资源简介

2024浙江中考科学复习专练——解答题（四）
建议时间：40min
1．一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的B端缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。
（1）求金属棒AB的重力。
（2）速度是指物体单位时间经过的路程。同理，角速度是指物体做圆周运动时，单位时间转过的角度。若x由0到1.2m用了20s，求金属棒转动的平均角速度。
（3）在图乙中，延长CD交x轴于E点。若E点坐标为（e，0），则e＝ 。e表示的物理量是 。
2．有铁粉和铜粉的均匀混合物，甲、乙、丙三位同学分别取该混合物与稀硫酸反应，所得数据如表所示。回答下列问题：
物质质量 甲 乙 丙
金属混合物质量/g 10 10 20
稀硫酸质量/g 50 100 100
反应后过滤得剩余溶液质量/g a 105.4 106.75
（1）a＝ 。
（2）乙同学所得剩余溶液中含有的溶质是 （写化学式）。
（3）丙同学所取的金属混合物中，铜粉的质量是多少？
（4）根据实验数据分析，硫酸溶液的溶质质量分数是多少？
3．某研究性学习小组要测定市场上销售的一种钙片中碳酸钙（CaCO3）的质量分数。查阅说明书和资料后发现，每粒钙片的质量为1克，钙片中除了碳酸钙外还含有一定量的辅料，辅料不与酸、碱反应。于是他们设计了如下实验方案：
步骤①：分别配制一定质量的溶质质量分数为3.65%的稀盐酸和4%的NaOH溶液。
步骤②：将1粒钙片研碎后，加入20克溶质质量分数为3.65%的稀盐酸，待充分反应后过滤，测得滤液pH小于7。
步骤③：用溶质质量分数为4%的NaOH溶液逐滴加入滤液中，直至溶液pH等于7，测得消耗NaOH溶液的质量为10克。
（1）实验中，用溶质质量分数为36.5%的浓盐酸（密度约为1.2g/cm3），来配制100克溶质量分数为3.65%的稀盐酸，至少需要浓盐酸的体积为 毫升。
（2）求这种钙片中CaCO3的质量分数。（过程中涉及的反应有：NaOH+HCl═NaCl+H2O；CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+2H2O）
（3）小科根据碳酸钙能受热分解的原理，将研碎后的钙片充分灼烧，根据灼烧前后固体的质量变化，计算出药片中CaCO3的质量分数。若该方案合理，则辅料所满足的性质为 。
4．在项目化学习中，小明设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图甲）。其工作原理为：质量为0.16千克、体积为100cm3的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，RF为力敏电阻，当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，从而控制水泵工作，使蔗糖溶液密度保持在一定范围内。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻RF的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图乙。当电路中的电流I≥0.048安时，水泵向容器中注水；当I≤0.04安，水泵停止注水。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀）
（1）向容器内注水过程中，容器底部受到的液体压强将 。（选填“增大”“不变”“减小”）
（2）若该装置控制的蔗糖溶液密度最大值为1.3×103kg/m3，则定值电阻R的阻值应为多少欧？
（3）小明画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如图丙所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻R1，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度。
5．某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水艇的沉浮。
设计要求：
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积。
（1）如图甲位置，要使潜水器下潜，应如何操作。 。
（2）已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg，体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比，如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
方案 工作舱体积/厘米3 水舱体积/厘米3
1 450 350
2 480 320
3 500 300
4 520 280
（3）图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
6．二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。如图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强二氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）结合图甲、图乙，分析从日出（6：20）到11：00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵（NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经出气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
（克）/温度物质/溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3产生CO2，使大棚内CO2%维持在0.1%～0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生CO2。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为1千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量。（结果保留一位小数）
7．如图甲是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图。该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台。灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入液体。灌注台下方通过杠杆压在力敏电阻R2上，运输装置中的电流随着R2的变化而变化。当电流达到一定值时，线圈2吸引延时开关，使电动机工作带动传送带转动，此时喷头恰好停止喷出液体。延时开关时间可调以保证新杯子恰好到达灌注台时断开。
电动机 型号：Y200L﹣4 额定电压：220V 额定电流：3A 频率：50Hz 标准编号：Y200L﹣4 2020年12月 杭州苹新电机厂
【项目调试】
（1）电动机的铭牌如表所示，则该电动机正常工作时的功率为 瓦。
（2）运输装置中，杠杆可绕O点转动，已知OA＝4cm，AB＝2cm，电源电压U3＝1.2V，线圈电阻不计，空杯、传送带、灌注台和杠杆对R2的压力均忽略不计，R2阻值随压力的变化情况如图乙所示。当线圈电流大于0.2A时，可使延时开关接通。若某次使用时，R3的阻值为2Ω，求单次灌注液体的质量标准。
（3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压U1呈图丙周期性变化，E为具有特殊功能的电子元件，当U1＜6伏时，电路中没有电流通过，当U1≥6伏时，E两端电压恒为6伏。当线圈中通过的电流I≥0.5安时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射液体，已知喷头每秒喷出液体质量为100g。某次液体灌注的标准为140g，为使运输、罐装过程可连续且高效进行，则R1的阻值应为 欧。
8．在空间站里，氧气和二氧化碳是怎么循环的呢？空间站中的水、气整合循环系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO2转化为H2O，H2O进入氧气生成系统实现O2的再生，流程如图所示。
（1）水、气整合循环系统中，发生的反应为CO2+H2H2O+X。已知物质X由两种元素组成，且其中氢元素质量分数为25%，则X的化学式为 ，进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）水、气整合循环系统中生成水的质量。
（2）Na2O2可作空间站的氧气再生剂，化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。已知每位成年人一天所需氧气约为0.8kg，若三位宇航员呼吸需要的氧气全部由Na2O2提供，为了满足183天的太空生活，三位宇航员至少需要携带多少千克的Na2O2？
9．小科为了测定Na2CO3和NaCl固体混合物中Na2CO3的含量，他设计了如图所示的实验装置，把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的二氧化碳气体的体积。
（1）实验中，小科将分液漏斗活塞打开，发现稀硫酸溶液很难向下流动，可能的原因是 。
（2）用图乙代替图甲中的收集装置后，所测CO2气体的体积偏小，下列对图乙中装置的改进方案合理的是 （填字母）。
A.将广口瓶中的水改为饱和的CO2水溶液
B.将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液
C.在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油
（3）改进收集装置后，小科称取5.3g样品加入足量的稀硫酸，充分反应后，准确测得CO2气体的体积为220mL，已知该实验条件下二氧化碳的密度为2g/L，计算出混合固体中NaCl的质量分数。
10．如图甲所示为恒温水箱电路的结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图乙所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下。工作电路：R2为加热水温的电热器，上面标有“220V 1000W”的字样，L1、L2分别为红、绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。
（1）按要求连接好工作电路。
（2）要使水箱内温度保持在70℃（水温低于70℃时电热器工作，高于70℃时停止加热），则滑动变阻器接入电路的阻值多大？
（3）水箱内装有质量为5kg，温度为20℃的冷水，电热器正常工作20min后水温升到70℃而自动停止加热，共消耗多少电能？其中有多少电能转化为水的热能？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）小明将滑动变阻器的滑片向左移动了一段距离，可能引起的后果是 。2024浙江中考科学复习专练——解答题（四）
建议时间：40min
1．一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的B端缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。
（1）求金属棒AB的重力。
（2）速度是指物体单位时间经过的路程。同理，角速度是指物体做圆周运动时，单位时间转过的角度。若x由0到1.2m用了20s，求金属棒转动的平均角速度。
（3）在图乙中，延长CD交x轴于E点。若E点坐标为（e，0），则e＝ 。e表示的物理量是 。
【解答】解：（1）由乙图可知，在B端离地1.2m处时，A刚离开地面，
由W＝Gh可知，金属棒的重力：G5N；
（2）由图乙可知，若x由0到1.2m，金属棒转动的角度：θ＝90°，
则金属棒转动的平均角速度：v4.5°/s；
（3）设CD的解析式为W＝kx+b，
将CD上的点（1.2，3.6）和（1.6，5.6）代入解析式可得：3.6J＝k×1.2m+b﹣﹣﹣﹣﹣①
5.6J＝k×1.6m+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得：k＝5，b＝﹣2.4；
则CD的解析式为W＝5x﹣2.4，将W＝0代入解析式可得：x＝0.48m，
所以e＝0.48m，
CD图线延长CD并与x轴相交，可以理解为：最初金属棒在水平地面上，将拉力作用在重心处，此时金属棒受到的拉力为5N，刚好可以拉起重为5N的金属棒，整根金属棒开始竖直向上做匀速直线运动，此时B点距金属棒重心的距离为0.48m，所以e表示的物理量是B点到金属棒重心的距离为0.48m。
答：（1）金属棒AB的重力为5N；
（2）金属棒转动的平均角速度为4.5°/s；
（3）0.48m；B点到金属棒重心的距离为0.48m。
2．有铁粉和铜粉的均匀混合物，甲、乙、丙三位同学分别取该混合物与稀硫酸反应，所得数据如表所示。回答下列问题：
物质质量 甲 乙 丙
金属混合物质量/g 10 10 20
稀硫酸质量/g 50 100 100
反应后过滤得剩余溶液质量/g a 105.4 106.75
（1）a＝ 。
（2）乙同学所得剩余溶液中含有的溶质是 （写化学式）。
（3）丙同学所取的金属混合物中，铜粉的质量是多少？
（4）根据实验数据分析，硫酸溶液的溶质质量分数是多少？
【解答】解：根据金属的活动性关系铁＞氢＞铜，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气而铜不能与稀硫酸反应，因此当把金属混合物放入足量稀硫酸中充分反应时，剩余固体为铜，对比乙、丙两组数据，乙组溶液增加的质量为105.4g﹣100g＝5.4g，丙组溶液增加的质量为106.75g﹣100g＝6.75g，金属质量增加一倍，如果金属全部反应，则剩余溶液增加的质量应该是5.4×2＝10.8g，但剩余溶液增加的质量没有增加10.8g，所以丙中的酸完全反应，金属有剩余，乙中是金属全部反应，酸有剩余；对比甲、乙两组数据，甲组中的硫酸不足，金属全部反应；
（1）丙组硫酸全部参加反应，溶液的增加量为106.7g﹣100g＝6.75g，设硫酸的质量分数为x
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 溶液质量增加
56 98 2 54
x×100g 6.75g
x＝12.25%
甲组中的硫酸全部反应，设硫酸完全反应溶液增加的质量为y
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 溶液质量增加
56 98 2 54
50g×12.25% y
y＝3.375g，
所以a＝50g+3.375g＝53.375g；故填：53.375g；
（2）对比乙、丙两组数据，乙组溶液增加的质量为105.4g﹣100g＝5.4g，丙组溶液增加的质量为106.75g﹣100g＝6.75g，金属质量增加一倍，剩余溶液增加的质量没有增加一倍，所以丙中的酸完全反应，金属有剩余，乙中是金属全部反应，酸有剩余，因此乙同学所得剩余溶液中含有的溶质是：H2SO4、FeSO4；
故填：H2SO4、FeSO4；
（3）乙组溶液增加的质量为105.4g﹣100g＝5.4g，设10g样品中含有铁质量为z，
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 溶液质量增加
56 98 2 54
z 5.4g
z＝5.6g
即10g混合物中含铜的质量为10g﹣5.6g＝4.4g，因此丙同学所取的金属混合物中，铜粉的质量是4.4g×2＝8.8g
答：丙同学所取的金属混合物中，铜粉的质量是8.8g；
（4）丙组硫酸全部参加反应，溶液的增加量为106.7g﹣100g＝6.75g，设硫酸的质量分数为x
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 溶液质量增加
56 98 2 54
x×100g 6.75g
x＝12.25%
答：硫酸溶液的溶质质量分数是12.25%。
3．某研究性学习小组要测定市场上销售的一种钙片中碳酸钙（CaCO3）的质量分数。查阅说明书和资料后发现，每粒钙片的质量为1克，钙片中除了碳酸钙外还含有一定量的辅料，辅料不与酸、碱反应。于是他们设计了如下实验方案：
步骤①：分别配制一定质量的溶质质量分数为3.65%的稀盐酸和4%的NaOH溶液。
步骤②：将1粒钙片研碎后，加入20克溶质质量分数为3.65%的稀盐酸，待充分反应后过滤，测得滤液pH小于7。
步骤③：用溶质质量分数为4%的NaOH溶液逐滴加入滤液中，直至溶液pH等于7，测得消耗NaOH溶液的质量为10克。
（1）实验中，用溶质质量分数为36.5%的浓盐酸（密度约为1.2g/cm3），来配制100克溶质量分数为3.65%的稀盐酸，至少需要浓盐酸的体积为 毫升。
（2）求这种钙片中CaCO3的质量分数。（过程中涉及的反应有：NaOH+HCl═NaCl+H2O；CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+2H2O）
（3）小科根据碳酸钙能受热分解的原理，将研碎后的钙片充分灼烧，根据灼烧前后固体的质量变化，计算出药片中CaCO3的质量分数。若该方案合理，则辅料所满足的性质为 。
【解答】解：（1）稀释前后溶质质量不变，设需要浓盐酸的体积为x，100g×3.65%＝x×1.2g/m3×36.5%，x≈8.3mL；（2）设与氢氧化钠反应的盐酸中溶质质量为y
NaOH+HCl═NaCl+H2O
40 36.5
10g×4% y
y＝0.365g
则与碳酸钙反应的盐酸中溶质质量为20g×3.65%﹣0.365g＝0.365g
设碳酸钙质量为z
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+2H2O
100 73
z 0.365g
z＝0.5g
这种钙片中CaCO3的质量分数为50%
（3）将研碎后的钙片充分灼烧，灼烧前后固体的质量变化为生成二氧化碳质量，根据二氧化碳质量，利用化学方程式求碳酸钙质量，再求碳酸钙质量分数，故辅料受热不能分解。
故答案为：（1）8.3；
（2）50%；
（3）受热不能分解。
4．在项目化学习中，小明设计了一款蔗糖溶液密度控制装置（如图甲）。其工作原理为：质量为0.16千克、体积为100cm3的A物体浸没在蔗糖溶液中，R为定值电阻，RF为力敏电阻，当蔗糖溶液密度改变时，电路中的电流发生变化，中央处理器借助传感器判断电流大小，从而控制水泵工作，使蔗糖溶液密度保持在一定范围内。已知电源电压恒为12伏，力敏电阻RF的阻值与其受到轻质细线拉力的大小关系如图乙。当电路中的电流I≥0.048安时，水泵向容器中注水；当I≤0.04安，水泵停止注水。（物体A始终浸没在溶液中；传感器电阻不计；水加入容器后能与蔗糖溶液立刻混合均匀）
（1）向容器内注水过程中，容器底部受到的液体压强将 。（选填“增大”“不变”“减小”）
（2）若该装置控制的蔗糖溶液密度最大值为1.3×103kg/m3，则定值电阻R的阻值应为多少欧？
（3）小明画出了在定值电阻为R时，该装置所控制的蔗糖溶液的密度范围，如图丙所示，A、B点分别表示此装置所能控制的最小和最大的蔗糖溶液密度。后因定值电阻R损坏，他将其换成了阻值更大的定值电阻R1，请你在图丙坐标系中大致画出更换定值电阻后，此装置所能控制的蔗糖溶液的密度范围，并分别用C、D标记出最小和最大蔗糖溶液密度。
【解答】解：（1）向容器内注水过程中，向容器内注水过程中，溶液的总质量增大，根据F＝G＝mg可知溶液对容器底的压力增大，根据p可知容器底部受到的液体压强增大；
（2）图甲控制电路中，R、RF、传感器串联接入电路，
物体A的重力GA＝mAg＝ρAVAg＝0.16kg×10N/kg＝1.6N，
若此装置所能控制的蔗糖溶液的最大密度为1.3×103kg/m3，物体A所受的最大浮力：F浮最大＝ρ最大VAg＝1.3×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg＝1.3N，
此时轻质细线上的拉力F最小＝G﹣F浮＝1.6N﹣1.3N＝0.3N，
根据图乙可知F最小＝0.3N时，RF＝200Ω；
此时通过电路的电流I＝0.048A，由欧姆定律可得电路中的总电阻：R总250Ω；
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，定值电阻R的阻值：R＝R总﹣RF＝250Ω﹣200Ω＝50Ω；
（3）根据题意可知，当电流达到I′＝0.04A时停止放水，由欧姆定律可得电路中的总电阻：R总′300Ω；
此时RF的阻值：RF′＝R总′﹣R＝300Ω﹣50Ω＝250Ω，
由图乙可知此时的拉力为：F最大＝0.5N，
物体A所受的最小浮力：F浮最小＝G﹣F最大＝1.6N﹣0.5N＝1.1N，
根据F浮＝ρ液V排g可得蔗糖溶液的最小密度：ρ最小1.1×103kg/m3；
当定值电阻的阻值变大时，由于控制电路中电流值不变，则控制电路对应的总电阻不变，由RF＝R总﹣R可知，RF和RF′阻值都会变小，由图象可知物体A受到的拉力减小；根据F浮＝G﹣F可知物体A受到的浮力变大，根据ρ液可知液体的密度变大；
测量最大蔗糖溶液密度与最小蔗糖溶液密度时，RF的对应的阻值差保持不变，由图乙可知受到的拉力最大与最小的差值变小，根据F浮＝G﹣F可知物体A受到的浮力最大与最小的差值变小，根据ρ液可知液体的密度最大与最小的差值变小，如图：
。
答：（1）不变；
（2）定值电阻R的阻值应为200Ω；
（3）如图。
5．某校开展自制潜水器比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水艇的沉浮。
设计要求：
1.潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
2.为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积。
（1）如图甲位置，要使潜水器下潜，应如何操作。 。
（2）已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg，体积800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积比，如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案。
方案 工作舱体积/厘米3 水舱体积/厘米3
1 450 350
2 480 320
3 500 300
4 520 280
（3）图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
【解答】解：（1）当增加水舱的水量，让水舱的水的重力加上潜水艇自身的重力大于潜水艇所受的浮力时，潜水艇就会下潜，所以可以向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气，从而让水舱吸水，实现潜水艇下潜；
（2）实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。
潜水艇浸没时所受的浮力为：；
潜水艇自身重力为：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；
所以水舱内的水至少为：G水＝F﹣G＝8N﹣5N＝3N；
所以水舱内的水的体积至少为：
；
所以为了能够实现潜水艇下潜，水舱的水的体积需要超过300cm3，因此水舱的体积也需要超过300cm3，结合表格可知，最合适的方案是方案2。
（3）从A到B过程中，潜水艇还未露出水面，故排开水的体积不变，浮力不变；B点开始露出水面，从B到C过程中排开水的体积变小，浮力变小，由于潜水艇顶部是圆弧形的，若潜水艇匀速露出水面，则排开水的体积减小的会越来越快，直到圆弧部分全部露出水面；从C到D过程则是排开水的体积均匀减小，所以浮力也是均匀减小，D点处于静止，之后浮力不再变化，浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示：
6．二氧化碳是光合作用的原料，当二氧化碳浓度太低时，植物的光合作用速率会减低甚至停止。如图甲是自然状态下大棚内二氧化碳浓度随时间变化的曲线图，日出后随着光照的增强二氧化碳浓度不断降低。图乙为一天中光照强度随时间的变化曲线。为提高棚内蔬菜瓜果的产量，人们常常向大棚内补充二氧化碳，以增强光合作用的强度。
（1）结合图甲、图乙，分析从日出（6：20）到11：00大棚内二氧化碳浓度变化的原因 。
（2）图丙是一种“二氧化碳发生器”的装置图，在反应仓内放入原料碳酸氢铵（NH4HCO3），启动加热装置后发生化学反应：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。反应生成的混合气体进入水箱，其中氨气（NH3）溶于水并留在水箱中，二氧化碳经出气管由排气装置排放到大棚的空气中，为棚内蔬菜提供光合作用所需的原料。结合下表中氨气与二氧化碳在水中的溶解度，解释氨气留在水箱中而二氧化碳逸出的原因 。
（克）/温度物质/溶解度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NH3 89.9 68.3 52.9 40.9 31.6
CO2 0.33 0.23 0.17 0.13 0.1
（3）大棚内装有二氧化碳浓度及光感双控装置，当棚内二氧化碳浓度值低于0.1%时加热装置自动启动，分解NH4HCO3产生CO2，使大棚内CO2%维持在0.1%～0.12%；日落时光照减弱，加热装置自动关闭，停止产生CO2。已知该二氧化碳发生器中碳酸氢铵的分解速率为1千克/小时，请结合图甲计算该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量。（结果保留一位小数）
【解答】解：（1）植物的光合作用会消耗空气中的二氧化碳，从日出（6：20）到11：00时，光照强度增大，植物的光合作用增强，会吸收大量的二氧化碳，因此大棚内二氧化碳浓度减低；故答案为：从日出（6：20）到11：00时，光照强度增大，植物的光合作用增强，会吸收大量的二氧化碳，因此大棚内二氧化碳浓度减低；
（2）由表格中的数据可知，相同温度下，氨气的溶解度远远大于二氧化碳的溶解度，因此氨气留在水箱中而二氧化碳逸出；故答案为：相同温度下，氨气的溶解度远远大于二氧化碳的溶解度；
（3）由图甲可知，约在11：00时，空气中二氧化碳的含量低于0.1%，在17：00时，加热装置自动关闭，停止产生CO2。则碳酸氢铵分解的时间为5小时，消耗碳酸氢铵的质量为1千克/小时×5小时＝5千克，设生成二氧化碳的质量为x，则：
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
79 44
5kg x
x≈2.8kg
答：该二氧化碳发生器一天中产生CO2的质量约为2.8kg。
7．如图甲是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图。该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台。灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入液体。灌注台下方通过杠杆压在力敏电阻R2上，运输装置中的电流随着R2的变化而变化。当电流达到一定值时，线圈2吸引延时开关，使电动机工作带动传送带转动，此时喷头恰好停止喷出液体。延时开关时间可调以保证新杯子恰好到达灌注台时断开。
电动机 型号：Y200L﹣4 额定电压：220V 额定电流：3A 频率：50Hz 标准编号：Y200L﹣4 2020年12月 杭州苹新电机厂
【项目调试】
（1）电动机的铭牌如表所示，则该电动机正常工作时的功率为 瓦。
（2）运输装置中，杠杆可绕O点转动，已知OA＝4cm，AB＝2cm，电源电压U3＝1.2V，线圈电阻不计，空杯、传送带、灌注台和杠杆对R2的压力均忽略不计，R2阻值随压力的变化情况如图乙所示。当线圈电流大于0.2A时，可使延时开关接通。若某次使用时，R3的阻值为2Ω，求单次灌注液体的质量标准。
（3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压U1呈图丙周期性变化，E为具有特殊功能的电子元件，当U1＜6伏时，电路中没有电流通过，当U1≥6伏时，E两端电压恒为6伏。当线圈中通过的电流I≥0.5安时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射液体，已知喷头每秒喷出液体质量为100g。某次液体灌注的标准为140g，为使运输、罐装过程可连续且高效进行，则R1的阻值应为 欧。
【解答】解：（1）由电动机的铭牌可知该电动机正常工作时的功率为：P＝UI＝220V×3A＝660W；
（2）闭合开关，R2、R3串联接入电路，当线圈电流大于0.2A时，可使延时开关接通，此时串联电路总电阻：R6Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则R2的阻值：R2＝R﹣R3＝6Ω﹣2Ω＝4Ω，
由乙图可知力敏电阻受到的压力为3N，
根据杠杆平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，代入数据可得3N×4cm＝FB×（4cm+2cm），解方程可得FB＝2N，
单次灌注液体的质量：m0.2kg；
（3）闭合开关，E和R1两电阻串联接入电路，当U1≥6伏时，E两端电压恒为6伏，由图丙可知电压在3s内由0V增大到15V，又由15V减小到0V，那么每秒电压的变化量为10V，所以0.6s～1.5s～2.4s时间段内电源电压为6V～15V～6V，
喷头每秒喷出液体质量为100g。某次液体灌注的标准为140g，则喷灌时间为1.4s，
故在0.8s～1.5s～2.2s时间段内喷头喷射液体，此时电源电压为8V～15V～8V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压为：U1﹣UE＝8V﹣6V＝2V，
当线圈中通过的电流I≥0.5安时，电磁继电器衔铁被吸下，则R1的阻值：R14Ω。
8．在空间站里，氧气和二氧化碳是怎么循环的呢？空间站中的水、气整合循环系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO2转化为H2O，H2O进入氧气生成系统实现O2的再生，流程如图所示。
（1）水、气整合循环系统中，发生的反应为CO2+H2H2O+X。已知物质X由两种元素组成，且其中氢元素质量分数为25%，则X的化学式为 ，进入氧气生成系统发生电解的水的质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）水、气整合循环系统中生成水的质量。
（2）Na2O2可作空间站的氧气再生剂，化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。已知每位成年人一天所需氧气约为0.8kg，若三位宇航员呼吸需要的氧气全部由Na2O2提供，为了满足183天的太空生活，三位宇航员至少需要携带多少千克的Na2O2？
【解答】解：（1）水、气整合循环系统中发生的反应为CO2+H2H2O+X，反应前有碳、氢、氧三种元素，反应后水中有氢、氧两种元素，而X由两种元素组成，且其中氢元素质量分数为25%，则另外一种元素是碳元素，设该物质化学式为CxHy，由题意可得：100%＝25%，解得：，所以X的化学式为：CH4。由图可知，水中的氧元素全部变化成氧气，氧气只有部分被航天员吸收变成二氧化碳，二氧化碳中的氧元素全部转化成水，所以进入氧气生成系统发生电解的水的质量大于水、气整合循环系统中生成水的质量。
（2）三位宇航员183天的太空生活需要氧气的质量为：0.8kg×3×183＝439.2kg，
设需要携带Na2O2的质量为x。
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
156 32
x 439.2kg
x＝2141.1kg
答：至少需要携带Na2O2的质量为2141.1kg。
9．小科为了测定Na2CO3和NaCl固体混合物中Na2CO3的含量，他设计了如图所示的实验装置，把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的二氧化碳气体的体积。
（1）实验中，小科将分液漏斗活塞打开，发现稀硫酸溶液很难向下流动，可能的原因是 。
（2）用图乙代替图甲中的收集装置后，所测CO2气体的体积偏小，下列对图乙中装置的改进方案合理的是 （填字母）。
A.将广口瓶中的水改为饱和的CO2水溶液
B.将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液
C.在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油
（3）改进收集装置后，小科称取5.3g样品加入足量的稀硫酸，充分反应后，准确测得CO2气体的体积为220mL，已知该实验条件下二氧化碳的密度为2g/L，计算出混合固体中NaCl的质量分数。
【解答】解：（1）实验中，小科将分液漏斗活塞打开，发现稀硫酸溶液很难向下流动，可能的原因是缺少大气压强；
（2）用图乙代替图甲中的收集装置后，所测CO2气体的体积偏小，二氧化碳溶于水，会与水反应，对图乙中装置的改进方案合理的是将广口瓶中的水改为饱和的CO2水溶液、在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油，故选：AC；
（3）二氧化碳的质量为：0.22L×2g/L＝0.44g
参加反应的碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 0.44g
x＝1.06g
混合固体中NaCl的质量分数为：100%＝78.8%。
10．如图甲所示为恒温水箱电路的结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图乙所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下。工作电路：R2为加热水温的电热器，上面标有“220V 1000W”的字样，L1、L2分别为红、绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。
（1）按要求连接好工作电路。
（2）要使水箱内温度保持在70℃（水温低于70℃时电热器工作，高于70℃时停止加热），则滑动变阻器接入电路的阻值多大？
（3）水箱内装有质量为5kg，温度为20℃的冷水，电热器正常工作20min后水温升到70℃而自动停止加热，共消耗多少电能？其中有多少电能转化为水的热能？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）小明将滑动变阻器的滑片向左移动了一段距离，可能引起的后果是 。
【解答】解：（1）开关应该接在火线上，红灯和电热丝并联，绿灯与电磁继电器的上面的静触点连接，如图所示：
。
（2）根据图乙可知：此时热敏电阻的阻值为R1＝36Ω；根据欧姆定律，控制电路中的总电阻为，
根据串联电路的电阻规律，滑动变阻器接入电路的电阻为：R0＝R﹣R1＝60Ω﹣36Ω＝24Ω；
（3）热器正常工作20min后水温升到70℃而自动停止加热，共消耗的电能为：W＝Pt＝1000W×20×60s＝1.2×106J；
转化为水的内能，即水吸收的热量为：（70℃﹣20℃）＝1.05×106J
（4）小明将滑动变阻器的滑片向左移动了一段距离，滑动变阻器接入电路的电阻变小，控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，温度达到设定温度时，加热电路不会断开，水的温度继续升高。
故答案为：（1）；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω；（3）电热器正常工作20min后水温升到70℃而自动停止加热，共消耗电能1.2×106J；电能转化为水的热能为1.05×106J；（4）水的温度超过设定的温度不能停止加热。

展开更多......

收起↑