解答題（四）（解析版）

2023浙江中考科學(xué)復(fù)習(xí)專練——解答題（四）建議時(shí)間：40min1．今年的北京冬奧會(huì)，運(yùn)行著超過1000輛氫能源汽車，配備30多個(gè)加氫站，是全球最大的一次燃料電池汽車示范。氫能被視為未來的理想清潔能源，在進(jìn)行氫能源汽車測(cè)試時(shí)獲得部分參數(shù)如表所示。氫能源汽車在平直路面上行駛的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。（忽略司機(jī)的質(zhì)量）新型氫能源汽車部分參數(shù)總質(zhì)量4×103kg輪胎與地面總接觸面積0.4m2勻速行駛時(shí)所受阻力車總重的0.05倍（1）“氫能源汽車”65s內(nèi)通過的路程為690m。（2）計(jì)算“氫能源汽車”靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。（3）計(jì)算“氫能源汽車”勻速行駛過程中牽引力所做的功和功率?！窘獯稹拷猓海?）0～5s的路程s1＝v1t1=15～55s的路程s2＝v2t2＝12m/s×（55﹣5）s＝600m，55～65s的路程s3＝v3t3=1“氫能源汽車”65s內(nèi)通過的路程s＝s1+s2+s3＝30m+600m+60m＝690m；（2）“氫能源汽車”的總重力：G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N，靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：F＝G＝4×104N，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=FS=（3）“氫能源汽車”勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，“氫能源汽車”勻速行駛時(shí)所受的牽引力：F′＝f＝0.05G＝0.05×4×104N＝2000N；牽引力所做的功：W＝F′s2＝2000N×600m＝1.2×106J，牽引力做功的功率：P=Wt=故答案為：（1）690m；（2）“氫能源汽車”靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.0×105Pa；（3）“氫能源汽車”勻速行駛過程中牽引力所做的功和功率分別為1.2×106J、2.4×104W。2．鎂是一種用途很廣的金屬，目前世界上60%的鎂是從海水（海水中的溶質(zhì)主要為NaCl和MgCl2等）中提取的，其主要步驟如下：（1）已知從海水中每獲得5.8噸Mg（OH）2至少需要使用8噸NaOH或5.6噸CaO。目前市場(chǎng)上NaOH、CaO的價(jià)格分別是每噸8000元、每噸300元。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，生產(chǎn)過程中試劑①應(yīng)選用CaO（選填NaOH或CaO）。（2）試劑②的化學(xué)式是HCl。（3）無水MgCl2在熔融狀態(tài)下通電得到金屬鎂和一種常溫下為氣態(tài)的單質(zhì)，請(qǐng)寫出該過程的化學(xué)方程式MgCl2通電ˉMg+Cl2↑【解答】解：（1）已知從海水中每獲得5.8噸Mg（OH）2至少需要使用8噸NaOH或5.6噸CaO。目前市場(chǎng)上NaOH、CaO的價(jià)格分別是每噸8000元、每噸300元。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，生產(chǎn)過程中試劑①應(yīng)選用CaO（需要的氧化鈣質(zhì)量小于氫氧化鈉，價(jià)格低于氫氧化鈉）。故答案為：CaO。（2）氫氧化鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，試劑②是稀鹽酸，氯化氫的化學(xué)式是HCl。故答案為：HCl。（3）無水MgCl2在熔融狀態(tài)下通電得到金屬鎂和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgCl2通電ˉMg+Cl2故答案為：MgCl2通電ˉMg+Cl23．父親節(jié)到了，小科媽媽為小科爺爺購(gòu)買了一臺(tái)足浴器（如圖甲），工作電路如圖乙所示，其中K為溫控開關(guān)。足浴器的加熱功率為500W，保溫功率為40W，將足浴器接入220V的電路中，在足浴器工作30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時(shí)間的變化如圖丙所示。求：（1）當(dāng)開關(guān)S和K溫控開關(guān)均處于閉合狀態(tài)時(shí)，足浴器處于加熱（填“保溫”或“加熱”）狀態(tài)。（2）計(jì)算保溫元件R工作時(shí)的電阻。（3）計(jì)算足浴器工作30min消耗的電能?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開關(guān)S和K溫控開關(guān)均處于閉合狀態(tài)時(shí)，電阻R被短路，電路為發(fā)熱管的簡(jiǎn)單電路，電路中的總電阻較小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流較大，根據(jù)P＝I2R可知發(fā)熱管消耗的電功率較大，故此時(shí)足浴器是處于加熱狀態(tài)；（2）當(dāng)溫控開關(guān)斷開時(shí)，電阻R與發(fā)熱管串聯(lián)，電路中的總電阻較大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流較小，根據(jù)P＝I2R可知發(fā)熱管消耗的電功率較小，故此時(shí)足浴器是處于保溫狀態(tài)；由P=U2R可知，保溫時(shí)，電路中的總電阻為：R總=當(dāng)溫控開關(guān)閉合時(shí)，電路為發(fā)熱管的簡(jiǎn)單電路，足浴器是處于加熱狀態(tài)，則發(fā)熱管的電阻：R發(fā)熱管=U2P串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，所以保溫電阻R＝R總﹣R發(fā)熱管＝1210Ω﹣96.8Ω＝1113.2Ω；（3）由圖丙可知足浴器工作30min的時(shí)間內(nèi)，加熱狀態(tài)20min，保溫狀態(tài)10min，足浴器工作30min消耗的電能：W＝P加熱t(yī)加熱+P保溫t保溫＝500W×20×60s+40W×10×60s＝6.24×105J。答：（1）加熱；（2）保溫元件R工作時(shí)的電阻為1113.2Ω；（3）足浴器工作30min消耗的電能為6.24×105J。4．向一定質(zhì)量CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%的Na2CO3溶液反應(yīng)過程中加入的Na2CO3溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀或氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。問：（1）圖中0a段反應(yīng)是碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)；（2）b點(diǎn)溶液中溶質(zhì)有一種；（3）c點(diǎn)溶液的pH＞7（填＞、＜、＝）；（4）x值是多少？（寫出具體的計(jì)算過程）【解答】解：（1）加入的碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)，把鹽酸消耗完了，才開始與氯化鈣反應(yīng)，開始生成沉淀，因此圖中0a段表示的反應(yīng)是碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)；（2）由圖象可知，b點(diǎn)表示碳酸鈉與氯化鈣恰好反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)只有氯化鈉一種；（3）c點(diǎn)表示碳酸鈉過量，溶液中有氯化鈉和碳酸鈉，故溶液顯堿性，pH＞7；（4）設(shè)生成2.2g氣體所需的Na2CO3的質(zhì)量為y，Na2CO3+2HCl＝2NaCl+CO2↑+H2O10644y2.2g10644生成沉淀5.0g所需Na2CO3的質(zhì)量為zNa2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl106100z5g106100所以x值為：5.3g+5.3g10%故答案為：（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)；（2）一；（3）＞；（4）106。5．在一些建設(shè)施工工地上，可以看見各種大型的起重機(jī)。如圖所示是一種起重機(jī)的簡(jiǎn)易圖，為了保證起重機(jī)在起重時(shí)不會(huì)翻倒，起重機(jī)右邊配有一個(gè)重物M，已知AB為10m，BC為4m，CD為1m，起重機(jī)功率為30kW，起重機(jī)本身重力不計(jì)。（g取10N/kg）求：（1）要使起重機(jī)吊起6×103kg的貨物時(shí)不會(huì)翻倒，右邊配重M至少為多少千克？配重M最大不能超過多少千克？（2）該起重機(jī)要把6×103kg的貨物沿豎直方向勻速提高15m，需要多少時(shí)間？【解答】解：（1）當(dāng)以B為支點(diǎn)時(shí)，物重為動(dòng)力，動(dòng)力臂為AB；配重為阻力，阻力臂為BD＝BC+CD＝4m+1m＝5m，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2得到：G貨×AB＝G配小×BD，代入數(shù)據(jù)有：6×103kg×10N/kg×10m＝m配小×10N/kg×5m，解得：m配?。?.2×104kg；當(dāng)以C為支點(diǎn)時(shí)，物重為動(dòng)力，動(dòng)力臂為AC＝AB+BC＝10m+4m＝14m；配重為阻力，阻力臂為CD。根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2得到：G貨×AC＝G配大×CD；代入數(shù)據(jù)有：6×103kg×10N/kg×14m＝m配大×10N/kg×1m；解得：m配大＝8.4×104kg；（2）起重機(jī)做的功：W＝Gh＝6×103kg×10N/kg×15m＝9×105J，由P=Wt可知，需要的時(shí)間：答：（1）右邊配重M至少為1.2×104kg；配重物M最大不能超過8.4×104kg；（2）需要的時(shí)間為30s。6．某同學(xué)用如圖裝置驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律。稱取一定質(zhì)量的碳酸鈉裝入氣球，將氣球套在錐形瓶上。將藥品全部倒入裝有足量稀鹽酸的錐形瓶中，氣球迅速脹大。稱量反應(yīng)前后裝置的總質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123碳酸鈉質(zhì)量/克0.531.062.12反應(yīng)前裝置總質(zhì)量/克66.3366.8667.92反應(yīng)后裝置總質(zhì)量/克66.1966.6267.42（1）計(jì)算第1次反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量。（2）分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)每次反應(yīng)前后裝置的總質(zhì)量均不相等，請(qǐng)以第1次反應(yīng)為例，通過計(jì)算說明該反應(yīng)是否遵循質(zhì)量守恒定律。（空氣密度取1.3克/升，二氧化碳密度取2.0克/升，結(jié)果精確到0.01）【解答】解：設(shè)第1次反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量為x。Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑106440.53gx10644x＝0.22g對(duì)應(yīng)的體積為0.22g2.0g/L對(duì)應(yīng)的氣球排開的空氣的質(zhì)量1.3g/L×0.11L＝0.14g反應(yīng)后托盤內(nèi)的質(zhì)量為66.19g+0.14g（浮力導(dǎo)致天平減小的示數(shù)）＝66.33g，所以遵循質(zhì)量守恒定律。答：（1）第1次反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量為0.22g。（2）以第1次反應(yīng)為例，通過計(jì)算說明該反應(yīng)是遵循質(zhì)量守恒定律。7．樂清地處東南沿海，自古以來是重要的產(chǎn)鹽基地.目前，在清江山馬村還有30戶人家堅(jiān)持著以產(chǎn)鹽謀生，這片鹽田也成了樂清最后一塊鹽田。（1）物質(zhì)結(jié)晶主要有兩種方法，從海水中曬鹽主要是利用了蒸發(fā)溶劑的方法，還有一種結(jié)晶的方法叫降溫結(jié)晶（或冷卻熱飽和溶液）。（2）某鹽農(nóng)將10噸海水引入鹽田，設(shè)海水中含鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為3%，當(dāng)曬干后，該鹽田理論上可得鹽多少千克？（3）表格為食鹽的溶解度表，據(jù)表分析：溫度（℃）10203040506070食鹽溶解度（克）35.836.036.336.437.037.337.8在50℃時(shí)，向100克水中加入50克食鹽，充分?jǐn)嚢韬笏萌芤嘿|(zhì)量為137克。【解答】解：（1）結(jié)晶方法分為蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶兩種；（2）10t＝10000kg，該鹽田理論上可得鹽：10000kg×3%＝300kg；答：該鹽田理論上可得鹽300kg；（3）由表格數(shù)據(jù)可知50℃時(shí)，100g水中最多能溶解37.0g食鹽，所以形成的溶液為100g+37.0g＝137g故答案為：（1）降溫結(jié)晶（或冷卻熱飽和溶液）；（2）300kg；（3）137。8．如圖所示，一氣球與所掛物體的總質(zhì)量為5m，氣球所受浮力始終保持40N不變，氣球受到的空氣阻力與速度成正比，即f＝kv（k為常數(shù)），此時(shí)氣球以2m/s豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若減少所掛物體，使氣球與剩余物體的總質(zhì)量變?yōu)?m，經(jīng)過一段時(shí)間后，氣球恰好以2m/s豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（物體所受浮力和空氣阻力忽略不計(jì)，g＝10N/kg）（1）畫出氣球與所掛物體以2m/s豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力示意圖。（2）計(jì)算出m的大小。（3）若去掉所掛的所有物體，氣球的質(zhì)量為m，則氣球能達(dá)到的最大速度是多少？【解答】解：（1）一氣球與所掛物體的總質(zhì)量為5m，則G總1＝5mg，若減少所掛物體，使氣球與剩余物體的總質(zhì)量變?yōu)?m，則G總2＝3mg；此時(shí)氣球以2m/s豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，氣球受力分析如圖1所示；當(dāng)氣球與剩余物體的總質(zhì)量變?yōu)?m，氣球以同樣勻速豎直向上時(shí)，氣球受力分析如圖2所示；（2）當(dāng)氣球勻速下降時(shí)，氣球受力分析如圖1所示，則由平衡條件得：F浮+f＝G總1﹣﹣﹣﹣﹣①當(dāng)氣球與剩余物體的總質(zhì)量變?yōu)?m，氣球以同樣勻速上升時(shí)，氣球受力分析如圖2所示，則由平衡條件得：F浮＝f+G總2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②把F?。?0N，G總1＝5mg，G總2＝3mg，g＝10N/kg，代入①②式，解得：f＝10Nm＝1kg；（3）由f＝kv1得，k=f若去掉所掛的所有物體，氣球的質(zhì)量為m，氣球上升，設(shè)最終勻速運(yùn)動(dòng)，速度最大為v，氣球受力分析所圖3所示，由平衡條件得：F?。絝′+G球；則：f′＝F浮﹣G球＝40N﹣1kg×10N/kg＝30N；由f′＝kv得：v=f'答：（1）受力示意圖如圖1。（2）m的大小為1kg。（3）若去掉所掛的所有物體，氣球的質(zhì)量為m，則氣球能達(dá)到的最大速度是6m/s。9．如圖表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液與20g某濃度的稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)后溶液溫度的變化情況。（1）根據(jù)曲線判斷，當(dāng)加入氫氧化鈉液的質(zhì)量為20g時(shí)，恰好完全反應(yīng)。（2）當(dāng)加入15g氫氧化鈉溶液時(shí)，所得溶液中的陽離子為H+和Na+（寫出離子符號(hào)）。（3）試計(jì)算該稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（請(qǐng)寫出計(jì)算過程）（4）氫氧化鈉具有很強(qiáng)的吸水性，若在配制溶液時(shí)，稱取的氫氧化鈉已部分吸水，則所求得的鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（選填“偏大”“偏小”或“無影響”）【解答】解：（1）根據(jù)曲線可以看出，加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20g時(shí)二者恰好完全反應(yīng)；（2）根據(jù)曲線可以看出，加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20g時(shí)二者恰好完全反應(yīng)，而15g氫氧化鈉溶液時(shí)有剩余的鹽酸。（3）設(shè)稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量為xNaOH+HCl═NaCl+H2O4036.520×8%x4020g×8%x＝1.46g鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.46g20g（4）氫氧化鈉吸水后導(dǎo)致實(shí)際氫氧化鈉的質(zhì)量少，因而配制的氫氧化鈉溶液的實(shí)際溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)需要的氫氧化鈉溶液增加，根據(jù)方程式計(jì)算的氯化氫變多，則溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。故答案為：（1）20g；（2）H+和Na+；（3）答：稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%．（4）偏大；10．圖甲為熱敏電阻的R﹣t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的恒溫箱的簡(jiǎn)單溫控