数学
化学
第十章 时间:40分钟 分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.为避免压坏路面,减小大型载重卡车对路面的压强,下列措施正确的是 ( )
A.多装货物 B.超速行驶
C.使用更耐磨的轮胎 D.增大车轮的接地面积
2.潜水艇在国防中起到了重要作用,下列关于潜水艇涉及的物理相关知识正确的是 ( )
A.潜水艇的浮沉是通过改变自身体积实现的
B.潜水艇浸没在水中越深,受到的浮力越大
C.悬浮在水中的潜水艇受到的浮力等于自身重力
D.水对潜水艇上表面的压强大于对潜水艇下表面的压强
3.用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭(如图所示).下列问题中不能用该装置探究的是 ( )
A.液体压强是否与液体的深度有关
B.液体压强是否与液体的密度有关
C.液体是否对容器的底部产生压强
D.液体是否对容器的侧壁产生压强
4.下列关于大气压的描述,错误的是 ( )
A.标准大气压值约为1.0×105 Pa
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越高
D.用纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后纸片不掉落,是因为水把纸片粘住了
5.如图所示,用弹簧测力计、大烧杯、小水桶、铝块(附悬挂线)、小垫块和水验证阿基米德原理,实验中 ( )
A.铝块一定要浸没到水中
B.铝块浸在水中时,小水桶中水的质量等于铝块的质量
C.铝块浸在水中时,弹簧测力计的示数等于它所受的浮力
D.要将铝块在空气和水中弹簧测力计示数之差与小水桶中水的重力大小进行比较
6.如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气,将一根两端开口的细玻璃管穿过瓶塞插入水中,玻璃管与瓶塞接触部位不漏气,下列关于玻璃管中水柱液面的升降情况,描述正确的是 ( )
A.在玻璃管管口水平吹气,液面上升
B.用力挤压玻璃瓶瓶颈与瓶底,液面下降
C.提着玻璃瓶从一楼走到十楼,液面下降
D.将玻璃瓶放入足够多的热水中一段时间后,液面下降
7.如图所示,甲、乙两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直浸没在水中,其中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若静止时甲瓶恰好处于悬浮状态立于水中,则 ( )
A.乙瓶内气体的密度较大
B.乙瓶也可能悬浮立于水中
C.甲瓶内气体的压强较大
D.两瓶受到的浮力大小相等
8.A、B是两个质量相同的实心正方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.两正方体的密度大小关系:ρA>ρB
B.两正方体受到水的浮力大小关系:F浮AC.两正方体排开水的体积大小关系:V排A=V排B
D.两正方体下表面受到水的压强大小关系:pA>pB
9.假如图河水的密度变为2.0×103 kg/m3,下列现象不可能发生的是(ρ海水=1.03×103 kg/m3,ρ铁=7.9×103 kg/m3) ( )
A.船从河中驶入海里将下沉一些
B.提起同体积的河水比海水用力更小
C.潜水员在同深度的河底与海底,在河底受到的压强更大
D.实心铁球在河水中仍然下沉
10.小明利用电子秤、圆柱形烧杯自制密度计:把烧杯放在电子秤上,倒入适量的水,称出其总质量m,并在烧杯上标出此时水面的位置,所示1.0处,同时测量出水面到杯底的距离h水.倒出烧杯中的水,并倒入其他种类的液体,直至总质量仍为m,并在液面处标出液体的密度ρ液,同时测量出液面到杯底的距离为h液.描述ρ液与h液的关系图像中,可能正确的是 ( )
二、填空题(每空2分,共26分)
11.小明想在实验室里估测一张纸平放在水平桌面上时对桌面的压强.他用 测出一本书的质量是200 g,书对桌面的压力为 N,借助刻度尺测出了书的长和宽,算出了平放时书封面的表面积约为0.04 m2,书共计100页,此书一张纸对桌面的压强约为 Pa.(g取10 N/kg)
12.如图所示,向两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球 (选填“分开”或“靠近”);用注射器吸入无水酒精,是利用了 ,再将活塞推至针筒的底端,然后用橡皮帽封住小孔,小孔内还留有少量酒精,沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,保持静止,此时,液态酒精消失是 现象.不计活塞与针筒间的摩擦以及活塞自重,大气对活塞的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)拉力.
13.在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为ρ甲、ρ乙和ρ丙的硫酸铜溶液,在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形.则血液滴在 试管溶液中受到的浮力最小,感染者血液的密度与 试管中溶液的密度相同, 试管底部受到溶液的压强最大.(均选填“甲”“乙”或“丙”)
14.一艘轮船的排水量是8000 t,它装满货物在长江中航行时,受到的浮力是 N(g取10 N/kg).船从长江驶入大海时,受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),它将 (选填“上浮”或“下沉”)一些.
三、解答题(共44分)
15.(7分)如图所示,将底面积为0.02 m2的长方体实心铝块放在刻度面板已改装好的水平台秤上,稳定时台秤的示数为27 N,已知铝的密度为2.7×103 kg/m3.求:(g取10 N/kg)
(1)铝块对水平台秤的压强.
(2)把该铝块浸没在水中静止时,受到的浮力.
16.(10分)小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强.他找到一些与校训石材质相同的小石块,用测力计、烧杯、水、细线和卷尺等进行如图下实验.(g取10 N/kg)
(1)使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在 处.
(2)根据所示操作,测出小石块受到的浮力F浮= N.
(3)计算出小石块的密度ρ石= kg/m3.
(4)用卷尺测出校训石的长、宽、高分别为5 m、1 m、2 m,则校训石对水平地面的压强p= Pa.
(5)若校训石与地面接触的右下角是缺损的,则他测算出的压强比实际压强 (选填“偏大”或“偏小”).(忽略校训石质量的变化)
17.(10分)通过学习,同学们知道了液体压强的特点.在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开呢
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图甲所示的情景.出现这种情况的原因是U形管左边支管液面上方的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压,调节的方法是 (填字母).
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)按上述方法调节好后,小明再按如图图乙所示方法检查压强计.当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化.出现这种情况的原因可能是 .
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图图丙和丁所示.他发现图丁中U形管两边的液面高度差较大,于是认为图丁杯子中盛的是盐水.你认为小明的结论是 (选填“可靠的”或“不可靠的”),简要说明理由: .
18.(12分)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.
(1)实验操作的最佳顺序是 .
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)乙步骤中物体受到的浮力是 N.通过实验可得到的结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 .
(3)下列情况会影响结论的是 .
A.乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
B.乙步骤中物体未浸没在水中
(4)将乙步骤中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”).
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计.
19.(5分)阅读短文,回答问题.
密度计
实验室中常用密度计测量液体的密度,其刻度为液体的密度与水的密度的比值.测量时,密度计竖直漂浮在液体中,液面所对应的刻度即表示液体的密度,如图甲所示.
密度计是由密封的玻璃管和配重制成的.玻璃管上端粗细均匀部分用来标刻度,下端玻璃泡内装密度大的铅丸或水银做配重.适量的配重是确保密度计竖直漂浮在液体中的关键.
密度计分为“比重计”和“比轻计”.测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度是“1”;测量密度小于水的液体时用比轻计,比轻计的最大刻度是“1”.
图乙中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的玻璃管完全相同,B的配重质量大于A的配重质量.
(1)图甲中被测液体的密度为 kg/m3.
(2)图甲中“0.7”刻度的位置在“0.8”刻度的 (选填“上”或“下”)方.
(3)图乙中 (选填“A”或“B”)是比轻计.
(4)下列关于图乙中A、B两支密度计刻度线的说法正确的是 .
A.两密度计刻度线“1”均在刻度的上端
B.两密度计刻度线“1”均在刻度的下端
C.A的刻度线“1”在上端,B的刻度线“1”在下端
D.A的刻度线“1”在下端,B的刻度线“1”在上端
(5)将图乙中A、B两支密度计放入水中,漂浮时 .
A.所受浮力相等,露出水面部分A比B长
B.所受浮力相等,露出水面部分长度相等
C.所受浮力B比A大,露出水面部分A比B长
D.所受浮力B比A大,露出水面部分长度相等
答案
自我综合评价(五)
1.D 由p=知,大型载重卡车有很多的轮子,这是在压力一定时,增大车轮的接地面积,即通过增大受力面积来减小大型载重卡车对路面的压强,保护路面;多装货物反而会使压强增大,超速行驶、使用更耐磨的轮胎都不能改变压强的大小,故选项D正确.
2.C 潜水艇的浮沉是通过改变自身重力来实现的,故A错误;
物体在液体中受到的浮力与物体浸入液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关,故B错误;
悬浮时物体所受浮力等于物体自身的重力,故C正确;
液体的压强随液体深度的增加而增大,所以水对潜水艇上表面的压强小于下表面的压强,故D错误.
3.C 在隔板两侧倒入同种液体,使其深度不同,观察橡皮膜凸起的方向可知两侧液体压强的大小,可探究液体压强是否与液体的深度有关,故A不符合题意;在隔板两侧倒入不同液体,使其深度相同,观察橡皮膜凸起的方向可知两侧液体压强的大小,可探究液体压强是否与液体的密度有关,故B不符合题意;由于隔板是竖直放置的,所以该装置无法探究液体是否对容器的底部产生压强,故C符合题意;在隔板的某一侧倒入某种液体,观察橡皮膜是否凸起,可知液体是否对容器的侧壁产生压强,可探究液体是否对容器的侧壁产生压强,故D不符合题意.
4.D 标准大气压的值约为1.013×105 Pa,粗略计算时可直接取105 Pa,故A说法正确;
马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大,故B说法正确;
高压锅煮食物容易煮熟,原因是液体的沸点随液体表面气压的增大而升高,锅内可以达到比较高的温度,所以食物容易煮熟,故C说法正确;
用纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置后,纸片不掉落,是因为纸片受到了大气压的作用,故D说法错误,符合题意.
5.D 该实验中,铝块可以全部浸在水中,也可以部分浸在水中,故A错误;根据称重法可知,铝块受到的浮力等于铝块排开水的重力,因此铝块的重力与小水桶中水的重力不一定相等,即小水桶中水的质量不一定等于铝块的质量,它们之间无必然联系,故B、C错误;根据称重法求出铝块受到的浮力,再根据小水桶和排开水的总重力以及小水桶的重力求出排开水的重力,比较其大小,并得出正确结论,故D正确.
6.A 瓶内气压等于大气压和细玻璃管内水柱产生的压强之和,即p内=p大气压+p水柱.
当在细管口上方水平吹气时,空气流动速度增大,气压降低,里面的气压大于外面气压,所以水柱将会上升,故A正确;
用力挤压玻璃瓶,瓶内气体体积减小,压强增大,大气压不变,所以液面升高,故B错误;
提着玻璃瓶从一楼走到十楼,高度增大,大气压降低,由于瓶内气体密闭,且玻璃管很细,可近似认为瓶内气体的压强不变,所以细玻璃管内水柱产生的压强会变大,则液面升高,故C错误;
将玻璃瓶放入热水中,瓶内液体和气体受热膨胀,导致瓶内气压增大,大气压不变,所以液面升高,故D错误.
7.A 已知两个空塑料瓶是相同的,则两个空塑料瓶的重力相等;甲瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力等于甲瓶的重力.
由图可知:乙瓶的橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹陷得更明显,则乙瓶排开水的体积小于甲瓶排开水的体积,根据阿基米德原理可知:乙瓶受到的浮力小于甲瓶受到的浮力,则乙瓶受到的浮力小于乙瓶的重力,所以乙瓶会下沉,故B、D错误;
由于两个空塑料瓶是相同的,瓶内空气质量相同,乙瓶橡皮膜凹陷得更多,体积变小,故乙瓶内空气的密度变大,乙瓶内空气的压强也变大,故A正确,C错误.
8.C 由图可知,正方体A在水中漂浮,ρA<ρ水,正方体B在水中悬浮,ρB=ρ水,所以ρA<ρB,故A错误;正方体A静止时在水中漂浮,F浮A=GA,正方体B静止时在水中悬浮,F浮B=GB,而mA=mB,GA=GB,所以F浮A=F浮B,故B错误;因为F浮A=F浮B,由F浮=ρ液V排液g可知,V排A=V排B,故C正确;由图可知,正方体B的下表面距离水面的深度大于正方体A的下表面距离水面的深度,由p=ρgh可知,pB>pA,故D错误.
9.B 相同体积的物体,其密度越大,质量越大,因此提起同体积的河水比海水用力会更大,所以B是不可能发生的.
10.C 把烧杯放在电子秤上,倒入适量的水,称出其总质量m;倒出烧杯中的水,并倒入其他种类的液体,直至总质量仍为m;水和液体的质量相同,重力相同,对杯底的压力相同;根据p=可知,水和液体对杯底的压强是相同的;根据p=ρgh可知,压强不变,ρ液与h液成反比,故C正确.
11.天平 2 1
天平是测量质量的工具,因此利用天平测出书的质量;书平放在水平桌面上对桌面的压力:F=G=mg=200×10-3 kg×10 N/kg=2 N,书中一张纸对桌面的压力:F'==0.04 N,一张纸对桌面的压强:p===1 Pa.
12.靠近 大气压 汽化 等于
(1)乒乓球之间空气流速大,压强小,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠近.
(2)用注射器吸取无水酒精时,首先必须排出管内的空气,即把注射器的活塞推到最下端,使针筒内的压强小于外界的大气压,此时无水酒精在大气压的作用下进入了针筒中.
(3)沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,活塞与针筒壁摩擦做功,针筒内温度升高,使酒精由液态变为气态,故此时液态酒精消失是汽化现象.
(4)沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,保持静止,此时活塞处于平衡状态,不计活塞与针筒间的摩擦以及活塞自重,大气对活塞的压力与拉力是一对平衡力,二者大小相等.
13.丙 乙 甲 (1)同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,在甲试管溶液中血液漂浮,浮力等于重力;在乙试管溶液中血液悬浮,浮力等于重力;在丙试管溶液中血液沉底,浮力小于重力,所以F甲=F乙>F丙,即血液滴在丙试管溶液中受到的浮力最小.
(2)血液滴在乙试管溶液中悬浮,感染者血液的密度与乙试管中溶液的密度相同.
(3)血液滴在乙试管溶液中悬浮,感染者血液的密度与ρ乙相同;血液滴在甲试管溶液中漂浮,甲试管溶液的密度大于血液的密度;血液滴在丙试管溶液中下沉,丙试管溶液的密度小于血液的密度,可见,ρ甲>ρ乙>ρ丙,由图知液面相平,由公式p=ρgh可得,试管底部受到溶液的压强:p甲>p乙>p丙,所以甲试管底部受到溶液的压强最大.
14.8×107 不变 上浮
m排=8000 t=8×106 kg,由阿基米德原理可得,它装满货物在长江中航行时所受的浮力:F浮=G排=m排g=8×106 kg×10 N/kg=8×107 N,因为轮船始终处于漂浮状态,则F浮=G船,且船的重力不变,所以,轮船由长江驶入大海后,受到的浮力不变;又因为F浮=ρ液V排液g,且海水的密度大于江水的密度,即液体的密度变大,所以,轮船排开海水的体积变小,则船身将上浮一些.
15.(1)由题意可知,铝块的重力为G=27 N,铝块对水平台秤的压力F=G=27 N,铝块对水平台秤的压强:p===1350 Pa.
(2)由G=mg得,铝块的质量:
m===2.7 kg,
根据ρ=可得,实心铝块的体积:
V===1×10-3 m3,
铝块浸没在水中静止时受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103 kg/m3×1×10-3 m3×10 N/kg=10 N.
16.(1)零刻度线 (2)1 (3)2.5×103
(4)5×104 (5)偏小
(1)使用弹簧测力计前,应先检查指针是否指在零刻度线处(指针校零).
(2)根据称重法,物体受到的浮力:
F浮=2.5 N-1.5 N=1 N;根据阿基米德原理得:V石=V排===1×10-4 m3.
(3)小石块的质量:
m石===0.25 kg,
则小石块的密度:
ρ石===2.5×103 kg/m3.
(4)校训石对水平地面的压强:p=ρ石gh=2.5×103 kg/m3×10 N/kg×2 m=5×104 Pa.
(5)校训石与地面接触的右下角是缺损的,导致受力面积减小,测算时计算的底面积比实际的底面积大,忽略校训石质量的变化,由p=可知,测算出的压强比实际压强偏小.
17.(1)大于 B
(2)软管或橡皮膜处漏气
(3)不可靠的
没有控制金属盒在两种液体中的深度相同
18.(1)B
(2)1 排开的液体受到的重力
(3)A (4)变小 (5)乙
(2)空气中物体的重力为G=2 N;水中弹簧测力计的示数为F'=1 N,物体在水中受到的浮力:F浮=G-F'=2 N-1 N=1 N;由图丁可知,空桶的重力G桶=0.5 N,由图丙可知,水和桶的重力G总=1.5 N,所以溢出水的重力:G排=G总-G桶=1.5 N-0.5 N=1 N;
根据计算结果可知,F浮=G排,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力.
(3)图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
图乙中物体未浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体所受的重力,对实验没有影响,故B不符合题意.
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),液体的密度减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排液g知浮力减小.
(5)物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即图乙中不需要弹簧测力计.
19.(1)0.8×103 (2)上 (3)A (4)D (5)C (1)密度计竖直漂浮在液体中,静止时液面所对应的刻度即表示液体的密度,由图甲可知,被测液体的密度为0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3.
(2)根据密度计的工作原理可知,所测液体的密度越小,刻度的位置越偏上,故图甲中“0.7”刻度的位置在“0.8”的上方.
(3)由题知,B的配重质量大于A的配重质量,根据漂浮时浮力等于其重力可知,B受到的浮力大,A受到的浮力小;当浸入液体中的体积(V排)相同时,因A受到的浮力小,由F浮=ρ液V排液g可知,A所测液体的密度小,已知测量密度小于水的液体用比轻计,所以A为比轻计.
(4)已知A为比轻计,测量密度小于水的液体,比轻计的最大刻度是“1”,所以A密度计的刻度线“1”在刻度的下端;B为比重计,比重计的最小刻度是“1”,测量密度大于水的液体,则B密度计的刻度线“1”在刻度的上端,故D正确.
(5)A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的玻璃管完全相同,已知B的配重质量大于A的配重质量,根据漂浮时浮力等于其重力可知,B受到的浮力大;将A、B两支密度计放入水中,因B受到的浮力大,由F浮=ρ液V排液g可知,B排开水的体积大,即B浸入液体部分大,则B露出水面较短;而A受到的浮力小,A排开水的体积小,即A浸入液体部分小,则A露出水面较长,故C正确.