2020-2021全国备战中考物理热学问题求解方法的综合备战中考模拟和真题分类汇总含答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1.关于物体的内能,热量和温度,下列说法正确的是
A.一个物体从外界吸收了热量,温度一定升高B.一个物体温度升高,它的内能一定增加
C.只要物体的温度不变,它的内能就一定不变D.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
【答案】B
【解析】
【详解】
A.一个物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,比如晶体的熔化以及液体的沸腾,都在吸收热量,但温度没有改变,故A项错误;
B.一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,所以内能一定增大,故B项正确;
C.物体的温度不变,有可能正在吸收或者放出热量,内能改变;也有可能外界对物体做功,物体的内能增加,或者物体对外界做功时,物体的内能减小,故C项错误;
D.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说物体吸收或者放出多少热量,故D项错误。
2.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是
A.大烧杯和小试管中的冰同时熔化
B.小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化
C.大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化
D.小试管中冰始终不能熔化
【答案】C
【解析】
冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化;
若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C正确.
故选C.
3.用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min 时,
分别记录的数据如下表所示.已知331.010kg /m ρ=⨯水, ()
34.210J /kg C c ︒=⨯⋅水,330.810kg /m ρ=⨯油,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点,下列说法正确的是( )
A .因为这种油升温比较快,所以它的比热容比水大
B .这种油的比热容为()32.110J /kg
C ︒⨯⋅
C .这种油的比热容为()
31.6810J /kg C ︒⨯⋅
D .加热效率没有达到100%,是因为有一部分 能量消失了
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC .取两种液体都加热了3分钟为研究对象,因为是用的两个相同的电加热器,且加热效率都为90%,所以 Q Q =水油,
设它们的体积为V ,则水的质量:
m V ρ=水水
油的质量:
m V ρ=油油
根据0=Q cm t t -()有:
00c V t t c V t t ρρ-=-水水水油油油()()
代入数据:
333334.210J/kg 1.010kg/m 28180.810kg/m 4318c ⨯•⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-油(℃)(℃℃)(℃℃)
解得:
32.110J/kg c =⨯•油(℃)
故AC 项错误、B 项正确;
D .由能量守恒定律可知,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体;在转化和转移过程中其总量不变.故D 项错误.
4.柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是( )
A .吸气、压缩
B .压缩、排气
C .吸气、压缩、排气
D .排气
【答案】D
【解析】
【详解】 吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体,柴油机吸入的只有空气,所以吸气冲程不同;柴油机属于压燃式点火,所以在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高,所以压缩冲程不同;汽油机气缸顶部有个火花塞,柴油机气缸顶部有个喷油嘴,柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火,所以做功冲程不同;排气冲程只是将废气排出,所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程;通过以上分析可知,故选D 。
5.如图所示,某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示,此时的能量转化是__________;若飞轮的转速为1800r/min ,该汽油机每秒共经历了______________个冲程;汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明_____________。
【答案】机械能转化为内能 60 能量的转移具有方向性
【解析】
【分析】
【详解】
[1]从图中可看到,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程,能量转化是机械能转化为内能。
[2]由题意可知,飞轮每秒转数是
1800r 1800r 30r/s 1min 60s
== 飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,即经历4个冲程,1s 内转30r ,经历的冲程数量是
304602
n ⨯==
[3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体,汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明能量的转移具有方向性。
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
1200r1200r
20r/s
==
1min60s
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.如图所示,在大玻璃瓶与小玻璃瓶内各装入适量的水,将小瓶瓶口向下放入大瓶,使小瓶恰好悬浮。
塞紧大瓶瓶塞,用气筒向大瓶内打气,小瓶会_____(选填“下沉”、“上浮” 或“继续悬浮”);继续打气直到瓶塞跳起,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。
【答案】下沉做功
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由题意可知,小瓶相当于一个“浮沉子”,其原理为:用气筒向大瓶内打气,大瓶内水面上方气压增大,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将小瓶中的空气压缩,这时小瓶里进入一些水,其重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
[2]当瓶塞跳起时,此过程大瓶上方的气体对瓶塞做功,大瓶内气体的内能减少,瓶塞的机械能增大,即内能转化为机械能,又因为汽油机的做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能,所以此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。
8.一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计,把它放在标准大气压的沸水中,读数是
97℃,把它放在冰水混合物中,读数是2℃,若用这支温度计去测量某物体的温度时,它的读数恰好等于物体的实际温度,则该物体的温度是_____.如下图所示,图甲的温度为_____。
【答案】40℃ -22℃
【解析】
【详解】
[1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的,设不准确温度计示数y与真实温度x之间满足方程:
y=kx+b;
将y=97℃时,x=100℃和y=2℃时,x=0℃分别代入方程,得:
97=k×100+b;
2=k×0+b;
解方程组得:k=
95
100
,b=2,故方程可变为:
95
2
100
y x
=+,
根据题意,它的读数恰好等于物体的实际温度可知,x=y,代入方程可得解为:
x=40℃;
[2]由图知,温度计10℃之间分成5等份,所以一等份代表2℃,也就是分度值为2℃;“20”在“10”的下端,说明温度低于0℃,为-22℃。
9.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S0。
该饮水机的部分参数已知:额定电压为220V,加热时的总功率为880W,保温时的功率为40W,
R1、R2为加热电阻丝(不考虑温度对电阻丝阻值的影响)。
求:
(1)当S和S0闭合时,电路中的总电流;
(2)加热时效率为80%,将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要多少时间?
(3)电阻丝R2的阻值。
【答案】(1)4A;(2)208.8s;(3)1210Ω
【解析】
【分析】
(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,根据2
U P R =可知电路总功率最大,据此判断饮水机所处的状态,根据P UI =求出此时电路中的总电流。
(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据()0Q cm t t =-吸求出水吸收的热量,根据吸Q W
η=求出消耗的电能,利用W P t =求出需要的加热时间。
(3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,根据2U P R =可知电路总功率最小,据此判断饮水机所处的状态,根据2
U P R
=求出电阻R 2的阻值。
【详解】
(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,由2
U P R =可知,电路总功率最大,饮水机处于加热状态;由P UI =可得,此时电路中的总电流
880W 4A 220V
P I U =
==加热 (2)水吸收的热量 ()()354.210J/kg 0.5kg 10030 1.4710J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃ 由吸Q W
η=可得,消耗的电能 551.4710J 1.837510J 80%Q W η⨯===⨯吸
由W P t
=可得,需要的加热时间 51.837510J 208.8s 880W
W t P ⨯'==≈加热 (3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,
电路总功率最小,饮水机处于保温状态,保温时的功率为40W ;由2
U P R
=可得,电阻R 2的阻值
()22
2220V 1210Ω40W
U R P ===加热 答:(1)当S 和S 0闭合时,电路中的总电流为4A ;(2)加热时效率为80%,将0.5kg 的水从
30℃加热到100℃需要208.8s;(3)电阻丝R2的阻值为1210Ω。
【点睛】
重点是电功率的相关计算,牢记公式
2
U
P
R
,另外要读懂电路图,知道两个开关都闭合
时为高温档,闭合一个开关时为低温档。
10.如图所示是“比较水和沙子吸热升温的属性”的实验装置.
(1)除了图示的器材外,本实验要用到的测量工具还有_____;加热过程中,用搅棒搅动的目的是_____:水和沙子吸热的多少可以通过_____来反映的(选填“温度计示数的升高值”或“加热时间”)
(2)在本实验中,可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是:若加热时间相同,比较_____;若温度计示数的升高值相同,比较_____.
(3)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是_____(填字母).
A.采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小,与易拉罐底的距离等)
B.易拉罐中分别装入相同体积的水和沙
C.使用相同的易拉罐.
【答案】天平使物体受热均匀加热时间温度升高的读数加热时间 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据吸热公式Q=cm△t可知,实验还需要称质量的天平,用搅棒搅动的目的是为了让沙子和水受热均匀;
放热设备相同,只能通过加热时间来控制水和沙子吸热,所以还需钟表.
(2)在本实验中,可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是:若加热时间相同,比较温度计的示数升高值的多少;若温度计示数的升高值相同,比较加热时间;
沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是:水的比热容比泥土和沙子的比热容大.
(3)该实验的变量控制,需要控制相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小,与易拉罐底的距离等)、使用相同的易拉罐、水和沙子的质量;如果体积相等,他们的质量一定不同,所以不正确的是B.
11.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。
12.实验小组探究影响蒸发快慢的因素,提出以下的几种猜想:
(1)蒸发的快慢与液体的温度有关;(2)蒸发的快慢与液体的表面积有关;
(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关;(4)蒸发的快慢与液体的质量有关。
a.实验过程采用的科学探究方法是_____。
b.验证猜想(3)应选择_____。
(填对应的字母即可)
c.取 A 和 C 比较,可以验证猜想_____。
(填对应的序号即可)
d.实验小组想利用 E 图中甲、乙研究蒸发的快慢与液体的质量是否有关,你认为是否可行并简述理由________
【答案】控制变量法; AD; (1);该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由给出的猜想可知,液体蒸发快慢可能与四个因素有关,所以,在实验过程中控制了三个量相同,只有要探究的量发生了变化,用到的是控制变量法;
[2]验证猜想(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关;根据控制变量法的思想,应控制液体温度和表面积相同,改变液体上方空气流动速度,由此可知应选择AD两图;
[3]取A和C比较,液体表面积和液体上方空气流动速度相同,液体温度不同,可以验证猜想(1)蒸发的快慢与液体的温度有关;
[4]该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
13.探究水沸腾时温度变化的特点:
(1)如图甲、乙所示,是小明同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中_____是水沸腾时的情况;
(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了_____;
(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图丙所示。
根据记录的数据,水的沸点是_____℃;可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度_____。
【答案】甲缩短实验加热时间 98 不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]水沸腾时,烧杯中水的温度是均匀的,气泡上升时,受到水的压强越来越小,那么气
泡体积会变大,从甲、乙两图可以看到,甲是水沸腾时的情况。
(2)[2]实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,因为冷水加热,需要更长时间才能达到想要的温度,用热水会缩短实验加热时间。
(3)[3]从图丙可以看到,第4min开始,水的温度保持在98℃不变,可以推测水的沸点是98℃。
[4]可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,但是温度保持不变。
14.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是_______℃;
(2)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。
接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓
03691215182124273036
度(%)
凝固点
0-2-4-6-8-11-15-18-17-1.8-0.40 (℃)
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点__________;
(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为﹣18℃,你认为他的判断准确吗?_____(选填“准确”或“不准确”),你判断的理由是__________;
(4)在测量浓度为21%的盐水凝固点时,某一时刻测得盐水温度如图所示,则此时该盐水处于______态;
(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用_____(选填冰或适当浓度盐水结成的冰)。
【答案】-4 先变小,后变大不准确当浓度是22%、23%时,其凝固点又是多少,这个不确定固态适当浓度盐水结成的冰
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图中可以看到,小明所测盐水的图像在第3min到第8min,温度保持不变,温度大小是-4℃,即小明所测盐水的凝固点是-4℃。
(2)[2]从表中数据可以看到,当盐水浓度增大时,其凝固点是先变小,后变大的。
(3)[3][4]这个判断不准确;因为当浓度是22%、23%时,其凝固点又是多少,这个不确定。
(4)[5]从图中可以看到,盐水温度是-28℃,而浓度为21%的盐水凝固点是-18℃,这个温度比凝固点还要低,说明盐水已经完全凝固了,是固态。
(5)[6]药品要在0℃以下存放,要求所选的物质熔点在0℃以下,冰的熔点是0℃,盐冰的熔点是低于0℃,所以冷藏盒中应选用盐水冰块。
15.(1)如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”实验,图乙是根据实验数据画出的图象。
由图乙可知,冰在熔化过程持续吸热,温度_____(选填“升高”、“不变”或“降低”),冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”);第6分钟时冰处于_____(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
(2)小云用如图所示装置探究水的沸腾。
组装实验器材时,应按照_____的顺序(选填“自上而下”或“自下而上”);实验室现有:A.水银温度计(﹣20℃~120℃);B.酒精温度计(﹣80℃~60℃);C.体温计;D.寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是_____(选填“A”、“B”、“C”或“D”);实验中小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示。
表示沸腾前气泡上升情况的是图_____(选填“甲”或“乙”)。
【答案】不变晶体固液共存自下而上 A 甲
【解析】
【详解】
(1)[1][2]从图乙可以看到冰在熔化过程,从第2min到第8min,温度保持不变,由此可以知道冰是晶体;
[3]第6min时,冰的温度还是不变,此时有一部分冰已经熔化成水,但没有全部熔化,应
该处于固液共存态;
(2)[4]组装实验器材时,应按照自下而上的顺序组装,因为不能确定温度计的具体高度是多少;
[5]本实验应选用的温度计是水银温度计,因为水沸腾时,温度能达到100℃,酒精温度计最高温度只能是60℃,体温计、寒暑表这两个量程也不够大;
[6]水沸腾前,温度不均匀,烧杯上面的水温度较低,下面的水温度较高,下面的热气泡上升遇上低温的水时,一部分会液化成水,那么气泡会变小,故表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。
二、初中物理浮力类问题
16.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm 3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F 1,水对容器底部的压强为p 1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N ,木块静止时受的浮力为F 2,水对容器底部的压强为p 2,水面深度变化5cm 。
已知木块乙的质量为400g ,圆柱形容器的底面积为200cm 2(g 取10N/kg ),则下列说法中正确的是( )
A .p 1<p 2
B .容器对甲的支持力N 为2N
C .甲的密度为2.1×103kg/m 3
D .F 1与F 2的差值为11N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .甲和乙漂浮可知
1G G F +=甲乙
将物块甲取下并沉入水中静止时,木块乙仍漂浮,可知
ρρρ>>甲乙水
此时乙所受浮力
0.4kg 10N/kg=4N F G m g ===⨯乙乙乙
此时甲所受浮力
33-63
110kg/m 10N/kg 10010m =1N F gV
ρ==⨯⨯⨯⨯甲甲浮水 甲放在实心木块乙上是排开液体的体积
1
1G G F V g g
ρρ+=
=甲乙排水水 甲取下并浸没水中,静止时排开液体的体积
2G G
V V V g g
ρρ=+=
+甲乙甲排乙排甲水 比较两个式子可得
12V V >排排
故水面下降,根据p=ρgh 可知,水对容器底部的压强
12p p >
故A 选项错误; B .排开液体体积的变化量
2-3312200cm 5cm=1000cm=110m V V S h -=∆=⨯⨯排排
即
33-10m -1G G G G G V g
g g g
ρρρρ⎛⎫++= ⎪ ⎪⨯⎝⎭=甲乙甲甲乙甲甲
水水水 因此
()()-3333-63-33110m =110kg/m 10N/kg 10010m +110m =11N G g V ρ=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯甲甲水
甲静止容器底时容器对甲的支持力为
N 11N-1N=10N -F G F ==甲浮甲
故B 选项错误; C .甲的密度为
33
-6311N =1110kg/m 1001m 10N/kg
G V g ρ=
=⨯⨯⨯甲甲 故C 选项错误; D .F 1与F 2的差值
1211N F F G G G G =+-==-甲乙乙甲
故D 选项正确。
故选D 。
17.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A 、B 两个实心小球,质量分别为m A 、m B ,体积分别为V A 、V B ,密度分别为ρA 、ρB ,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA >ρB >ρ乙,下列判断正确的是( )
A .若V A =V
B ,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1 B .若V A =V B ,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA :ρB
C .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
D .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB :ρ乙
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当V A=V B时,m A>m B,将两球都放入甲容器中,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故A错误;
B.当V A=V B时,将两球都放入乙容器中,两球都将下沉,由公式F浮=ρ液gV排可知,两球排开液体的体积相同,两球所受浮力相等,故B错误;
C.若m A=m B时,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,A在乙中下沉,所受浮力小于自身重力,B在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,所以两球所受浮力不相等,故C错误;D.若m A=m B时,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,A在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,
F浮A=G A=m A g=m B g,
B在乙中下沉,所受的浮力
F浮B=ρ乙gV B,F浮A:F浮B=ρB:ρ乙,
故D正确;
应选D。
18.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓缓流出,当物块A有2/5的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量ΔL关系如图所示(不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)则下列分析不正确的是()
A.打开阀门前物块A受到的浮力10N
B.物块A的密度0.6×10kg/m3
C.物块A刚好完全浸没在水中时,弹簧伸长了2cm
D.弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强3.6×103Pa
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则
V 排=V A =(0.1 m)3=1×10−3m 3
所以
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×1×10−3m 3=10N
故A 正确;
B .当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A 是处于漂浮状态,故F 浮=G 得
ρ水gV 排=ρA gV A
所以
ρ水×
3
5
V A =ρA V A 则
ρA =A V V 排ρ水=A A
3
5V V ρ水=35×1.0×103kg/m 3=0.6×103kg/m 3
故B 正确;
CD .漂浮时,物块受平衡力,由题意知
G =F ′浮=ρ水gV ′排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×(1−
3
5
)×1×10−3m 3=6N 全部浸没时,根据物块A 受平衡力作用可知:弹力
F =F 浮−
G =10N−6N =4N
由图象可知此时弹簧伸长了ΔL =2cm ,所以弹簧处于自然状态时水深
h =40cm−25×10cm−2cm =34cm =0.34m
水对容器底部压强
p =ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.34m =3.4×103Pa
故C 正确,D 错误。
故选D 。
19.小红将一块橡皮泥做成船的形状,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将橡皮泥捏成团放入水中,橡皮泥沉入水底。
比较前后两种情况,下列说法正确的是( )
A .橡皮泥漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B .橡皮泥漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C .橡皮泥沉底时受到的浮力等于它的重力
D .橡皮泥沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .物体的重力在水中漂浮和沉底时都不会改变,所以A 错误;
BC .漂浮时浮力等于橡皮泥的重力,沉底时浮力小于橡皮泥的重力,所以漂浮时的浮力大
于沉底时的浮力,故B正确,C错误;
D.沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,故D错误。
故选B。
20.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。
则下列分析正确的是
()
A.血液滴在甲试管中受到的浮力最小
B.硫酸铜溶液中ρ甲密度最大
C.血液滴在丙试管中受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力
D.三个试管底部受到硫酸铜溶液的压强相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以
F甲=F乙>F丙
故A错误;
B.当物体密度小于液体密度时,物体漂浮,故感染者血液的密度小于ρ甲;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,故感染者血液的密度大于ρ丙;故硫酸铜溶液中ρ甲密度最大,故B正确;
C.血液滴在丙试管中下沉,故受到的重力大于排开硫酸铜溶液的重力,故C错误;D.当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同,当血液滴漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液滴下沉时,硫酸铜溶液的密度小于于血液的密度,可知
ρ甲>ρ乙>ρ丙
由图知液面相平,由公式p=ρgh可得
p甲>p乙>p丙
故D错误。
故选B。