浙教版八上第一章补充作业一(含解析)

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名称 浙教版八上第一章补充作业一(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-05-24 16:47:58

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浙教版八上第一章:《水和水的溶液》补充作业1
水的组成、水的电解实验
1.小兰通过理论计算知道,电解水时生成氢气和氧气的体积比是2:1,但实验所得数据氢气和氧气的体积比却略大于2:1。针对这一发现,你认为下列做法中不可取的是( )
A.反复多次实验查找原因
B.实验所得数据与理论值差不多,可认为实验已经成功
C.大胆提出假设,分析原因
D.查找实验装置是否漏气
2.下图是电解水反应的示意图。下列叙述不正确的是( )
A.反应前后原子的种类、数目不变 B.分子在化学反应中可以再分,原子不可分
C.水是由氢气和氧气组成的 D.生成的两种新分子个数比为2:1
3.在做水的电解实验时,常在水中加入少量的硫酸或氢氧化钠,目的是( )
A.增加水的导电性 B.增加产生氧气的量
C.增加产生氢气的量 D.同时增加产生氢气和氧气的量
4.如图是电解水的简易装置,图Ⅱ为电解水生成的气体体积与时间关系图,并查阅资料可知,在20℃时,气体的压强为1.013×105Pa,1升水可以溶解气体的体积:氨气为702L,氢气为0.01819L,氧气为0.03102L。试完成下列问题:
(1)证明气体A的方法是 ;这个现象说明水在通电条件下发生的变化属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)从理论上看,电解水时产生氢气和氧气的体积比应为 ,但从图Ⅱ发现,反应开始时几分钟产生的气体体积比大于2:1,几分钟后气体的体积比接近2:1,试问其原因可能是 。
(3)根据上述实验可以得出:水是由 组成的。
(4)写出该反应的文字表达式: 。
(5)电解水的过程可用图示表示,粒子运动变化的先后顺序是 。
浮力的产生与影响因素、阿基米德原理
5.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.只有a受到的浮力为零 B.a、b受到的浮力相等
C.b受到的浮力大 D.a、b塞受到的浮力均为零
6.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2。这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2
C.F1<F2 D.无法判断
7.图甲为一个平衡的杠杆,左端挂有充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球,右端为钩码。将气针头插入篮球中,气球膨胀,此时杠杆如图乙。下列分析不正确的是( )
甲 乙
A.实验过程中,杠杆右边重力不变
B.图乙中,气球的体积越大,它受到的浮力也越大
C.图乙中,杠杆的左端上翘是因为气球受到的浮力变大
D.实验过程中,杠杆左端所挂物体的总重变小
8.体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( )
A.铝球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
9.如图所示,海监部门在某海域放置浮标以监测水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温度升高、体积膨胀导致海水密度变小。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )
A.浮标所受浮力变大,露出海面体积变小
B.浮标所受浮力变小,露出海面体积变大
C.浮标所受浮力不变,露出海面体积变大
D.浮标所受浮力不变,露出海面体积变小
10.水平桌面上的烧杯内装有一定量的水,轻轻放入一个小球后,从烧杯中溢出100g的水,则下列判断正确的是(g=10N/kg)( )
A.小球所受浮力一定等于1N B.小球所受浮力可能等于1N
C.小球的质量可能小于100g D.小球的体积一定等于100cm3
11.将一重为80N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了30N的水,则物体受到的浮力是( )
A.80N B.110N C.50N D.30N
12.甲、乙两个实心金属球,它们的体积相同,其密度分别是5.0×103kg/m3和3.0×103kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下。如果让两金属球全部没入水中(未与底部和侧壁接触),则甲球所受浮力F甲与乙球所受浮力F乙之比以及甲弹簧测力计的示数T甲与乙弹簧测力计的示数T乙之比分别为( )
A.1:2 1:1 B.2:1 1:1 C.1:1 1:2 D.1:1 2:1
13.有一不吸水的实心木球,先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中。当木球静止时,溢出水的质量为10g;把它取出擦干,再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中,当木球静止时,溢出煤油的质量是(ρ木=0.6g/cm3、ρ水=1g/cm3、ρ煤油=0.8g/cm3)( )
A.5g B.8g C.10g D.16g
14.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇在海水中下潜(如图)。在下潜过程中,海水对潜水艇的下表面压力 ,浮力 (填“变大”“变小”或“不变”)。
15.如图所示,体积为1×10-3m3,材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定在容器的底部。图甲装置内是水,弹簧对球向上的弹力为79N,则该球的重力为 牛。图乙装置内是某种液体,弹簧对球向上的弹力为81N,则该种液体的密度为 kg/m3(g取10N/kg)。设想从某一天起,地球的引力减为一半,则图甲中的弹簧对物体的弹力 (弹簧处于压缩状态)(填“不变”“减小一半”或“增加两倍”)。
16.如图所示,一支重0.4N的试管管口朝下,管内封住适量的空气恰好悬浮在水中,此时它受到的浮力是 N。若用手指轻轻按压一下试管底,则试管将会 (填“先下沉后上浮”“一直下沉”或“先下沉后悬浮”)。
17.如图所示,体积是10-4m3、密度为2×103kg/m3的实心橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上,此时浸入水中的体积占小船满载时排开水的体积的三分之二。(ρ水=1.0×103kg/m,g=10N/kg)求:
(1)橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力。
(2)当不断向橡皮泥小船中放入物体时,小船将逐渐下沉。要使小船漂浮在水面上,最多放入物体的重力。
浮力计算与密度、压强、浮力的综合
18.如图所示是同一小球在甲、乙、丙三种密度不同的液体中处于静止状态,各容器中的液面高度相同,则下列说法正确的是( )
A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B.在三种液体中小球受到的浮力相同
C.甲、乙、丙三种液体对容器底的压强相同
D.丙液体的密度最小
19.如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。将木块沿虚线部分切开,下列说法中正确是( )
A.沿ab切开,左右两部分都将上浮一点
B.沿cd切开,拿走下部分,剩下的木块上浮一点
C.沿ab切开,左右两部分还是漂浮
D.沿cd切开,上半部分漂浮,下半部分悬浮在水中
20.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
21.三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示,若它们的重力和浮力分别为GA、GB、Gc和FA、FB、Fc,则下列判断正确的是( )
A.GA>GB=Gc B.GA<GB=Gc
C.FA>FB>Fc D.FA<FB=Fc
22.小辉将甲、乙两物体叠在一起,放入一盛水的烧杯内,待静止后,甲、乙两物体的接触面恰好与水面在同一高度,如图所示。假设甲、乙两物体为具有相同体积的正方体,它们的密度不同,甲物体的密度小于0.5g/cm3,则下列叙述中正确的是( )
A.乙物体的密度小于0.5g/cm3
B.乙物体的密度等于0.5g/cm3
C.缓慢地拿走甲物体后,乙物体沉在水面下的高度应变为h
D.缓慢地拿走甲物体后,乙物体浮在水面上的高度应小于h
23.放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中,正确的是( )
A.在露出水面之前,水对烧杯底的压力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力等于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相同
D.木块的密度为0.6克/厘米3
24.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示。
(1)三个小球的浮力F甲、F乙、F丙大小关系是 。
(2)三个烧杯底部对桌面的压强p甲、p乙、p丙大小关系是 。
25.如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在A、B位置时受到的浮力分别为FA、FB,则它们的大小关系是FA FB(填“>”“=”或“<”);乒乓球在A位置时水对杯底压强为PA,在B位置时,水对杯底压强为PB,则它们的大小关系是PA PB(填“>”“=”或“<”)。已知乒乓球最终漂浮在水面时排开水的体积为3cm3,则乒乓球的质量是 g。
26.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,达到世界先进水平。潜水器从海面处下潜到5000米深处用时2.5小时,已知海面处1立方米海水的质量是1022千克,而在5000米深处,由于海水被压缩,1立方米海水的质量达到1050千克。则:
(1)潜水器在海里下潜过程中受到的压强 ,受到的浮力 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)已知潜水器的总体积为8立方米,则在5000米深处(潜水器在下潜过程中体积不变),潜水器受到的浮力为 牛(g取10N/kg)。
27.如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小。
(2)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
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浙教版八上第一章:《水和水的溶液》补充作业1
水的组成、水的电解实验
1.小兰通过理论计算知道,电解水时生成氢气和氧气的体积比是2:1,但实验所得数据氢气和氧气的体积比却略大于2:1。针对这一发现,你认为下列做法中不可取的是(▲)
A.反复多次实验查找原因
B.实验所得数据与理论值差不多,可认为实验已经成功
C.大胆提出假设,分析原因
D.查找实验装置是否漏气
【答案】B
【解析】电解水时生成氢气和氧气,由于氧气的溶解性大于氢气的溶解性,开始时氢气和氧气的体积比应略大于2:1,但随着生成的气体的增多,氢气和氧气的体积比接近2:1,如果有较大误差,就要从多方面查找原因。
【分析】在化学实验中出现误差是不可避免的,关键的是如何对待误差,应该有一种严肃认真,一丝不苟,实事求是的科学态度,不能差不多就可以认为实验成功。
【详解】A、试验中出现了误差,可以反复多次实验,通过分析对比查找原因,这种做法是可取的,A正确;
B、进行化学实验,应有一种实事求是,严谨求实的科学态度,不能差不多就可以认为实验成功,B 错误;
C、由于氧气的溶解性大于氢气的溶解性,氢气和氧气的体积比应略大于2:1,这种假设是成立的,C正确;
D、如果收集氧气的装置漏气,一定会使氢气和氧气的体积比大于2:1,有这种可能,D正确;
故选:B。
2.下图是电解水反应的示意图。下列叙述不正确的是(▲)
A.反应前后原子的种类、数目不变 B.分子在化学反应中可以再分,原子不可分
C.水是由氢气和氧气组成的 D.生成的两种新分子个数比为2:1
【答案】C
【解析】观察反应的微观示意图,分析在反应前后原子个数、种类的变化,分析分子种类的变化及参加反应的两种分子个数比。
【分析】根据变化微观示意图及粒子构成模拟图,根据分子由原子构成等特点,正确判断变化中的微粒的变化,是解答本题的基本方法。
【详解】A、由图示中微粒的变化可知:反应前后原子的种类、个数不变,故A叙述正确;
B、由微粒的变化可知,分子在化学反应中可以再分,原子不可分,故B叙述正确;
C、由图示可知,水是由氢元素和氧元素组成,故C叙述不正确;
D、由图示可知,生成的两种新分子个数之比为2:1,故D叙述正确;
故选:C。
3.在做水的电解实验时,常在水中加入少量的硫酸或氢氧化钠,目的是(▲)
A.增加水的导电性 B.增加产生氧气的量
C.增加产生氢气的量 D.同时增加产生氢气和氧气的量
【答案】A
【解析】电解水实验中,普通的水的导电性较弱,加入硫酸或氢氧化钠是为了增强水的导电性,可以据此解答。
【分析】此题是对电解水的实验的考查,解题的关键是掌握实验的一些基本操作以及能量转化的过程,是基础性知识考查题。
【详解】硫酸的溶液具有良好的导电性,而纯水导电性很弱,反应较慢,所以在水中加入少量硫酸或氢氧化钠是为了增强水的导电性,故A正确,而它对于生成物,没有影响。
故选:A。
4.如图是电解水的简易装置,图Ⅱ为电解水生成的气体体积与时间关系图,并查阅资料可知,在20℃时,气体的压强为1.013×105Pa,1升水可以溶解气体的体积:氨气为702L,氢气为0.01819L,氧气为0.03102L。试完成下列问题:
(1)证明气体A的方法是 ▲ ;这个现象说明水在通电条件下发生的变化属于 ▲ 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)从理论上看,电解水时产生氢气和氧气的体积比应为 ▲ ,但从图Ⅱ发现,反应开始时几分钟产生的气体体积比大于2:1,几分钟后气体的体积比接近2:1,试问其原因可能是 ▲ 。
(3)根据上述实验可以得出:水是由 ▲ 组成的。
(4)写出该反应的文字表达式: ▲ 。
(5)电解水的过程可用图示表示,粒子运动变化的先后顺序是 ▲ 。
【答案】(1)看能否点燃气体,产生淡蓝色火焰; 化学;(2) 2:1;氧气在水中溶解度大于氢气; (3)氢、氧元素;(4)水氢气+氧气; (5)④③①②
【解析】【分析】【详解】略
浮力的产生与影响因素、阿基米德原理
5.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则(▲)
A.只有a受到的浮力为零 B.a、b受到的浮力相等
C.b受到的浮力大 D.a、b塞受到的浮力均为零
【答案】C
【解析】浸在液体里的物体受到的浮力,来自与物体上下两个表面的压力差,据此分析即可。
【分析】【详解】木塞a的下表面没有水,即没有向上的压力,根据F浮力=F上-F下可知,a受到的浮力为零。木塞b的上下两个表面都有水,因此它肯定受到浮力,所以b受到的浮力比较大,故C正确,而A、B、D错误。
故选:C。
6.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2。这两个力之间的关系是(▲)
A.F1>F2 B.F1=F2
C.F1<F2 D.无法判断
【答案】A
【解析】先判断物体是否受力平衡,然后根据力的合成计算同方向的合力,最后根据平衡力的特点进行分析。
【分析】会判断物体是否受力平衡,会根据力的合成和平衡力来判断力的关系。
【详解】因为物体悬浮即静止状态,所以物体受力平衡;又因为物体竖直向上受到水对物体向上的压力、竖直向下受到水对物体向下的压力和重力作用,并且竖直向上的力等于竖直向下的力,所以上下表面受到的压力差等于物体的重力,所以F1>F2。
故选A。
7.图甲为一个平衡的杠杆,左端挂有充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球,右端为钩码。将气针头插入篮球中,气球膨胀,此时杠杆如图乙。下列分析不正确的是(▲)
甲 乙
A.实验过程中,杠杆右边重力不变
B.图乙中,气球的体积越大,它受到的浮力也越大
C.图乙中,杠杆的左端上翘是因为气球受到的浮力变大
D.实验过程中,杠杆左端所挂物体的总重变小
【答案】D
【解析】【分析】【详解】略
8.体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力(▲)
A.铝球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
【答案】D
【解析】根据阿基米德原理的推导公式F浮=G排=ρ液gV排知道浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关。
【分析】本题考查了阿基米德原理的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
【详解】由图可知,铜球、铝球和木块均浸没在液体中,因物体浸没时排开液体的体积相等,所以,体积相同的铜球、铝球和木块排开液体的体积相等,由F浮=G排=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大。
故选:D。
9.如图所示,海监部门在某海域放置浮标以监测水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温度升高、体积膨胀导致海水密度变小。此过程中,若浮标体积保持不变,则(▲)
A.浮标所受浮力变大,露出海面体积变小
B.浮标所受浮力变小,露出海面体积变大
C.浮标所受浮力不变,露出海面体积变大
D.浮标所受浮力不变,露出海面体积变小
【答案】D
【解析】【分析】本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理,比较简单,属于基础题。
【详解】因为浮标从春季至夏季始终漂浮,漂浮物浮力等于重力,浮标重力从春季至夏季不变,所以浮力大小不变;因为海水密度减小,由F浮=ρgV排可知,浮标排开海水的体积变大,则露出海面体积变小,
答案选:D。
10.水平桌面上的烧杯内装有一定量的水,轻轻放入一个小球后,从烧杯中溢出100g的水,则下列判断正确的是(g=10N/kg)(▲)
A.小球所受浮力一定等于1N B.小球所受浮力可能等于1N
C.小球的质量可能小于100g D.小球的体积一定等于100cm3
【答案】B
【解析】【分析】【详解】略
11.将一重为80N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了30N的水,则物体受到的浮力是(▲)
A.80N B.110N C.50N D.30N
【答案】D
【解析】知道把物体轻轻放入盛满水的溢水杯中溢出水的质量(排开水的质量),利用重力公式求排开水的重力,再利用阿基米德原理求物体受到的浮力。
【分析】本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,知道溢出水的质量就是排开水的质量是本题的关键。
【详解】把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重: G排=30N,
物体受到的水的浮力: F浮=G排=30N
故选D。
12.甲、乙两个实心金属球,它们的体积相同,其密度分别是5.0×103kg/m3和3.0×103kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下。如果让两金属球全部没入水中(未与底部和侧壁接触),则甲球所受浮力F甲与乙球所受浮力F乙之比以及甲弹簧测力计的示数T甲与乙弹簧测力计的示数T乙之比分别为(▲)
A.1:2 1:1 B.2:1 1:1 C.1:1 1:2 D.1:1 2:1
【答案】D
【解析】(1)两球的体积相同,让两金属球全部没入水中(未与底及壁接触),则可知两球排开水的体积大小关系),根据阿基米德原理可知两球受到浮力的大小关系;
(2)两球的体积相同,且都浸没在水中,则可知V甲排=V甲=V乙排=V乙,再根据F示=G-F浮=ρ球V球g-ρ水Vg球得出弹簧测力计的示数大小关系。
【分析】本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,利用好称重法测浮力(F浮=G-F示)是本题的关键。
【详解】(1)两球的体积相同,让两金属球全部没入水中(未与底及壁接触),因为物体浸没在水中时,排开水的体积和自身的体积相等,所以V甲排=V乙排,由F浮=ρ水gV排可知两球受到的浮力F甲=F乙,则F甲:F乙=1:1。
因两球的体积相同,且都浸没在水中,则V甲排=V甲=V乙排=V乙,因为G=mg=ρVg,F浮=G-T=ρ水gV排 , 所以两测力计的示数之比 ==2: 1,故D正确,ABC错误。
故选:D。
13.有一不吸水的实心木球,先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中。当木球静止时,溢出水的质量为10g;把它取出擦干,再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中,当木球静止时,溢出煤油的质量是(ρ木=0.6g/cm3、ρ水=1g/cm3、ρ煤油=0.8g/cm3)(▲)
A.5g B.8g C.10g D.16g
【答案】C
【解析】通过物体、液体密度比较法判断出木球分别在水中和煤油中处于什么浮沉状态,最后根据浮沉状态和浮力的计算方法进行求解。
【分析】解答本题的关键是要先根据物体浮沉条件分析出木球在水中和煤油中的浮沉状态,然后再根据阿基米德原理和物体浮沉条件去分析计算。
【详解】因为木球的密度比水的密度小,所以木球放在水中时是漂浮的,则F浮=G木,由阿基米德原理可知,F浮=G排水,则:F浮=G排水=G木因为木球的密度比煤油的密度小,所以木球放在煤油中也是漂浮的,则F浮'=G木,由阿基米德原理可知,F浮'=G排油,则F浮'=G排油=G木因此:G排油=G排水,m排油=m排水,由于m排水=10g,所以m排油=10g。
故选:C。
14.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇在海水中下潜(如图)。在下潜过程中,海水对潜水艇的下表面压力 ▲ ,浮力 ▲ (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大;不变
【解析】【分析】【详解】略
15.如图所示,体积为1×10-3m3,材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定在容器的底部。图甲装置内是水,弹簧对球向上的弹力为79N,则该球的重力为 ▲ 牛。图乙装置内是某种液体,弹簧对球向上的弹力为81N,则该种液体的密度为 ▲ kg/m3(g取10N/kg)。设想从某一天起,地球的引力减为一半,则图甲中的弹簧对物体的弹力 ▲ (弹簧处于压缩状态)(填“不变”“减小一半”或“增加两倍”)。
【答案】89; 0.8×103; 减小一半
【解析】【分析】本题考查液体密度的计算,关键是浮力公式及其变形的灵活运用,难点是对小球进行受力分析,本题的难点是当地球引力发生改变时,重力和质量的比值g将发生改变,与其有关的物理量都会随之改变。
【详解】小球受到竖直向下的重力、竖直向上的弹力以及竖直向上的浮力作用,由力的平衡条件可得:G=F浮水+F弹水在水中时,小球的重力:G=F浮水+F弹水=ρ水gV排+F弹水=1000kg/m3×10N/kg×1×10-3m+79N=89N;在某种液体中,小球所受的浮力:F浮液=G-F弹液=89N-81N=8N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可可得,液体的密度:ρ液==0.8×103kg/m3;当地球引力减为一半时,g值将变为原来的一半,而F浮=ρ液gV排,因此浮力也减为原来的一半,即重力与浮力之差变为原来的一半,因此弹簧被压缩的长度变为原来的一半,弹簧对物体的弹力减小一半。
故答案为:89; 0.8×103; 减小一半。
16.如图所示,一支重0.4N的试管管口朝下,管内封住适量的空气恰好悬浮在水中,此时它受到的浮力是 ▲ N。若用手指轻轻按压一下试管底,则试管将会 ▲ (填“先下沉后上浮”“一直下沉”或“先下沉后悬浮”)。
【答案】0.4;一直下沉
【解析】【分析】【详解】略
17.如图所示,体积是10-4m3、密度为2×103kg/m3的实心橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上,此时浸入水中的体积占小船满载时排开水的体积的三分之二。(ρ水=1.0×103kg/m,g=10N/kg)求:
(1)橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力。
(2)当不断向橡皮泥小船中放入物体时,小船将逐渐下沉。要使小船漂浮在水面上,最多放入物体的重力。
【答案】(1)1N;(2)1N
【解析】(1)橡皮泥块浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,利用F浮=ρ水gV排计算其受到的浮力大小;(2)利用G=mg和ρ=可求船自身重力,然后利用物体漂浮条件可得空船受到的浮力,再求出空船受到的最大浮力。最多放入物体的重力等于最大浮力与重力之差。
【分析】此题考查阿基米德原理、物体浮沉条件,同时涉及到重力和密度公式的应用,关键是利用好物体漂浮,浮力等于重力这个条件。
【详解】(1)橡皮泥块浸没在水中,V排=V=10-4m3,浸没在水中的实心橡皮泥受到的浮力F浮==ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N;
根据G=mg和ρ=可得,小船自身重力:G=ρ泥V泥g=2×103kg/m3×10-4m3×10N/kg=2N,空船受到的浮力F船=G=2N,因为空船时浸入水中的体积是满载时体积的三分之二,小船受到的最大浮力F最=F船=×2N=3N,最多放入物体的重力G物=F最大-G=3N-2N=1N。G物=F最大-G=3N-2N=1N。
答:(1)橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力1N;(2)要使小船漂浮在水面上,最多放入物体的重力1N。
浮力计算与密度、压强、浮力的综合
18.如图所示是同一小球在甲、乙、丙三种密度不同的液体中处于静止状态,各容器中的液面高度相同,则下列说法正确的是(▲)
A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B.在三种液体中小球受到的浮力相同
C.甲、乙、丙三种液体对容器底的压强相同
D.丙液体的密度最小
【答案】D
【解析】(1)物体的密度大于液体密度时,物体会下沉;物体密度小于液体密度时,漂浮;物体密度等于液体密度时,悬浮;
(2)结合液体内部压强的计算公式和阿基米德原理分析即可判断。
【分析】此题考查了液体压强的计算、阿基米德原理的应用、物体浮沉条件的理解等知识点,是一道综合题。
【详解】A、小球在甲中漂浮,所以浮力等于重力,故A错误;
B、甲中小球漂浮,浮力等于重力;乙中小球悬浮,浮力等于重力;丙中小球沉底,浮力小于重力,所以甲乙浮力相等,丙中浮力小于甲乙的浮力,故B错误;
C、由浮沉条件可知,甲液体的密度大于小球的密度,乙液体的密度等于小球的密度,丙液体的密度小于小球的密度,又容器中液面相平,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强最大,丙液体对容器底的压强最小,故C错误;
D、由C的分析可知,丙液体的密度最小,故D正确;
故选:D。
19.如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。将木块沿虚线部分切开,下列说法中正确是(▲)
A.沿ab切开,左右两部分都将上浮一点
B.沿cd切开,拿走下部分,剩下的木块上浮一点
C.沿ab切开,左右两部分还是漂浮
D.沿cd切开,上半部分漂浮,下半部分悬浮在水中
【答案】C
【解析】漂浮在水面上的木块,沿虚线将下部分截去后,剩下部分的浮沉取决于浮力和重力的变化关系。根据原来漂浮状态,列式分析木块浸在水中的体积与整个体积之比,再分析即可。
【分析】解决本题的关键要明确物体的漂浮条件:浮力等于重力,知道木块浸在水中的体积与整个体积之比不变,进行判断。
【详解】A、木块原来漂浮在水面上,浮力等于重力,根据F浮=ρgV排和G=mg、ρ=,则有ρ木Vg=ρ水V浸g,可得:木块浸在水中的体积与整个体积之比,木块与水的密度不变,所以木块浸没水中的体积与整个体积之比不变,所以沿ab切开,左右两部分不会上浮,也不会下沉。故A错误;B、木块原来漂浮在水面上,浮力等于重力,根据F浮=ρVg排和G=mg、ρ=,则有ρ木Vg=ρ水V浸g,可得:木块浸在水中的体积与整个体积之比,木块与水的密度不变,所以木块浸没水中的体积与整个体积之比不变,所以沿ab切开,拿走下部分,剩下的木块将下沉一点,故B错误。
木块原来漂浮在水面上,木块的密度小于水的密度,沿ab切开,木块的密度不变,水的密度不变,所以左右两部分还是漂浮。故C正确;
木块原来漂浮在水面上,木块的密度小于水的密度,沿cd切开,木块的密度不变,水的密度不变,所以上半部分和下半部分均漂浮在水面上。故D错误。
故选:C。
20.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是(▲)
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
【答案】D
【解析】(1)根据p=ρgh分析水对溢水杯底部的压强变化;(2)溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和;(3)根据称重法求浮力分析解答;(4)根据阿基米德原理分析解答:物体所受浮力等于排开液体的重力。
【分析】此题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,同时考查称重法求浮力,知道“溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和是解答此题的关键。
【详解】A、甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误。
铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故B错误。
F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1-F2,故C错误。
根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1-F=,故D正确。
故选:D。
21.三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示,若它们的重力和浮力分别为GA、GB、Gc和FA、FB、Fc,则下列判断正确的是(▲)
A.GA>GB=Gc B.GA<GB=Gc
C.FA>FB>Fc D.FA<FB=Fc
【答案】D
【解析】(1)由题知,A、B、C三球的体积相等,根据三球在水中的状态,得出排开水的体积大小关系,再根据阿基米德原理判断出三球在水中受到的浮力大小。
(2)根据物体的沉浮条件进行判断,浸在液体中的物体,其沉浮条件取决于它的密度和液体密度的大小:当ρ物<ρ液时,物体上浮;当ρ物>ρ液时,物体下沉;当ρ物=ρ液时,物体处于悬浮状态。
【分析】本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,由图得出三球排开水的体积关系是本题的关键。
【详解】(1)由图可知,排开水的体积A最小,BC相同,根据公式F浮=ρgV排可知,BC所受浮力相同,A所受浮力最小,即:FA<FB=Fc. 故C错误,D正确;
由图可知,A漂浮,ρ物<ρ液,B悬浮,=ρ液;C沉底,ρ物>ρ 因此A的密度最小,C密度最大,因为三个小球体积相等,由ρ=可知,C的质量最大,则C的重力最大,A的重力最小。其重力关系GA<GB<Gc, 故A、B错误。
故选:D。
22.小辉将甲、乙两物体叠在一起,放入一盛水的烧杯内,待静止后,甲、乙两物体的接触面恰好与水面在同一高度,如图所示。假设甲、乙两物体为具有相同体积的正方体,它们的密度不同,甲物体的密度小于0.5g/cm3,则下列叙述中正确的是(▲)
A.乙物体的密度小于0.5g/cm3
B.乙物体的密度等于0.5g/cm3
C.缓慢地拿走甲物体后,乙物体沉在水面下的高度应变为h
D.缓慢地拿走甲物体后,乙物体浮在水面上的高度应小于h
【答案】D
【解析】【分析】【详解】略
23.放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中,正确的是(▲)
A.在露出水面之前,水对烧杯底的压力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力等于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相同
D.木块的密度为0.6克/厘米3
【答案】A
【解析】(1)根据公式F浮=ρ水gV排可分析木块上浮过程中,露出水面前受到的浮力变化;(2)根据p=ρ水gh,通过分析排开水的体积的变化得出水的深度的变化,进而得出压强的大小变化;(3)木块漂浮,浮力等于重力,利用密度公式和阿基米德原理列出等式即可木块的密度。
【分析】此题考查浮力的大小计算、物体浮沉条件的应用,关键是浮力公式和液体压强公式的应用,题目难度适中,适合学生训练,属于中档题。
【详解】A、木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变;故A正确;
在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力;故B错误;
因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大;故C错误;
D、木块最后漂浮,且有五分之二体积浸入水面,则根据漂浮条件可得:F浮=G木;结合阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ木gV木,所以,ρ木=×1.0/cm3=0.4g/cm3;故D错误。故选:A。
24.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示。
(1)三个小球的浮力F甲、F乙、F丙大小关系是 ▲ 。
(2)三个烧杯底部对桌面的压强p甲、p乙、p丙大小关系是 ▲ 。
【答案】(1)F甲=F丙>F乙;(2)p甲>p丙=p乙
【解析】(1)由图可确定三个烧杯中的V排关系,然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力大小关系;(2)由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据相同的烧杯装满水的,球的重力关系和排开水的重力关系,先判断出压力的关系,进一步即可判断压强关系。
【分析】本题考查了学生分析推理的能力,本题中解题的关键是由物体在水中所处的状态判断其浮力大小的关系、知道烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力。
【详解】(1)由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:V甲排=V球,V乙排<V球,V丙排=V球,所以V甲排=V丙排>V乙排,根据F浮=ρ液V排g 可知:F甲=F丙>F乙。
三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:F=G容器+G水+G球-G排,结合G排=F浮可得:
F 甲=G容器+G水+G甲-G排甲=G容器+G水+G甲-F甲;
F 乙=G容器+G水+G乙-G排乙=G容器+G水+G乙-F乙;
F 丙=G容器+G水+G丙-G排丙=G容器+G水+G丙-F丙;
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则G甲>F甲;G乙=F乙;G丙=F丙;
所以F 甲>F 乙=F 丙;
由于容器的底面积相同,根据p=可得:
烧杯底部对桌面的压强的关系是P甲>P乙=P丙
故答案为:(1)F甲=F丙>F乙;(2)p甲>p丙=p乙。
25.如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在A、B位置时受到的浮力分别为FA、FB,则它们的大小关系是FA ▲ FB(填“>”“=”或“<”);乒乓球在A位置时水对杯底压强为PA,在B位置时,水对杯底压强为PB,则它们的大小关系是PA ▲ PB(填“>”“=”或“<”)。已知乒乓球最终漂浮在水面时排开水的体积为3cm3,则乒乓球的质量是 ▲ g。
【答案】>;>;3
【解析】乒乓球在A点时V排=V,在B点时V排<V,根据阿基米德原理比较A、B两点浮力的大小;乒乓球的V排等于水增加的体积,那么乒乓球子在B点时的水面低于在A点时的水面,根据公式p=ρ水gh比较A、B两点水对杯底压强的大小关系;当乒乓球漂浮在水面上时,根据F浮=G=G排算出乒乓球的质量。
【分析】掌握液体的压强公式,理解阿基米德原理,并能将二者有机组合进行简单计算是解题的关键。
【详解】乒乓球在A点时处于浸没状态,这时排开水的体积VA排=V,在B点时乒乓球处于漂浮状态,这时排开水的体积VB排<V,那么VA排>VB排;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,在A点时的浮力FA>FB;乒乓球的V排等于水增加的体积,因为VA排>VB排 所以乒乓球子在B点时的水面低于在A点时的水面,即hA>hB,根据公式p=ρ水gh可知,乒乓球在A点时容器底部的压强pA>pB;当乒乓球漂浮在水面上时,受到的浮F浮=G=G排,所以m=m排=ρ水V排=1g/cm3×3cm3=3g
故答案为:>;>;3。
26.2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,达到世界先进水平。潜水器从海面处下潜到5000米深处用时2.5小时,已知海面处1立方米海水的质量是1022千克,而在5000米深处,由于海水被压缩,1立方米海水的质量达到1050千克。则:
(1)潜水器在海里下潜过程中受到的压强 ▲ ,受到的浮力 ▲ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)已知潜水器的总体积为8立方米,则在5000米深处(潜水器在下潜过程中体积不变),潜水器受到的浮力为 ▲ 牛(g取10N/kg)。
【答案】(1)增大;增大;(2)8.4×104
【解析】【分析】【详解】略
27.如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小。
(2)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
【答案】(1)10N;(2)2.5N
【解析】(1)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(2)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力;若使物体全部浸入水中而静止,则F浮′=G木+F,即可求压力。
【分析】本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理的理解与掌握,虽知识点多,但都属于基础内容,难度不大.
【详解】(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力F浮=G木=10N;
(2)木块全部浸没时受到水的浮力:
F′浮=ρ水gV排 =ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N;
因为F浮′=G木+F 所以压力F=F浮′-G木=12.5N-10N=2.5N
答:(1)木块所受到的浮力为10N; (2)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N.
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