培优热学问题求解方法辅导专题训练含答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1.下列说法中正确的是
A.蒸发和沸腾都需要吸收热量,且都发生在液体表面
B.液体凝固时,不断放出热量,但温度可能保持不变
C.把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,冰会慢慢地熔化
D.利用干冰汽化吸热,可以使长途运输中的食品降温保鲜
【答案】B
【解析】
【详解】
A.沸腾是在一定条件下,发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象,需要吸收热量;蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象,同样需要吸收热量,故A项错误;
B.液体处于凝固成晶体过程中时,持续放出热量,温度不变,故B项正确;
C.熔化需要达到熔点和持续吸收热量,冰的熔点是0°C,当-10°C的冰在0°C的房间里温度升温与房间温度一致时,冰吸收不到热量,不能熔化,故C项错误;
D.干冰(固态CO2)在常温下会直接变成气态的CO2,发生升华现象,故D项错误;
2.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,就直接依次去测乙和丙的体温,已知乙的体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,那么用此方法测得乙和丙的体温分别为( )
A.37℃、38.4℃B.37℃、37.6℃
C.37.6℃、38.4℃D.38.4℃、38.4℃
【答案】C
【解析】
【详解】
因为甲的体温正常,所以用体温计测完甲后,体温计的示数应该是37℃左右,不会是37.6℃,用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,那么液泡会收缩,液柱不会下降,还是37℃左右,依次去测乙和丙的体温时,乙的体温是37.6℃,这说明液柱上升了,乙的真实体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,这也说明液柱也上升了,丙的真实体温是
38.4℃,所以用此方法测得乙和丙的体温分别为37.6℃、38.4℃,故选C。
3.如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”,俗称“神仙葫芦”。
它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r和R的两个齿轮组成,能绕中心轴O 转动,下半部分是一个动滑轮。
封闭的链条绕过滑轮,动滑轮下面悬挂着质量为M 的重物,已知r:R=1:4。
悬挂动滑轮的链条处于竖直状态,滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计。
现用大小为F的拉力以速率v 匀速拉动链条。
则错误的判断是()
A .悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为1
2
Mg B .拉力F 的大小为
1
3Mg C .重物上升的速率为3
v D .拉力F 的功率为1
4
Mgv 【答案】D 【解析】 【详解】
A .由于有两条链条悬挂动滑轮,滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计,重物的重力为Mg ,那么链条每根弹力大小都为
1
2
Mg ,A 正确,不合题意; B .可知拉力F 做的功转化为重物的重力势能,物体上升h ,那么力F 的作用端移动的距离为3h ,可以知道拉力做的功为F 3W F h =⋅,重物增加的重力势能为Mgh ,即
3F h Mgh ⋅=
拉力1
3
F Mg =
,B 正确,不合题意; C .以速率 v 匀速拉动链条,那么重物上升的速度为13
v ,C 正确,不合题意; D .拉力F 的功率
1
3
P Fv Mg v ==⋅
D 错误,符合题意。
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的气缸活塞面积为S cm 2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L mm ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p Pa ,飞轮转速为N r/min ,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),汽油机的功率为_____________W ;若1h 消耗的汽油为V L ,汽油的热值为q J/m 3,则汽油机的效率为_____________%。
【答案】
95106
pSLN -⨯ 0.3pSLN
Vq 【解析】 【分析】
知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F pS =计算出平均压力的大小;知道活塞在气缸中移动的距离,可利用公式W Fs =计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功;飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动N 周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式W
P t
=
计算出汽油机的功率;根据W Pt =求出汽油机的总功,根据
Q Vq =求出燃料放出的热量,根据效率公式求出效率。
【详解】
[1]根据题意知道,燃气对活塞的平均压力
424Pa 10m 10N F pS p S pS --==⨯⨯=⨯
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
43710N 10m 10J W Fs pS L pSL ---==⨯⨯⨯=⨯
飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动N 周,要对外做功2
N
次,燃气对活塞做的总功
7810J 510J 22
N N
W W pSL pSLN --=⨯
=⨯⨯=⨯⨯总 汽油机的功率
89510J 510W 60s 6
W pSLN pSLN
P t --⨯⨯⨯===总
[2]汽油机1h 做的功
96J 510W 3600s 3106
pSLN
W Pt pSLN --⨯''==⨯=⨯
汽油机的效率
63333100.3100%100%J m J %10/m W pSLN pSLN Q V q Vq
η--'⨯⨯⨯=⨯=⨯=
6.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气_____(填物态变化)成小水珠附着在玻璃窗____侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会____热量。
东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气______(填物态变化)形成的小冰晶附着在玻璃窗_____侧。
【答案】液化 外 放出 凝华 内 【解析】 【详解】
[1][2][3]水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的;这是因为玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗,液化成小水珠,是附着在玻璃窗外侧的;水蒸气变成水珠会放出热量; [4][5]东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气凝华形成的;这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗,凝华形成的,这是附着在玻璃窗内侧。
7.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℃
8.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S m 2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L m ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P kPa ,飞轮1s 转动N 周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热),1h 消耗汽油V L(汽油密度为ρkg/m 3,汽油热值为q J/kg)求: (1)汽油机的功率; (2)汽油机的效率.
【答案】(1) 500pSLN W ;(2)
91.810100%pSLN
Vq
ρ⨯⨯. 【解析】 【详解】
(1)燃气对活塞的平均压力
F =p ×103Pa ×S m 2=pS ×103 N ,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W =FL =pSL ×103 J ,
飞轮每转两圈对外做功一次,所以1s 内飞轮转N 周,对外做功2
N
次,所以1s 内,燃气对活塞做的总功
W 总=W ×
2N = pSL ×103×2
N
J= 500pSLN J , 汽油机的功率
P =
500J
1s
W pSLN t =
总=500pSLN W ; (2)消耗V L 汽油放出的热量
Q 放=m 汽油q 汽油=ρ汽油V 汽油q 汽油=ρVq ×10-3J ,
汽油机1h 做的功
W 总1=P ×3600s=1.8×106pSLN J ,
汽油机的效率
η=69131.810J 1.810=100%=100%10J W pSLN pSLN
Q Vq Vq
ρρ-⨯⨯⨯⨯⨯总放. 答:(1)汽油机的功率是500pSLN W ;
(2)汽油机的效率是
91.810100%pSLN
Vq
ρ⨯⨯.
9.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 。
10.下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是
20C ︒,通电6分钟后水恰好沸腾(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:
(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的; (2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻;
(3)这段时间水吸收的热量;[水的比热容34.210J /(kg C)c =⨯⋅︒]
(4)现测得电源电压为200V ,求此时电水壶的工作效率。
(计算结果保留两位有效数字) 【答案】(1)热;(2)5.5A ,40Ω;(3)53.3610J ⨯;(4) 93% 【解析】 【详解】
解:(1)电水壶是利用电流通过导体时,使导体产生热量来工作的,是电流的热效应。
(2)根据P UI =可得,此电水壶正常工作时的电流
1210W 5.5A 220V
P I U =
== 由2
U P R
=可得,电热水壶的电阻
22(220V)401210W
U R P ===Ω
(3)水的质量
3333110kg /m 110m 1kg 水水水m V ρ-==⨯⨯⨯=
水在1个标准大气压下的沸点100t =℃,烧开时吸收的热量
()350 4.210J /(kg C)1kg (100C 20C) 3.3610J 吸水水Q c m t t =-=⨯⋅︒⨯⨯︒-︒=⨯
(4)当电压200V U '=时,消耗的电能
22
5(200V)360s 3.610J 40W t R U ==⨯Ω
'=⨯
此时电水壶工作的效率
533.3610J
100%100%93%2.641J
0吸Q W η⨯=⨯=⨯=⨯
答:(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A ,电热丝的电阻为40Ω; (3)这段时间水吸收的热量53.3610J ⨯; (4)此时电水壶的工作效率93%。
11.阅读图文,回答问题。
与伟大同行
这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置! 仔细观察后回答:
(1)装置中的两个配重的重量不等,释放后大配重下降,小配重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度______(填变化情况),原因是________。
(2)实验中科学家某次测得了的数据如下:小配重G 小=100N ,大配重G 大=520N ,每升降一次配重各自移动的距离h =1m ,热量计中水的质量m =500g ,升降次数与水温变化的关系: 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18
通过分析数据,科学家得出了结论:在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算、判断过程_______(只需分析一次实验):
(3)本实验中的误差主要来源于________。
【答案】升高 机械能转化为内能 见解析,解得W Q =,说明能量守恒 克服摩擦做功,消耗一部分能量 【解析】 【分析】
(1)动叶轮不停的转动,叶轮对水做功,机械能转化成内能,水的温度升高。
(2)利用W Gh =计算消耗的机械能,Q cm Δt =来计算转化为的内能。
(3)机械能转化为的内能,包括水的内能和摩擦生热产生的内能。
【详解】
(1)[1][2]通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度升高,因为对水做功,机械能转化为内能。
(2)[3]小配重重力G 小=100N ,大配重重力G 大=520N ,合力为420N ,每升降一次配重各自移动的距离为1m ,即绳子一端移动的距离是1m ,对水做的功为
420N 1m 420J W G h '==⨯=
由表格知,升降一次水温升高0.2℃,水吸收的热量是
()34.210J/kg 0.5kg 0.2420J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯=℃℃
可见:W Q =,故机械能转化为内能的过程中,能量是守恒的。
(3)[4]机械能转化为内能时,转化为水的内能的同时,要克服摩擦消耗一部分机械能,即要摩擦生热消耗一部分能量,是实验误差的主要来源。
12.小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时,得到如下表的实验记录。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 温度/℃
60
67
73
80
80
80
80
80
80
80
84
88
93
(1)请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像____________。
(2)2.5min 时该物质是________态。
6min 时该物质是________态。
(3)熔化过程进行的时间大约是________min 。
(4)根据上述数据,可以归纳出该物质在熔化过程中的特点是________。
(5)该物质的熔点是________。
【答案】固固、液混合 5 吸热但温度不变
80℃
【解析】
【分析】
(1)按表中数据在坐标格中先画点,再描线。
(2)晶体在熔化前为固态,熔化时为固液共存态,熔化完为液态。
(3)熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完,据此判断熔化时间。
(4)分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点:不断吸热,但温度保持不变。
(5)物质在熔化过程中的温度,叫做熔点。
【详解】
(1)[1]根据表格中的实验数据,在坐标格中以横坐标为时间,纵坐标为温度,然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度,最后将各点用平滑曲线连接起来,得到温度随时间的变化的图像:
;
(2)[2]由图像知,该物质在2.5min时,还没有开始熔化,所以为固态。
[3]在第6min时,处于熔化过程当中,所以为固、液混合态。
(3)[4]由表格中数据及图像可知,该物质从第5min开始熔化,到第10min完全熔化完,所以熔化过程经历了
10min-5min=5min
(4)[5]由图像及数据知,该物质在熔化过程不断吸热,但温度保持不变。
(5)[6]由数据知,该物质在熔化过程温度保持80℃不变,是晶体,所以熔点为80℃。
13.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验
数据记录如下:
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是______
A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同
C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃,______(水/食用油)所需时间较长,_____(水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, _____(水/食用油)吸热能力较强.
(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量______(大于/小于/等于)食用油吸收的热量,______(水/食用油)升高的温度较多,______(水/食用油)吸热能力较强.
【答案】B D水水水等于食用油水
【解析】
(1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较强.(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强.
14.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。
15.建立模型在科学研究中有着重要的作用,模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的微观结构。
很早以前,科学家们发现了物质是由微粒(分子)组成的,从而建立了如图所示是物质三种状态的分子模型(如图所示)。
固体中分子间的束缚能力很强,分子只能在某个位置附近做小幅的振动,不能自由移动;气体分子间的束缚能力很弱,所以分子运动相对强烈,如果没有容器的限制可自由运动,尽可能占据更多的体积;液体介于三者之间(与固体更接近),大部分分子在大部分时间内只能在某一位置附近做幅度相对大的振动,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体。
(1)由材料可知,当物质从气态变化到固态时,需__________(选项“吸热”或“放热”),使其温度__________,分子只有的能量减小,分子的活跃程度需急剧变弱。
(2)在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,这就是__________;在液体内部,有一些分子由于获得足够的能量摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中。
从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,这就是__________。
(以上两空选填汽化的两种方式中的一种)
【答案】放热 降低 蒸发 沸腾 【解析】 【详解】
(1)[1][2]物质从气态变化到固态叫做凝华,凝华需要放热,使其温度降低;
(2)[3]在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,属缓慢的汽化现象,这就是蒸发现象;
[4]在液体内部,一些分子获得足够的能量,摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中,从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,整个过程较为剧烈,这就是沸腾。
二、初中物理浮力类问题
16.在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后,将一木块放在乙杯中后,木块漂浮在液体中,将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中,并用细线将其系在丙杯的杯底,如图所示,此时三个杯子对桌面的压力分别为F 甲、F 乙、F 丙,液体对杯子底部的压强分别为
p 甲、p 乙、p 丙,则( )
A .F F F ==甲乙丙
B .p p p >=乙甲丙
C .F F F <=甲乙丙
D .p p p =>乙甲丙
【答案】C 【解析】 【分析】
本题考查物体的浮沉条件、液体压强。
【详解】
三个完全相同的杯子,杯子中均装满同种液体,设杯子中液体的重力为G 液,则甲杯与乙杯相比较:甲杯对桌面的压力:
F G G =+甲液容,
乙杯对桌面的压力:
F G G G G =+-+乙液木容排乙,
因为木块在乙杯中漂浮,
G F G ==浮乙木排乙,
所以
F G G =+乙液容,F F =甲乙;
丙杯与乙杯相比较:丙杯对桌面的压力:
F G G G G =++-丙液木容排丙,
木块在丙杯中用细线将其系在杯底上,
G F F G ==+浮丙拉木排丙,
所以G G >木排丙,则F F >乙丙.综上所述,可知
F F F <=甲乙丙;
三杯中液体的深度相同,由p gh ρ=得p p p ==乙甲丙,A 、B 、D 错误,C 正确。
故选C 。
【点睛】 较难题。
17.如图甲所示,圆柱形容器装有适量的液体,将密度为2.5g/cm 3,体积为40cm 3物体B 放入液体中时,通过磅秤测得其总质量为150g .用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面且保持静止不动时,磅砰示数为66g ,如图乙所示.(g 取10N/kg ).下列判断正确的是
A .两次台秤示数的变化等于物体
B 两次所受浮力的变化 B .图乙中物体B 下表面受到的液体压力为0.2N
C .图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N
D .物体B 受到细绳的拉力为0.8N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .第一次物体沉底,通过磅秤测得总质量150g ,则容器对磅秤的压力:
10.15kg 10N/kg 1.5N B F G G G m g =++==⨯=杯水----①
第二次用一细绳提起物体B ,使物体B 的体积刚好有一半露出液面,此时磅秤示数为66g ,则此时容器对磅秤的压力:
20.066kg 10N/kg 0.1
2
66N F G G F m g '=++==⨯=浮杯水----②
由①-②得:
0.41
2
8N B G F -=浮----③
并不是物体B 两次所受浮力的变化,故A 项错误; B .物体B 的质量:
332.5g/cm 40cm 100g 0.1kg B B m V ρ==⨯==
物体B 的重力:
0.1kg 10N/kg 1N B B G m g ==⨯=
由③可得,图乙中物体B 受到的浮力:
0.84N 1N 0.84N 0.11
6N 2
B F G =-=-=浮 则:
20.16N 0.32N F =⨯=浮
即图甲中物体B 受到的浮力为0.32N ;根据浮力产生的原因可知:
F F F -=浮向上向下,当B 一半浸入液体中时,B 下表面受到的液体压力等于浮力
01
16N 2
.F =浮
故B 项错误;
C .在甲图中物体全部浸没,物体B 受重力、浮力、和支持力,物体受到的支持力为:
1N 0.32N 0.68N B F G F =-=-=浮支
因为容器底对物体B 的支持力和物体B 对容器底的压力是一对相互作用力,大小相等,所以图甲中物体B 对容器底部的压力为0.68N ,故C 项正确;
D .在乙图中物体一半浸没,物体B 受重力、浮力、和拉力,则物体B 受到细绳的拉力为:
1N 0.16N 0.841
2
N B F G F =-=-=浮拉
故D 项错误.
18.两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。
取两块相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图2所示。
以下判断正确的是
A .液体的密度ρ甲>ρ乙
B .液体对容器底部的压强p 甲<p 乙
C .橡皮泥受到的浮力F 甲<F 乙
D .容器对地面的压强p 地甲>p 地乙 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。
根据阿基米德公式F gV ρ=浮液排可得
F V g
ρ=浮
液排
由题意可知,两相同柱形容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙,而由图可知,盛有甲液体的容器液面较高,则碗状橡皮泥排开的液体体积大于球形橡皮泥排开乙液体体积,
所以两液体密度关系为
ρρ<甲乙
故A 项错误;
B .由密度公式的变形式m V ρ=可知,相同体积的甲乙两液体的质量关系为
m m <甲乙
且相同橡皮泥的重力相等,所以乙液体和橡皮泥的总重较大;因橡皮泥漂浮或悬浮时,液体对容器底部的压力等于液体和橡皮泥的重力之和,所以乙液体对容器底部的压力较大,由F
p S
=
可知,液体对容器底部的压强关系为 p 甲<p 乙
故B 项正确;
C .将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态,浮力等于重力;将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态,浮力等于重力,由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同,故C 项错误;
D .水平面上容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和,因为乙液体的重力比较甲大,所以乙液体、橡皮泥、容器对地面的压力较大,由=F
p S
可知容器对地面的压强
p p <地甲地乙
故D 项错误。
故选B
19.小李把同一个物体依次放人装有不同液体的三个相同的容器内,待物体静止后液面高度相同,如图所示,则下列四种说法正确的是( )
A .三个容器中,木块受到的浮力关系是:F 丙>F 甲>F 乙
B .三个容器内的液体质量相等
C .三个容器中,甲容器内的液体密度最小
D .三个容器中,容器对水平桌面的压强关系是:P 丙>P 乙>P 甲 【答案】C 【解析】 【详解】
由于丙悬浮,故ρρ=丙物;乙漂浮,故ρρ乙物>;甲下沉,故ρρ甲物<;由于物体的密度。