2020-2021【物理】物理一模试题分类汇编——热学问题求解方法综合含详细答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1.水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误..
的是( ) A .相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积 B .相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能
C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力
D .今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃ 【答案】A 【解析】 【详解】 A .根据m
V
ρ=和ρρ>水冰得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A 错误,符合题意;
B .0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B 正确,不符合题意;
C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C 正确,不符合题意;
D .霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D 正确,不符合题意。
2.甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A 、B 两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高.现将A 、B 两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了15℃,乙杯水温升高了8℃,则( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 球放出的热量更少些 【答案】A 【解析】 【详解】
甲、乙两个杯子中水的质量m 相同,两球放入水中后,水吸收热量温度升高,甲杯的水温升高15℃,乙杯中水温升高8℃,即:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由
Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以
A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯
水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:
A B t t t t --初初<
质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:
A A A A Q c m t t ∆=-放初()
① 对于B 有:
B B B B Q c m t t ∆=-放初()
② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:
1A B Q Q 放放
>
所以:
A A A
B B B c m t t c m t t --初初()>()
又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;
3.下列关于内能说法正确的是( ) A .0℃的物体内能为零 B .热量总是从内能大的物体向内能小的物体
传递
C .温度高的物体比温度低的物体内能大
D .物体内能增大,温度可能不变 【答案】D 【解析】 【详解】
A .一切物体,不论温度高低,都具有内能,所以0℃的物体内能不为零,A 错误;
B .热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,内能大的物体温度可能较低,那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递,B 错误;
C .温度高的物体内能不一定大,内能还和质量、状态有关,C 错误;
D .物体内能增大,温度可能不变,比如说0℃的冰熔化为0℃的水后,质量不变,温度不变,但是吸收了热量,内能变大,D 正确。
4.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中悬
浮,33310kg/m ρ⨯甲=,33
210kg/m ρ=⨯乙,则甲、乙两球的体积之比为____。
当把乙
球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____。
【答案】6:7 17
【解析】 【详解】
[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由m
V
ρ=
得:
00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()
把33310kg/m ρ⨯甲=,33
210kg/m ρ=⨯乙代入,并化简得:
0032V V V V -=-甲乙()()①
由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:
=F G 甲浮甲
即:
0g g V V V ρρ=-甲甲甲水()
所以:
03V V V =-甲甲()②
由①②解得:03
2V V =甲,074
V V =乙。
所以甲、乙两球的体积之比为:
00677
=3
24
V V V V =甲乙 [2]已知甲乙两球质量相同,甲球悬浮,乙球密度小于甲球,所以乙球漂浮。
所以乙球受到的浮力等于重力:
=F G 乙浮乙
即:
0g g V V V V ρρ-=-乙乙乙露水()()
解得014V V =
露。
又因为07
4
V V =乙,所以: 01141
==4477
V V V V ⨯=乙乙露
所以乙球露出水面的体积占乙球体积的
1
7。
5.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
【答案】33℃ 【解析】 【分析】 【详解】
摄氏温度的规定是:标准大气压下水的沸点为100℃,冰点为0℃,100℃和0℃之间有100等份,每一份代表1℃,而该温度计的96个小格表示100℃,设温度计示数为28℃时的实际温度为t ,则:
10000 92(4)28(4)
t --=----℃℃℃℃℃℃℃ 解得
t ≈33℃
6.当水烧开时,我们会看到水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同,若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min ,则此汽油机每秒钟对外做功____________次。
【答案】做功 10 【解析】 【详解】
[1]水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能,四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。
[2]由题意可知,飞轮的转速为
1200r 1200r
20r/s 1min 60s
== 即每秒钟飞轮转数是20r ,飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,对外做功1次,那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。
7.小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒,发现空气中出现了“白雾”,这是因为干冰在升华过程中需___________热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
气体在液化过程中要___________热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
【答案】吸收 放出 【解析】 【分析】 【详解】
[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
[2]气体在液化过程中要放出热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
8.假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行,已知小轿车的总质量约为2t ,最大功率为120kW ,小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动,行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。
(g =10N/kg ,汽油的热值取4×107J/kg )求:
(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m 2,静止时轿车对水平地面的压强为多少? (2)轿车在5min 内匀速行驶了3km ,此时轿车的实际功率为多少?
(3)若汽油机的效率为30%,那么当轿车以最大功率行驶10min 消耗汽油的质量为多少? 【答案】(1)1×105Pa ;(2)4×104W ;(3)6kg 【解析】 【详解】
(1)轿车的总重力
34210kg 10N /kg 210N G mg ==⨯⨯=⨯
轿车静止时对水平地面的压力
4210N F G ==⨯
则轿车静止时对水平地面的压强
452
210N =110Pa 0.2m
F p S ⨯==⨯ (2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力
430.20.2210410N N f G ==⨯⨯=⨯
因为轿车沿平直公路匀速行驶,所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即
34N 10F f ==⨯牵;
轿车在5min 内牵引力做的功
374103000m 1.1N J 20W F s ==⨯⨯=⨯牵;
则轿车的实际功率
74J 1.210410560s
W W P t ⨯===⨯⨯。
(3)该车以最大输出功率行驶10min ,做的有用功
37W 120101060s 7.21J 0W P t '==⨯⨯⨯=⨯有用最大,
由100%W Q η=
⨯有用放
得,汽油完全燃烧放出的热量
787.210 2.410J 0%
J
3W Q η
⨯=
==⨯有用
放,
由Q mq =放得,需要完全燃烧汽油的质量
87
2.4106kg 410/kg
J J Q m q ⨯=
==⨯汽汽放油油
答:(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa 。
(2)此时轿车的实际功率为4×104W 。
(3)那么当轿车以最大功率行驶10min 消耗汽油的质量为6kg 。
9.李明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,但标度却不准确,它在冰水混合物中的读数是﹣7℃,在沸水中的读数是103℃。
(1)这只温度计1格表示的温度是是多少?(保留一位小数) (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是多少? (3)当它实际气温是45℃时指示温度是多少? 【答案】(1)0.9℃;(2)20℃;(3)42.5℃ 【解析】
【详解】
(1)该温度计的分度值1t 是:
11000.9103-0-(-7)
t =
=℃℃
℃℃℃
(2)当它指示温度是15℃时,实际温度t 实是:
10
-(-7)=]=[011
125t ⨯
实℃℃℃℃ (3)当它实际气温是45℃时,指示温度t 时,则有:
10
=
[t -(-7)45]11
⨯℃℃℃℃ 解得=42.5t ℃
答:(1)这只温度计1格表示的温度是0.9℃ (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是20℃ (3)当它实际气温是45℃时指示温度是42.5℃
10.如图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。
R 1、R 2均为电热丝,电火锅有加热和保温两个档,加热功率为440W ,保温功率为110 W 。
求:
(1)加热档工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R 2的阻值是多少?
(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃,需要多少秒?[()3
4.210J/kg c ⋅=⨯水℃]
【答案】(1)2A ;(2)330Ω;(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据2
U P R
=可知,当电阻较小时,电功率较大,这是加热档,从图乙可以看到,开关
连接1,电路中的电流是
440W
2A 220V
P I U =
==加热加热 (2)根据2
U P R
=可知,电热丝R 1阻值大小是
()2
2
1220V 110Ω440W
U R P ===加热
当开关连接2时,R 1、R 2串联接在电路,这是保温档,根据2
U P R
=可知,电路中的总电
阻是
()2
2
220V 440Ω110W
U R P ===总保温
可知电热丝R 2的阻值是
21-440Ω-110Ω330ΩR R R ===总
(3)根据Q cm Δt =可知,水吸收的热量是
()()354.210J/kg 0.55kg 100-20 1.84810J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水℃℃℃
不计热量损失,那么Q Q =吸放,该电火锅正常工作需要的时间是
51.84810J 420s 440W
Q t P ⨯=
==放加热
答:(1)加热档工作时,电路中的电流是2A ;(2)电热丝R 2的阻值是330Ω;(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃,需要时间是
420s 。
11.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用_______组器材(选填“甲”、“乙”)。
(2)甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少。
(3)甲组实验中,正确操作后收集到如下实验数据,在图丙中画出水的温度随时间变化的图像____________。
加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃
沙子
20
25
29
34
39
水2021222324
(4)甲实验中,需要控制某些变量,以下做法多余的是________
A.采用完全相同的加热方式
B.采用酒精灯加热时,酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和沙子
D.盛放水和沙子的容器相同
(5)乙组实验中,将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中,点燃后对质量相等、初温相同的水加热,燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多,此时________(“能”或“不能”)说明B燃料的热值大。
【答案】乙加热时间的多少见解析所示 B 不能。
【解析】
【分析】
(1)研究不同燃料燃烧放热能力,应选用不同的燃料。
(2)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像。
(4)在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中,影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等,同时要求实验时的容器等也应该相同,据此做出判断。
(5)根据A、B的燃烧情况分析。
【详解】
(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,加热相同的物质,因此选乙组器材。
(2)[2]甲组实验,相同的加热装置,可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(3)[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像,如图所示:
(4)[4]A.实验中,应采用完全相同的加热方式,保证在相同的时间内提供相同的热量,则
有必要,故A不符合题意;
B.实验中,酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响,属多余的量,故B符合题意;
C.实验中,必须取相同质量的水和沙子,符合控制变量法的要求,则有必要,故C不符合题意;
D.实验中,盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况,故应使容器保持相同,则有必要,故D不符合题意。
故选B。
(5)[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后,由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量,发现B加热的水升温多,可能是火焰大造成的,故无法判定热值的大小。
【点睛】
研究比热容和热值的实验,要知道两实验都采用了控制变量法和转换法,两种方法都是初中物理常用的研究方法,注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
12.某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置.
(1)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是____________.A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同
C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同
(2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是
____________℃,这表明实验时的大气压强____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压.
(3)实验中,____________表示液体吸收热量的多少,加热水至沸腾时继续加热,水的温度不变,水的内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多.请你就此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力____________(选填“相同”或“不同”),未知液体的吸热能力____________(选填“大于”或“小于”)水的吸热能力.【答案】B 98 小于加热时间(长短)增大不同小于
【解析】
【详解】
(1)[1]在设计实验方案时,需要控制相关物理量不变,需要保证吸收的热量相同、质量也相同、加热时间和方式相同,但并不需要酒精灯里所加酒精量相同,故选B;
(2)[2][3]水的沸点就是这刻的温度,由图可以看到它的沸点是98℃;这个沸点低于1标准
大气压时的沸点,所以实验时的大气压强小于一个标准大气压;
(3)[4][5]实验过程,加热时间的长短表示液体吸收热量的多少;加热水至沸腾时继续加热,水的温度不变,但是水还在继续吸热,它的内能应该继续增大;
(4)[6][7]加热相同的时间,吸收的热量相同,但是另一种液体温度计的示数比水温要高得多,这说明了不同物质的吸热能力不同,未知液体的吸热能力比较小。
13.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。
(3)用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(4)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知_____(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
(5)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.夏大给教室洒水,感觉凉爽
【答案】相同电加热器加热时间甲 A
【解析】
【分析】
(1)根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系;
(2)根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方;
(3)使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;(4)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
(5)水的比热容较大,与其它物质相比,吸收相同的热量,升高的温度较低。
【详解】
(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;
(2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器;
(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过加热时间
来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(4)[4]由实验数据可知,加热相同的时间,甲升高的温度比乙升高的温度要低一些,甲物质的吸热能力强;
(5)A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,是因为水的比热容较大,故A符合题意;B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,属于扩散现象,故B不符合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,属于扩散现象,故C不符合题意;
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽,是因为蒸发吸热,故D不符合题意。
故选A。
14.小明探究水沸腾时的特点,实验装置如图所示。
(1)加热一定时间后,温度计的示数如图所示,此时水的温度为________℃;
(2)当观察到如图中的_______图时,说明水已沸腾;b图中气泡上升的过程逐渐变小,发生的物态变化是_______;
(3)水在沸腾过程中虽然温度不再升高,但酒精灯要持续加热,这说明液体在沸腾过程中要______;
(4)如图所示中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是______________。
A. B. C. D.
【答案】89;a;液化;吸热; A。
【解析】
【分析】
本题考查探究水沸腾实验的仪器、实验现象及图象处理。
【详解】
(1)[1]由图可知,温度计的读数是89℃;
(2)[2]水沸腾时,水泡上升变大,到水面破裂开,由此可知a图时,水已沸腾;
[3]b图中,气泡在上升过程中,变小,最后消失了,是气泡中的气体在上升过程中遇到的水温度比较低,气体遇冷液化变成了液体,故是液化过程;
(3)[4]水在沸腾时,虽然温度保持不变,但要继续吸热;
(4)[5]水在沸腾前,吸热温度升高,沸腾时,吸热温度保持不变,直到水全部汽化,满足这些描述的是A。
15.牛顿说自己是站在巨人的肩膀上,其实每一个育华学子都是如此。
我们学习的每一个物理概念,背后都由科学家们辛勤探究而来,比如功和热量、电热等。
在没有认识热的本质以前,热量、功、能量的关系并不清楚,所以它们用不同的单位来表示。
热量的单位用卡路里,简称卡。
焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系,即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。
他从1840年开始,到1878年近40年的时间内,利用电热量热法进行了大量的实验,最终找出了热和功之间的当量关系。
如果用W表示电功,用Q表
=,J即为热功当量。
利用示这一切所对应的热量,则功和热量之间的关系可写成W JQ
如图1所示的装置,我们可以一起来重现历史,经历焦耳的探究过程——测量热功当量:
(1)除了图中所示器材,为完成实验,还需要的器材是__________。
(2)往量热器内筒倒入质量为m的水,按图连接好电路。
闭合开关前滑动变阻滑片位于最__________端(选填“左或右”)
(3)记录温度计初始读数1t,闭合开关,调节滑片得到合适的电流电压,并记录为I、U。
通电,并用搅拌器搅拌加速导热,一段时间后断电,记录通电时间t和末温2t。
(4)计算出热功当量J=__________(用题中所给字母表示,水比热容用c表示)热功当量的测量,彻底否定了“热质说,为能量守恒和转化奠定了基础。
t012345
/min
水20℃25℃30℃36℃40℃45℃
煤油20℃30℃40℃50℃60℃71℃
(5)这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,应当选择图2的__________(选填“A 或B ”)装置中的电阻与图1装置中的电阻__________(选填“串联或并联”)。
(6)进行实验后,测得数据如表格所示。
本实验中水和煤油吸收热量的多少是用__________(选填“温度计示数的变化或加热时间”)来反映的。
(7)由表格数据求得煤油的比热容为____________________。
【答案】秒表 右
()
21UIt t cm t - A 串联 温度计示数的变化 ()3
2.110J/kg C ⨯⋅︒ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]图中所示器材有电压表,电流表,温度计,为完成实验,需要求出电功,根据W =UIt 还需要的器材是秒表。
(2)[2]往量热器内筒倒入质量为m 的水,按图连接好电路。
闭合开关前滑动变阻应位于阻值最大处,即滑片位于最右端。
(4)[3]根据W UIt =,()21Q cm t cm t t =∆=-,W JQ =,则热功当量
()
21W UIt J Q t cm t =-=
(5)[4][5]这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,为了控制变量相同,所以电阻丝阻值应该相同,即应当选择图2的A 装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。
(6)[6]根据转换法,实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
(7)[7]由表格数据可知,1min 内,水的温度变化了
25℃-20℃=5℃
煤油的温度变化了
30℃-20℃=10℃
相同时间内,电阻丝产生的热量相同,则
Q c m t Q c m t =∆==∆水水水煤油煤油煤油
代入数据可得
()32.110J /kg C c =⨯⋅︒煤油
二、初中物理浮力类问题
16.先把一个重为0.5N 的木块放人装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态;再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒人浓盐水并观察现象。
本实验下列判断错误的是( ) A .在水中静止时,木块受到的浮力为0.5N B .加入盐水后,木块受到的浮力将变大
C .加入盐水后,木块排开盐水的体积将变小
D .加入盐水后,木块排开盐水的质量将不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .静止时漂浮,浮力大小等于重力为0.5N ,故A 正确,A 不符合题意;
B .加入盐水后,木块仍然漂浮,所以浮力大小等于重力,保持不变,故B 错误,B 符合题意;
C .加入盐水后,浮力不变,根据公式=F V g
ρ浮
排液 可知,ρ液变大,所以排开盐水的体积变小,故C 正确,C 不符合题意;
D .加入盐水后,浮力不变,根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体的重力,所以排开盐水的重力不变,质量不变,故D 正确,D 不符合题意。
故选B 。
17.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。
将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是
A .容器对地面的压力F 甲>F 乙
B .液体密度ρ甲<ρ乙
C .液体对容器底部的压强p 甲=p 乙
D .物体排开液体的质量m 甲<m 乙
【答案】A 【解析】 【详解】
AB .因为物体在甲液体中漂浮,所以
ρ甲>ρ物,
物体在乙液体中悬浮,所以
ρ乙=ρ物,
所以
ρ甲>ρ乙,
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m =ρV 可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G =mg 可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以
F 甲>F 乙,
故A 正确,B 错误;
C .因为p =ρgh ,h 相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p 甲>p 乙,故C 错误;
D .物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即
F 甲=F 乙;
根据阿基米德原理可知,
G 甲排=G 乙排,
根据G =mg 可知物体排开液体的质量
m 甲=m 乙,
故D 错误。
18.体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρρρρρ>>>>铜铁铝水木头,则下列判断正确的是:( )
A .铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B .四个小球所受的浮力关系是:F F F F >>=铜木头铁铝
C .四个小球的重力关系是:G G G G >>>铜铝铁木头
D .四个小球的质量关系是:m m m m >>>铜铝铁木头 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知铜球漂浮、铁球悬浮,二者一定是空心的;铝球下沉、木块漂浮,可能实心、也可能是空心,故A 错误;
B .由F gV ρ=浮液排,而且V V V V <<=排铜排木排铁排铝得,受到的浮力
F F F F <<=铜木铁铝
故B 错误;
C .由题意可知铜球、木球漂浮,铁球悬浮,铝球沉底,根据物体的浮沉条件知
F G F G F G F G ===<铜铜木木铁铁铝铝、、、
所以
G G G G <<<铜木铁铝
故C 正确; D .由G =mg 可知,
m m m m <<<铜木铁铝
故选C 。
19.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中(密度为3
3
0.810kg /m ⨯),金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。
则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A .在水中受到的浮力为2N
B .在酒精中受到的浮力比较大
C .体积为310cm
D .密度为333.010kg /m ⨯ 【答案】D 【解析】 【详解】
A .金属块浸没在液体中受到重力、浮力、拉力的作用,这个关系是
G F F =+浮拉
浸没在水中时,可得到
G F F =+浮拉
即
-2N G gV ρ=水排
浸没在酒精中时,可得到
''
G F F =+浮拉
即
- 2.2N G gV ρ=酒排
由上述可得到-4
3
110m V =⨯排,3N G =,那么在水中受到的浮力是
33-431.010kg/m 10N/kg 110m 1N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯=浮水排
A 错误;
B .由于ρρ<酒精水,根据浮排F gV ρ=
可知,在酒精中受到的浮力比较小;
C .由上述可知
-433110m 100cm V V ==⨯=金属排
C 错误;
D .该金属块的质量是
3N 0.3kg 10N/kg
G m g =
==金属 可知该金属块的密度是
33-43
0.3kg
310kg/m 110m
m V ρ=
=
=⨯⨯金属金属金属
D 正确。
故选D 。
20.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。
将两个完全相同的小球A 、B 分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B 球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。
下列分析正确的是:( )
A .两小球所受浮力A
B F F > B .两种液体的密度2ρρ=甲乙
C .两种液体对容器底部的压强甲乙p p >
D .两种液体对容器底部的压力12
F F =甲乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .A 小球在甲中悬浮,
B 小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
A A F G =,
B B F G =
A 、
B 两球完全相同,所以重力相等。
则A 、B 两球所受浮力相同,即A B F F =,故A 错误; B .根据浮水排F gV ρ=
可得,A 小球在甲中悬浮,则A 所受浮力为
A A F gV gV ρρ==甲甲排
B 小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B 所受浮力为
'
B B 1
2
F gV gV ρρ=
=排乙乙。