备战中考物理 热学问题求解方法 培优易错试卷练习(含答案)含答案解析
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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;
2.2019年12月27日晚,“长征五号遥三”运载火箭成功发射,如图所示。
该火箭的起飞质量约为870t,起飞升力约为1.05×107N,关于该火箭,下列说法正确的是()
A.火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过做功改变了火箭尾部的内能
C.火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的
D.火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106 N(g取10 N/kg)
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速小压强大没有关系,故A错误;
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能,故B错误;C.图中火箭尾部产生大量的“白气”,是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象,故C 错误;
D.火箭的起飞质量约为870t,重力
568.710kg 10N/kg 8.710N G mg ==⨯⨯=⨯
由于G 竖直向下,起飞升力F 竖直向上,且G F <,所以二力的合力方向向上,大小为
7661.0510N 8.710N 1.810N F F G =-=⨯-⨯=⨯合
故D 正确。
故选D 。
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.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。
5.一支刻好刻度的温度计,插入冰水混合物中时,水银柱长为4cm ;插入1标准大气压的沸水中时,水银柱长为24cm ,当温度计的水银柱长为16 cm 时,它所测量的实际温度是_________℃;如果实际温度为40℃,温度计水银柱长_________cm 。
【答案】60 12 【解析】 【详解】
[1]插入冰水混合物中时,水银柱顶端的位置代表0℃;插入1标准大气压的沸水中时,水银柱顶端的位置代表100℃,当温度计的水银柱长为16 cm 时,它所测量的实际温度
24cm 4cm 16cm 4cm
1000t
--=-℃℃
可解得60t =℃;
[2]如果实际温度为40℃,温度计水银柱长
24cm 4cm 4cm
100040l --=-℃℃℃
可解得12cm l =。
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.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.某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机,采用了很多新技术,这种柴油发动机有8个气缸,活塞面积为12000mm 2,活塞行程为135mm ,当转速为2500r/min 时,发动机功率为220kW ,最低油耗可达260g/(kW ·h ),(1kW ·h =3.6×106J ),柴油的热值为4.3×107J/kg 。
请回答下列问题: (1)该柴油发动机的效率最高可达多少? (2)在做功冲程中气缸内的平均压强是多少? 【答案】(1)32.2%;(2)8.15×105Pa 。
【解析】 【详解】
(1)每1kW·h 耗油260g ,完全燃烧释放热量为:
Q 放=mq =0.26kg×4.3×107J/kg=1.118×107J
W =1kW·
h=3.6×106J 故柴油发动机的效率最高可达:
67
3.6101.1181J 100%0100%32.2%J
W Q η=⨯≈⨯=⨯⨯ (2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,由于转速
为2500r/min ,合125
r /s 3
,则一个气缸每秒做功次数为: 1125125236
⨯= 则该柴油机每秒做功次数为:
125500863
n =⨯=
该柴油机的功率:
W npLS P t t
=
=总 所以,做功冲程中的平均压强为:
552
2.210W 1s
8.1510Pa
5000.135m 0.012m 3
Pt p nLS ⨯⨯==≈⨯⨯⨯ 答:(1)柴油发动机的效率最高可达32.2%; (2)在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15×105Pa 。
9.有一只不准的温度计,它的刻度是均匀的,但放在冰水混合物中,显示为2℃,放在1标准大气压下的沸水中,显示为98℃,把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度是多少?(计算结果保留一位小数) 【答案】29.2℃ 【解析】 【详解】
由题意可知温度计每一刻度表示的温度是
0100-025
98-224
t =
=℃℃℃℃℃
当温度计显示的温度是30℃时,实际的温度是
()25
30-2029.224
⨯+≈℃℃℃℃℃ 答:把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度约是29.2℃。
10.我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功,发动机巡航推力为3.6×104N ,巡航速度为920 km/h 。
(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是多少?
(2)若飞机以巡航速度飞行0.5 h 的过程中,耗油1800 kg ,求此过程中发动机的机械效率。
(燃油热值q 取4.6×10 7J/kg ) 【答案】(1)3.6×104N ;(2)20% 【解析】 【分析】
(1)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,根据平衡力判断出受到的阻力。
(2)根据Q mq =算出燃料完全燃烧放出的热量,根据s vt =算出移动的距离,根据W Fs = 算出发动机传递给飞机的推进功,根据100%W Q η=⨯推力放
算出发动机的机械效率。
【详解】
(1)飞机水平匀速巡航时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,发动机巡航推力与受到的阻力平衡力,大小相等,则受到的阻力
43.610N f F ==⨯
(2)燃料完全燃烧放出的热量
7101800kg 4.610J/kg 8.2810J Q mq ==⨯⨯=⨯放
发动机巡航的距离为
920km/h 0.5h 460km 460000m s vt ==⨯==
飞机的推进功(推力所做的功)
4103.610N 460000m 1.65610J W Fs ==⨯⨯=⨯推力
发动机的推进效率
1010
1.65610J 100%100%20%8.2810J
W Q η⨯=⨯=⨯=⨯推力放 答:(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是3.6×104N ;(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h 的过程中,耗油1800kg ,此过程中发动机的机械效率20%。
【点睛】
本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识,是一道综合题,有一定的难度,难点是效率的计算。
11.如图甲所示为超市一款电饭煲,在额定电压为220V 的电路中能正常工作,工作原理如图乙所示,R 2=160Ω,其加热功率与保温功率之间的关系为P 加热=5P 保温,试求:
(1)电阻R 1的阻值;
(2)用电高峰时段,电源电压变为200V ,此时电饭煲的保温功率为多少;
(3)电源电压为200V 时,标准气压下将3L 的汤从20℃加热至100℃,需要20min ,电饭煲
的加热效率是多少。
(3
1.010ρ=⨯汤kg/m 3,34.010c =⨯汤J/(kg ·℃))
【答案】(1)40Ω;(2)200W ;(3)80% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图乙可知,当闭合S 、1S 拨至2时,电路为1R 的简单电路,当闭合S 、1S 拨至1时,
电阻1R 与2R 串联,根据P =2
U R
可知,电阻越小,功率越大,可知当闭合S 、1S 拨至2
时,是加热档位,当闭合S 、1S 拨至1时,是保温档位,由P =UI 、I =
U R
得
P 加热=21U R ,P 保温
=2
12
U R R +
则加热功率与保温功率之比为
P P 加热保温=121R R R +=51
电阻R 1的阻值
R 1=
14R 2=1
4
×160Ω=40Ω (2)电源电压变为200V ,此时电饭煲的保温功率为
P '保温=
212U R R +=()2
200V 40Ω160Ω
+=200W (3)加热功率
P '加热=21U R =()2
200V 40Ω
=1000W 由P =
W
t
得,20min 电饭煲消耗的电能 W 电=P '加热t =1000W ×20×60s =1.2×106J 由ρ=
m
V
得水的质量 m =ρV =1.0×103kg/m 3×3×10-3m 3=3 kg
水吸收的热量
Q 吸=cm (t -t 0)=4.0×103J/(kg ℃)⨯3kg (⨯100-℃20℃)=9.6×105J
电饭煲的加热效率
η=Q W 吸电=569.610J 1.210J
⨯⨯=80% 答:(1)电阻R 1的阻值为40Ω。
(2)电饭煲的保温功率为200W 。
(3)电饭煲的加热效率为80%。
12.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。
13.如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。
实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)固体熔化图象如图丙所示,物质在熔化过程中,温度_____,此时温度如图乙所示,读数方法正确的是_____(填“A”“B”或“C”),该物质是_____(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,则测得试管内物质的温度值偏_____。
【答案】保持不变 B 晶体高
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]由图乙知,A 俯视,读数会偏大,C 仰视,读数会偏小,B 读数方式正确;由于该物质在熔化过程中,温度保持不变,所以是晶体;
(2)[4]实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,温度计的示数会受烧杯底部的影响,则测得试管内物质的温度值偏高。
14.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。
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,a 、b 、c 是三个实心小球,其中a 与b 质量相等,b 与c 体积相同;放入水中后,a 球漂浮、b 球悬浮、c 球沉底,则下列判断中正确的是
A .它们的体积关系是:a b c V V V <=
B .它们的重力关系是:a b c G G G =>
C .它们的密度关系是:b a c ρρρ>>
D .它们所受的浮力关系是:a b c F F F == 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由题图可知,a 漂浮,b 悬浮,则
a a V V <排,
b b V V =排
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以
a a F G =,
b b F G =
因为a 与b 质量相等,则物体的重力相等,所以浮力a b =F F ;因为浮排F gV ρ=
,所以
a b V V =排排
所以
a b V V >
由题干可知
b c V V =
所以
a b c V V V >=
故A 错误;
B .因为b 悬浮,c 沉入底部,所以
b b F G =,
c c F G <
因为b 与c 体积相同,所以根据浮排F gV ρ=
可知b c F F =,所以b c G G <;则
a b c G G G =<
故B 错误;
C .因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,所以根据a 漂浮、b 悬浮、c 沉入底部可知
a b c ρρρ<<
故C 错误;
D .由上分析可知:浮力大小关系为
a b c F F F ==
故D 正确。
故选D 。
17.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<;由于物体的密度相同,所以乙液体的密度最大,其次是丙,再次是甲,即ρρρ甲乙丙<<;
A .由于甲下沉,所以甲的浮力小于重力,
B 、
C 悬浮和漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故
A B C F F F =浮浮浮<
故A 错误;
BC .且据图可知,乙浸入液体的深度最少,而此时液面相平,所以若将物体取出后,乙中液体的体积最大,且由于乙的密度最大,所以据m V ρ=可知,乙液体中的液体的质量最大,故B 错误,C 正确;
D .由于物体的重力相同,乙液体的质量最大,所以乙容器总的重力最大,由于杯子的底面积相同,所以据F
p S
=可知,乙容器对水平桌面的压强最大,故D 错误。
故选C 。
18.底面积相同的甲、 乙、丙三个容器内装有质量相等的三种液体,放入三个完全相同的正方体A 、B 、C 后静止如图所示。
则( )
A .三个正方体受到的浮力A
B
C F F F >>浮浮浮 B .三个正方体底部受到的压强A B C P P P >= C .三个容器底部受到的压力F F F >>甲乙丙
D .桌面受到的压力关系为F F F '''>>甲乙丙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .图甲中正方体为悬浮,浮力等于重力,图乙图丙中正方体为漂浮,浮力也与重力相等,又因为三个正方体完全相同,所以三个正方体所受的浮力相同,故A 错误;
B .因为正方体下表面受到的压力为浮力与上表面的压力之和,因为物块A 上表面的压力最大,物块B 与物块
C 上表面压力均为零,所以物块A B C F F F >=,又因为三个正方体下表面面积相同,所以三个正方体底部受到的压强为A B C P P P >=,故B 正确;
C .因为三个容器中所呈的液体质量相同,所以对容器的压力相同,又因为甲容器器壁会承受一部分压力,乙容器会向底部呈加更多的压力,所以三个容器底部受到的压力为
F F F >>乙甲丙,故C 错误;
D .因为三个容器的质量未知,所以对桌面的压力无法比较,故D 错误。
故选B 。
19.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓
缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是
A .物体的体积是500cm 3
B .物体受到的最大浮力是5N
C .物体的密度是332.2510kg /m ⨯
D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时
-4333
4====4101.010/10/F N
V V m g kg m N kg
ρ⨯⨯⨯浮物排液, 故A 错误; 物体的密度:
33
-43
9= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m ρ=
==⨯⨯⨯, 故C 正确。
故答案为C 。
20.水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯,装满不同密度的液体。
现将小球A 分别放入两溢水杯中,小球静止时的情景和溢出的液体如图所示,从甲杯中溢出的液体所受重力为G 甲 =0.9N ,从乙杯中溢出的液体所受重力为G 乙=0.8N ,小球在甲杯中所受的浮力为F 甲,在乙杯中所受的浮力为F 乙。
则下列说法中正确的是( )
A .因为A 在乙杯中排开的液体体积较大,所以有F 乙>F 甲
B .A 的重力为0.9N ,它在乙杯中受到浮力为0.8N
C .液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
D .甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力,G 甲>G 乙,因此F 甲> F 乙,又因为甲中A 漂浮,浮力等于重力为0.9N ,乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N ,故A 错误,B 正确;
C .由图像可知甲中A 漂浮,A ρρ甲>,乙中A 沉底,A ρρ乙<,因此ρρ甲乙>,由
p gh ρ=可知深度相同时,液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强,故C 错误;
D .甲杯对桌面的压力为
A =F G G G ++甲杯液甲
乙杯对桌面的压力
A =F G G G ++乙杯液乙
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,同时甲的密度大于乙的密度,由
G mg Vg ρ==
可知
G G 液甲液乙>
因此可得
F F 甲乙>
故D 错误。
故选B 。
21.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上,如图甲所示,容器的底面积为 100cm 2, 容器对桌面的压强为 500Pa ;用细线拴住一金属球,金属球的密度为 8g/cm 3,将金属球浸没在液体中,如图乙所示,容器对桌面的压强为 600Pa ;将细线剪断,金属球沉到容器底部,如图丙所示,容器对桌面的压强为 1500Pa 。
则下列的判断正确的是( )
A .金属球所受浮力是 6N
B .金属球的体积是 100cm 3
C .液体的密度是 0.8g/cm 3
D .金属球对容器底部的压力是 10N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A . 由甲、乙两图可得
1600Pa 500Pa 100Pa p ∆=-=
由 F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 4211100Pa 10010m 1N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
1F G ∆=排
则金属球排开液体的重力为
1N G =排
故金属球受到的浮力为
1N F G ==浮排
故A 错误; B .由甲、丙两图可得
21500Pa 500Pa 1000Pa p ∆=-=
由F
p S
=
得,对桌面增加的压力为 42221000Pa 10010m 10N F p S -∆=∆=⨯⨯=
由于对桌面增加的压力
2F G ∆=
则金属球质量为
10N 1kg 10N kg G m g =
== 金属球的体积为
33
1000g
125cm 8g cm
m
V ρ
=
=
=
故B 错误;
C .因金属球排开液体的体积为125cm 3,由阿基米德原理浮排F gV ρ=
可得
3363
1N
800kg m 0.8g 12510m 10N kg
F Vg ρ-=
===⨯⨯浮液 故C 正确;
D .金属球对容器底部的压力
10N 1N 9N F G F =-=-=浮
故D 错误。
故选C 。
22.测力计上挂一重为8牛的金属块,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛.若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为( ) A .2牛 B .4牛
C .6牛
D .8牛
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
当金属块三分之一浸入水中静止时,它受到重力、拉力、浮力的作用,处于平衡状态,浮力大小为
8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
根据阿基米德原理1F gV ρ=浮水可知,排开水的体积为
1F V g
ρ=
浮
水 若将金属块全部浸入水中,那么它排开水的体积为213V V =,此时它受到水的浮力为
'21336N F gV g V F ρρ==⋅==浮水水浮
测力计的示数为
''8N 6N 2N F G F =-=-=测浮
故选A .
23.如图,两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸没在水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若甲瓶恰好悬浮,则( )
A.乙瓶可能悬浮B.两瓶受到的浮力相等
C.甲瓶内气体的压强较大D.乙瓶内气体密度较大
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.已知两个空塑料瓶是相同的,则两个空塑料瓶的重力相等;甲瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力等于瓶的重力;由图可知:乙瓶的橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,则乙瓶排开水的体积小于甲瓶排开水的体积,根据阿基米德原理可知:乙瓶受到的浮力小于甲瓶受到的浮力,则乙瓶受到的浮力小于瓶的重力;所以,乙瓶会下沉,故AB不符合题意;
CD.由于两个空塑料瓶是相同的,瓶内空气质量相同,乙瓶橡皮膜凹进得更多,体积变小,故乙瓶内空气的密度变大;乙瓶内空气的压强也变大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。