解答题（三）（解析版）

2023浙江中考科学复习专练——解答题（三）建议时间：40min1．山梨酸钾（化学式为C5H7COOK）是国际粮农组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂，在海产品深加工过程中广泛使用．（1）该物质由四种元素组成。（2）该物质中各元素的原子个数比是6：7：2：1。（3）该分子的相对分子质量为150（写出计算过程）。（4）该物质中碳元素的质量分数为48%（写出计算过程）。【解答】解：（1）由山梨酸钾的化学式C5H7COOK可知，它是由碳、氢、氧、钾四种元素组成的；（2）由山梨酸钾的化学式C5H7COOK可知，其中碳、氢、氧、钾元素的原子个数比为：6：7：2：1；（3）山梨酸钾的相对分子质量为12×6+1×7+39+16×2＝150；（4）山梨酸钾碳中元素的质量分数为：12×6150故答案为：（1）四；（2）6：7：2：1；（3）150；（4）48%。2．三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸，测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数（石灰石中的杂质既不与酸反应，也不溶于水）。（1）小敏的方法可用如下流程表示，测得的碳酸钙的质量分数为79%。（2）小华取10克样品，用如图甲实验装置进行实验，反应结束后，测得B装置质量增加了4.6克，根据上述数据，算得碳酸钙的质量分数，发现与事实严重不符，造成这种情况的主要原因可能是碱石灰吸收了二氧化碳带出来的氯化氢气体和水蒸气。（3）小军用如图乙的实验装置进行实验。如果没有C装置中的油层，小军的测量结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（4）小军将20克稀盐酸加入到1.25克样品中，生成的CO2体积与反应时间的关系如图丙。已知本实验条件下CO2的密度为1.8克/升，帮小军求出该石灰石样品中CaCO3的质量分数（计算结果精确到1%）。【解答】解：（1）由于杂质不溶于水也不和酸反应，所以杂质为2.1g，测得样品中碳酸钙的质量分数为10g−2.1g10g（2）小华取10克样品，用如图甲实验装置进行实验，反应结束后，测得B装置质量增加了4.6克，设样品中的碳酸钙的质量分数为xCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑1004410gx4.6g10044x≈105%＞100%与事实严重不符，造成这种情况的主要原因可能是碱石灰吸收了二氧化碳带出来的氯化氢气体和水蒸气。（3）小军用如图乙的实验装置进行实验。如果没有C装置中的油层，导致二氧化碳溶解于水，小军的测量结果偏小。（4）本实验条件下CO2的密度为1.8克/升，则得到的二氧化碳的质量为1.8克/升×244mL×1L设石灰石样品中CaCO3的质量分数为yCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑100441.25gy0.44g10044x＝80%故答案为：（1）79%；（2）碱石灰吸收了二氧化碳带出来的氯化氢气体和水蒸气；（3）偏小；（4）80%。3．2015年6月6日，在湖北武汉矩形的亚洲田径锦标赛中，中国选手李玲在女子撑杆跳决赛中以4.66m的成绩打破亚洲记录。请结合撑杆跳的过程示意图（如图），回答下列问题。（1）在助跑阶段，李玲受到地面对她的静摩擦力而前进，这个力的方向与她前进的方向相同（选填“相同”或“相反”）；助跑的目的是为了在起跳前获得较大的速度（动能）。（2）撑杆起跳时，由于惯性，李玲继续前冲，从开始起跳到碳纤维轻质撑杆（不考虑其质量）达到最大弹性形变的过程中，发生了怎样的能量转化？（3）李玲超过横杆后，在1s时间内落地，若李玲的质量是50kg，求她下落过程中重力做功的功率（g＝10N/kg）【解答】解：（1）在助跑阶段，李玲受到地面对她的静摩擦力而前进，这个力的方向与她前进的方向相同；助跑的目的是为了在起跳前获得较大的速度，从而具有较大的动能。（2）撑杆起跳时，由于惯性，李玲仍要保持原来的运动状态，继续前冲；从开始起跳到碳纤维轻质撑杆达到最大弹性形变的过程中，人的高度增大，速度减小，同时撑杆的弹性形变程度变大，故此过程发生的能量转化是：人的动能转化为人的重力势能及撑杆的弹性势能；（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故答案为：（1）相同；速度（动能）；（2）惯性；人的动能转化为人的重力势能及撑杆的弹性势能；（3）她下落过程中重力做功的功率为2330W。4．如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，箱内简化后的电路图如图乙所示。控制电路中电源电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为恒温箱内的热敏电阻，丙图是R2阻值随温度变化的图象。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，它可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。求：（1）若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω，一天实际工作时间为8h，加热电路一天消耗的电能是多少？（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？【解答】解：（1）恒温箱8h消耗的电能为：W＝UIt=U2Rt=（2）当U1＝2V时，U2＝U﹣U1＝12V﹣2V＝10V，因为U1所以R2=U2U1•R1=10由图象知，t＝20℃；当U1′＝3V时，U2＝U﹣U1′＝12V﹣3V＝9V，因为IR所以R2′=U2'U1'•R1即该恒温箱的温度将保持在20℃～35℃之间；（3）由图象知，当恒温箱内温度为45℃时，热敏电阻阻值为10kΩ，UAB＝3V时，加热开关断开，通过热敏电阻的电流：I高=12V−3V104Ω=此时R1的阻值变为：R1′=3V9×10−4A所以若升高恒温箱内的最高温度，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R1的阻值。答：（1）若恒温箱中电热丝电阻为60.5Ω，一天实际工作时间为8h，加热电路一天消耗的电能是6.4kW•h；（2）该恒温箱内的温度将保持在20℃～35℃的范围；（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，可以减小定值电阻R1的阻值。5．在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池（电压24V）、电压表（量程为0～15V）、校准电阻R0，滑动变阻器R（最大值为100Ω）等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案（图甲）。选配合适的校准电阻，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器是触片在某一端时，油量表示数为最大值（即电压表示数达到最大值）；油箱中的汽油用完，滑动变阻器是触片在另一端时，油量表示数为零（即电压表示数为零）。（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？（3）另一个小组的小红同学设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。【解答】解：（1）由题知，电源电压U＝24V，电路中若没有校准电阻R0，则R两端电压等于电源电压24V，超过了电压表量程0～15V，会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而烧坏。当油箱装满汽油，由图甲知，滑片在最下端，此时变阻器连入阻值最大R＝100Ω，电压表示数达到最大值15V，因为R0与R串联，所以根据串联电路的电压特点可得R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V，电路中的电流：I0＝IR=U所以R0的阻值：R0=U0I（2）当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中总电阻最大，电源电压一定，由P=U整个电路的最小功率：P最小=U当汽油用完时，滑片在另一端，即在最上端，此时只有R0接入电路中，电路总功率最大，则电路的最大功率：P最大=U所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；（3）由图乙知，滑动变阻器始终以最大阻值串联接入电路中，电压表示数为：UV＝IR滑，能反应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大阻值，由P=U答：（1）校准电阻除了可以校准表盘，还有能起保护电路的作用，校准电阻的阻值为60Ω；（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；（3）图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。6．如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：选择一根长1米的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10厘米的A位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为50克的钩码（细线的质量忽略不计）．测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O30厘米处。（2）该“密度天平”的量程为多大？（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将增大（选填“增大”“减小”或“不变”）。【解答】解：（1）根据杠杆的平衡条件公式F1L1＝F2L2得，150g×10cm＝50g×L2，解得，L2＝30cm。（2）根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设OA为L1′，O点距最右端的距离为L2′，容器的质量为m1，钩码的质量为m2，容器中加满液体的质量为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）当钩码的质量适当增大时，说明杠杆一侧的力增大，在力臂关系相同的情况下，另一侧的力也会增大，即该“密度天平”的量程将增大。故答案为：（1）30；（2）该“密度天平”的量程为0～1.25g/cm3。（3）增大。7．要制得含Fe96%的生铁210t，至少需要含Fe2O380%的铁矿石（杂质不含铁）多少吨？【解答】解：设需要含Fe2O380%的赤铁矿石质量为x210t×96%＝x×80%×56×2x＝360t答：需要含Fe2O380%的赤铁矿石360t．8．小龙利用两只大小不同的硬质空矿泉水瓶制作了如图所示的潜水器模型。潜水器的主体分生活舱和储水舱两部分，两个舱室互不连通，储水舱内的塑料软管与注射器连通。已知生活舱的体积为1000厘米3，储水舱的体积为500厘米3，塑料瓶厚度不计，注射器及塑料软管的自重和浮力不计。储水舱中放置若干螺怕作为配重，每个螺帽的质量为40克，体积为5厘米3。（1）要实现潜水器下沉，需要将针筒往外抽气，其原因是储水仓内气压减少，外界大气压将水压入储水仓，使潜水器重力增大。（2）实验时，小龙往储水舱中放入20枚螺帽，再调节注射器的活塞，使储水舱装满水。请通过计算判断，该潜水器此时是否可以悬浮于水中。（ρ水＝1.0×103千克/米3）【解答】解：（1）要实现潜水器下沉，需要将针筒往外抽气，其原因是：储水仓内气压减少，外界大气压将水压入储水仓，使潜水器重力增大。（2）潜水器的总体积为：V总＝1000cm3+500cm3＝1500cm3＝1.5×10﹣3m3，潜水器受到的浮力为：F浮＝ρ水v总g＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3×10N/kg＝15N，20枚螺帽的重力为：G帽＝nm帽g＝20×0.04千克×10N/kg＝8N，储水舱中水的体积为：V水＝V储水舱﹣20V帽＝500cm3﹣20×5cm3＝400cm3＝4×10﹣4m3，储水舱中水的重力为：G水＝ρ水v水g＝1.0×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg＝4N，塑料瓶厚度不计，注射器及塑料软管的自重和浮力不计。潜水器的总重力等于储水舱中水的总重力为：G总＝G帽+G水＝8N+4N＝12N，G总＜F浮，潜水器上浮，无法实现悬浮。答：（1）储水仓内气压减少，外界大气压将水压入储水仓，使潜水器重力增大。（2）通过计算判断，该潜水器此时不可以悬浮于水中。9．实验室有一变质的氢氧化钠固体样品（样品中只含碳酸钠杂质，且成分均匀），小龙为测量样品中Na2CO3的质量分数，实验过程及结果记录如图。（相关反应化学方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；NaOH+HCl═NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑（1）195克滤液中含有的溶质是氯化钠、氢氧化钠、氯化钙。（2）计算样品中Na2CO3的质量分数。（3）实验发现往样品溶液中加稀盐酸，若氢氧化钠溶液不变质，不会产生二氧化碳，氢氧化钠变质的量越多，产生的二氧化碳越多。于是小龙推测：样品中氢氧化钠变质的量越多，完全反应所用稀盐酸的质量越大。请判断小龙的推测是否正确并说明理由不正确；氢氧化钠变质与否，溶液中钠离子的数目不变，完全反应后，溶液中只有氯化钠，所以消耗的盐酸质量相同。【解答】解：（1）解：生成碳酸钙的质量为：100g+100g﹣195g＝5g；设生成5g沉淀需要氯化钙的质量为x，碳酸钠的质量为y。Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl106111100yx5g100111=5gx＝5.55gy＝5.3g因加入的氯化钙的质量为：100g×11.1%＞5.55g，因此反应后溶液中含有的溶质有生成的氯化钠、未反应的氢氧化钠和剩余的氯化钙；故答案为：氯化钠、氢氧化钠、氯化钙；（2）样品中Na2CO3的质量分数为：5.3g10gg答：样品中Na2CO3的质量分数为53%；（3）由化学方程式Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；NaOH+HCl═NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑可以看出，氢氧化钠变质与否，溶液中钠离子的数目不变，完全反应后，溶液中只有氯化钠，所以消耗的盐酸质量相同，因此消耗盐酸的量与变质情况无关；故答案为：不正确；氢氧化钠变质与否，溶液中钠离子的数目不变，完全反应后，溶液中只有氯化钠，所以消耗的盐酸质量相同。10．小龙观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的科学知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1米，O为支点，OA与AB的长度之比为1：4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知电源电压为6伏，定值电阻R0的阻值为10欧，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受