解答題（三）（解析版）

2023浙江中考科學(xué)復(fù)習(xí)專練——解答題（三）建議時間：40min1．山梨酸鉀（化學(xué)式為C5H7COOK）是國際糧農(nóng)組織推薦的高效安全的防腐保鮮劑，在海產(chǎn)品深加工過程中廣泛使用．（1）該物質(zhì)由四種元素組成。（2）該物質(zhì)中各元素的原子個數(shù)比是6：7：2：1。（3）該分子的相對分子質(zhì)量為150（寫出計(jì)算過程）。（4）該物質(zhì)中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%（寫出計(jì)算過程）。【解答】解：（1）由山梨酸鉀的化學(xué)式C5H7COOK可知，它是由碳、氫、氧、鉀四種元素組成的；（2）由山梨酸鉀的化學(xué)式C5H7COOK可知，其中碳、氫、氧、鉀元素的原子個數(shù)比為：6：7：2：1；（3）山梨酸鉀的相對分子質(zhì)量為12×6+1×7+39+16×2＝150；（4）山梨酸鉀碳中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：12×6150故答案為：（1）四；（2）6：7：2：1；（3）150；（4）48%。2．三位同學(xué)分別用相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（石灰石中的雜質(zhì)既不與酸反應(yīng)，也不溶于水）。（1）小敏的方法可用如下流程表示，測得的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79%。（2）小華取10克樣品，用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)結(jié)束后，測得B裝置質(zhì)量增加了4.6克，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，算得碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)與事實(shí)嚴(yán)重不符，造成這種情況的主要原因可能是堿石灰吸收了二氧化碳帶出來的氯化氫氣體和水蒸氣。（3）小軍用如圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果沒有C裝置中的油層，小軍的測量結(jié)果偏?。ㄌ睢捌蟆薄ⅰ捌　被颉安蛔儭保?。（4）小軍將20克稀鹽酸加入到1.25克樣品中，生成的CO2體積與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖丙。已知本實(shí)驗(yàn)條件下CO2的密度為1.8克/升，幫小軍求出該石灰石樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（計(jì)算結(jié)果精確到1%）。【解答】解：（1）由于雜質(zhì)不溶于水也不和酸反應(yīng)，所以雜質(zhì)為2.1g，測得樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10g?2.1g10g（2）小華取10克樣品，用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)結(jié)束后，測得B裝置質(zhì)量增加了4.6克，設(shè)樣品中的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑1004410gx4.6g10044x≈105%＞100%與事實(shí)嚴(yán)重不符，造成這種情況的主要原因可能是堿石灰吸收了二氧化碳帶出來的氯化氫氣體和水蒸氣。（3）小軍用如圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果沒有C裝置中的油層，導(dǎo)致二氧化碳溶解于水，小軍的測量結(jié)果偏小。（4）本實(shí)驗(yàn)條件下CO2的密度為1.8克/升，則得到的二氧化碳的質(zhì)量為1.8克/升×244mL×1L設(shè)石灰石樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為yCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑100441.25gy0.44g10044x＝80%故答案為：（1）79%；（2）堿石灰吸收了二氧化碳帶出來的氯化氫氣體和水蒸氣；（3）偏小；（4）80%。3．2015年6月6日，在湖北武漢矩形的亞洲田徑錦標(biāo)賽中，中國選手李玲在女子撐桿跳決賽中以4.66m的成績打破亞洲記錄。請結(jié)合撐桿跳的過程示意圖（如圖），回答下列問題。（1）在助跑階段，李玲受到地面對她的靜摩擦力而前進(jìn)，這個力的方向與她前進(jìn)的方向相同（選填“相同”或“相反”）；助跑的目的是為了在起跳前獲得較大的速度（動能）。（2）撐桿起跳時，由于慣性，李玲繼續(xù)前沖，從開始起跳到碳纖維輕質(zhì)撐桿（不考慮其質(zhì)量）達(dá)到最大彈性形變的過程中，發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？（3）李玲超過橫桿后，在1s時間內(nèi)落地，若李玲的質(zhì)量是50kg，求她下落過程中重力做功的功率（g＝10N/kg）【解答】解：（1）在助跑階段，李玲受到地面對她的靜摩擦力而前進(jìn)，這個力的方向與她前進(jìn)的方向相同；助跑的目的是為了在起跳前獲得較大的速度，從而具有較大的動能。（2）撐桿起跳時，由于慣性，李玲仍要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，繼續(xù)前沖；從開始起跳到碳纖維輕質(zhì)撐桿達(dá)到最大彈性形變的過程中，人的高度增大，速度減小，同時撐桿的彈性形變程度變大，故此過程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：人的動能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能及撐桿的彈性勢能；（3）人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，重力做的功：W＝Gh＝500N×4.66m＝2330J，做功的功率：P=W故答案為：（1）相同；速度（動能）；（2）慣性；人的動能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能及撐桿的彈性勢能；（3）她下落過程中重力做功的功率為2330W。4．如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)室的自動恒溫箱，箱內(nèi)簡化后的電路圖如圖乙所示?？刂齐娐分须娫措妷簽?2V，定值電阻R1的阻值為5kΩ，R2為恒溫箱內(nèi)的熱敏電阻，丙圖是R2阻值隨溫度變化的圖象。電壓鑒別器接在控制電路的A、B兩點(diǎn)間，它可通過內(nèi)部的電磁繼電器控制加熱電路中開關(guān)S的通斷。當(dāng)UAB小于2V時，鑒別器將使加熱電路中開關(guān)S閉合，使加熱電路的電熱絲通電而發(fā)熱，從而使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)UAB大于3V時，鑒別器將使開關(guān)S斷開，停止加熱。分析電路時，可將電壓鑒別器內(nèi)部視為斷路。求：（1）若恒溫箱中電熱絲電阻為60.5Ω，一天實(shí)際工作時間為8h，加熱電路一天消耗的電能是多少？（2）該恒溫箱內(nèi)的溫度將保持在怎樣的范圍？（3）若想使此恒溫箱內(nèi)的最高溫度升高到45℃，在鑒別器功能和熱敏電阻不變的條件下，可采取怎樣的措施？【解答】解：（1）恒溫箱8h消耗的電能為：W＝UIt=U2Rt=（2）當(dāng)U1＝2V時，U2＝U﹣U1＝12V﹣2V＝10V，因?yàn)閁1所以R2=U2U1?R1=10由圖象知，t＝20℃；當(dāng)U1′＝3V時，U2＝U﹣U1′＝12V﹣3V＝9V，因?yàn)镮R所以R2′=U2'U1'?R1即該恒溫箱的溫度將保持在20℃～35℃之間；（3）由圖象知，當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度為45℃時，熱敏電阻阻值為10kΩ，UAB＝3V時，加熱開關(guān)斷開，通過熱敏電阻的電流：I高=12V?3V104Ω=此時R1的阻值變?yōu)椋篟1′=3V9×10?4A所以若升高恒溫箱內(nèi)的最高溫度，在鑒別器功能和熱敏電阻不變的條件下，可以減小定值電阻R1的阻值。答：（1）若恒溫箱中電熱絲電阻為60.5Ω，一天實(shí)際工作時間為8h，加熱電路一天消耗的電能是6.4kW?h；（2）該恒溫箱內(nèi)的溫度將保持在20℃～35℃的范圍；（3）若想使此恒溫箱內(nèi)的最高溫度升高到45℃，可以減小定值電阻R1的阻值。5．在某次綜合實(shí)踐活動中，小明利用蓄電池（電壓24V）、電壓表（量程為0～15V）、校準(zhǔn)電阻R0，滑動變阻器R（最大值為100Ω）等器材，設(shè)計(jì)了一種測定油箱內(nèi)油量的方案（圖甲）。選配合適的校準(zhǔn)電阻，能夠使油箱裝滿汽油，滑動變阻器是觸片在某一端時，油量表示數(shù)為最大值（即電壓表示數(shù)達(dá)到最大值）；油箱中的汽油用完，滑動變阻器是觸片在另一端時，油量表示數(shù)為零（即電壓表示數(shù)為零）。（1）校準(zhǔn)電阻除了可以校準(zhǔn)表盤，還有什么作用？校準(zhǔn)電阻的阻值為多少？（2）整個電路消耗的電功率的變化范圍是多少？（3）另一個小組的小紅同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，請你從能耗的角度分析這種方案的優(yōu)點(diǎn)?！窘獯稹拷猓海?）由題知，電源電壓U＝24V，電路中若沒有校準(zhǔn)電阻R0，則R兩端電壓等于電源電壓24V，超過了電壓表量程0～15V，會被燒壞，所以校準(zhǔn)電阻R0串聯(lián)在電路中，除了可以校準(zhǔn)表盤，還起到分壓的作用，能避免電壓超過電壓表量程而燒壞。當(dāng)油箱裝滿汽油，由圖甲知，滑片在最下端，此時變阻器連入阻值最大R＝100Ω，電壓表示數(shù)達(dá)到最大值15V，因?yàn)镽0與R串聯(lián)，所以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得R0兩端的電壓：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V，電路中的電流：I0＝IR=U所以R0的阻值：R0=U0I（2）當(dāng)油箱裝滿汽油，變阻器連入阻值最大時，電路中總電阻最大，電源電壓一定，由P=U整個電路的最小功率：P最小=U當(dāng)汽油用完時，滑片在另一端，即在最上端，此時只有R0接入電路中，電路總功率最大，則電路的最大功率：P最大=U所以整個電路消耗的電功率的變化范圍是3.6W～9.6W；（3）由圖乙知，滑動變阻器始終以最大阻值串聯(lián)接入電路中，電壓表示數(shù)為：UV＝IR滑，能反應(yīng)測量的變化情況，且電路中電阻始終處于最大阻值，由P=U答：（1）校準(zhǔn)電阻除了可以校準(zhǔn)表盤，還有能起保護(hù)電路的作用，校準(zhǔn)電阻的阻值為60Ω；（2）整個電路消耗的電功率的變化范圍是3.6W～9.6W；（3）圖乙的設(shè)計(jì)從能耗的角度看優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電能。6．如圖裝置為某學(xué)生在科技創(chuàng)新大賽時發(fā)明的可以直接測量液體密度的“密度天平”。其制作過程和原理如下：選擇一根長1米的杠桿，調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位置平衡。在左側(cè)離中點(diǎn)10厘米的A位置用細(xì)線固定一個質(zhì)量為150克、容積為80毫升的容器。右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為50克的鉤碼（細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)）．測量時往容器中加滿待測液體，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度。（1）該“密度天平”的“零刻度”應(yīng)標(biāo)在右端離支點(diǎn)O30厘米處。（2）該“密度天平”的量程為多大？（3）若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大，該“密度天平”的量程將增大（選填“增大”“減小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)杠桿的平衡條件公式F1L1＝F2L2得，150g×10cm＝50g×L2，解得，L2＝30cm。（2）根據(jù)題意鉤碼移動至最右端，該“密度天平”達(dá)到最大量程，設(shè)OA為L1′，O點(diǎn)距最右端的距離為L2′，容器的質(zhì)量為m1，鉤碼的質(zhì)量為m2，容器中加滿液體的質(zhì)量為m，由F1L1＝F2L2得，（m1+m）gL1′＝m2gL2′，已知：m1＝150g，m2＝50g，L1＝10cm，L2′＝50cm，代入上式解得，m＝100g，ρ=mV=（3）當(dāng)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大時，說明杠桿一側(cè)的力增大，在力臂關(guān)系相同的情況下，另一側(cè)的力也會增大，即該“密度天平”的量程將增大。故答案為：（1）30；（2）該“密度天平”的量程為0～1.25g/cm3。（3）增大。7．要制得含F(xiàn)e96%的生鐵210t，至少需要含F(xiàn)e2O380%的鐵礦石（雜質(zhì)不含鐵）多少噸？【解答】解：設(shè)需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦石質(zhì)量為x210t×96%＝x×80%×56×2x＝360t答：需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦石360t．8．小龍利用兩只大小不同的硬質(zhì)空礦泉水瓶制作了如圖所示的潛水器模型。潛水器的主體分生活艙和儲水艙兩部分，兩個艙室互不連通，儲水艙內(nèi)的塑料軟管與注射器連通。已知生活艙的體積為1000厘米3，儲水艙的體積為500厘米3，塑料瓶厚度不計(jì)，注射器及塑料軟管的自重和浮力不計(jì)。儲水艙中放置若干螺怕作為配重，每個螺帽的質(zhì)量為40克，體積為5厘米3。（1）要實(shí)現(xiàn)潛水器下沉，需要將針筒往外抽氣，其原因是儲水倉內(nèi)氣壓減少，外界大氣壓將水壓入儲水倉，使?jié)撍髦亓υ龃?。?）實(shí)驗(yàn)時，小龍往儲水艙中放入20枚螺帽，再調(diào)節(jié)注射器的活塞，使儲水艙裝滿水。請通過計(jì)算判斷，該潛水器此時是否可以懸浮于水中。（ρ水＝1.0×103千克/米3）【解答】解：（1）要實(shí)現(xiàn)潛水器下沉，需要將針筒往外抽氣，其原因是：儲水倉內(nèi)氣壓減少，外界大氣壓將水壓入儲水倉，使?jié)撍髦亓υ龃?。?）潛水器的總體積為：V總＝1000cm3+500cm3＝1500cm3＝1.5×10﹣3m3，潛水器受到的浮力為：F?。溅阉畍總g＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3×10N/kg＝15N，20枚螺帽的重力為：G帽＝nm帽g＝20×0.04千克×10N/kg＝8N，儲水艙中水的體積為：V水＝V儲水艙﹣20V帽＝500cm3﹣20×5cm3＝400cm3＝4×10﹣4m3，儲水艙中水的重力為：G水＝ρ水v水g＝1.0×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg＝4N，塑料瓶厚度不計(jì)，注射器及塑料軟管的自重和浮力不計(jì)。潛水器的總重力等于儲水艙中水的總重力為：G總＝G帽+G水＝8N+4N＝12N，G總＜F浮，潛水器上浮，無法實(shí)現(xiàn)懸浮。答：（1）儲水倉內(nèi)氣壓減少，外界大氣壓將水壓入儲水倉，使?jié)撍髦亓υ龃?。?）通過計(jì)算判斷，該潛水器此時不可以懸浮于水中。9．實(shí)驗(yàn)室有一變質(zhì)的氫氧化鈉固體樣品（樣品中只含碳酸鈉雜質(zhì)，且成分均勻），小龍為測量樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果記錄如圖。（相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；NaOH+HCl═NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑（1）195克濾液中含有的溶質(zhì)是氯化鈉、氫氧化鈉、氯化鈣。（2）計(jì)算樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)往樣品溶液中加稀鹽酸，若氫氧化鈉溶液不變質(zhì)，不會產(chǎn)生二氧化碳，氫氧化鈉變質(zhì)的量越多，產(chǎn)生的二氧化碳越多。于是小龍推測：樣品中氫氧化鈉變質(zhì)的量越多，完全反應(yīng)所用稀鹽酸的質(zhì)量越大。請判斷小龍的推測是否正確并說明理由不正確；氫氧化鈉變質(zhì)與否，溶液中鈉離子的數(shù)目不變，完全反應(yīng)后，溶液中只有氯化鈉，所以消耗的鹽酸質(zhì)量相同?！窘獯稹拷猓海?）解：生成碳酸鈣的質(zhì)量為：100g+100g﹣195g＝5g；設(shè)生成5g沉淀需要氯化鈣的質(zhì)量為x，碳酸鈉的質(zhì)量為y。Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl106111100yx5g100111=5gx＝5.55gy＝5.3g因加入的氯化鈣的質(zhì)量為：100g×11.1%＞5.55g，因此反應(yīng)后溶液中含有的溶質(zhì)有生成的氯化鈉、未反應(yīng)的氫氧化鈉和剩余的氯化鈣；故答案為：氯化鈉、氫氧化鈉、氯化鈣；（2）樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：5.3g10gg答：樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%；（3）由化學(xué)方程式Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；NaOH+HCl═NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑可以看出，氫氧化鈉變質(zhì)與否，溶液中鈉離子的數(shù)目不變，完全反應(yīng)后，溶液中只有氯化鈉，所以消耗的鹽酸質(zhì)量相同，因此消耗鹽酸的量與變質(zhì)情況無關(guān)；故答案為：不正確；氫氧化鈉變質(zhì)與否，溶液中鈉離子的數(shù)目不變，完全反應(yīng)后，溶液中只有氯化鈉，所以消耗的鹽酸質(zhì)量相同。10．小龍觀察到高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測量貨車重力的檢測裝置，他利用學(xué)過的科學(xué)知識設(shè)計(jì)了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1米，O為支點(diǎn)，OA與AB的長度之比為1：4，平板上物體所受重力大小通過電流表讀數(shù)顯示。已知電源電壓為6伏，定值電阻R0的阻值為10歐，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受