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浙教版科学2018-2019学年八年级上学期第一章 水和水的溶液 单元试卷
一、复习精练
1.关于电解水实验的叙述错误的是( )
A.电解水时正极上产生的气体能使带火星的木条复燃
B.电解水时两个电极上都有气泡产生
C.电解水时产生的氢气体积小于氧气体积
D.电解水证明水由氢和氧组成
2.以下是净水的操作,单一操作相对净化程度由低到高的排列顺序正确的是( )
①静置沉淀 ②过滤 ③吸附沉淀 ④蒸馏
A.①②③④ B.①④②③ C.①③②④ D.③①②④
3.如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5牛和0.4牛,则下列说法正确的是( )
A.小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B.小球在甲杯中受到的浮力为0.5牛,在乙杯中受到的浮力小于0.4牛
C.小球的质量为50克
D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
4.如表是不同温度时硝酸钾的溶解度,有关说法正确的是( )
温度/℃ 0 20 40 60 80 100
溶解度/克 13.3 31.6 63.9 110 169 246
A.20 ℃时,100克水中溶解的硝酸钾越多溶解度就越大
B.40 ℃时,100克硝酸钾饱和溶液中含有硝酸钾63.9克
C.100 ℃的水能溶解的硝酸钾一定比80 ℃的水能溶解的硝酸钾多
D.0 ℃的硝酸钾饱和溶液一定比60 ℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小
5.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
6.如图所示,一个放砝码的蒸发皿浮在水槽的水面上,蒸发皿底部到水面的距离为h,当不断地向水中加食盐时,下列各图中,正确反映h与食盐质量之间关系的是( )
A. B.
C. D.
7.某粗心的同学在做“配制一定溶质质量分数的溶液”时,部分操作如下,其中操作明显有误的一项是( )
A. B.
C. D.
8.“彩球温度计”是一种家居装饰品。如图所示,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同的小球,按照密度大小排序,依次沉入液体中,球上标有设定好的温度用来读数。当外界气温降低时,容器内液体的体积变小、密度 (填“变大”“变小”或“不变”),小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温。根据图中小球的位置可以判断,浮起的三个小球中 (填字母)球的密度最大。
9.已知20 ℃时氯化钠的溶解度是36.0克。某同学用天平称取氯化钠固体25克,用量筒量取蒸馏水60毫升(水的密度为1克/毫升),配制一定质量分数的氯化钠溶液,该氯化钠溶液的溶质质量分数为 。若该同学量取水时是俯视读数,则所配制氯化钠溶液的溶质质量分数会 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
10.小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。密度计能在液体中竖直漂浮,如图1所示,根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计在纯水中浸没的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中浸没的深度,在管上画上纯水的密度值线A(如图2)。
c.把密度计放入纯水中,验证刻度线A的位置是否准确。
请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h= 。(可能用到的数学公式:圆柱体体积V=Sh,圆的面积S= )
(2)若纯水密度已知,请你写出b步骤中所需用的测量仪器及对应测量的物理量。
(3)步骤c中,若水面在刻度线A以上,请你简要写出一种校准的方法。
(4)若把校准后的密度计放在密度为0.8×103千克/米3的酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线上方还是下方?为什么?
11.图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3米/秒的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)。求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】水的组成和主要性质
【解析】【分析】根据电解水的现象及结论进行分析。
【解答】A.电解水时正极上产生的气体是氧气,能使带火星的木条复燃,叙述正确;
B.电解水时两个电极上都有气泡产生,叙述正确;
C.电解水时产生的氢气体积大于氧气体积,约为2:1,叙述错误;
D.电解水证明水由氢和氧元素组成,叙述正确;
故答案为:C。
2.【答案】C
【知识点】水的净化
【解析】【分析】根据静置沉淀、过滤、吸附沉淀、蒸馏的原理进行分析。
【解答】①静置沉淀是使大密度的固体沉淀,②过滤能除去不溶性物质,③吸附沉淀是用絮凝剂使悬浮的固体沉淀, ④蒸馏可得到纯净的水,所以净化程度由低到高的排列顺序为①静置沉淀 ③吸附沉淀 ②过滤 ④蒸馏;
故答案为:C。
3.【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】物体漂浮在液体表面,物体密度小于液体;物体下沉,则物体的密度大于液体密度。
【解答】甲和乙都在杯子中,和水接触,所以甲乙都有收到浮力。物体受到的浮力等于排开液体体积的重力,所以甲受到的浮力是0.5N,乙受到的重力是0.4N,而小球在甲中漂浮,浮力等于重力,所以甲球的重力为0.5N,质量为50克。小球在甲中漂浮,所以小球的密度小于甲液体的密度。小球在乙中下沉,所以乙的密度小于小球的密度,所以甲液体密度大于乙的密度。
4.【答案】D
【知识点】固体溶解度的概念
【解析】【分析】根据题中所给数据结合溶解度的定义进行分析。
【解答】A.物质的溶解度与溶质、溶剂质量无关,不符合题意;
B.40 ℃时硝酸钾溶解度为63.9克,则100克水中溶解63.9克硝酸钾,对应溶液为163.9克,不符合题意;
C.因没有指明水的质量,所以溶解的硝酸钾质量无法比较,不符合题意;
D.0 ℃的硝酸钾饱和溶液一定比60 ℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小,符合题意;
故答案为:D.
5.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;根据所测数据计算F浮与G排并进行比较.
(2)液体内部的压强与液体深度有关,深度越大,产生的压强越大;
(3)物块完全浸没水中前,排开水的体积增大,溢出去的增多;
(4)由左侧图可知物块的重力,计算出质量;由由图可知物块浸没水中后的重力G′,根据F浮=G-G′计算出浮力,根据阿基米德原理计算出V排,即物体的体积,最后根据密度公式计算出物体的密度.
【解答】A、物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积.所以应该在溢水杯中倒满水;A不符合题意;
B、物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,故水对容器底部的压强不变;B不符合题意;
C、左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化;C不符合题意;
D、由测力计的示数可知,物体的重力G=2N,物体的质量m=;
物体浸没水中后的浮力F浮=G-G′=2N-1N=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排=F浮/ρ水g==1×10-4m3,
物体的密度ρ==2×103m3;D符合题意.
故答案为:D.
6.【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据向水中不断加氯化钠时溶液密度会增大直到饱和保持不变,从而引起液体中物体所受浮力大小的变化分析。
【解答】不断地向水中加食盐时溶液密度会不断增加,蒸发皿所受浮力会不断增大,所以浸入液面的高度h不断减小,直到氯化钠溶液达到饱和时保持不变;
故答案为:C。
7.【答案】B
【知识点】一定溶质质量分数的溶液的配制
【解析】【分析】根据天平的正确使用方法分析;根据取用固体药品的注意事项分析;根据量筒的正确使用分析;根据配制溶液要用玻璃棒搅拌分析。
【解答】天平使用应左物右砝,B中将氯化钠放在了右盘错误;
故答案为:B。
8.【答案】变大;C
【知识点】密度公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)容器内的液体质量一定,体积变小,利用密度公式进行定性分析即可判断;
(2)浸没液体中的物体,如果物体的密度大于液体的密度,物体将下沉;如果物体的密度小于液体的密度,物体将上浮;如果物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮.据此分析判断.
【解答】(1)当外界气温降低时,容器内的液体质量不变,体积变小,由ρ= 可知密度变大;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,当液体的密度大于小球的密度时,小球就上浮,按小球上浮的先后顺序,先上浮的小球的密度较小,后上浮的小球的密度较大,所以浮起的三个小球中C球的密度最大.
故答案为:变大;C.
9.【答案】26.5%;不变
【知识点】溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】根据溶质质量分数为溶质质量与溶液质量之比分析;根据饱和溶液溶质质量分数是定值,可用溶解度/100+溶解度计算分析。
【解答】20 ℃时氯化钠的溶解度是36.0克,天平称取氯化钠固体25克,用量筒量取蒸馏水60毫升(水的密度为1克/毫升),配制一定质量分数的氯化钠溶液,氯化钠只能溶解21.6克,所以该氯化钠溶液的溶质质量分数为;若该同学量取水时是俯视读数,则水的实际体积会偏小,氯化钠仍不能全部溶解,所配制氯化钠溶液仍是饱和溶液,溶质质量分数不变。
10.【答案】(1)
(2)解:用天平(带砝码)测量装了铅丸的玻璃管总质量为m;用刻度尺测量玻璃管的底面直径为d和在管上确定纯水的密度值线A的位置。
(3)解:从玻璃管中取出适量的小铅丸,使水面刚好在刻度线A处
(4)解:上方;因为依密度计浸没的深度公式h= 知,待测液体的密度越小,密度计浸没液体的深度越深。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)要求密度计在纯水中浸没的深度,要利用密度计的使用原理,密度计在使用时处于平衡状态,此时浮力大小等于重力大小,浮力不变.然后利用浮力等于重力,求出排开液体体积的大小,再根据求出的体积,算出深度h.
(2)根据所得公式分析h=,公式中ρπ均属已知,只需测出质量和直径.质量可以用托盘天平或弹簧测力计测出,直径可以用直尺或三角板测出.
(3)实践是检验真理的唯一标准,所以最后的结果要根据实际来校准最后的刻度线.若水面在刻度线以上,由于漂浮浮力等于重力,说明此时重力较大,为了与实际值相吻合,从铅笔上剪下适量长度的金属丝,减小密度计的重力便可.
(4)而最后一问可以根据深度公式h= ,在其他量不变的情况下,密度越大,深度越小.而盐水密度大于水的密度,所以其深度更浅,液面位置在刻度线的下方.
【解答】(1)由于密度计处于平衡状态,F浮=G物,
根据F浮=ρgV排和G=mg可得:ρgV排=mg,
V排=Sh=π,
则,ρgπ=mg,
解得,h=.
(2)根据第一问中的深度公式,可以看出我们需测出质量和直径两个物理量,另外深度也就是刻度线位置也需要测量出.所以用天平(带砝码)测量装了缠有金属丝铅笔的总质量为m;用刻度尺测量玻璃管的底面直径为d和在管上确定纯水的密度值线A的位置
(3)一切均以实际为标准,若水面在刻度线以上,这时需要剪下适量长度的金属丝减少密度计总质量,使刻度线与水面相持平.所以从铅笔上剪下适量长度的金属丝,使水面刚好在刻度线A处;
(4)由于盐水密度比水大,在浮力不变的情况下,排开液体的体积减小,则应该在刻度线的下方;因为依密度计浸没的深度公式h=知,待测液体的密度越大,密度计浸没液体的深度越浅.
11.【答案】(1)解:由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15秒-10秒=5秒
根据v=可得,长方体A的高度:s=vt=0.3米/秒×5秒=1.5米
(2)解:由图乙可知,前10秒钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104牛
10~15秒时,钢绳的拉力减小,物体A从与水面接触到完全浸没,由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104牛
所以A受到的浮力:F浮=G-F′=3×104牛-1×104牛=2×104牛
(3)解:根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:V=V排=F浮/ρ水g==2米3
所以A的密度:ρ====1.5×103千克/米3
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据物体在水面以上,拉力与重力是平衡力分析;根据F浮=ρ水gV排进行分析。
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浙教版科学2018-2019学年八年级上学期第一章 水和水的溶液 单元试卷
一、复习精练
1.关于电解水实验的叙述错误的是( )
A.电解水时正极上产生的气体能使带火星的木条复燃
B.电解水时两个电极上都有气泡产生
C.电解水时产生的氢气体积小于氧气体积
D.电解水证明水由氢和氧组成
【答案】C
【知识点】水的组成和主要性质
【解析】【分析】根据电解水的现象及结论进行分析。
【解答】A.电解水时正极上产生的气体是氧气,能使带火星的木条复燃,叙述正确;
B.电解水时两个电极上都有气泡产生,叙述正确;
C.电解水时产生的氢气体积大于氧气体积,约为2:1,叙述错误;
D.电解水证明水由氢和氧元素组成,叙述正确;
故答案为:C。
2.以下是净水的操作,单一操作相对净化程度由低到高的排列顺序正确的是( )
①静置沉淀 ②过滤 ③吸附沉淀 ④蒸馏
A.①②③④ B.①④②③ C.①③②④ D.③①②④
【答案】C
【知识点】水的净化
【解析】【分析】根据静置沉淀、过滤、吸附沉淀、蒸馏的原理进行分析。
【解答】①静置沉淀是使大密度的固体沉淀,②过滤能除去不溶性物质,③吸附沉淀是用絮凝剂使悬浮的固体沉淀, ④蒸馏可得到纯净的水,所以净化程度由低到高的排列顺序为①静置沉淀 ③吸附沉淀 ②过滤 ④蒸馏;
故答案为:C。
3.如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5牛和0.4牛,则下列说法正确的是( )
A.小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B.小球在甲杯中受到的浮力为0.5牛,在乙杯中受到的浮力小于0.4牛
C.小球的质量为50克
D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
【答案】C
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】物体漂浮在液体表面,物体密度小于液体;物体下沉,则物体的密度大于液体密度。
【解答】甲和乙都在杯子中,和水接触,所以甲乙都有收到浮力。物体受到的浮力等于排开液体体积的重力,所以甲受到的浮力是0.5N,乙受到的重力是0.4N,而小球在甲中漂浮,浮力等于重力,所以甲球的重力为0.5N,质量为50克。小球在甲中漂浮,所以小球的密度小于甲液体的密度。小球在乙中下沉,所以乙的密度小于小球的密度,所以甲液体密度大于乙的密度。
4.如表是不同温度时硝酸钾的溶解度,有关说法正确的是( )
温度/℃ 0 20 40 60 80 100
溶解度/克 13.3 31.6 63.9 110 169 246
A.20 ℃时,100克水中溶解的硝酸钾越多溶解度就越大
B.40 ℃时,100克硝酸钾饱和溶液中含有硝酸钾63.9克
C.100 ℃的水能溶解的硝酸钾一定比80 ℃的水能溶解的硝酸钾多
D.0 ℃的硝酸钾饱和溶液一定比60 ℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小
【答案】D
【知识点】固体溶解度的概念
【解析】【分析】根据题中所给数据结合溶解度的定义进行分析。
【解答】A.物质的溶解度与溶质、溶剂质量无关,不符合题意;
B.40 ℃时硝酸钾溶解度为63.9克,则100克水中溶解63.9克硝酸钾,对应溶液为163.9克,不符合题意;
C.因没有指明水的质量,所以溶解的硝酸钾质量无法比较,不符合题意;
D.0 ℃的硝酸钾饱和溶液一定比60 ℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小,符合题意;
故答案为:D.
5.用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是( )
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103千克/米3
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;根据所测数据计算F浮与G排并进行比较.
(2)液体内部的压强与液体深度有关,深度越大,产生的压强越大;
(3)物块完全浸没水中前,排开水的体积增大,溢出去的增多;
(4)由左侧图可知物块的重力,计算出质量;由由图可知物块浸没水中后的重力G′,根据F浮=G-G′计算出浮力,根据阿基米德原理计算出V排,即物体的体积,最后根据密度公式计算出物体的密度.
【解答】A、物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积.所以应该在溢水杯中倒满水;A不符合题意;
B、物块浸没水中后,随着深度的增加,排开水的体积不变,液体的深度不变,故水对容器底部的压强不变;B不符合题意;
C、左侧实验中,在物块完全浸没水中前,随着物块浸入水中深度的增加,排开水的体积增大,溢出去的水增多,故弹簧测力计的示数变大;物块完全浸没水中,排开水的体积不变,弹簧测力计的示数不再变化;C不符合题意;
D、由测力计的示数可知,物体的重力G=2N,物体的质量m=;
物体浸没水中后的浮力F浮=G-G′=2N-1N=1N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,物体的体积V=V排=F浮/ρ水g==1×10-4m3,
物体的密度ρ==2×103m3;D符合题意.
故答案为:D.
6.如图所示,一个放砝码的蒸发皿浮在水槽的水面上,蒸发皿底部到水面的距离为h,当不断地向水中加食盐时,下列各图中,正确反映h与食盐质量之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】根据向水中不断加氯化钠时溶液密度会增大直到饱和保持不变,从而引起液体中物体所受浮力大小的变化分析。
【解答】不断地向水中加食盐时溶液密度会不断增加,蒸发皿所受浮力会不断增大,所以浸入液面的高度h不断减小,直到氯化钠溶液达到饱和时保持不变;
故答案为:C。
7.某粗心的同学在做“配制一定溶质质量分数的溶液”时,部分操作如下,其中操作明显有误的一项是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】一定溶质质量分数的溶液的配制
【解析】【分析】根据天平的正确使用方法分析;根据取用固体药品的注意事项分析;根据量筒的正确使用分析;根据配制溶液要用玻璃棒搅拌分析。
【解答】天平使用应左物右砝,B中将氯化钠放在了右盘错误;
故答案为:B。
8.“彩球温度计”是一种家居装饰品。如图所示,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同的小球,按照密度大小排序,依次沉入液体中,球上标有设定好的温度用来读数。当外界气温降低时,容器内液体的体积变小、密度 (填“变大”“变小”或“不变”),小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温。根据图中小球的位置可以判断,浮起的三个小球中 (填字母)球的密度最大。
【答案】变大;C
【知识点】密度公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)容器内的液体质量一定,体积变小,利用密度公式进行定性分析即可判断;
(2)浸没液体中的物体,如果物体的密度大于液体的密度,物体将下沉;如果物体的密度小于液体的密度,物体将上浮;如果物体的密度等于液体的密度,物体将悬浮.据此分析判断.
【解答】(1)当外界气温降低时,容器内的液体质量不变,体积变小,由ρ= 可知密度变大;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,当液体的密度大于小球的密度时,小球就上浮,按小球上浮的先后顺序,先上浮的小球的密度较小,后上浮的小球的密度较大,所以浮起的三个小球中C球的密度最大.
故答案为:变大;C.
9.已知20 ℃时氯化钠的溶解度是36.0克。某同学用天平称取氯化钠固体25克,用量筒量取蒸馏水60毫升(水的密度为1克/毫升),配制一定质量分数的氯化钠溶液,该氯化钠溶液的溶质质量分数为 。若该同学量取水时是俯视读数,则所配制氯化钠溶液的溶质质量分数会 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】26.5%;不变
【知识点】溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】根据溶质质量分数为溶质质量与溶液质量之比分析;根据饱和溶液溶质质量分数是定值,可用溶解度/100+溶解度计算分析。
【解答】20 ℃时氯化钠的溶解度是36.0克,天平称取氯化钠固体25克,用量筒量取蒸馏水60毫升(水的密度为1克/毫升),配制一定质量分数的氯化钠溶液,氯化钠只能溶解21.6克,所以该氯化钠溶液的溶质质量分数为;若该同学量取水时是俯视读数,则水的实际体积会偏小,氯化钠仍不能全部溶解,所配制氯化钠溶液仍是饱和溶液,溶质质量分数不变。
10.小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。密度计能在液体中竖直漂浮,如图1所示,根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计在纯水中浸没的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中浸没的深度,在管上画上纯水的密度值线A(如图2)。
c.把密度计放入纯水中,验证刻度线A的位置是否准确。
请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h= 。(可能用到的数学公式:圆柱体体积V=Sh,圆的面积S= )
(2)若纯水密度已知,请你写出b步骤中所需用的测量仪器及对应测量的物理量。
(3)步骤c中,若水面在刻度线A以上,请你简要写出一种校准的方法。
(4)若把校准后的密度计放在密度为0.8×103千克/米3的酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线上方还是下方?为什么?
【答案】(1)
(2)解:用天平(带砝码)测量装了铅丸的玻璃管总质量为m;用刻度尺测量玻璃管的底面直径为d和在管上确定纯水的密度值线A的位置。
(3)解:从玻璃管中取出适量的小铅丸,使水面刚好在刻度线A处
(4)解:上方;因为依密度计浸没的深度公式h= 知,待测液体的密度越小,密度计浸没液体的深度越深。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)要求密度计在纯水中浸没的深度,要利用密度计的使用原理,密度计在使用时处于平衡状态,此时浮力大小等于重力大小,浮力不变.然后利用浮力等于重力,求出排开液体体积的大小,再根据求出的体积,算出深度h.
(2)根据所得公式分析h=,公式中ρπ均属已知,只需测出质量和直径.质量可以用托盘天平或弹簧测力计测出,直径可以用直尺或三角板测出.
(3)实践是检验真理的唯一标准,所以最后的结果要根据实际来校准最后的刻度线.若水面在刻度线以上,由于漂浮浮力等于重力,说明此时重力较大,为了与实际值相吻合,从铅笔上剪下适量长度的金属丝,减小密度计的重力便可.
(4)而最后一问可以根据深度公式h= ,在其他量不变的情况下,密度越大,深度越小.而盐水密度大于水的密度,所以其深度更浅,液面位置在刻度线的下方.
【解答】(1)由于密度计处于平衡状态,F浮=G物,
根据F浮=ρgV排和G=mg可得:ρgV排=mg,
V排=Sh=π,
则,ρgπ=mg,
解得,h=.
(2)根据第一问中的深度公式,可以看出我们需测出质量和直径两个物理量,另外深度也就是刻度线位置也需要测量出.所以用天平(带砝码)测量装了缠有金属丝铅笔的总质量为m;用刻度尺测量玻璃管的底面直径为d和在管上确定纯水的密度值线A的位置
(3)一切均以实际为标准,若水面在刻度线以上,这时需要剪下适量长度的金属丝减少密度计总质量,使刻度线与水面相持平.所以从铅笔上剪下适量长度的金属丝,使水面刚好在刻度线A处;
(4)由于盐水密度比水大,在浮力不变的情况下,排开液体的体积减小,则应该在刻度线的下方;因为依密度计浸没的深度公式h=知,待测液体的密度越大,密度计浸没液体的深度越浅.
11.图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3米/秒的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)。求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
【答案】(1)解:由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15秒-10秒=5秒
根据v=可得,长方体A的高度:s=vt=0.3米/秒×5秒=1.5米
(2)解:由图乙可知,前10秒钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104牛
10~15秒时,钢绳的拉力减小,物体A从与水面接触到完全浸没,由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104牛
所以A受到的浮力:F浮=G-F′=3×104牛-1×104牛=2×104牛
(3)解:根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:V=V排=F浮/ρ水g==2米3
所以A的密度:ρ====1.5×103千克/米3
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】根据物体在水面以上,拉力与重力是平衡力分析;根据F浮=ρ水gV排进行分析。
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