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2023浙江中考科学复习专练——解答题(四)
建议时间:40min
1.今年的北京冬奥会,运行着超过1000辆氢能源汽车,配备30多个加氢站,是全球最大的一次燃料电池汽车示范。氢能被视为未来的理想清洁能源,在进行氢能源汽车测试时获得部分参数如表所示。氢能源汽车在平直路面上行驶的速度与时间的关系如图乙所示。(忽略司机的质量)
新型氢能源汽车部分参数
总质量
4×103kg
轮胎与地面
总接触面积
0.4m2
匀速行驶时
所受阻力
车总重的0.05倍
(1)“氢能源汽车”65s内通过的路程为690m。
(2)计算“氢能源汽车”静止时对水平地面的压强。
(3)计算“氢能源汽车”匀速行驶过程中牵引力所做的功和功率。
【解答】解:(1)0~5s的路程s1=v1t1=1
5~55s的路程s2=v2t2=12m/s×(55﹣5)s=600m,
55~65s的路程s3=v3t3=1
“氢能源汽车”65s内通过的路程s=s1+s2+s3=30m+600m+60m=690m;
(2)“氢能源汽车”的总重力:
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N,
静止时对水平地面的压力:
F=G=4×104N,
对水平地面的压强:
p=FS=
(3)“氢能源汽车”匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,“氢能源汽车”匀速行驶时所受的牵引力:
F′=f=0.05G=0.05×4×104N=2000N;
牵引力所做的功:
W=F′s2=2000N×600m=1.2×106J,
牵引力做功的功率:
P=Wt=
故答案为:(1)690m;
(2)“氢能源汽车”静止时对水平地面的压强为1.0×105Pa;
(3)“氢能源汽车”匀速行驶过程中牵引力所做的功和功率分别为1.2×106J、2.4×104W。
2.镁是一种用途很广的金属,目前世界上60%的镁是从海水(海水中的溶质主要为NaCl和MgCl2等)中提取的,其主要步骤如下:
(1)已知从海水中每获得5.8吨Mg(OH)2至少需要使用8吨NaOH或5.6吨CaO。目前市场上NaOH、CaO的价格分别是每吨8000元、每吨300元。从经济角度考虑,生产过程中试剂①应选用CaO(选填NaOH或CaO)。
(2)试剂②的化学式是HCl。
(3)无水MgCl2在熔融状态下通电得到金属镁和一种常温下为气态的单质,请写出该过程的化学方程式MgCl2通电ˉMg+Cl2↑
【解答】解:(1)已知从海水中每获得5.8吨Mg(OH)2至少需要使用8吨NaOH或5.6吨CaO。目前市场上NaOH、CaO的价格分别是每吨8000元、每吨300元。从经济角度考虑,生产过程中试剂①应选用CaO(需要的氧化钙质量小于氢氧化钠,价格低于氢氧化钠)。
故答案为:CaO。
(2)氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,试剂②是稀盐酸,氯化氢的化学式是HCl。
故答案为:HCl。
(3)无水MgCl2在熔融状态下通电得到金属镁和氯气,反应的化学方程式是MgCl2通电ˉMg+Cl2
故答案为:MgCl2通电ˉMg+Cl2
3.父亲节到了,小科妈妈为小科爷爷购买了一台足浴器(如图甲),工作电路如图乙所示,其中K为温控开关。足浴器的加热功率为500W,保温功率为40W,将足浴器接入220V的电路中,在足浴器工作30min内,它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求:
(1)当开关S和K温控开关均处于闭合状态时,足浴器处于加热(填“保温”或“加热”)状态。
(2)计算保温元件R工作时的电阻。
(3)计算足浴器工作30min消耗的电能。
【解答】解:(1)当开关S和K温控开关均处于闭合状态时,电阻R被短路,电路为发热管的简单电路,电路中的总电阻较小,根据欧姆定律可知电路中的电流较大,根据P=I2R可知发热管消耗的电功率较大,故此时足浴器是处于加热状态;
(2)当温控开关断开时,电阻R与发热管串联,电路中的总电阻较大,根据欧姆定律可知电路中的电流较小,根据P=I2R可知发热管消耗的电功率较小,故此时足浴器是处于保温状态;
由P=U2R可知,保温时,电路中的总电阻为:R总=
当温控开关闭合时,电路为发热管的简单电路,足浴器是处于加热状态,则发热管的电阻:R发热管=U2P
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以保温电阻R=R总﹣R发热管=1210Ω﹣96.8Ω=1113.2Ω;
(3)由图丙可知足浴器工作30min的时间内,加热状态20min,保温状态10min,
足浴器工作30min消耗的电能:W=P加热t加热+P保温t保温=500W×20×60s+40W×10×60s=6.24×105J。
答:(1)加热;
(2)保温元件R工作时的电阻为1113.2Ω;
(3)足浴器工作30min消耗的电能为6.24×1
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