登录
15. ||探究实践（2026·杭州市文海中学期末）小金设计了如图甲所示电路和如下实验记录表来研究“小灯泡的亮度与电功率的关系”，电路中的电源由3节新干电池串联而成，小灯泡的额定电压为2.5 V。
|实验次数|电压 U/V|电流 I/A|电功率 P/W|待填|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|2.2|0.24| | |
|2|2.5|0.26| | |
|3|2.8|0.28| | |
(1) 实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是
(2) 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率为
(3) 通过计算，发现随着电压变大，灯泡的电阻逐渐变大，灯泡电阻变大的原因是
(4) 完成上述实验后，小金设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在定值电阻$R_0$两端，读出电压表示数；
③计算得到小灯泡的额定功率。
现有阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，$R_0$应选用
|实验次数|电压 U/V|电流 I/A|电功率 P/W|待填|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|2.2|0.24| | |
|2|2.5|0.26| | |
|3|2.8|0.28| | |
(1) 实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是
小灯泡的亮暗程度
。(2) 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率为
0.65
W。(3) 通过计算，发现随着电压变大，灯泡的电阻逐渐变大，灯泡电阻变大的原因是
通过灯的电流随电压增大而变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝温度升高,电阻变大
。(4) 完成上述实验后，小金设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在定值电阻$R_0$两端，读出电压表示数；
③计算得到小灯泡的额定功率。
现有阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，$R_0$应选用
5
Ω的定值电阻。答案
15. (1)小灯泡的亮暗程度 (2)0.65 (3)通过灯的电流随电压增大而变大,根据 P=UI,灯的功率变大,灯丝温度升高,电阻变大 (4)5
解析:(1)研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率,因此表中还需要记录小灯泡的亮暗程度。(2)小灯泡的额定电压为 2.5 V,由表中数据可知,小灯泡额定功率为 $P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.26\ \mathrm{A}=0.65\ \mathrm{W}$。(4)图乙中,$R_0$、灯泡 L、滑动变阻器串联,电压表测 L 两端电压。电源为 3 节新干电池组成,电源电压为 4.5 V,由串联电路的电压规律可知,当灯泡正常发光时,定值电阻和滑动变阻器两端的总电压 $U'=U-U_\mathrm{L}=4.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,定值电阻和滑动变阻器的总电阻 $R'=\frac{U'}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}≈7.7\ \Omega$,由串联电路电阻规律可知,定值电阻 $R_0$ 应选 5 Ω。
解析:(1)研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率,因此表中还需要记录小灯泡的亮暗程度。(2)小灯泡的额定电压为 2.5 V,由表中数据可知,小灯泡额定功率为 $P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=2.5\ \mathrm{V}×0.26\ \mathrm{A}=0.65\ \mathrm{W}$。(4)图乙中,$R_0$、灯泡 L、滑动变阻器串联,电压表测 L 两端电压。电源为 3 节新干电池组成,电源电压为 4.5 V,由串联电路的电压规律可知,当灯泡正常发光时,定值电阻和滑动变阻器两端的总电压 $U'=U-U_\mathrm{L}=4.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,定值电阻和滑动变阻器的总电阻 $R'=\frac{U'}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}≈7.7\ \Omega$,由串联电路电阻规律可知,定值电阻 $R_0$ 应选 5 Ω。
四、综合题
16. （2026·嘉兴市海宁市硖石中学期中）小敏用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳（石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应），为了探究反应后溶液的成分，她又进行如下实验：取反应后的溶液50 g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
(1)表中n=
(2)所取反应后的50 g溶液中溶质是
(3)求出所取的反应后50 g溶液中，酸性溶质的质量分数是多少？（写出计算过程）
(4)依据实验事实，请你绘制溶液的pH随碳酸钠溶液质量变化的曲线，在图中标出合适的数据。
16. （2026·嘉兴市海宁市硖石中学期中）小敏用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳（石灰石中的杂质既不溶于水也不和酸反应），为了探究反应后溶液的成分，她又进行如下实验：取反应后的溶液50 g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液，发现先有气泡产生，后生成白色沉淀。下表为产生的气体总质量、沉淀总质量与滴入碳酸钠溶液总质量的关系。
(1)表中n=
9.0
。(2)所取反应后的50 g溶液中溶质是
氯化氢、氯化钙(或HCl、CaCl₂)
。(3)求出所取的反应后50 g溶液中，酸性溶质的质量分数是多少？（写出计算过程）
(4)依据实验事实，请你绘制溶液的pH随碳酸钠溶液质量变化的曲线，在图中标出合适的数据。
答案
16. (1)9.0 (2)氯化氢、氯化钙(或HCl、CaCl₂)
(3)解:由表中数据可知,生成二氧化碳的质量为2.2 g,设所取的反应后50 g溶液中,酸性溶质HCl的质量为x。
$\ce{Na_{2}CO_{3} +2HCl =2NaCl +H_{2}O +CO_{2}\uparrow}$
73 44
x 2.2 g
$\frac{73}{44}=\frac{x}{2.2\ \mathrm{g}}$ 解得$x=3.65\ \mathrm{g}$
则所取的反应后50 g溶液中,酸性溶质的质量分数为$\frac{3.65\ \mathrm{g}}{50\ \mathrm{g}}×100\%=7.3\%$
答:所取的反应后50 g溶液中,酸性溶质的质量分数为7.3%。
(4)
解析:(1)由表中数据可知,从开始产生沉淀之后,每加入25 g碳酸钠溶液,就会产生2.5 g沉淀,可知m g=5.0 g+2.5 g=7.5 g,则n g=7.5 g+2.5 g=10 g,大于后面的9.0 g,可知n也为9.0,沉淀质量偏少是因为氯化钙此时已经完全反应。(2)稀盐酸中的氯化氢和石灰石中的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,取反应后的溶液50 g于烧杯中,逐滴滴入碳酸钠溶液,有气泡产生,说明盐酸过量,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,可知所取的反应后50 g溶液中溶质是氯化氢和氯化钙。(3)见答案。(4)当碳酸钠溶液质量为0时,溶液中含有盐酸,溶液呈酸性,pH＜7,随着碳酸钠溶液的滴加,氯化氢和碳酸钠发生反应,溶液的酸性减弱,pH逐渐增大;当加入50 g碳酸钠溶液时,盐酸恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7;当加入碳酸钠溶液质量超过50 g后,碳酸钠与氯化钙反应,溶液仍呈中性,pH始终等于7,直到氯化钙完全反应,设第三次加入的25 g碳酸钠溶液中碳酸钠的质量为y,
$\ce{CaCl_{2} +Na_{2}CO_{3} =CaCO_{3}\downarrow +2NaCl}$
106 100
y 2.5 g
$\frac{106}{100}=\frac{y}{2.5\ \mathrm{g}}$ 解得$y=2.65\ \mathrm{g}$,
则碳酸钠溶液的溶质质量分数为$\frac{2.65\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}}×100\%=10.6\%$。
最终沉淀总质量为9.0 g,设与氯化钙反应的碳酸钠的总质量为z,
$\ce{CaCl_{2} +Na_{2}CO_{3} =CaCO_{3}\downarrow +2NaCl}$
106 100
z 9.0 g
$\frac{106}{100}=\frac{z}{9.0\ \mathrm{g}}$ 解得$z=9.54\ \mathrm{g}$
则与氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为$9.54\ \mathrm{g}÷10.6\%=90\ \mathrm{g}$。
碳酸钠恰好和氯化氢和氯化钙反应时,加入碳酸钠溶液的总质量为$50\ \mathrm{g}+90\ \mathrm{g}=140\ \mathrm{g}$。继续加入碳酸钠溶液,溶液呈碱性,pH＞7,随着碳酸钠溶液的滴加,溶液的碱性增强,pH逐渐增大。故绘制溶液的pH随碳酸钠溶液质量变化的曲线如图所示:
