八上科学第1单元1-3节培优提升练习 (含解析)

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名称 八上科学第1单元1-3节培优提升练习 (含解析)
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文件大小 2.1MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-01-05 13:24:43

文档简介

八上科学第一单元1-3节培优提升练习
一、单选题
1.下列是有关科学问题中的因果关系,其中说法正确的是(  )
A.浮在水面上的铁球一定是空心的,那么空心的铁球一定会浮在水面上
B.溶液是均一的,稳定的,那么均一的,稳定的物质一定是溶液
C.饱和溶液恒温蒸发后会有固体析出,那么能恒温蒸发析出固体的溶液一定是饱和溶液
D.密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小
2.容器内装有一定质量的水,将物体A、B叠放后一起放入水中,静止时如图所示。再将A从B上拿下放入水中,B静止时在水面漂浮。下列说法错误的是(  )
A.物体A的密度大于物体B的密度
B.物体B漂浮后,水对容器底的压强变小
C.物体B漂浮后,桌面受到的压力变大
D.物体B漂浮后,物体A所受的浮力不变
3.如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是(  )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
4.下列四幅图中有关现象说法正确的是(  )
图甲,高气压区一般情况下多晴朗干燥天气
B.图乙,两个小灯泡属于同一条干路,是串联
C.图丙,闭合回路导线中的自由电子总是从电源正极流向负极
D.图丁,热气球匀速上升时,浮力大于重力,球内气体与外面空气密度相等
5.某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中运动轨迹(如右图所示),则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为(  )
A.B.C. D.
6.如图所示,水槽中有三个等质量的实心物体处于静止状态,甲、乙为长方体,丙为球体。下列有关说法正确的是(  )
A.丙物体排开的水的体积最多
B.乙物体受到的浮力最小
C.甲物体的密度大于乙物体的密度
D.无法判断三个物体之间的密度大小关系
7.一个质量为100g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后瓶内
外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是(  )
①玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
②未知液体的密度为0.75g/cm3
③玻璃瓶底的面积为50cm2④玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
8.如图为甲、乙两种固体物质的溶解度曲线,下列说法正确的是(  )
A.20℃时,甲物质的溶解度比乙物质的溶解度大
B.甲物质中混有少量乙物质,采用蒸发结晶的方法提纯甲物质
C.40℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液中溶质质量分数相等
D.60℃时,将80g甲物质放入100g水中,所得溶液中溶质质量与溶剂质量之比是4:5
9.图1可表示“M与N的并列关系”,图2可表示“M属于N的从属关系”。下列概念间的关系符合图3所示关系的是(  )
10.甲、乙体积相同,乙、丙质量相等,将它们放入水中静止时如图所示,其中丙为沉底,则下列说法正确的是(  )
A.甲所受的浮力大于甲所受的重力
B.若三个物体均由同种材料制成,则丙一定实心
C.丙物体的平均密度最小
D.乙受到的浮力最大
11.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中。放入小球后两个容器中的液体深度机同,且A、C两球排开液体体积相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。下列选项中(  )
①甲液体对容器底的压强与乙液体对容器底的压强相等
②三个小球中密度最小的是A球
③A球所受浮力大于C球所受浮力
④如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有③④正确 D.只有①②③④正确
12.下列物体没有受到浮力作用的是(  )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.深入河底的桥墩
C.在蓝天飞翔的老鹰 D.深海潜游的鲸鱼
13.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是(  )
A.先下沉然后上浮
B.先上浮然后下沉
C.浮力变小,一直下沉
D.浮力变大,一直上浮
14.2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程(  )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
15.三个完全相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是(  )
A.F甲=F乙>F丙 B.F甲=F乙C.F甲二、填空题
15.读“水循环示意图”,回答问题:
(1)下列数字在水循环中所代表的环节分别是:
①   ;③   。
(2)图中    (填序号)环节构成的水循环使陆地上的水不断地得到补充。
(3)不同的水循环中都包括的环节是(  )
A.地表径流 B.蒸发和降水 C.地下径流 D.下渗和蒸腾
16.用所学科学知识回答下列问题:
(1)甲图可以模拟潜水艇工作原理,潜水艇从水下的 500 米下潜到 1000 米过程中,所受浮力大小将   (填“变大”、“变小”或“不变”)。如果向外拉动甲图注射器 的活塞,那么模拟潜水艇的试管将   (填“上浮”、“下沉”或“位置不变”)。
(2)乙图表示水循环模拟图,B 表示水循环中的   环节;水循环的动力来自   。
(3)能够使丙图中的石蜡熔化,塑料片掉落的物质是   。(填“氢氧化钠”、“食 盐”或“硝酸铵”)。
(4)丁图通电一段时间后,两电极上都有   产生,能使带火星的木条复燃的是   号试管产生的气体。
17.劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为8N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力   (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会   (填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为4.0×10﹣3m3,则桶内鹅卵石的总质量为   kg。
18.牛奶中掺水量越多,牛奶密度越小,品质越差。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣,她用一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,如图所示。
(1)纯牛奶是   (选填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”)
(2)分别将自制密度计浸入牛奶甲和牛奶乙中,静止后如图所示。由图可知品质较高的牛奶为   (选填“甲”、“乙”或“相同”)
(3)使用中,发现细铁丝容易滑落,于是他取下铁丝,置于玻璃管内,再次测量这一杯牛奶密度(过程中杯内液体总量不变),则测得密度与原来相比   (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
19.概念图能清晰地反映概念之间的联系,如图为部分溶液中概念的相互联系,请回答:
(1)图中“?”是指   ;
(2)20℃时将8克食盐固体放入盛有20克蒸馏水的烧杯中,充分搅拌后,所得溶液的质量为   克。(20℃时,食盐的溶解度是36克)
三、实验探究题
20.小科所在的项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码。由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。为确定泡沫块高度,应考虑因素有____(可多选)
A.溢水杯的质量 B.泡沫块的体积 C.液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是   ;
(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为   ;
(4)有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有   (写出一种)。
21.小艾同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关 ”的实验。
(1)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论;同种液体中,物体受到的浮力大小与    有关;
(2)根据实验测得的数据还可计算出图E中弹簧测力计示数是     N(ρ酒精 = 0.8g/cm3 );若在图E的基础上加入少量水,则弹簧测力计示数将    (选填“变 大 ”、“不变 ”或“变小 ”);
(3)小艾同学受上面实验的启发,继续利用家里的电子秤、水、水杯和某金属圆柱体 来测量盐水的密度。实验步骤如图2所示:
①将圆柱体的一半浸入水中,记下台秤的示数为m1 =85g;
②将圆柱体全部浸入水中,记下台秤的示数为m2 =135g;
③将圆柱体从水中取出,擦干后全部没入与水等质量的盐水中,记下台秤的示数为m3 = 155g。则盐水的密度是     g/cm3。
22.小滨在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着圆柱体缓慢地浸入液体中不同深度,溢出的液体进入空烧杯内,弹簧测力计的示数如图所示甲、乙、丙、丁中液体均为水,请根据图示信息完成下面的填空。
(1)通过比较图   可以得出结论:在其他条件不变的情况下,物体受到的浮力与深度无关。
(2)通过比较图甲、乙、丙的实验,可以得出结论   。
(3)如果要进一步验证“阿基米德原理”,除上述实验步骤外,还需要的操作是   。
(4)根据图中的信息,可以算出圆柱体密度为   kg/m3。
四、解答题
23.在电解水实验中,往往加入少量硫酸以增强水的导电性。某同学分别在等量的蒸馏水中加入不同体积的同种硫酸,利用如图甲所示的装置做了三次实验,测出收集20mL氢气所需的时间,记录的数据如下表:
序号 1 2 3
蒸馏水的体积/mL 200 200 200
加入硫酸的体积/mL 10 5 2
收集20mL氢气所需的时间/s 396 758 1231
(1)图甲中的A端为电源   极(填“正”或“负”)。
(2)图乙是每次实验产生气泡的速度随反应时间变化的曲线。请结合验数据说明曲线变化的原因   
(3)若某次实验需要配置4.9%的稀硫酸100g,则需要98%的浓硫酸多少克 加水多少克 (写出计算过程)
24.一金属块在空气中受到的重力为39N,把它全部浸没在水中称时(金属块
未接触底面),弹簧测力计读数为34N。求:
该金属块受到水对它的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)该金属块的密度。
25.“同济飞鱼”是我国制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后像潜水器一样运行(如图甲所示),它的质量为1.63kg,可在水下巡游约40min。已知g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,下沉时浮力将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在某次测试“同济飞鱼”的“打捞”功能的试验中,“同济飞鱼”悬挂着一个实心物块A从水面以下匀速上升,直至实心物块A匀速提升到距水面一定的高度,如图乙所示;测试过程中,绳的拉力随时间t变化的图象(不计水的阻力),如图丙所示。
求:①实心物块A重力多大?
②实心物块A浸没在水中时受到的浮力是多大?
③其密度是多少?
26.如图所示,有一木块的体积为200cm3,浸没在水中且处于静止状态,木块受到绳子向下的拉力F为0.8N.(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力忽略不计)求:
(1)木块此时受到浮力;
木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
27.在中国空间站“太空授课”中,我们看到航天员们是“悬浮”在空间站中(如图甲)。为了适应这样的特殊环境,航天员们会在地面水环境中进行太空行走的模拟训练(如图乙)。
(1)航天员在模拟训练和在空间站中都处于“悬浮”状态,两者“悬浮”的原理是一样的。你认为该说法是否正确?   (填“正确”或“不正确”)。
(2)在天宫课堂上,浸没在水中的乒乓球无法上浮。以下解释合理的是____。
A.因为水失去质量,乒乓球将不受浮力作用
B.水在乒乓球上下表面无法形成压力差,乒乓球不受浮力
C.乒乓球排开水的体积太小,受到的浮力太小
D.乒乓球等同于浸没在液体中且与容器底部紧贴的蜡块不受浮力作用
(3)若宇航员质量为55千克,穿戴设备的质量为120千克,则宇航员在水中模拟训练时,受到的浮力大小为多少?排开水的体积为多少?
28.如图是浮力秤结构示意图,构造如下:两个底面积不同的圆柱形玻璃容器,大容器底面积是300cm2,高度是21cm,小容器底面积是250cm2,高度是25cm,质量是250g,小容器漂浮于大容器的水中,两容器壁厚可忽略不计。问:
(1)不放被测物时,小容器受到的浮力为   牛。
(2)已知该浮力秤的最大V排为21cm×250cm2,请计算该浮力秤测质量的量程。
(3)分析计算11N的水能否完成该浮力秤最大质量的称量?
29.如图所示,一边长为20cm的正方体木块漂浮在水面上,木块浸入水中的深度为12cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)试求:
(1)木块受到的浮力F浮。
(2)木块下表面受到的水的压强p;
(3)木块的密度。八上科学第一单元1-3节培优提升练习
一、单选题
1.下列是有关科学问题中的因果关系,其中说法正确的是(  )
A.浮在水面上的铁球一定是空心的,那么空心的铁球一定会浮在水面上
B.溶液是均一的,稳定的,那么均一的,稳定的物质一定是溶液
C.饱和溶液恒温蒸发后会有固体析出,那么能恒温蒸发析出固体的溶液一定是饱和溶液
D.密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小
【答案】D
【解析】【分析】(1)(4)根据浮沉条件判断;
(2)以水为例分析;
(3)不饱和溶液也可以恒温蒸发得到晶体。
【解答】A.空心铁球的平均密度小于水时,它才会漂浮在水面上,故A错误;
B.水就是均一、稳定的,但它不是溶液,而是纯净物,故B错误;
C.不饱和溶液恒温蒸发时,首先变成饱和溶液,然后才会结晶析出固体,故C错误;
D.密度比液体小的固体漂浮在液体中,那么漂浮在该液体中的实心固体的密度一定比液体小,故D正确。
故选D。
2.容器内装有一定质量的水,将物体A、B叠放后一起放入水中,静止时如图所示。再将A从B上拿下放入水中,B静止时在水面漂浮。下列说法错误的是(  )
A.物体A的密度大于物体B的密度
B.物体B漂浮后,水对容器底的压强变小
C.物体B漂浮后,桌面受到的压力变大
D.物体B漂浮后,物体A所受的浮力不变
【答案】C【解析】【分析】(1)根据浮沉条件比较物体密度的大小;
(2)比较物体B漂浮前后排开水的总体积的变化,进而确定水面高度的变化,最后根据液体压强公式p=ρ液gh判断水对容器底部压强的变化;
(3)桌面的压力等于桌面上所有物体的重力之和;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断浮力的变化。
【解答】将A从B上拿下后,B漂浮在水面上,那么ρB<ρ水。A在水中下沉,那么ρA>ρ水,因此ρA>ρB,故A正确不合题意;
物体B漂浮后,A和B排开水的总体积变小,那么水面下降,根据p=ρ液gh可知,水对容器底部的压强变小,故B正确不合题意;
无论B是否漂浮,桌面受到的压力F=G容器+G水+GA+GB,因此桌面受到的压力不变,故C错误符合题意;
物体B漂浮后,A仍然在水中浸没,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体A受到的浮力不变,故D正确不合题意。
3.如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是(  )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
【答案】C【解析】【分析】根据物体的浮沉条件,结合阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排分析判断。【解答】AB.冰山漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰山所受到的浮力一定等于它所受的重力;根据阿基米德原理F浮力=G排可知,冰山受到的浮力等于其排开的水的重力,所以冰山所受的重力等于它排开水所受的重力,故A、B错误;
C.冰山熔化一部分后,冰山的密度不变,冰山的密度小于水的密度,所以冰山仍会漂浮在水面上,故C正确;
D.冰山熔化一部分后,冰山的重力减小,冰山漂浮,浮力等于自身的重力,所以冰山受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知,冰山排开水的体积变小,故D错误。
4.下列四幅图中有关现象说法正确的是(  )
图甲,高气压区一般情况下多晴朗干燥天气
B.图乙,两个小灯泡属于同一条干路,是串联
C.图丙,闭合回路导线中的自由电子总是从电源正极流向负极
D.图丁,热气球匀速上升时,浮力大于重力,球内气体与外面空气密度相等
【答案】A【解析】【分析】根据天气系统、电路、电流的形成,空气密度等相关知识分析解答。
【解答】 A:图甲,高气压区一般情况下多晴朗干燥天气,正确。
B:图乙,两个小灯泡不属于同一条干路,是并联,错误。
C:图丙,闭合回路导线中的自由电子总是从电源负极流向正极,错误。
D:图丁,热气球匀速上升时,浮力等于重力,错误。
故选A。
5.某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中运动轨迹(如右图所示),则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为(  )
A.B.C. D.
【答案】A
6.如图所示,水槽中有三个等质量的实心物体处于静止状态,甲、乙为长方体,丙为球体。下列有关说法正确的是(  )
A.丙物体排开的水的体积最多
B.乙物体受到的浮力最小
C.甲物体的密度大于乙物体的密度
D.无法判断三个物体之间的密度大小关系
【答案】C【解析】【分析】(1)(2)根据浮沉条件比较浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较排开水的体积大小;
(3)(4)根据浮沉条件比较三个物体的密度大小。
【解答】根据图片可知,甲和乙漂浮,丙悬浮,那么它们受到的浮力都等于自身重力。因为三者质量相等,所以重力相等,那么受到的浮力相等,故B错误;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力相等时,它们排开水的体积相等,故A错误;
丙的体积等于V排,而甲和乙的体积等于V排+V露出,则三者的体积为:V乙>V甲>V丙。根据公式可知,密度丙>甲>乙,故C正确,D错误。
7.一个质量为100g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后瓶内
外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是(  )
①玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
②未知液体的密度为0.75g/cm3
③玻璃瓶底的面积为50cm2④玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】B【解析】【分析】(1)根据漂浮条件比较玻璃瓶受到浮力大小;
(2)根据玻璃瓶在水中和在图丙的液体中受的浮力相等列出等式,代入阿基米德原理计算即可;
(3)乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,据此列出等式,然后即可求出玻璃瓶底的面积;
(4)根据V=Sh求出玻璃瓶里水的体积,然后根据G=mg=ρVg求出水的重力,根据漂浮条件即可求出浮力。【解答】①图乙和丙中,玻璃瓶都处于漂浮状态,则玻璃瓶受到的浮力都等于自身重力。而玻璃瓶和水的总重力不变,因此玻璃瓶在水中受到的浮力等于在未知液体中受到的浮力,故①错误;
②设玻璃瓶的底面积为S,
玻璃瓶在水中和在液体中受的浮力相等,即:F浮水=F浮液,
ρ水gV排=ρ液gV排′,
ρ水g(V水+Sh2)=ρ液g(V水+Sh3),
0.75×103kg/m3×(0.10m×S+S×0.02m)=ρ液(0.10m×S+S×0.06m);
解得:ρ液=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3,故②正确;
③图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,
G玻璃瓶=m玻璃瓶g=0.1kg×10N/kg=1N,
F浮水=G玻璃瓶+G水,
ρ水gS(h1+h2)=G玻璃瓶+ρ水gSh1,
ρ水gSh2=G玻璃瓶,1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=1N;解得:S=50×10-4m2=50cm2,故③正确;④玻璃瓶中水的体积V水=Sh1=5×10-3m2×0.10m=5×10-4m3,
则玻璃瓶中水的重力:G水=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=5N,
则玻璃瓶在水中受到浮力:F浮水=G杯+G水=1N+5N=6N,故D错误。
故选B。
8.如图为甲、乙两种固体物质的溶解度曲线,下列说法正确的是(  )
A.20℃时,甲物质的溶解度比乙物质的溶解度大
B.甲物质中混有少量乙物质,采用蒸发结晶的方法提纯甲物质
C.40℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液中溶质质量分数相等
D.60℃时,将80g甲物质放入100g水中,所得溶液中溶质质量与溶剂质量之比是4:5
【答案】C【解析】【分析】(1)根据图像比较溶解度的大小;(2)当蒸发溶剂时,溶解度越小的物质越容易析出晶体
(3)根据溶解度图像的交点的意义分析;
(4)将80g与60℃时甲的溶解度比较,判断是否达到饱和,然后根据溶质质量分数=计算溶质与溶质的质量之比。
【解答】A.根据图像可知,20℃时甲的溶解度小于乙的溶解度,故A错误;
B.根据图像可知,当温度高于40℃时,乙的溶解度小于甲,那么蒸发溶剂时乙更溶液结晶析出,因此不能将甲物质提纯,故B错误;
C.40℃时,甲和乙的溶解度相等,都是20g,根据公式溶质质量分数=可知,二者的饱和溶液的溶质质量分数相等,故C正确;
D.60℃时,甲物质的溶解度为60g。因为80g>60g,所以此时甲溶液为饱和溶液,即100g水中甲物质的质量为60g,那么溶质和溶剂的质量之比:60g:100g=3:5,故D错误。
故选C。
9.图1可表示“M与N的并列关系”,图2可表示“M属于N的从属关系”。下列概念间的关系符合图3所示关系的是(  )
【答案】A
【解析】【分析】(1)由题中信息可知:图1中MN是并列关系;图2中MN是包含关系;图3中XYZ三者之间,X与Y是并列关系,X与Y都属于Z。(2)选项中符合图3所示的关系的也就是要满足X与Y并列,X与Y均属于Z。依此关系可判断选项。
【解答】A.溶质和溶剂并列,同属于溶液,符合图3关系,A正确;
B.悬浊液和乳浊液不属于溶液,不符合图3关系,B错误;
C.浊液不属于液体,C错误;
D.饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,D错误。
故答案为:A
10.甲、乙体积相同,乙、丙质量相等,将它们放入水中静止时如图所示,其中丙为沉底,则下列说法正确的是(  )
A.甲所受的浮力大于甲所受的重力
B.若三个物体均由同种材料制成,则丙一定实心
C.丙物体的平均密度最小
D.乙受到的浮力最大
【答案】D【解析】【分析】AD.根据浮沉条件比较甲的浮力和重力的大小;
BC.根据浮沉条件比较三者密度大小,从而确定实心情况。
【解答】A.根据图片可知,甲在水面上漂浮,则它受到的浮力等于重力,故A错误;
BC.根据浮沉条件可知,甲在水面漂浮,则甲的密度小于水的密度;乙在水里悬浮,则乙的密度等于水的密度;丙在水中下沉,则丙的密度大于水的密度。比较可知,甲的密度最小,丙的密度最大。根据可知,丙的体积肯定小于乙的体积,但是丙可能是空心的,故B、C错误;
D.甲排开液体的体积小于乙排开水的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力小于乙的浮力。乙悬浮,则乙受到的浮力等于重力;丙下沉,则丙受到的浮力小于重力,因此浮力最大的是乙,故D正确。
故选D。
11.如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中。放入小球后两个容器中的液体深度机同,且A、C两球排开液体体积相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。下列选项中(  )
①甲液体对容器底的压强与乙液体对容器底的压强相等
②三个小球中密度最小的是A球
③A球所受浮力大于C球所受浮力
④如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有③④正确 D.只有①②③④正确
【答案】C【解析】【解答】①根据图片可知,B球在甲中悬浮,则ρB=ρ甲;
B球在乙中下沉,则ρB>ρ乙,比较可知,液体密度ρ甲>ρ乙;
两容器中的液体深度相同,根据液体压强公式p=ρ液体gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙,故①错误;
②由B球在乙中下沉,C球在乙中漂浮可知,ρB>ρ乙,ρc<ρ乙,则ρB>ρc,
根据图片可知,A、C漂浮,且两球排开液体体积相同,三个球的体积V相同,
则可得ρAgV=ρ甲gVA排,则;
ρcgV=ρ乙gVB排,则,
因ρ甲>ρ乙,则可知ρA>ρc,
所以三个小球的密度关系为:ρB>ρA>ρC,即三个小球中密度最小的是C球,
故②错误;
③因VA排=VC排,ρ甲>ρ乙,根据F浮=ρ液gV排可得,A、C两球所受浮力关系为:F浮A>F浮C,故③正确;
④因ρc<ρ乙,ρC<ρA,所以不能比较ρA和ρ乙的关系,如果把A、C两球对调,则不能确定把A球放在乙液体中的浮沉情况,所以A球在乙液体中可能下沉,故④正确;
综上可知,只有③④正确。
故选C。
12.下列物体没有受到浮力作用的是(  )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.深入河底的桥墩
C.在蓝天飞翔的老鹰 D.深海潜游的鲸鱼
【答案】B
【解析】【解答】ACD中的物体浸在液体或气体中,因为液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。故ACD中的物体均受浮力作用;D中的桥墩由于底面埋在地下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故选D。
13.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是(  )
A.先下沉然后上浮 B.先上浮然后下沉
C.浮力变小,一直下沉 D.浮力变大,一直上浮
【答案】B【解答】如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度等于6℃时水的密度。根据图乙可知,从6℃到4℃时,水的密度变大,此时大于小球密度,则小球会上浮,即排开水的体积减小。再从4℃到0℃的过程中,水的密度变小,则小球会下沉,即排开水的体积会增大。故B正确,而A、C、D错误。故选B。
14.2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程(  )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A【解答】 不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程,浮力不变,因为浮力和液体的密度和排开液体的体积有关,这两个因素都不变,所以不变;受到的压强增大,因为液体压强和液体的密度和深度有关,液体的密度不变,但是深度增大,所以液体的压强增大;
故答案为:A
15.三个完全相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是(  )
A.F甲=F乙>F丙 B.F甲=F乙C.F甲【答案】C【解析】【分析】 阿基米德定律的内容是:浸在液体里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体所受到的重力;漂浮时,浮力等于重力;沉底时,浮力小于重力;悬浮时,浮力等于重力;
【解答】 三个完全相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止, 甲和乙中,完全浸没,V排=V物;根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,水的密度小于盐水的密度,所以F甲<F乙;乙和丙中,乙沉底,F乙<G物;丙中漂浮,F丙=G物;所以F乙<F丙;所以F甲<F乙<F丙;
二、填空题
15.读“水循环示意图”,回答问题:
(1)下列数字在水循环中所代表的环节分别是:
①   ;③   。
(2)图中    (填序号)环节构成的水循环使陆地上的水不断地得到补充。
(3)不同的水循环中都包括的环节是(  )
A.地表径流 B.蒸发和降水 C.地下径流 D.下渗和蒸腾
【答案】(1)降水;水汽输送(2)②③①⑤(3)B
【解析】
【解答】(1)在水循环中所代表的环节分别是: ①降水;③水汽输送。
(2)图中②蒸发③水汽输送①降雨⑤地表径流环节构成的水循环使陆地上的水不断地得到补充
(3)三种水循环指的是海陆间循环、陆地内循环、海洋内循环,共同环节是蒸发和降水
16.用所学科学知识回答下列问题:
(1)甲图可以模拟潜水艇工作原理,潜水艇从水下的 500 米下潜到 1000 米过程中,所受浮力大小将   (填“变大”、“变小”或“不变”)。如果向外拉动甲图注射器 的活塞,那么模拟潜水艇的试管将   (填“上浮”、“下沉”或“位置不变”)。
(2)乙图表示水循环模拟图,B 表示水循环中的   环节;水循环的动力来自   。
(3)能够使丙图中的石蜡熔化,塑料片掉落的物质是   。(填“氢氧化钠”、“食 盐”或“硝酸铵”)。
(4)丁图通电一段时间后,两电极上都有   产生,能使带火星的木条复燃的是   号试管产生的气体。
【答案】(1)不变;下沉(2)水汽输送;太阳辐射(3)氢氧化钠(4)气泡;2
【解答】(1)潜水艇从水下的 500 米下潜到 1000 米过程中,因为排开液体的体积不变,所以受到的浮力大小将不变。向外拉动甲图注射器 的活塞,试管内气压减小,外面的水会进入试管,使试管内总重力增加,浮力不变,当重力大于浮力时,试管将下沉。
(2)乙图中的B箭头由海洋上空指向陆地上空,可确定表示的是水汽输送。水循环的动力来自水太阳辐射。
(3)氢氧化钠溶于水会放出热量使水温上升,食盐溶于水温度不变,硝酸铵溶于水会吸收热量使温度下降。所以能够使丙图中的石蜡熔化,塑料片掉落的物质是氢氧化钠。
(4)电解水能产生氢气和氧气,所以两极上都有气泡产生。由试管中气体的体积1号试管:2号试管=1:2可知,1号试管内的气体是氢气,2号试管内的气体是氧气。所以能使带火星的木条复燃的是2号试管产生的气体。
故答案为:(1)不变;下沉;(2)水汽输送;太阳辐射;(3)氢氧化钠;(4)气泡;2
17.劳动实践中,小宁把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为8N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力   (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会   (填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为4.0×10﹣3m3,则桶内鹅卵石的总质量为   kg。
【答案】(1)小于(2)上升;3.2
【解析】【解答】(1)鹅卵石在水池底部时下沉,根据浮沉条件可知,它受到的浮力小于重力;
(2)①空桶始终在水面漂浮,它不会影响水面的高度变化。而鹅卵石原来下沉,浮力小于重力;后来在水面漂浮,此时浮力等于重力,即鹅卵石受到的浮力变大了。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鹅卵石排开水的体积变大了,因此水面会上升;
②此时桶受到的总浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N;
根据漂浮条件得到:F浮=G桶+G水;
即40N=8N+m×10N/kg;解得:m=3.2kg。
即鹅卵石的总质量为3.2kg。
18.牛奶中掺水量越多,牛奶密度越小,品质越差。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣,她用一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,如图所示。
(1)纯牛奶是   (选填“溶液”、“悬浊液”或“乳浊液”)
(2)分别将自制密度计浸入牛奶甲和牛奶乙中,静止后如图所示。由图可知品质较高的牛奶为   (选填“甲”、“乙”或“相同”)
(3)使用中,发现细铁丝容易滑落,于是他取下铁丝,置于玻璃管内,再次测量这一杯牛奶密度(过程中杯内液体总量不变),则测得密度与原来相比   (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)乳浊液(2)乙(3)偏小
【解析】【解答】(1)纯牛奶为不溶于水的液体,因此为乳浊液;
(2)密度计始终漂浮,则它受到的浮力等于重力,即浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,当浮力相同时,密度计在乙中排开液体的体积较小,则乙的密度较大,品质较高。
(3)细铁丝在外面时和在里面时,密度计的总重力不变,根据F浮力=G总可知,它们受到的总浮力不变。根据F浮力=ρ液gV排可知,它们排开液体的体积相等。当细铁丝在外面时,密度计排开液体的体积等于铁丝的体积与玻璃管排开液体的体积之和;而铁丝在里面时,只有玻璃管排开液体。比较可知,玻璃管排开液体的体积变大,即液面所对的刻度靠上,即测出密度偏小。
19.概念图能清晰地反映概念之间的联系,如图为部分溶液中概念的相互联系,请回答:
(1)图中“?”是指   ;
(2)20℃时将8克食盐固体放入盛有20克蒸馏水的烧杯中,充分搅拌后,所得溶液的质量为   克。(20℃时,食盐的溶解度是36克)
【答案】(1)溶剂(2)27.2
【解析】【分析】(1)根据溶液的组成分析解答;
(2)相同温度下,同种物质的溶解度相同,则饱和溶液的溶质质量分数相等,据此计算出20g水中最多溶解的食盐质量,从而计算出溶液质量。
【解答】(1)溶液有溶质和溶剂组成,则图中“?”为溶剂。
(2)设20℃时,20g水中最多溶解食盐的质量为x,

解得:x=7.2g;
那么溶液质量为:20g+7.2g=27.2g。
三、实验探究题
20.小科所在的项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码。由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。为确定泡沫块高度,应考虑因素有____(可多选)
A.溢水杯的质量 B.泡沫块的体积 C.液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是   ;
(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为   ;
(4)有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有   (写出一种)。
【答案】(1)B;C(2)将小石块放入上托盘时,有少量水溢出
(3)水位刻度线与水面相平(4)加细食盐或细沙等质量小的物体
【解析】【解答】(1)泡沫块的高度受自身体积和排开液体体积的影响,所以应考虑泡沫块的体积和液体的密度,而溢水杯的质量并不影响。
(2)本实验需要放入浮漂器后使水位与溢水口相平,可以在托盘上放物体使浮漂器下沉一些,若水位已于溢水口相平,则会有水溢出,反之,则不会。
(3)因为收集水的重力等于砝码重力,所以两个步骤中浮漂器的总重相等,排开液体的体积相等,水位刻度线位置也相同,即水位刻度线与水面相平。
(4)砝码质量有固定的大小,很难通过增减砝码使砝码总质量与溢出水的质量相等,所以可换用质量小的物体加以改进。
21.小艾同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关 ”的实验。
(1)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论;同种液体中,物体受到的浮力大小与    有关;
(2)根据实验测得的数据还可计算出图E中弹簧测力计示数是     N(ρ酒精 = 0.8g/cm3 );若在图E的基础上加入少量水,则弹簧测力计示数将    (选填“变 大 ”、“不变 ”或“变小 ”);
(3)小艾同学受上面实验的启发,继续利用家里的电子秤、水、水杯和某金属圆柱体 来测量盐水的密度。实验步骤如图2所示:
①将圆柱体的一半浸入水中,记下台秤的示数为m1 =85g;
②将圆柱体全部浸入水中,记下台秤的示数为m2 =135g;
③将圆柱体从水中取出,擦干后全部没入与水等质量的盐水中,记下台秤的示数为m3 = 155g。则盐水的密度是     g/cm3。
【答案】(1)排开液体体积(2)3.2;变小(3)1.2
【解析】【解答】(1)根据图片可知,A、B、C、D中物体排开水的体积增大,那么得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体体积有关;
(2)①图D和图E中物体完全浸没,则二者排开液体的体积相同,那么浮力与液体密度成正比,
即; ; 解得:F拉=3.2N。
②若在图E的基础上加入少量水, 则酒精的密度会增大,根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知,物体受到的浮力增大。根据F浮力=G-F拉可知,弹簧测力计的示数变小。
(3)根据①②可知,当圆柱体一半浸入水中时增大的示数为:135g-85g=50g;
则水和烧杯的总质量为:m水=85g-50g=35g;
则圆柱体完全浸没时排开水的质量为:m排=135g-35g=100g;
则圆柱体的体积为:;
圆柱体浸没时排开盐水的质量为:m排'=155g-35g=120g;
则盐水的密度为;.
22.小滨在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着圆柱体缓慢地浸入液体中不同深度,溢出的液体进入空烧杯内,弹簧测力计的示数如图所示甲、乙、丙、丁中液体均为水,请根据图示信息完成下面的填空。
(1)通过比较图   可以得出结论:在其他条件不变的情况下,物体受到的浮力与深度无关。
(2)通过比较图甲、乙、丙的实验,可以得出结论   。
(3)如果要进一步验证“阿基米德原理”,除上述实验步骤外,还需要的操作是   。
(4)根据图中的信息,可以算出圆柱体密度为   kg/m3。
【答案】(1)甲、丙、丁或丙丁(2)液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(3)测出每次溢出水的重力;(测质量或体积)(4)2×103
【解析】【解答】(1)探究物体受到浮力大小与深度的关系时,需要控制液体密度和排开液体的体积相同,只改变深度,故选实验甲、丙和丁或丙丁。
(2)根据图片可知,实验甲、乙、丙中液体密度相同,只有物体排开液体的体积不同,那么得到结论: 液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大 。
(3)根据阿基米德原理F浮=G排可知,探究阿基米德原理需要测出物体受到的浮力和排开液体的重力,那么还需要的操作为:测出每次溢出水的重力 。
(4)根据甲图可知,圆柱体的重力G=1.6N;
根据甲丙两图可知,圆柱体浸没在水中受到的浮力:F浮力=G-F拉=1.6N-0.8N=0.8N;
则圆柱体的体积:;
则圆柱体的密度为:。
四、解答题
23.在电解水实验中,往往加入少量硫酸以增强水的导电性。某同学分别在等量的蒸馏水中加入不同体积的同种硫酸,利用如图甲所示的装置做了三次实验,测出收集20mL氢气所需的时间,记录的数据如下表:
序号 1 2 3
蒸馏水的体积/mL 200 200 200
加入硫酸的体积/mL 10 5 2
收集20mL氢气所需的时间/s 396 758 1231
(1)图甲中的A端为电源   极(填“正”或“负”)。
(2)图乙是每次实验产生气泡的速度随反应时间变化的曲线。请结合验数据说明曲线变化的原因   
(3)若某次实验需要配置4.9%的稀硫酸100g,则需要98%的浓硫酸多少克 加水多少克 (写出计算过程)
【答案】(1)负(2)随着水的电解,水的质量不断减小,硫酸的浓度越来越大,则导电能力越来越强,反应越来越快。(3)解:设需要98%的浓硫酸的质量为x,
4.9%×100g=98%x; 解得:x=5g; 则需要加水的质量:100g-5g=95g。
【解析】【分析】(1)在电解水的实验中,生成氢气的体积是氧气体积的2倍。与电源正极相连的试管收集氧气,与负极相连的试管收集氢气。
(2)水中正负离子的浓度越大,则导电能力越强,水的分解速度越快,据此分析离子浓度对反应速率的影响即可。
(3)稀释前后,溶质的质量不变,据此根据“溶质质量=溶液质量×溶质质量分数”列出方程,从而计算需要浓硫酸的质量和加水的质量即可。
【解答】(1)根据甲图可知,试管①中气体的体积大于试管②中气体的体积,则试管①内为氢气。与因为与电源负极相连的试管收集氢气,所以A端为电源负极。
(2)根据乙图可知,随着反应时间的增长,产生气泡的速度不断增大,原因为:随着水的电解,水的质量不断减小,硫酸的浓度越来越大,则导电能力越来越强,反应越来越快。
24.一金属块在空气中受到的重力为39N,把它全部浸没在水中称时(金属块
未接触底面),弹簧测力计读数为34N。求:
(1)该金属块受到水对它的浮力;该金属块受到水对它的浮力F浮=G-F拉=39N-34N=5N;
(2)金属块的体积;金属块的体积:
(3)该金属块的密度。金属块的密度:
25.“同济飞鱼”是我国制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后像潜水器一样运行(如图甲所示),它的质量为1.63kg,可在水下巡游约40min。已知g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,下沉时浮力将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在某次测试“同济飞鱼”的“打捞”功能的试验中,“同济飞鱼”悬挂着一个实心物块A从水面以下匀速上升,直至实心物块A匀速提升到距水面一定的高度,如图乙所示;测试过程中,绳的拉力随时间t变化的图象(不计水的阻力),如图丙所示。
求:①实心物块A重力多大?②实心物块A浸没在水中时受到的浮力是多大?③其密度是多少?
【答案】(1)不变(2)①G=14N②F浮=5N③P=2.8×103kg/m3
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析飞鱼受到浮力的变化;
(2)①根据丙图可知,当物体完全出水后不受浮力,则此时拉力等于重力,因此拉力最大;
②当物体完全浸没水中时,物体受到的浮力最大,而绳子的拉力小,根据F浮=G-F2计算物体受到的浮力;
③根据阿基米德原理计算物体的体积,再根据计算物体的密度。
根据图丙可知物块的重力和物块浸没在水中时绳子的拉力,根据G=mg求出物块的质量;根据称重法求出物块浸没在水中受到的浮力;根据F浮=ρ液gV排求出物块浸没在水中排开水的体积,即为物块的体积;根据密度公式求出物块的密度。【解答】(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,下沉时它排开水的体积始终等于自身体积,即排开水的体积不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力将保持不变。
(2)①由图乙可知,当物块没有浸入水中时,物块的重力等于绳的拉力,即G=F1=14N,
当②物块浸没在水中时,绳的拉力F2=9N,物块浸没中水中时受到的浮力:F浮=G-F2=14N-9N=5N;
③物块浸没在水中排开水的体积:,
物块浸没在水中时,物块排开水的体积等于物块自身的体积,即V=V排=5×10-4m3,
物块的密度:。
26.如图所示,有一木块的体积为200cm3,浸没在水中且处于静止状态,木块受到绳子向下的拉力F为0.8N.(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力忽略不计)求:
(1)木块此时受到浮力;
(2)木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
【答案】(1)木块浸没在水中,则木块排开水的体积:
V排=V=200cm3=2×10﹣4m3,
木块此时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N
(2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力,
由三力平衡可得:G木+F=F浮,则G木=F浮-F=2N-0.8N=1.2N
(3)因G木<F浮, 所以,剪断绳子后木块静止时处于漂浮状态,
此时木块受到的浮力F浮′=G木=1.2N,根据阿基米德原理可得,此时木块排开水的体积:
V排′= =1.2×10﹣4m3
【解析】【分析】(1)当物体完全浸没在水中时,它排开液体的体积等于自身体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ液体gV排 计算木块此时受到的浮力即可;
(2)对静止状态下的木块进行受力分析,根据二力平衡的知识 G木=F浮-F 计算木块受到的重力即可;
(3)将此时木块受到的浮力与重力进行比较,进而确定剪断绳子后木块的运动状态,以及最终的平衡状态。再根据二力平衡的知识计算木块受到的浮力,最后根据阿基米德原理的变形式 计算木块排开水的体积即可。
27.在中国空间站“太空授课”中,我们看到航天员们是“悬浮”在空间站中(如图甲)。为了适应这样的特殊环境,航天员们会在地面水环境中进行太空行走的模拟训练(如图乙)。
(1)航天员在模拟训练和在空间站中都处于“悬浮”状态,两者“悬浮”的原理是一样的。你认为该说法是否正确?   (填“正确”或“不正确”)。
(2)在天宫课堂上,浸没在水中的乒乓球无法上浮。以下解释合理的是____。
A.因为水失去质量,乒乓球将不受浮力作用
B.水在乒乓球上下表面无法形成压力差,乒乓球不受浮力
C.乒乓球排开水的体积太小,受到的浮力太小
D.乒乓球等同于浸没在液体中且与容器底部紧贴的蜡块不受浮力作用
(3)若宇航员质量为55千克,穿戴设备的质量为120千克,则宇航员在水中模拟训练时,受到的浮力大小为多少?排开水的体积为多少?
【答案】(1)不正确(2)B(3)解:m=55kg+120kg=175kg
G=mg=175kg×10N/kg=1750N
因为人悬浮在水中,F浮=G=1750N
V排=F浮/ρ液g=1750N/(1000kg/cm3×10N/kg)=0.175m3
【解析】【分析】(1)对两种悬浮状态进行分析解答;
(2)根据浮力产生的原因,结合失重状态分析解答;
(3)首先根据悬浮条件计算人受到的总浮力,再根据计算排开水的体积。
【解答】(1)在空间站中时,所有的物体都处于失重状态,因此处于悬浮状态。而航天员模拟训练时,他们在水中受到的浮力等于重力,因此属于浮沉状态,那么二者原理不同,则说法错误。
(2)浸没在水中物体受到的浮力等于上下两个表面的压力差,而在天宫中液体没有重力,因此不会产生压强,自然不会产生浮力,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
28.如图是浮力秤结构示意图,构造如下:两个底面积不同的圆柱形玻璃容器,大容器底面积是300cm2,高度是21cm,小容器底面积是250cm2,高度是25cm,质量是250g,小容器漂浮于大容器的水中,两容器壁厚可忽略不计。问:
(1)不放被测物时,小容器受到的浮力为   牛。
(2)已知该浮力秤的最大V排为21cm×250cm2,请计算该浮力秤测质量的量程。
(3)分析计算11N的水能否完成该浮力秤最大质量的称量?
【答案】(1)“浮力秤”受到的浮力等于其重力,即F浮=G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N;
(2)已知该浮力秤的最大V排=21cm×250cm2=5250cm3=5.25×10﹣3m3,
由物体漂浮条件和阿基米德原理可知小容器里的最大总质量:
m总=m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×5.25×10﹣3m3=5.25kg=5250g,
最大测量值m最大=m总﹣m小=5250kg﹣250g=5000g;
(3)该浮力秤最大质量的称量时大容器里水的体积至少为:
V最少=(S大﹣S小)h=(300cm2﹣250cm2)×21cm=1050cm3=1.05×10﹣3m3,
则水的重力:G水=m水g=ρ水V最少g=1.0×103kg/m3×1.05×10﹣3m3×10N=10.5N<11N,
所以,11N的水能完成该浮力秤最大质量的称量。
【解析】
29.如图所示,一边长为20cm的正方体木块漂浮在水面上,木块浸入水中的深度为12cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)试求:
(1)木块受到的浮力F浮。
(2)木块下表面受到的水的压强p;
(3)木块的密度。
【答案】(1)F浮=ρ水gV排=ρ水gS木h浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×0.2m×0.12m=48N;
(2)木块下表面所受的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
或用P=F/S计算也可以
(3)因为木块处于漂浮状态,所以F浮=G木,
ρ水gV排=ρ木V木g,
即:ρ水gL2h浸=ρ木gL3,
ρ木===0.6×103kg/m3。
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算木块受到的浮力;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh计算木块下表面受到水的压强;
(3)首先根据漂浮条件列出平衡关系式,然后将密度公式G=ρVg和阿基米德原理F浮=ρ液gV排代入,最后计算出木块的密度即可。