40℃的熱水。
原理:水的溫度達到了白磷的著火點又有氧氣存在,所以白磷在水中燃燒。
操作:把5小塊綠豆大的白磷投入一個盛有半杯40℃熱水的燒杯里。
把6克氯酸鉀和2克二氧化錳混和均勻後放在試管里。用帶有導管的塞子緊塞管口。給試管加熱。將放出氧氣的管口靠近白磷時,白磷便立即燃燒,發出閃爍的火光。
(十三)木炭化妝跳舞
用品:鐵架台、鐵夾、酒精燈、大試管、鑷子。
木炭、硝酸鉀。
原理:硝酸鉀受熱先熔化而後分解為亞硝酸鉀和氧氣。熔化的硝酸鉀和木炭接觸,反應所放出的熱將木炭灼紅,生成的二氧化碳把木炭推上去。木炭和硝酸鉀脫離接觸後,由於重力的作用而落下。木炭就是這樣上下跳躍不停,直到它作用完為止。
2KNO3 2KNO2+O2↑
C+O2=CO2
操作:取5克硝酸鉀放入大試管里。把試管垂直固定在鐵架台上。用酒精燈外焰加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。等有氣體放出時,投入黃豆大的木炭並繼續加熱。一會兒,木炭由黑變紅在試管里不斷上下跳動,發出明亮的火光。移去酒精燈,木炭還可以跳躍片刻。
(十四)化學燈
用品:鐵架台、鐵夾、鑷子、硬質大試管、酒精燈。
硝酸鉀、硫塊。
原理:硫和熔化的硝酸鉀反應非常劇烈,放出大量的熱,使反應中生成的亞硝酸鉀被熾熱發出耀眼的白光。
2KNO3 2KNO2+O2↑
S+O2=SO2
操作:把裝有5克硝酸鉀的大試管垂直固定在鐵架台上加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。這時拿開酒精燈,向試管里每隔半分鍾投入黃豆大的硫塊,試管便持續地發出耀眼的白光。
(十五)焰火
用品:研缽、紙筒、引火線(用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液,曬干而成)。
氯酸鉀、硫、木炭粉、硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鍶、蔗糖、鎂粉、三硫化二銻。
原理:焰火呈現紅、綠、紫、藍、黃各種顏色是葯品中某些金屬元素的焰色反應。
焰色:K,K+(紫色),Na,Na+(黃色),Sr,Sr2+(深紅色),Ba,Ba2+(黃綠色)。
操作:按下面的配方(質量比)來配製各色焰火。
紅色:氯酸鉀4,硫粉11,木炭粉2,硝酸鍶33。
綠色:氯酸鉀9,硫粉10,硝酸鋇31。
白色:硫粉3,硝酸鉀12,鎂粉1,木炭粉2。
紫色:氯酸鉀7,硫粉5,硝酸鉀7,蔗糖2。
黃色:硫粉12,木炭粉2,硝酸鉀30,硝酸鈉5。
藍色:硝酸鉀9,硫粉2,三硫化二銻2。
將所需葯品按數量稱好,分別研細再混和均勻,裝入紙筒,邊裝邊壓緊,裝好後插入引火線。點燃引火線,火葯便燃燒(或用滴入濃H2SO4引燃),發出各色火焰,非常好看。
注意事項:配製火葯時,各個成分必須分別研細千萬不能混研,以防燃燒或爆炸。反應時將會有較多的煙生成,因此該實驗適合在室外進行。
(十六)蠟燭自明
用品:6×6平方厘米木板、30毫升試劑瓶、鑷子、滴管。
二硫化碳、白磷、蠟燭。
原理:將白磷的二硫化碳溶液滴在燭芯上,二硫化碳很快揮發掉,剩下細小的白磷顆粒。白磷與空氣接觸,激烈地氧化放熱,使白磷燃燒起來。白磷燃燒時就把燭芯點著了。
操作:取一支點燃過的蠟燭固定在木板上。燭芯要長而鬆散。在試劑瓶中注入5毫升二硫化碳,再用鑷子夾取一塊蠶豆大小的白磷放入二硫化碳中,塞上瓶蓋,輕輕搖晃,使白磷溶解成溶液。用滴管吸取少量白磷的二硫化碳溶液,滴到燭芯上。不久,燭芯就自燃起來。
(十七)火山爆發
用品:滴管。
燒石膏、高錳酸鉀、重鉻酸銨、甘油。
原理:高錳酸鉀和甘油發生激烈的氧化還原反應,放出的熱使甘油著火。重鉻酸銨受熱迅速分解產生氮氣,使三氧化二鉻粉末向上飛,迸發出火星。
操作:將燒石膏加水捏成小山,山頂留一坩堝大小的坑,晾乾備用。
在石膏山頂的坑中間,堆放高錳酸鉀粉末,頂上壓一小槽。在高錳酸鉀的周圍,堆放研細的重鉻酸銨粉末。用滴管吸取甘油,滴1~2滴於高錳酸鉀的小槽里。一會兒,就可看到有紫紅色火焰噴出,跟著又噴出許多綠色的「火山灰」,布滿在小山坡上,景象逼真,婉如火山爆發。
(十八)海底火山爆發
1
用品:玻璃水槽、20毫升廣口葯瓶、塑料薄膜、牛皮筋、滴管。
燒石膏,蔗糖、氯酸鉀、98%濃硫酸。
原理:濃硫酸和氯酸鉀反應生成奇臭的二氧化氯。二氧化氯氧化力極強,能使蔗糖猛烈燃燒。
操作:用燒石膏加水捏成小山,山頂上嵌入廣口葯瓶,晾乾備用。
將10克氯酸鉀和10克蔗糖混和均勻,裝入石膏山頂的小瓶內。用塑料薄膜封瓶口,牛皮筋扎緊,然後將小山沒入水槽的水裡。用滴管吸取濃硫酸,刺破塑料薄膜,滴入幾滴濃硫酸。火山立即在水中爆發,十分壯觀。
2
用品:玻璃水槽、墨水瓶。
沸水、紅墨水。
原理:沸水和冷水發生對流,沸水上升,冷水下降。
操作:在空墨水瓶里滴入10滴紅墨水,再注入沸水,扭緊瓶蓋,把它放入水槽里。向水槽里倒入冷水,浸過瓶口約5厘米。然後輕輕地旋開瓶蓋,瓶內的紅水慢慢上升噴向水面,好象海底火山爆發一樣。
(十九)節奏的爆炸
用品:研缽、60毫升錐形瓶、玻棒。
碘片、30%濃氨水。
原理:碘和濃氨水反應生成六氨合三碘化氮。它不溶於水,乾燥後,性質極不穩定,輕微的觸動,即引起爆炸。
3I2+7NH3=NI3•6NH3+3HI
2NI3•6NH3=N2↑+3I2+12NH3↑
分布均勻細小的六氨合三碘化氮爆炸時沒有危險。
操作:取1克碘片放在研缽里,加入5毫升濃氨水。小心研磨3分鍾,便得到黑色六氨合三碘化氮的細小固體。加水50毫升,經攪動後倒入錐形瓶中。振盪錐形瓶,使黑色粉末均勻地分布在水中,然後灑在舞台上,讓它乾燥。乾燥後,這時在上面跳舞,隨著舞步可發出有節奏的爆炸。
(二十)一觸就炸
用品:試管2個、帶導管的橡皮塞、漏斗、濾紙、葯匙、石棉網、三角鐵架、酒精燈。
棉花、2%硝酸銀溶液、2%稀氨水、電石。
原理:電石和水反應產生乙炔。乙炔和銀氨溶液作用生成乙炔銀。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2↓+4NH3+2H2O乙炔銀受撞擊或受熱即發生爆炸分解出銀和碳。
C2Ag2→2Ag+2C
操作:
在圖15-4左面的試管里加入3毫升水,再放入2小塊電石,試管口放些棉花,再把連著導管的塞子塞好。讓生成的乙炔不斷通入銀氨溶液中,即有灰白色的乙炔銀沉澱產生。等反應停止後,用濾紙過濾,沖洗,取出沉澱物,放在干凈的石棉網上並分成若干綠豆大的小堆。俟其乾燥後,一觸即可爆炸。也可以把石棉網放在三腳鐵架上,下面放一盞燃著的酒精燈。片刻,水分蒸發後乙炔銀就發出猛烈的爆炸,同時有火光出現。
(二十一)燒不壞的手帕
1
用品:手帕、100毫升燒杯、酒精燈、竹夾子。
酒精。
原理:酒精遇火燃燒,放出熱量,使酒精和水大量揮發,帶走部分熱量。左右搖晃手帕時可散去大量熱。這樣火焰的溫度被降低,不能達到手帕的著火點。
操作:在燒杯中倒入20毫升酒精和10毫升水,充分搖勻,將手帕放入溶液中浸透。用竹夾子夾出手帕,輕輕地把酒精擠掉,然後放在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火後,火焰很大。這時要左右搖晃手帕,直到熄滅。火熄滅後,手帕完好無損。
用品:手帕、玻棒、酒精燈。
酒精、磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液。
原理:浸過磷酸鈉和明礬溶液的手帕在晾乾後,磷酸鈉和明礬所形成的氫氧化鋁會把布和空氣隔開。因此酒精燃燒產生的熱,不能使手帕達到燃點。
2KAl(SO4)2+3Na3PO4+6H2O=3NaH2PO4+3Na2SO4+K2SO4+2Al(OH)3↓
操作:把手帕放在磷酸鈉飽和溶液中浸透,取出晾乾。再把這塊手帕在明礬飽和溶液中浸幾分鍾,取出晾乾。
表演時,把酒精倒一些在手帕上,再用一根玻棒把手帕挑起,在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火發出淡藍色的火焰。火焰熄滅後,手帕一點沒有燒壞。
(二十二)烈火中的花布
用品:花布、細鐵絲、鑷子、酒精燈。
樟腦丸
原理:樟腦丸的化學成分為萘,很容易燃燒。在燃燒時所產生的熱量一部分用於使萘升華,所以和樟腦丸緊貼的花布溫度被降低,不能達到布的著火點,布就不會燃燒。
操作:用一塊小花布緊緊地包住一顆樟腦丸,再用細鐵絲扎緊,然後用鑷子夾住,放在酒精燈火焰上點燃,轉眼功夫,小花布被熊熊烈火包圍,烈火中還散發出濃濃的黑煙。將火吹滅後,打開布包一看,樟腦丸變小了,但花布卻和原來一樣一點沒有燒壞。
(二十三)奇異的脫脂棉
用品:脫脂棉、100毫升燒杯、玻棒、鐵絲、鐵夾四個。
磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液、30%硝酸鉀溶液、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、濃硫酸(密度1.84克/毫升)。
原理:用磷酸鈉和明礬溶液浸過的脫脂棉,由於在棉纖維上有一層不能燃燒的保護膜,所以不易燃燒。
用硝酸鉀溶液浸過的脫脂棉,由於硝酸鉀受熱分解出氧氣的助燃,所以很容易燃燒。
2KNO3 2KNO2+O2↑
用1體積濃硝酸和2體積濃硫酸的混和液浸泡15分鍾的脫脂棉,由於棉纖維和硝酸發生酯化反應生成了極易燃燒的纖維素三硝酸酯,取出,洗凈、晾乾後,火葯棉在外表上跟原脫脂棉相似,但遇火即迅速燃燒。
操作:將脫脂棉分為四等份:第一份是原來的脫脂棉;第二份是先放入磷酸鈉溶液中浸透,取出,干後再浸入明礬溶液,取出,晾乾後的脫脂棉;第三份是浸入硝酸鉀溶液,取出,乾燥後的脫脂棉;第四份是浸入10毫升濃硝酸和20毫升濃硫酸的冷混和液中,約10分鍾後取出,洗凈,晾乾後的脫脂棉。
將上面四份脫脂棉夾在鐵絲上,彼此留5厘米的距離,然後依次點燃。第一份可以燃燒,但速度不快;第二份不易燃燒;第三份容易燃燒;第四份極易燃燒。
(二十四)口吐「仙氣」
用品:尖嘴玻璃管、酒精燈、有色塑料管、葯棉。
汽油、肥皂液、甘油。
原理:汽油蒸氣可以點燃。當汽油和空氣混和後遇火會發生劇烈的燃燒並發出爆炸聲。
操作:在長20厘米尖嘴玻璃管外套一層有色的塑料管,管內放一段吸飽汽油的棉花球。把尖嘴管對著酒精燈火焰,向玻管的另一端吹氣。當氣從尖嘴管出來,遇火便燃燒起來。離開火焰繼續燃燒。如果向玻管吹氣力量稍大時,火焰可以離開尖嘴4~5厘米遠,並呈現明亮的藍色的火焰,十分好看。
這時把玻管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液。取出後,向玻管另一端吹氣。當肥皂泡連串出現在空中時,用燃著的酒精棉球去點一個個的肥皂泡,便發出一連串輕微的爆炸聲和火球,非常有趣。
(二十五)火滅畫現
用品:100毫升燒杯、毛筆、刷子、玻棒、玻璃板、彩色畫片。
硼砂濃溶液、明礬飽和溶液、火葯棉、丙酮、鋁粉。
原理:畫片經過硼砂和明礬溶液先後處理過後,在畫面上就有一層不易燃燒的保護層。火葯棉燃燒迅速,所以畫片不會燒壞。
操作:取一張彩色畫片,用毛筆在畫片上塗一層硼砂溶液,晾乾後塗一層明礬溶液,再晾乾後備用。
將火葯棉放在小燒杯里加入丙酮和鋁粉,調勻。然後把火葯棉的丙酮濃稠的液體,刷在玻璃板上,刷的面積比畫片略大一些。重復刷3~4遍,干後揭下貼在畫片上。這時用火柴點燃火葯棉。當火葯棉迅速燒完時,美麗的畫面就出現在眼前。
(二十六)燒不著紙的火
用品:蒸發皿、玻棒、鑷子、紙。
二硫化碳、四氯化碳。
原理:二硫化碳是容易燃燒的液體,但四氯化碳卻不能燃燒。二硫化碳燃燒生成二氧化碳和二氧化硫,同時放熱。
因有四氯化碳在裡面,四氯化碳大量揮發時帶走了不少熱量,因此火焰的溫度被降低而達不到紙的著火點。
操作:在蒸發皿中倒入6毫升二硫化碳和16毫升四氯化碳,攪拌均勻。用火點燃後,可以看到淡藍色的火焰。這時用鑷子夾一張普通的紙放在火焰上,紙卻燒不著。
(二十七)火能寫字作畫
用品:白紙兩張、毛筆、大頭針、香、酒精燈。
30%硝酸鉀溶液、3摩/升硫酸。
原理:硝酸鉀受熱時分解出氧氣,使紙燃燒。但由於燃燒時產生的熱量不大,所以沒有塗硝酸鉀的紙不會燒著。
3摩/升稀硫酸在烘烤時由於水分蒸發而變成濃硫酸。濃硫酸有脫水性,使紙碳化,現出畫來。
操作:
1.用毛筆蘸30%硝酸鉀溶液在白紙上寫字,字要大,筆畫要簡單些,筆跡要連結在一起,在起筆處用大頭針戳個小孔作記號,然後晾乾。
表演時,用香火在每個字的針孔處點燃,於是火就順著筆畫寫出空心字來。
2.用洗凈的毛筆蘸硫酸在白紙上作畫,陰干後看不出畫跡。表演時,把白紙小心地放在火上烘烤,於是逐漸現出墨筆畫來。
(二十八)滴水生煙
用品:研缽、坩堝、滴管。
碘片、鋁粉。
原理:碘和鋁在常溫下不發生反應。加水催化劑後,反應便立即發生。反應放出的熱使水變為水蒸氣,它和碘蒸氣和白色的碘化鋁在一起形成大量的橙色煙霧。煙霧中混雜著碘升華美麗的紫色蒸氣。
操作:取3克碘片放在乾燥的研缽內研細,再加入0.2克鋁粉。把它們混和均勻後,移入坩堝並堆成小丘,在丘頂上壓一小坑。用滴管往小坑內滴1~2滴水。碘和鋁立即發生劇烈反應,發光發熱,同時產生濃厚的棕色煙霧,煙霧中夾雜著美麗的紫色碘蒸氣。
(二十九)杯中烈煙
用品:600毫升燒杯、小量筒、滴管、蒸發皿。
砂、濃硫酸(密度1.84克/毫升)、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、松節油。
原理:濃硝酸和濃硫酸的混和液具有強烈的氧化作用。松節油為易燃物,跟混和酸一接觸就被氧化放出大量的熱,使松節油燃燒,但燃燒不完全析出大量的碳形成黑煙。
操作:在600毫升燒杯底部放1厘米厚細砂。取一個蒸發皿,向蒸發皿內注入5毫升濃硝酸和5毫升濃硫酸,輕搖使混和均勻,然後把蒸發皿放在燒杯里的砂上。用滴管吸取少量松節油逐滴滴入混和酸中,一滴一蓬火,一股烈煙。
⑸ 求趣味實驗
一、建造一座「水中花園」
將硅酸鈉(Na2SiO3)溶於水中製成溶質質量分數為40%的水玻璃,輕輕將鹽的晶粒,如鈷、鐵、銅、鎳和鉛的氯化物,鋁、鐵、銅和鎳的硫酸鹽,鈷、鐵、銅和鎳的硝酸鹽,加入到水玻璃中(注意不能搖混),則五彩繽紛的「花」就慢慢地生長起來了。
二、噴霧作畫
實驗原理:FeCl3溶液遇到硫氰化鉀(KSCN)溶液顯血紅色,遇到亞鐵氰化鉀〔K4[Fe(CN)6]〕溶液顯藍色,遇到鐵氰化鉀〔K3[Fe(CN)6]〕溶液顯綠色,遇苯酚顯紫色。FeCl3溶液噴在白紙上顯黃色。
實驗用品:白紙、毛筆、噴霧器、木架、摁釘。
FeCl3溶液、硫氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀濃溶液、鐵氰化鉀濃溶液、苯酚濃溶液。
實驗步驟:
1. 用毛筆分別蘸取硫氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀濃溶液、鐵氰化鉀濃溶液、苯酚濃溶液在白紙上繪畫。
2. 把紙晾乾,釘在木架上。
3. 用裝有FeCl3溶液的噴霧器在繪有圖畫的白紙上噴上FeCl3溶液。
三、木器或竹器上刻花法
反應原理:稀硫酸在加熱時成為濃硫
酸,具有強烈的脫水性,使纖維素 (C6H10O5)n失水而碳化,故呈現黑色或褐色。洗去多餘的硫酸,在木(竹)器上就
得到黑色或褐色的花或字。
實驗步驟:用毛筆蘸取濃度為5%的稀硫酸在木器(或竹器)上畫花或寫字。晾乾後把木(竹)器放在小火上烘烤一段時間,用水洗凈,在木(竹)器上就得到黑色或褐色的花樣或字跡。
四、一觸即發
實驗原理:乙炔通入銀氨溶液生成乙炔銀沉澱,乙炔銀乾燥後若受熱、摩擦或撞擊都會發生爆炸。
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2+2H2O+4NH3 C2Ag2==2C+2Ag
實驗操作:在大試管中裝入新制的銀氨溶液15 mL~20mL,向其中通入乙炔氣體,立即反應生成灰白色的乙炔銀沉澱,繼續通入乙炔至反應完全後過濾,洗滌干凈濾渣,將濾渣分為綠豆大小的若干撮,放在一張濾紙上在陰涼穩妥處風干。將風干後的乙炔銀放在厚書本中,稍用力合上書本即發生爆炸;放在地面用鞋底輕輕一擦也發生爆炸;放在石棉網上微熱或用星火接觸也發生爆炸。
五、自燃——糖與氯酸鉀的反應
實驗原理:濃硫酸與糖反應時放熱,放出的熱量能促進氯酸鉀的分解,釋放出氧氣。氧氣又進一步氧化糖,糖的氧化放出大量熱,大到足以使糖燃燒產生火焰。
實驗步驟及現象:將糖粉與等量氯酸鉀混合均勻放進蒸發皿內,在混合物頂部輕輕地挖一凹痕,向凹痕中滴一滴濃硫酸,即發生自燃。
(一)鳴炮慶祝
用品:研缽、玻璃片、滴管、玻棒、紙。
氯酸鉀、紅磷、酒精、漿糊。
原理:氯酸鉀為強氧化劑,紅磷為易燃物,兩者之間很容易發生化學反應。用葯匙將它們相混時會發生燃燒。將混和物撞擊時會發生猛烈的爆炸。
5KClO3+6P=5KCl+3P2O5
操作:將2克氯酸鉀晶體放在研缽里研成粉末,倒在玻璃片上。取0.6克紅磷放在氯酸鉀粉末旁。用滴管吸取酒精滴到兩種葯品上,使葯品潮濕,然後用玻棒將它們混和均勻調成糊狀,分成三等分。等它們乾燥後分別用紙包緊粘牢。
慶祝開始時,把三個紙包先後用力朝水泥地或磚頭上摜,就會發出三聲炮響。
(二)玻棒點火
用品:玻棒、玻璃片、酒精燈。98%濃硫酸、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸反應產生氧化能力極強的棕色油狀液體七氧化二錳。它一碰到酒精立即發生強烈的氧化-還原反應,放出的熱量使酒精達到著火點而燃燒。
2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
操作:用葯匙的小端取少許研細的高錳酸鉀粉末,放在玻璃片上並堆成小堆。將玻棒先蘸一下濃硫酸,再粘一些高錳酸鉀粉末。跟著接觸一下酒精燈的燈芯,燈芯就立即燃燒起來,一次可點燃四、五盞酒精燈。
注意事項:七氧化二錳很不穩定,在0℃時就可分解為二氧化錳和氧氣。因此玻棒蘸濃硫酸和高錳酸鉀後,要立即點燃酒精燈。否則時間一長,七氧化二錳分解完,就點不著酒精燈了。
(三)鋼絲點火
用品:鋼絲、瓶蓋、蠟燭、硫粉。
原理:利用鐵絲上硫燃燒時火焰很淡,白天在遠處看不出來,好象真的是鋼絲把蠟燭點著的。
操作:事先把自行車鋼絲一端錘扁成凹槽,在槽里放一些硫粉,加熱熔化著火,備用。將一支蠟燭點燃後放在桌上。這時用瓶蓋將燭焰蓋滅,再用鋼絲接觸燭芯上升的白煙,燭火便復燃。可再蓋滅,再點燃。這樣一亮一滅,令人暗暗叫奇。
(四)手指點火
用品:研缽、小木板。
蠟燭、氯酸鉀、硫。
原理:蠟燭的余燼使硫燃燒。硫燃燒時放出的熱量使氯酸鉀分解產生氧氣,因而硫燃燒得更旺,余燼便著火了。
操作:取1克氯酸鉀和0.5克硫,分別放在研缽里研成很細的粉末,然後把它們混和均勻。或者用十根火柴,把頭葯刮下研細也行。
在小木板上固定好一支蠟燭,並將它點燃。事先用手指頭蘸些混和好的葯粉。表演時,將燭火吹滅,趁著尚有餘燼,把蘸有葯粉的手指頭,輕輕地向燭芯碰一下,蠟燭便可復燃。可以再吹滅,再點燃。
注意事項:蠟燭的燭芯長約1.5厘米。這樣在吹熄後才有餘燼。如果用研細的火柴頭葯,只能在手指頭上粘上薄薄的一層。多了,手指上的頭葯也會著火,可能灼傷手指。
(五)氯氣點火
用品:250毫升廣口瓶、分液漏斗、導管、玻璃水槽、集氣瓶、毛玻片、試管、滴管。
電石、水、濃鹽酸、高錳酸鉀。
原理:電石和水反應產生乙炔。高錳酸鉀和鹽酸反應產生氯氣。氯氣和乙炔反應放出的熱使乙炔著火,然後乙炔在空氣中繼續燃燒。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C2H2+Cl2→2C+2HCl
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
操作:實驗裝置如圖15-1所示。在廣口瓶里放入10克小塊電圖15-1製取乙炔石。輕輕旋開分液漏斗的活栓,使水慢慢地滴下。等廣口瓶內的空氣排凈後,用排水法收集一瓶乙炔。瓶口用毛玻片蓋住,直立放在桌上。另取一支試管放入0.5克高錳酸鉀晶體滴入2滴濃鹽酸就有氯氣產生並充滿試管。這時,左手拿開乙炔瓶上的毛玻片,右手把試管里的氯氣倒入乙炔瓶里。當乙炔和氯氣相遇,便立即著火發出光亮而帶濃煙的火焰。
(六)杯中大火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、坩堝、鑷子。
乙醚、鉀、細砂。
原理:鉀和乙醚在常溫時不發生反應。當把它們倒入水時,鉀和水相遇立即產生氫氣並著火,從而引起劇烈的燃燒現象。
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2H2+O2 2H2O
C2H5OC2H5+6O2 4CO2+5H2O
操作:在燒杯底部放一厚層細砂,砂上放盛有5毫升水的蒸發皿。向坩堝里注入2毫升乙醚,再放入綠豆大的一塊鉀。將乙醚和鉀的混和物倒入蒸發皿時,杯內立即發生大火。
(七)滴水生火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、鑷子、滴管。
濾紙、細砂、過氧化鈉、白磷。
原理:過氧化鈉和水反應產生氧氣並放出大量的熱,使白磷著火生成大量的五氧化二磷白煙。
操作:在600毫升燒杯的底部鋪一層細砂,砂上放一個蒸發皿。取2克過氧化鈉放在蒸發皿內,再用鑷子夾取2塊黃豆大小的白磷,用濾紙吸去水分後放在過氧化鈉上。用滴管向過氧化鈉滴1~2滴水,白磷便立即燃燒起來,產生濃濃的白煙.
(八)液中星火
用品:大試管、鐵架台、鐵夾。
98%濃硫酸、酒精、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸接觸會產生氧化性很強的七氧化二錳,同時放出熱量。七氧化二錳分解出氧氣,使液中的酒精燃燒。但由於氧氣的量較少,只能發出點點火花,而不能使酒精連續燃燒。
操作:取一個大試管,向試管里注入5毫升酒精,再沿著試管壁慢慢地加入5毫升濃硫酸,不要振盪試管。把試管垂直固定在鐵架台上。這時,試管里的液體分為兩層,上層為酒精,下層為濃硫酸。用葯匙取一些高錳酸鉀晶體,慢慢撒入試管,晶體漸漸落到兩液交界處。不久,在交界處就會發出閃閃的火花。如果在黑暗的地方進行,火花就顯得格外明亮。
注意事項:高錳酸鉀的用量不可過多,否則,反應太劇烈,試管里的液體會沖出來。
(九)冰塊著火
用品:大瓷盤、滴管。
電石、鉀、冰塊。
原理:水和鉀反應劇烈,使生成的氫氣燃燒。氫氣的燃燒使電石和水反應生成的乙炔著火。燃燒所產生的熱進一步使冰熔化成水,水和電石作用不斷地產生乙炔,因此火焰就越燒越旺,直到電石消耗完,火焰才漸漸熄滅。
操作:取一大塊冰放在大瓷盤里,在冰上挖一個淺坑,放入一小塊電石和一小塊鉀。然後向淺坑裡滴幾滴水,立即冒出一團烈火和濃煙,好象冰塊著火似的。
(十)星光飛舞
用品:20毫升塑料瓶、針、酒精燈。
膽礬粉末、鎂粉、還原鐵粉。
原理:當膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉落在火焰上時,膽礬的銅離子使火焰呈現綠色,鎂粉和鐵粉因體積很小,與空氣的接觸面很大,容易被火焰灼熱,所以能和空氣中的氧氣化合生成氧化鎂和四氧化三鐵。
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4反應所產生的熱使四氧化三鐵發紅,使氧化鎂達到白熾狀態,於是便出現細小的紅光和耀眼的白光。因為金屬粉末不是同一時間落在火焰上燃燒的,加上在氧化時被熱氣流沖開,所以紅光和白光四射,一閃一閃好象星光在飛舞。
操作:取膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉各1克。把它們混和均勻後,放入小塑料瓶里。瓶底用針打一些小孔。然後在酒精燈火焰的上方,輕輕拍打塑料瓶。瓶里的粉末落在火焰上時,火焰呈綠色。在綠色火焰的上方,飛舞著紅色和白色的星光,景色十分美麗。
(十一)水中燃燒
用品:研缽、玻璃水槽、直徑約4厘米的塑料瓶,鐵棒,引火線。
硝酸鉀、硫粉、木炭粉、細砂。
原理:黑火葯在水中燃燒時,所噴出的大量煙塵和氣體足以把水沖開而不影響其反應的繼續進行。黑火葯燃燒的主要化學反應是:
S+2KNO3+3C 點燃K2S+N2↑+3CO2↑
操作:取硝酸鉀5份、硫粉1份、木炭粉1份、分別研細後放在紙上反復拌勻,配成黑火葯,備用。
取一直徑約4厘米的塑料瓶,把它截成高約6厘米、有底的圓筒。向筒內先裝入約2厘米厚的細砂,再填入黑火葯。每裝入少許,用鐵棒搗結實,填滿到筒口後,插入引火線(它是用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液曬干而成的。)再把黑火葯壓緊。把裝好火葯的塑料筒,輕輕放入盛有水的玻璃水槽,筒口要高出水面約1厘米。
點燃引火線,不久有大量煙塵和火焰從塑料筒里噴出來。燃燒逐漸蔓延到水下,直到黑火葯燒完為止。由於有少量沒有燒完的炭粉分散在水中,使水變成棕黑色。
(十二)水中火光
1
用品:200毫升燒杯、2毫升移液管、鑷子、葯匙。
水、98%濃硫酸、氯酸鉀、白磷。
原理:氯酸鉀和濃硫酸作用,生成易分解的氯酸,產生二氧化氯。二氧化氯很容易分解生成氯氣和氧氣,同時放熱使白磷達到著火點在氧氣中燃燒,生成五氧化二磷。五氧化二磷和水反應生成磷酸。
KClO3+H2SO4=HClO3+KHSO4
4HClO3=4ClO2↑+O2↑+2H2O
2ClO2=Cl2+2O2
4P+5O2=2P2O5
P2O5+3H2O=2H3PO4
操作:在燒杯中放入10克氯酸鉀晶體,慢慢注入100毫升水,再用鑷子夾取2~3塊綠豆大的白磷放在氯酸鉀晶體中間。然後用移液管吸取濃硫酸2毫升注到氯酸鉀和白磷的交界處。這時白磷燃燒,發出火光。
用品:400毫升燒杯、鑷子、鐵架台、鐵夾、試管、帶導管的橡皮塞。
氯酸鉀、二氧化錳、白磷、40℃的熱水。
原理:水的溫度達到了白磷的著火點又有氧氣存在,所以白磷在水中燃燒。
操作:把5小塊綠豆大的白磷投入一個盛有半杯40℃熱水的燒杯里。
把6克氯酸鉀和2克二氧化錳混和均勻後放在試管里。用帶有導管的塞子緊塞管口。給試管加熱。將放出氧氣的管口靠近白磷時,白磷便立即燃燒,發出閃爍的火光。
(十三)木炭化妝跳舞
用品:鐵架台、鐵夾、酒精燈、大試管、鑷子。
木炭、硝酸鉀。
原理:硝酸鉀受熱先熔化而後分解為亞硝酸鉀和氧氣。熔化的硝酸鉀和木炭接觸,反應所放出的熱將木炭灼紅,生成的二氧化碳把木炭推上去。木炭和硝酸鉀脫離接觸後,由於重力的作用而落下。木炭就是這樣上下跳躍不停,直到它作用完為止。
2KNO3 2KNO2+O2↑
C+O2=CO2
操作:取5克硝酸鉀放入大試管里。把試管垂直固定在鐵架台上。用酒精燈外焰加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。等有氣體放出時,投入黃豆大的木炭並繼續加熱。一會兒,木炭由黑變紅在試管里不斷上下跳動,發出明亮的火光。移去酒精燈,木炭還可以跳躍片刻。
(十四)化學燈
用品:鐵架台、鐵夾、鑷子、硬質大試管、酒精燈。
硝酸鉀、硫塊。
原理:硫和熔化的硝酸鉀反應非常劇烈,放出大量的熱,使反應中生成的亞硝酸鉀被熾熱發出耀眼的白光。
2KNO3 2KNO2+O2↑
S+O2=SO2
操作:把裝有5克硝酸鉀的大試管垂直固定在鐵架台上加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。這時拿開酒精燈,向試管里每隔半分鍾投入黃豆大的硫塊,試管便持續地發出耀眼的白光。
(十五)焰火
用品:研缽、紙筒、引火線(用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液,曬干而成)。
氯酸鉀、硫、木炭粉、硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鍶、蔗糖、鎂粉、三硫化二銻。
原理:焰火呈現紅、綠、紫、藍、黃各種顏色是葯品中某些金屬元素的焰色反應。
焰色:K,K+(紫色),Na,Na+(黃色),Sr,Sr2+(深紅色),Ba,Ba2+(黃綠色)。
操作:按下面的配方(質量比)來配製各色焰火。
紅色:氯酸鉀4,硫粉11,木炭粉2,硝酸鍶33。
綠色:氯酸鉀9,硫粉10,硝酸鋇31。
白色:硫粉3,硝酸鉀12,鎂粉1,木炭粉2。
紫色:氯酸鉀7,硫粉5,硝酸鉀7,蔗糖2。
黃色:硫粉12,木炭粉2,硝酸鉀30,硝酸鈉5。
藍色:硝酸鉀9,硫粉2,三硫化二銻2。
將所需葯品按數量稱好,分別研細再混和均勻,裝入紙筒,邊裝邊壓緊,裝好後插入引火線。點燃引火線,火葯便燃燒(或用滴入濃H2SO4引燃),發出各色火焰,非常好看。
注意事項:配製火葯時,各個成分必須分別研細千萬不能混研,以防燃燒或爆炸。反應時將會有較多的煙生成,因此該實驗適合在室外進行。
(十六)蠟燭自明
用品:6×6平方厘米木板、30毫升試劑瓶、鑷子、滴管。
二硫化碳、白磷、蠟燭。
原理:將白磷的二硫化碳溶液滴在燭芯上,二硫化碳很快揮發掉,剩下細小的白磷顆粒。白磷與空氣接觸,激烈地氧化放熱,使白磷燃燒起來。白磷燃燒時就把燭芯點著了。
操作:取一支點燃過的蠟燭固定在木板上。燭芯要長而鬆散。在試劑瓶中注入5毫升二硫化碳,再用鑷子夾取一塊蠶豆大小的白磷放入二硫化碳中,塞上瓶蓋,輕輕搖晃,使白磷溶解成溶液。用滴管吸取少量白磷的二硫化碳溶液,滴到燭芯上。不久,燭芯就自燃起來。
(十七)火山爆發
用品:滴管。
燒石膏、高錳酸鉀、重鉻酸銨、甘油。
原理:高錳酸鉀和甘油發生激烈的氧化還原反應,放出的熱使甘油著火。重鉻酸銨受熱迅速分解產生氮氣,使三氧化二鉻粉末向上飛,迸發出火星。
操作:將燒石膏加水捏成小山,山頂留一坩堝大小的坑,晾乾備用。
在石膏山頂的坑中間,堆放高錳酸鉀粉末,頂上壓一小槽。在高錳酸鉀的周圍,堆放研細的重鉻酸銨粉末。用滴管吸取甘油,滴1~2滴於高錳酸鉀的小槽里。一會兒,就可看到有紫紅色火焰噴出,跟著又噴出許多綠色的「火山灰」,布滿在小山坡上,景象逼真,婉如火山爆發。
(十八)海底火山爆發
1
用品:玻璃水槽、20毫升廣口葯瓶、塑料薄膜、牛皮筋、滴管。
燒石膏,蔗糖、氯酸鉀、98%濃硫酸。
原理:濃硫酸和氯酸鉀反應生成奇臭的二氧化氯。二氧化氯氧化力極強,能使蔗糖猛烈燃燒。
操作:用燒石膏加水捏成小山,山頂上嵌入廣口葯瓶,晾乾備用。
將10克氯酸鉀和10克蔗糖混和均勻,裝入石膏山頂的小瓶內。用塑料薄膜封瓶口,牛皮筋扎緊,然後將小山沒入水槽的水裡。用滴管吸取濃硫酸,刺破塑料薄膜,滴入幾滴濃硫酸。火山立即在水中爆發,十分壯觀。
2
用品:玻璃水槽、墨水瓶。
沸水、紅墨水。
原理:沸水和冷水發生對流,沸水上升,冷水下降。
操作:在空墨水瓶里滴入10滴紅墨水,再注入沸水,扭緊瓶蓋,把它放入水槽里。向水槽里倒入冷水,浸過瓶口約5厘米。然後輕輕地旋開瓶蓋,瓶內的紅水慢慢上升噴向水面,好象海底火山爆發一樣。
(十九)節奏的爆炸
用品:研缽、60毫升錐形瓶、玻棒。
碘片、30%濃氨水。
原理:碘和濃氨水反應生成六氨合三碘化氮。它不溶於水,乾燥後,性質極不穩定,輕微的觸動,即引起爆炸。
3I2+7NH3=NI3•6NH3+3HI
2NI3•6NH3=N2↑+3I2+12NH3↑
分布均勻細小的六氨合三碘化氮爆炸時沒有危險。
操作:取1克碘片放在研缽里,加入5毫升濃氨水。小心研磨3分鍾,便得到黑色六氨合三碘化氮的細小固體。加水50毫升,經攪動後倒入錐形瓶中。振盪錐形瓶,使黑色粉末均勻地分布在水中,然後灑在舞台上,讓它乾燥。乾燥後,這時在上面跳舞,隨著舞步可發出有節奏的爆炸。
(二十)一觸就炸
用品:試管2個、帶導管的橡皮塞、漏斗、濾紙、葯匙、石棉網、三角鐵架、酒精燈。
棉花、2%硝酸銀溶液、2%稀氨水、電石。
原理:電石和水反應產生乙炔。乙炔和銀氨溶液作用生成乙炔銀。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2↓+4NH3+2H2O乙炔銀受撞擊或受熱即發生爆炸分解出銀和碳。
C2Ag2→2Ag+2C
操作:
在圖15-4左面的試管里加入3毫升水,再放入2小塊電石,試管口放些棉花,再把連著導管的塞子塞好。讓生成的乙炔不斷通入銀氨溶液中,即有灰白色的乙炔銀沉澱產生。等反應停止後,用濾紙過濾,沖洗,取出沉澱物,放在干凈的石棉網上並分成若干綠豆大的小堆。俟其乾燥後,一觸即可爆炸。也可以把石棉網放在三腳鐵架上,下面放一盞燃著的酒精燈。片刻,水分蒸發後乙炔銀就發出猛烈的爆炸,同時有火光出現。
(二十一)燒不壞的手帕
1
用品:手帕、100毫升燒杯、酒精燈、竹夾子。
酒精。
原理:酒精遇火燃燒,放出熱量,使酒精和水大量揮發,帶走部分熱量。左右搖晃手帕時可散去大量熱。這樣火焰的溫度被降低,不能達到手帕的著火點。
操作:在燒杯中倒入20毫升酒精和10毫升水,充分搖勻,將手帕放入溶液中浸透。用竹夾子夾出手帕,輕輕地把酒精擠掉,然後放在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火後,火焰很大。這時要左右搖晃手帕,直到熄滅。火熄滅後,手帕完好無損。
用品:手帕、玻棒、酒精燈。
酒精、磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液。
原理:浸過磷酸鈉和明礬溶液的手帕在晾乾後,磷酸鈉和明礬所形成的氫氧化鋁會把布和空氣隔開。因此酒精燃燒產生的熱,不能使手帕達到燃點。
2KAl(SO4)2+3Na3PO4+6H2O=3NaH2PO4+3Na2SO4+K2SO4+2Al(OH)3↓
操作:把手帕放在磷酸鈉飽和溶液中浸透,取出晾乾。再把這塊手帕在明礬飽和溶液中浸幾分鍾,取出晾乾。
表演時,把酒精倒一些在手帕上,再用一根玻棒把手帕挑起,在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火發出淡藍色的火焰。火焰熄滅後,手帕一點沒有燒壞。
(二十二)烈火中的花布
用品:花布、細鐵絲、鑷子、酒精燈。
樟腦丸
原理:樟腦丸的化學成分為萘,很容易燃燒。在燃燒時所產生的熱量一部分用於使萘升華,所以和樟腦丸緊貼的花布溫度被降低,不能達到布的著火點,布就不會燃燒。
操作:用一塊小花布緊緊地包住一顆樟腦丸,再用細鐵絲扎緊,然後用鑷子夾住,放在酒精燈火焰上點燃,轉眼功夫,小花布被熊熊烈火包圍,烈火中還散發出濃濃的黑煙。將火吹滅後,打開布包一看,樟腦丸變小了,但花布卻和原來一樣一點沒有燒壞。
(二十三)奇異的脫脂棉
用品:脫脂棉、100毫升燒杯、玻棒、鐵絲、鐵夾四個。
磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液、30%硝酸鉀溶液、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、濃硫酸(密度1.84克/毫升)。
原理:用磷酸鈉和明礬溶液浸過的脫脂棉,由於在棉纖維上有一層不能燃燒的保護膜,所以不易燃燒。
用硝酸鉀溶液浸過的脫脂棉,由於硝酸鉀受熱分解出氧氣的助燃,所以很容易燃燒。
2KNO3 2KNO2+O2↑
用1體積濃硝酸和2體積濃硫酸的混和液浸泡15分鍾的脫脂棉,由於棉纖維和硝酸發生酯化反應生成了極易燃燒的纖維素三硝酸酯,取出,洗凈、晾乾後,火葯棉在外表上跟原脫脂棉相似,但遇火即迅速燃燒。
操作:將脫脂棉分為四等份:第一份是原來的脫脂棉;第二份是先放入磷酸鈉溶液中浸透,取出,干後再浸入明礬溶液,取出,晾乾後的脫脂棉;第三份是浸入硝酸鉀溶液,取出,乾燥後的脫脂棉;第四份是浸入10毫升濃硝酸和20毫升濃硫酸的冷混和液中,約10分鍾後取出,洗凈,晾乾後的脫脂棉。
將上面四份脫脂棉夾在鐵絲上,彼此留5厘米的距離,然後依次點燃。第一份可以燃燒,但速度不快;第二份不易燃燒;第三份容易燃燒;第四份極易燃燒。
(二十四)口吐「仙氣」
用品:尖嘴玻璃管、酒精燈、有色塑料管、葯棉。
汽油、肥皂液、甘油。
原理:汽油蒸氣可以點燃。當汽油和空氣混和後遇火會發生劇烈的燃燒並發出爆炸聲。
操作:在長20厘米尖嘴玻璃管外套一層有色的塑料管,管內放一段吸飽汽油的棉花球。把尖嘴管對著酒精燈火焰,向玻管的另一端吹氣。當氣從尖嘴管出來,遇火便燃燒起來。離開火焰繼續燃燒。如果向玻管吹氣力量稍大時,火焰可以離開尖嘴4~5厘米遠,並呈現明亮的藍色的火焰,十分好看。
這時把玻管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液。取出後,向玻管另一端吹氣。當肥皂泡連串出現在空中時,用燃著的酒精棉球去點一個個的肥皂泡,便發出一連串輕微的爆炸聲和火球,非常有趣。
(二十五)火滅畫現
用品:100毫升燒杯、毛筆、刷子、玻棒、玻璃板、彩色畫片。
硼砂濃溶液、明礬飽和溶液、火葯棉、丙酮、鋁粉。
原理:畫片經過硼砂和明礬溶液先後處理過後,在畫面上就有一層不易燃燒的保護層。火葯棉燃燒迅速,所以畫片不會燒壞。
操作:取一張彩色畫片,用毛筆在畫片上塗一層硼砂溶液,晾乾後塗一層明礬溶液,再晾乾後備用。
將火葯棉放在小燒杯里加入丙酮和鋁粉,調勻。然後把火葯棉的丙酮濃稠的液體,刷在玻璃板上,刷的面積比畫片略大一些。重復刷3~4遍,干後揭下貼在畫片上。這時用火柴點燃火葯棉。當火葯棉迅速燒完時,美麗的畫面就出現在眼前。
(二十六)燒不著紙的火
用品:蒸發皿、玻棒、鑷子、紙。
二硫化碳、四氯化碳。
原理:二硫化碳是容易燃燒的液體,但四氯化碳卻不能燃燒。二硫化碳燃燒生成二氧化碳和二氧化硫,同時放熱。
因有四氯化碳在裡面,四氯化碳大量揮發時帶走了不少熱量,因此火焰的溫度被降低而達不到紙的著火點。
操作:在蒸發皿中倒入6毫升二硫化碳和16毫升四氯化碳,攪拌均勻。用火點燃後,可以看到淡藍色的火焰。這時用鑷子夾一張普通的紙放在火焰上,紙卻燒不著。
(二十七)火能寫字作畫
用品:白紙兩張、毛筆、大頭針、香、酒精燈。
30%硝酸鉀溶液、3摩/升硫酸。
原理:硝酸鉀受熱時分解出氧氣,使紙燃燒。但由於燃燒時產生的熱量不大,所以沒有塗硝酸鉀的紙不會燒著。
3摩/升稀硫酸在烘烤時由於水分蒸發而變成濃硫酸。濃硫酸有脫水性,使紙碳化,現出畫來。
操作:
1.用毛筆蘸30%硝酸鉀溶液在白紙上寫字,字要大,筆畫要簡單些,筆跡要連結在一起,在起筆處用大頭針戳個小孔作記號,然後晾乾。
表演時,用香火在每個字的針孔處點燃,於是火就順著筆畫寫出空心字來。
2.用洗凈的毛筆蘸硫酸在白紙上作畫,陰干後看不出畫跡。表演時,把白紙小心地放在火上烘烤,於是逐漸現出墨筆畫來。
(二十八)滴水生煙
用品:研缽、坩堝、滴管。
碘片、鋁粉。
原理:碘和鋁在常溫下不發生反應。加水催化劑後,反應便立即發生。反應放出的熱使水變為水蒸氣,它和碘蒸氣和白色的碘化鋁在一起形成大量的橙色煙霧。煙霧中混雜著碘升華美麗的紫色蒸氣。
操作:取3克碘片放在乾燥的研缽內研細,再加入0.2克鋁粉。把它們混和均勻後,移入坩堝並堆成小丘,在丘頂上壓一小坑。用滴管往小坑內滴1~2滴水。碘和鋁立即發生劇烈反應,發光發熱,同時產生濃厚的棕色煙霧,煙霧中夾雜著美麗的紫色碘蒸氣。
(二十九)杯中烈煙
用品:600毫升燒杯、小量筒、滴管、蒸發皿。
砂、濃硫酸(密度1.84克/毫升)、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、松節油。
原理:濃硝酸和濃硫酸的混和液具有強烈的氧化作用。松節油為易燃物,跟混和酸一接觸就被氧化放出大量的熱,使松節油燃燒,但燃燒不完全析出大量的碳形成黑煙。
操作:在600毫升燒杯底部放1厘米厚細砂。取一個蒸發皿,向蒸發皿內注入5毫升濃硝酸和5毫升濃硫酸,輕搖使混和均勻,然後把蒸發皿放在燒杯里的砂上。用滴管吸取少量松節油逐滴滴入混和酸中,一滴一蓬火,一股烈煙。
(三十)煙圈賽跑
用品:鞋盒、坩堝、鑷子、鐵絲、酒精燈。
濾紙、白磷。
操作:在鞋盒的前側對稱地打兩個1.5厘米直徑的孔。用鑷子取一塊黃豆大的白磷,吸去水分,放在坩堝里,再把坩堝放入盒內,立即蓋上盒蓋。熱天白磷會很快自燃,冷天可用灼熱的鐵絲碰一下白磷,使它燃燒。白磷燃燒使盒內很快充滿濃厚的五氧化二磷白煙。這時,用手指輕輕地點一下盒蓋,就有兩個白色煙圈從圓孔中沖出,向前奔跑。不停地拍點盒蓋,白色煙圈就不停地從圓孔中跑出。手指拍點的位置不同,出來的兩個煙圈速度就不一樣,看上去好像煙圈在賽跑。
⑹ 關於「用DIS探究牛頓第二定律」的實驗,如圖是本實驗的裝置圖,圖中固定在小車上的是______感測器的_____
發射器固定在小車上,接收器應該固定在軌道上.
圖下固定在小車上2是位移感測器2發射器部分.
本實驗通過改變懸掛鉤碼2個數來改變對小車2拉力,
通過在小車上加配重片來改變小車2質量.
故答案為:位移;發射器;改變懸掛鉤碼2個數;在小車上加配重片.
⑺ 下圖為實驗室制備和收集氣體的裝置圖,據圖回答問題: (1)寫出①的儀器名稱 &n...
(1)長頸漏斗 (2)2H 2 O 2 ![]() 向上排空氣取氣法 (3)用帶火星的木條放在集氣瓶口,若立即復燃則O 2 已滿 (或答「用燃著的木條放在集氣瓶口,若立即熄滅則CO 2 已滿」) (4)H 2 O+CO 2 = H 2 CO 3 滴入紫色石蕊溶液,溶液變紅(5)E ⑻ 求實驗室減壓蒸餾裝置圖 實驗室減壓蒸餾裝置圖如下圖所示: 實驗原理 1.減壓蒸餾適用對象 在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質 2、減壓下的沸點 (1)通常液體的沸點是指其表面的蒸氣壓等於外界大氣壓時的溫度; (2)液體沸騰時溫度是與外界的壓力相關的,即外界壓力降低沸點也降低; (3)利用外界壓力和液體沸點之間的關系,將液體置於一可減壓的裝置中,隨體系壓力的減小,液體沸騰的溫度即可降低,這種在較低壓力下進行蒸餾的操作被稱為減壓蒸餾。 (8)低周反復實驗裝置圖擴展閱讀注意事項 1.真空油泵的好壞決定於其機械結構和真空泵油的質量,如果是蒸餾揮發性較大的有機溶劑,其蒸氣被油吸收後,會增加油的蒸氣壓,影響泵的抽真空效果;如果是酸性的蒸氣,還會腐蝕泵的機件; 另外,由於水蒸氣凝結後會與油形成濃稠的乳濁液,破壞了油泵的正常工作。因此,在真空油泵的使用中,應安裝必要的保護裝置。 2.測壓計的作用是指示減壓蒸餾系統內部的壓力,通常採用水銀測壓計,一般可分為封閉式和開口式兩種。使用時必須注意勿使水或臟物侵入測壓計內。水銀柱中也不得有小氣泡存在。否則,將影響測定壓力的准確性。 ⑼ (1)如圖1驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.①平衡小車所受的阻力的操作:A、取下______,把木板不帶
(1)①、平衡摩擦力時,應不掛砝碼,把木板不帶滑輪的一端墊高;接通打點計時器電源,輕推小車,讓小車拖著紙帶運動.
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