- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：困难

浙江省学军中学2022年版自主招生考试科学试卷

在野外施工中，需要把质量为4.2kg的铝合金构件温度从 $\text{[math]}$ 升高到 $\text{[math]}$ 或以上。现只有保温瓶中1.2kg温度为 $\text{[math]}$ 的热水可以利用，不计热损失，请设计一个加热构件的方案。同学甲设计的方案和运算如下：将铝合金构件直接放入90℃热水中，在不考虑热损失的前提下，热水放出的热量等于构件吸收的热量。根据热量计算公式： $\text{[math]}$ 将数值代入计算，得出构件与热水在达到热平衡时的温度 $\text{[math]}$ 。显然，这种方案不能使构件达到规定的温度。同学乙设计的方案是把 $\text{[math]}$ 的热水分成等质量的两份，让构件先放入第一份 $\text{[math]}$ 的热水中，达到热平衡后取出，再放入第二份 $\text{[math]}$ 的热水中，再使构件与热水达到热平衡。通过计算表明，这一方案可使构件的最后温度达到 $\text{[math]}$ 问：

（1）、怎样才能让构件达到 $\text{[math]}$ 呢? 请写出你的设计方案。

（2）、若采用最佳加热方案，构件最后的温度可达 $\text{[math]}$ 。这一结果启示我们，工业上也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件，请简要说明这种最佳冷却方案。

举一反三

粗盐中含有较多的杂质，根据粗盐提纯的实验完成下面的题目。

硫酸铵是常用的一种氮肥，现有一种硫酸铵化肥，为测定其中硫酸铵的质量分数，采用如图所示的装置进行实验。已知在A、B中所发生反应的化学方程式如下：

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=====2NH₃↑+2H₂O+ Na₂SO₄ 2NH₃+H₂SO₄====(NH₄)₂SO₄

（注：反应生成的NH₃能被烧杯中的稀硫酸溶液完全吸收）

如图所示的人字形屋面有利于雨水流淌，用屋面瓦即可解决屋面防水问题，在农村建房中被普遍推广。某科研小组为研究雨水的质量和屋面的倾角对雨水流淌时间的影响，取5种质量不同但材质相同的小球（体积不同可以忽略不计），光滑且较长、倾角α可调的斜面，按图甲、乙装置进行10组实验：

①如图甲，保持斜面的倾角α不变，换用5种不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间记录在表中，组别为1到5。

②不改变底边的长度，多次改变倾角。让小球从斜面的顶端由静止释放（如图乙），测出每次下滑的时间记录在表中，组别为6到10。

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
质量m/g	3	6	8	12	20
倾角α/°						15	30	45	60	75
时间t/s	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7	1.9	1.6	1.2	1.6	1.9

某同学想证明氯化铁溶液的黄色不是由Cl^-引起的，下列设计的实验无意义的是 ( )

如图是纸做的“竹蜻蜓”，在空中释放时能旋转下落。为了探究影响“竹蜻蜓”下落快慢的因素，小明取翅身、翅尾长度不相同的“竹蜻蜓”，改变回形针的数量，选择在无风的环境，从2.5米高的平台静止释放，记录落地的时间，实验结果如下表。

组别	翅身长度（厘米）	翅尾长度（厘米）	翅身负重	下落时间
1	4	4	无	t₁
2	4	5	无	t₂
3	5	4	无	t₃
4	4	5	一枚回形针	t₄
5	4	5	两枚回形针	t₅

兴趣小组为了研究硫酸的浓度对电解水速率的影响，利用如图装置分别在等量的蒸馏水中加入不同体积的同种硫酸溶液(硫酸不参与反应)，测出电解水时收集到20毫升氢气所需的时间，数据记录如表所示。

实验次数	1	2	3
蒸馏水体积/毫升	200	200	200
加入硫酸溶液的体积/毫升	10	5	2
收集20毫升氢气的时间/秒	396	578	1231

请回答下列问题：

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