内容正文:
第一单元测试卷
(满分:160分 时间:120分)
本卷g取10N/kg
一.选择题(每题3分,共15小题,共45分)
1.(2024•上城区校级一模)下列关于水资源的叙述,正确的是( )
A.通常所说的水资源是指陆地上的所有水体
B.冰川分布于两极和高山地区,是目前可供人类利用的最重要的水资源
C.目前你用的淡水资源,主要是指河流水、湖泊淡水和浅层地下淡水
D.水资源开发利用后,都能很快恢复
2.(2024春•宁波期中)如图是电解水实验装置图,下列有关说法错误的是( )
A.通过电解水的实验,说明水由氢和氧组成
B.图中a试管内收集的气体是氢气,可以燃烧
C.a试管内气体与b试管内收集的气体的质量比约为2:1
D.在水中加入少量的稀硫酸可以加快水分解的速率
3.(2023春•江干区校级期中)如图是水电解时的微观粒子模型,由该图可知( )
A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢原子和氧原子构成的
C.水分子含有氢分子和氧分子
D.水电解过程中产生了新的分子
4.(2024•宁波自主招生)如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为( )(ρ铁=7.9g/cm3)
A.312克 B.237克 C.318克 D.326克
5.(2024•富阳区一模)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
6.(2024•宁波自主招生)如图所示,在容器中放入一个上、下底面积均为10cm2,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下表面与容器底部紧密接触,容器中的水面高6cm.且与石鼓上表面齐平,则石鼓受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0N B.0.2N C.0.6N D.0.8N
7.(2024•黄岩区二模)小黄在两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,使其能竖直漂浮在水中(如图所示)。下列关于甲、乙蜡烛露出液面的高度h1、h2的大小关系正确的是( )
A.h1>h2 B.h1=h2 C.h1<h2 D.无法判断
8.(2024•文成县二模)小文将漂浮在水面装有硬币的气球(不漏气也不爆炸)压入到a位置以上(图甲),松手后,发现气球自动上浮至水面;再将气球压入到a位置以下(图乙),气球下沉到杯底。下列有关气球在液体中所受压强p与浮力F随深度h变化的大致曲线图像,正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
9.(2024•上城区校级一模)苏通大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105 N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
10.(2024春•海曙区期中)关于物质的溶解,下列说法正确的是( )
A.不同的物质分散到水中都会形成溶液
B.汽油溶解在色拉油中,不能形成均一、稳定的混合物
C.凡是均一、稳定、透明的液体都是溶液
D.溶质既可以是固体,也可以是液体或气体
11.(2024春•宁波期中)下列液体分别属于( )
①水中放入细沙
②酒精中加入碘
③水中滴入植物油
A.悬浊液 溶液 乳浊液
B.悬浊液 悬浊液 乳浊液
C.乳浊液 乳浊液 悬浊液
D.悬浊液 溶液 溶液
12.(2024•宁波模拟)据表氯化钠、碳酸钠在0~40℃四个温度区间的溶解度数据,以及所学的相关知识,可知甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是( )
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/g
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12
22
40
49
A.乙>甲>丁>丙 B.乙>甲>丁=丙
C.甲=乙>丁=丙 D.甲=乙>丁>丙
13.(2024•鹿城区模拟)某化学兴趣小组按如图操作配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液。下列说法正确的是( )
A.③中玻璃棒的作用是使溶液更加均匀
B.⑥读数时视线与凹液面最低点保持水平
C.①~⑥项实验操作均正确
D.实验操作顺序为④②①⑤⑥③
14.(2023秋•衢江区期末)“生命吸管(Lifestraw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置,内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物;活性炭和离子交换树脂可去除异味和部分重金属;超滤膜可滤除99.3%的细菌和病毒。下列有关叙述不正确的是( )
A.滤网有过滤的作用,能去除颗粒物
B.活性炭具有吸附作用,能去除异味
C.超滤膜与将自来水煮沸的作用相同
D.净化后的水是纯净物,可直接饮用
15.(2023秋•嘉兴期末)台风多发生于夏季,属于水循环的组成部分。如图是水循环示意图,下列有关说法错误的是( )
A.台风发生时,过程⑦也在进行
B.台风中携带的水汽主要来自过程③
C.台风带来的降水有利于缓解夏季旱情
D.台风带来的降水会使过程⑤中的流量增加
二.填空题(每空2分,共8小题,共48分)
16.(2023秋•杭州期末)化学社团同学设计了如图所示装置探究水的组成。请回答下列问题。
(1)A管中产生的气体和B管中产生的气体的体积比约为 。拔下注射器,将带火星的木条放在A管口,打开活塞,观察到 ,说明A管中产生的气体为氧气。
(2)写出电解水的文字或符号表达式 。
实验过程中。同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知。调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值。记录如下。(保持其它条件不变,每次实验收集10mL氧气)
反应时间
电压
6V
9V
12V
氢氧化钠溶液浓度
5%
26分26秒
12分14秒
7分30秒
10%
17分8秒
9分26秒
6分22秒
(3)实验时不选择6V电压下实验的理由 ;电压9V,氢氧化钠浓度15%的条件下,如果要收集10mL氧气需要的时间应该 9分26秒(填“大于”或“小于”)。
(4)分析上表数据可得出的结论是 (写一条即可)。
17.(2024•新昌县模拟)如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为 N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1 (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1 印度洋的海水密度ρ2。
18.(2024•宁波模拟)水下滑翔机是一种新型的水下机器人(图甲),总重为515N,图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移,从而达到上浮和下潜的目的。
(1)该滑翔机的工作原理是改变 (选填“浮力”或“自身重力”)大小以达到上浮和下潜。
(2)当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为0.0495m3,已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当外油囊中油的体积为0.0005m3时,该滑翔机刚好处于600m的深度。通过计算可知,此时该滑翔机处于 (填“下沉”“悬浮”或“上浮”)状态。(忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响)
19.(2024•金华一模)小金学习了有关溶液的知识后,对A物质的溶解性进行了如下探究:
请结合实验现象,回答下列问题:
(1)由实验可得,A物质的溶解度随温度升高而 。
(2)根据该实验,小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是 。
20.(2024春•北仑区期中)某同学欲配制50克5%的氯化钠溶液。该实验的部分操作如图所示。
(1)在称量氯化钠的质量时,A出现了右盘略低的现象,接下来的操作是 。
(2)量取水时,应选用规格为50mL的量筒而不选用100mL的量筒,其目的是 。
(3)C中用玻璃棒搅拌的作用是 。
(4)小明同学在实际操作中出现了如下操作,导致配制的氯化钠溶液质量分数偏小的有 。
A.称取氯化钠时,游码不在零位置就调节天平平衡,后将游码移动得到读数
B.氯化钠固体不纯
C.按照图B的方法读数
D.将量筒中的水倒入烧杯时,有水洒出
21.(2024•宁波模拟)如图(a)所示,重为5牛的长方体物块漂浮在水中,其下表面积为5×10﹣3米2,则下表面受到水的压力方向为 ,压强大小为 帕。若将长方体物块以图(b)所示方式放置,比较图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa和Fb的大小,则Fa (填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
22.(2023秋•金东区期末)水在通电的条件下可以发生化学反应,请根据图甲和图乙回答下列问题:
(1)图甲是电解水的实验,试管b中产生的气体是 。
(2)通过对图甲实验产物的检验,可以说明水是由 组成的。
(3)水电解的微观过程可用图乙中A、B、C、D表示,各种微粒运动变化的先后顺序是 。
23.(2023春•宁波期末)甲、乙两同学在室温下各取100克某溶液分别做制晶体实验,甲将溶液蒸发掉20克水后冷却至室温得晶体3.6克(晶体不含结晶水),乙将溶液蒸发掉30克水后冷却至室温,得晶体7.2克。若两人实验结果都正确,则原100克某溶液中溶质的质量分数为 。(结果保留一位小数)
三.实验探究题(24题(2)3分,25题(2)4分,其余每空2分,共6小题,共43分)
24.(2024•台州三模)絮凝剂常用于水的净化,实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。
【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。
【进行实验】
Ⅰ、配制水样和絮凝剂溶液
配制水样:向10L水中加入25g高岭土,搅拌、静置,取上层液作为水样。
配制絮凝剂溶液:用100mL水和5g硫酸铁进行配制。
Ⅱ、探究影响水样净化效果的因素
取水样,向其中加入絮凝剂溶液,搅拌,测定静置不同时间水样的浊度,并计算浊度去除率(浊度去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如表一所示:
表一:
实验序号
水样的体积/mL
加入絮凝剂溶液的体积/mL
静置时间/min
浊度去除率/%
①
200
0
20
12.48
②
200
0.2
20
76.54
③
200
0.3
20
84.60
④
200
0.4
5
64.45
⑤
200
0.4
10
70.85
⑥
200
0.4
15
81.04
【解释与结论】
(1)如表二所示,请结合该实验研究范围内的实验数据完成实验报告。
表二:
实验目的
数据分析
实验结论
探究加入絮凝剂溶液的量不同对水样净化效果的影响
对比实验 (填序号)
静置时间相同时,等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大,对水样净化效果
探究静置时间不同对水样净化效果的影响
对比实验④⑤⑥
【反思与评价】
(2)实验小组通过实验发现,温度也会影响水样净化效果。请用实验小组配制好的水样和絮凝剂溶液继续完成实验,补全实验方案 。
25.(2024•莲都区二模)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,项目化学习小组同学根据轮船载的货物越重,所受到的浮力越大,提出了浮力大小与物体重力有关的结论:
(1)小组同学根据轮船载的货物越重,得出所受到的浮力越大,原因是物体漂浮时浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”),其实际原因是轮船载的货物越重会导致 越大所致。
(2)为了验证浮力大小是否与物体重力有关,请你选择下列适合的实验器材并写出实验步骤(可以配图)。实验器材:烧杯、弹簧秤、水、盐水、细线、80cm3的实心铜块、体积均为100cm3实心铜块、铝块和木块各一。
26.(2024•浙江模拟)某小组在做粗盐结晶实验时发现了一个有趣的现象,有的结晶颗粒大,有的结晶颗粒小,这是什么原因呢?有同学猜测结晶的颗粒大小可能与蒸发温度有关。
【记录数据】
蒸发温度
室温
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
颗粒大小
最大
较大
较大
中等
较小
小
颗粒大小是否均匀
差异大
差异大,有些呈片状
差异大,有些呈片状
差异大,有些呈片状
均一
均一
【实验结论】(1)根据表格,小组同学得出的实验结论是 。
【交流讨论】(2)小组同学曾在盐场,看到过晒盐工人在烈日下(地表温度在45℃左右)的“结晶池”盐田中“打花”,请你结合表格中实验结果简要说明什么是“打花”: 。
【深入思考】结晶时为什么温度会影响晶体的颗粒大小?
查阅资料发现:在结晶过程中,晶体表面不断有新的食盐微粒加入,同时晶体表面食盐微粒也不断溶解,总的趋势是加入到晶体表面的食盐微粒的数量要多于溶解的微粒,这样晶体才能不断增大,当晶体不再增大时,这两者就达到一个动态的平衡。
(3)请你再举一例我们学过的动态平衡的例子: 。
【综合比较】(4)请你比较在制备硫酸铜晶体和精制粗盐时,结晶方法有什么不同: 。
27.(2024•滨江区校级模拟)校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求:
(1)潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
(2)为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,则潜水器将 (选填“上浮”或“下沉”)。
②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800厘米3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案 。(g取10N/kg)
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
550
250
2
500
300
3
480
320
4
450
350
③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
28.(2024•浙江模拟)小明制作了如图1所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小明通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)如图丙所示,探头受到的浮力为 N。
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮模受到的压强将 (填“变小”“保持不变”或“变大”,下同)。探头从图丙到图丁的过程中(未触底,实验过程中橡皮膜没有破裂),弹簧测力计的示数会 。
(3)如图戊所示,溢水杯中的液体可能是以下哪几种? 。
A.食盐溶液
B.酒精溶液
C.蔗糖溶液
D.汽油
29.(2024•江北区一模)小宁所在的科技小组准备制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力为 N。
(2)若塑料管放到水中的情景如图所示,此时用记号笔在塑料管上液面位置处画一个刻度A,再将塑料管放到酒精中,塑料管仍处于漂浮状态,此时再用记号笔在塑料管上液面位置处画一刻度B,则刻度B位于 (填“A上方”“A下方”或“与A重合”)。
(3)小宁发现自制密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,他想了如下改进方案,其中可行的是 。(多选)
A.换更大的容器盛放待测液体
B.换更细的塑料管制作密度计
C.换更长的塑料管制作密度计
D.适当增大塑料管下端铜丝的质量
四.计算题(共4小题,共20分)
30.(2023秋•余杭区期末)在甲流病例激增的时期,过氧乙酸是一种高效消毒剂,在生活中被广泛使用。市售过氧乙酸一般是质量分数为20%的过氧乙酸溶液(密度为1.1g/mL)。现某班级要配制质量分数为0.5%的过氧乙酸2.2kg用于教室消毒,需要市售过氧乙酸的体积是多少毫升?需要加水多少克?(写出计算过程)
31.(2024•浙江模拟)某科学小组学习了浮力知识后,利用弹簧测力计和铁块制作一个测定液体密度的仪器。下面是该仪器的使用说明书:
密度计使用说明书
1.弹簧测力计左边表示测力计示数,右边表示相应的液体密度示数。
2.将铁块用细线挂于测力计挂钩处,测力计的示数为7.9牛,密度计的标记数值为0;
3.将铁块完全浸没于待测液体中,即可读出待测液体的密度。
(1)当利用该装置测某液体密度时,将铁块浸没在液体中,弹簧测力计的示数为7.1牛,通过计算说明待测液体的密度为多少?(铁块的密度ρ铁=7.9×103kg/m3)
(2)小组同学换用其他待测液体继续按如图实验,每一次都在测力计右侧标注出该液体的密度值,依据一定的关系做成了一支密度计。请在坐标图中画出反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的大致图像。
(3)当进行展示评价时,有其他小组同学指出该密度计测量的范围太小,想用其他金属块替换铁块。由于材料限制,该小组只能从以下材料中选择:
A.重为5牛,体积为80cm3的金属块
B.重为4牛,体积为50cm3的金属块
C.重为3牛,体积为30cm3的金属块
你选择用 金属块能使该密度计的测量范围最大?请说明理由。
32.(2023秋•长兴县校级期末)在科学实践活动中,某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20厘米3的橡皮泥做成一艘“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25克的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3。已知水的密度为1.0×103千克/米3。求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这艘橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
33.(2024春•慈溪市期中)有100g 10%的食盐溶液,要使其质量分数变为20%,有三种方法,按要求填空:
(1)继续加入食盐,其质量为 g;
(2)蒸发水分,其质量为 g;
(3)与质量分数大于20%的浓食盐溶液混合,若混入25%的食盐溶液,其溶液质量为 g.
五.解答题(共1小题,共4分)
34.(2024•拱墅区模拟)在生活中可以利用一碗水来鉴别鸡蛋的新鲜程度。
资料一:鸡蛋放置时间越久,越不新鲜,不同新鲜程度的鸡蛋在水中的浮沉情况如图甲。
资料二:用放大镜观察鸡蛋外壳,发现鸡蛋壳表面布满一个个气孔,如图乙所示。
资料三:鸡蛋在放置过程中,体积不会发生变化。
请结合上述资料并综合运用所学知识,对“不同新鲜程度鸡蛋在水中的浮沉情况”进行解释。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$
第一单元测试卷
(满分:160分 时间:120分)
本卷g取10N/kg
一.选择题(每题3分,共15小题,共45分)
1.(2024•上城区校级一模)下列关于水资源的叙述,正确的是( )
A.通常所说的水资源是指陆地上的所有水体
B.冰川分布于两极和高山地区,是目前可供人类利用的最重要的水资源
C.目前你用的淡水资源,主要是指河流水、湖泊淡水和浅层地下淡水
D.水资源开发利用后,都能很快恢复
【答案】C
【解答】解:A、我们通常说的水资源主要指陆地上的淡水资源,故错误;
B、冰川分布于两极和高山地区,但是目前还不能供人类利用,目前人类利用的淡水资源,主要是河湖水和浅层地下水,仅占全球淡水资源的0.3%,故错误;
C、目前人类利用的淡水资源,主要是河湖水和浅层地下水,仅占全球淡水资源的0.3%,故正确;
D、水资源利用后不能恢复,所以应节约用水,故错误。
故选:C。
2.(2024春•宁波期中)如图是电解水实验装置图,下列有关说法错误的是( )
A.通过电解水的实验,说明水由氢和氧组成
B.图中a试管内收集的气体是氢气,可以燃烧
C.a试管内气体与b试管内收集的气体的质量比约为2:1
D.在水中加入少量的稀硫酸可以加快水分解的速率
【答案】C
【解答】解:A、电解水生成氢气和氧气,说明水由氢元素和氧元素组成,故选项正确。
B、图中a试管内收集的气体是氢气,可以燃烧,故选项正确。
C、a试管内气体与b试管内收集的气体的质量比约为1:8,故选项不正确。
D、在水中加入少量的稀硫酸可以加快水分解的速率,故选项正确。
故选:C。
3.(2023春•江干区校级期中)如图是水电解时的微观粒子模型,由该图可知( )
A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢原子和氧原子构成的
C.水分子含有氢分子和氧分子
D.水电解过程中产生了新的分子
【答案】D
【解答】解:A、水是由氢元素和氧元素组成的,故A说法错误;
B、水是由水分子构成的,水分子是由氢原子和氧原子构成的,故B说法错误;
C、分子是由原子构成的,水分子中不含有氢分子和氧分子,故C说法错误;
D、水电解过程中产生了氢分子和氧分子,是新的分子,故D说法正确。
故选:D。
4.(2024•宁波自主招生)如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为( )(ρ铁=7.9g/cm3)
A.312克 B.237克 C.318克 D.326克
【答案】A
【解答】解:由甲图可得:G甲+G木=F浮甲,即m甲g+G木=ρ水gV木;
由乙图可得:G乙+G木=F浮乙,即ρ铁gV乙+G木=ρ水g(V木+V乙);
由以上两式可得:
V乙=,
由ρ=可得,铁块乙的质量:
m乙=ρ铁V乙=7.9g/cm3×≈311g;
结合选项可知A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
5.(2024•富阳区一模)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
【答案】D
【解答】解:A、茄子处于漂浮状态,浮力等于重力,故A错误;
B、茄子漂浮密度小于水的密度,土豆沉底密度大于水的密度,故土豆密度大于茄子的密度,故B错误;
C、放入土豆后、水面升高,根据p=ρgh可知容器底部受到水压强增大,故C错误;
D、土豆沉底所受浮力小于重力,故土豆排开水的重力小于自身的重力,故D正确。
故选:D。
6.(2024•宁波自主招生)如图所示,在容器中放入一个上、下底面积均为10cm2,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下表面与容器底部紧密接触,容器中的水面高6cm.且与石鼓上表面齐平,则石鼓受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A.0N B.0.2N C.0.6N D.0.8N
【答案】B
【解答】解:由于石鼓下底面与容器紧密接触,且石鼓上表面与水面相平,
所以,石鼓圆柱体部分不受浮力,而石鼓两侧凸出的部分受到了浮力,
则石鼓排开水的体积如下图阴影部分所示:
则V排=V石鼓﹣V圆柱=80cm3﹣10cm2×6cm=20cm3=2×10﹣5m3,
所以,石鼓受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3=0.2N。
故选:B。
7.(2024•黄岩区二模)小黄在两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,使其能竖直漂浮在水中(如图所示)。下列关于甲、乙蜡烛露出液面的高度h1、h2的大小关系正确的是( )
A.h1>h2 B.h1=h2 C.h1<h2 D.无法判断
【答案】C
【解答】解:两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉,竖直漂浮在水中,受到的浮力都等于总重力;由图知乙中铁钉一部分在蜡烛的外部,所以F浮=ρ水gS(h﹣h1)=ρ水gS(h﹣h2)+ρ水gV钉,所以h1<h2,故选:C。
8.(2024•文成县二模)小文将漂浮在水面装有硬币的气球(不漏气也不爆炸)压入到a位置以上(图甲),松手后,发现气球自动上浮至水面;再将气球压入到a位置以下(图乙),气球下沉到杯底。下列有关气球在液体中所受压强p与浮力F随深度h变化的大致曲线图像,正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
【答案】C
【解答】答:气球在位置a的上方释放后,气球的体积大,排开水的体积大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球受到的浮力大于重力,气球上浮;在位置a的下方释放后,深度增大,由p=ρgh可知气球受到水的压强比位置a的上方的大,所以气球的体积会减小,排开水的体积也减小,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球的浮力减小,气球受到的浮力小于重力,气球下沉,故选:C。
9.(2024•上城区校级一模)苏通大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105 N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:A、由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②;故A错误;
B、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时下表面到水面的距离为2m,则构件边长为2m,故B错误;
C、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105 N;故C错误;
D、构件完全淹没时,v排=2m×2m×2m=8m3,拉力F2=1.2×105 N;则有:
F浮=G﹣F2,
ρ水gV排=ρgV﹣F2,
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3﹣1.2×105 N
ρ=2.5×103kg/m3。
故选:D。
10.(2024春•海曙区期中)关于物质的溶解,下列说法正确的是( )
A.不同的物质分散到水中都会形成溶液
B.汽油溶解在色拉油中,不能形成均一、稳定的混合物
C.凡是均一、稳定、透明的液体都是溶液
D.溶质既可以是固体,也可以是液体或气体
【答案】D
【解答】解:A、物质分散到水中形成均一稳定的混合物,才属于溶液,有的物质分散到水中不能形成溶液,例如植物油,故A错;
B、汽油溶解在色拉油中,能形成均一稳定的混合物,属于溶液,故B错;
C、均一、稳定、透明的液体不一定是溶液,例如蒸馏水,故C错;
D、溶质既可以是固体,也可以是液体或气体,故D正确。
故选:D。
11.(2024春•宁波期中)下列液体分别属于( )
①水中放入细沙
②酒精中加入碘
③水中滴入植物油
A.悬浊液 溶液 乳浊液
B.悬浊液 悬浊液 乳浊液
C.乳浊液 乳浊液 悬浊液
D.悬浊液 溶液 溶液
【答案】A
【解答】解:水中放入细沙变浑浊,静置出现分层,底部有沉淀,是不溶性的固体小颗粒悬浮于液体中形成的混合物是悬浊液;
碘能溶解于酒精中,形成均一、稳定的混合物,属于溶液;
植物油是难溶于水的液体,水中滴入植物油形成不均一、不稳定的混合物,属于乳浊液。
故选:A。
12.(2024•宁波模拟)据表氯化钠、碳酸钠在0~40℃四个温度区间的溶解度数据,以及所学的相关知识,可知甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是( )
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/g
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
碳酸钠
7
12
22
40
49
A.乙>甲>丁>丙 B.乙>甲>丁=丙
C.甲=乙>丁=丙 D.甲=乙>丁>丙
【答案】C
【解答】解:由表格中数据可知,0℃时,氯化钠的溶解度为35.7g,40℃时,氯化钠的溶解度为36.6g,则甲中,溶质的质量分数为≈16.7%,乙中,溶质的质量分数为≈16.7%;0℃时,碳酸钠的溶解度为7g,40℃时,碳酸钠的溶解度为49g,则丙中,溶质的质量分数为≈6.5%,丁中,溶质的质量分数为≈6.5%。则甲、乙、丙、丁四杯溶液的溶质质量分数关系是甲=乙>丁=丙。
故选:C。
13.(2024•鹿城区模拟)某化学兴趣小组按如图操作配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液。下列说法正确的是( )
A.③中玻璃棒的作用是使溶液更加均匀
B.⑥读数时视线与凹液面最低点保持水平
C.①~⑥项实验操作均正确
D.实验操作顺序为④②①⑤⑥③
【答案】B
【解答】解:A、③是溶解操作,玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解速率,而不是使溶液更加均匀,故选项说法错误。
B、⑥读数时视线与凹液面最低点保持水平,故选项说法正确。
C、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,图②中所示操作砝码与药品的位置放反了,故选项说法错误。
D、配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液,首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量,再称量所需的氯化钠和量取水,最后进行溶解,实验操作顺序为④②①⑥⑤③,故选项说法错误。
故选:B。
14.(2023秋•衢江区期末)“生命吸管(Lifestraw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置,内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物;活性炭和离子交换树脂可去除异味和部分重金属;超滤膜可滤除99.3%的细菌和病毒。下列有关叙述不正确的是( )
A.滤网有过滤的作用,能去除颗粒物
B.活性炭具有吸附作用,能去除异味
C.超滤膜与将自来水煮沸的作用相同
D.净化后的水是纯净物,可直接饮用
【答案】D
【解答】解:A、滤网可去除大部分颗粒物,起到过滤的作用,该选项说法正确;
B、活性炭具有吸附作用,能吸附异味,该选项说法正确;
C、若无生命吸管,生活中杀灭细菌和病毒可以用煮沸的方法,是因为加热煮沸时能使细菌和病毒中的蛋白质变性,从而杀灭细菌和病毒,该选项说法正确;
D、净化后的水中含有溶于水的物质,是混合物,该选项说法不正确。
故选:D。
15.(2023秋•嘉兴期末)台风多发生于夏季,属于水循环的组成部分。如图是水循环示意图,下列有关说法错误的是( )
A.台风发生时,过程⑦也在进行
B.台风中携带的水汽主要来自过程③
C.台风带来的降水有利于缓解夏季旱情
D.台风带来的降水会使过程⑤中的流量增加
【答案】B
【解答】解:A、图中⑦是植物蒸腾,台风发生时过程⑦也在进行,观点正确,不符合题意。
B、台风中携带的水汽主要来自过程①海水蒸发,观点错误,但符合题意。
C、台风带来的降水有利于缓解夏季旱情,观点正确,不符合题意。
D、台风带来的降水会使过程⑤地表径流中的流量增加,观点正确,不符合题意。
故选:B。
二.填空题(每空2分,共8小题,共48分)
16.(2023秋•杭州期末)化学社团同学设计了如图所示装置探究水的组成。请回答下列问题。
(1)A管中产生的气体和B管中产生的气体的体积比约为 1:2 。拔下注射器,将带火星的木条放在A管口,打开活塞,观察到 木条复燃 ,说明A管中产生的气体为氧气。
(2)写出电解水的文字或符号表达式 水氢气+氧气(H2OH2+O2) 。
实验过程中。同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知。调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值。记录如下。(保持其它条件不变,每次实验收集10mL氧气)
反应时间
电压
6V
9V
12V
氢氧化钠溶液浓度
5%
26分26秒
12分14秒
7分30秒
10%
17分8秒
9分26秒
6分22秒
(3)实验时不选择6V电压下实验的理由 反应速率太慢 ;电压9V,氢氧化钠浓度15%的条件下,如果要收集10mL氧气需要的时间应该 小于 9分26秒(填“大于”或“小于”)。
(4)分析上表数据可得出的结论是 电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快(氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快) (写一条即可)。
【答案】(1)1:2;木条复燃;
(2)水氢气+氧气(H2OH2+O2);
(3)反应速率太慢;小于;
(4)电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快(氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快)。
【解答】解:(1)电解水实验中,正极产生氧气、负极产生氢气,即A管生成氧气、B管氢气两者的体积比为1:2,氧气能使带火星的木条复燃,将带火星的木条放在A玻璃管口,打开活塞,观察到带火星木条复燃。
(2)水在通电条件下生成氢气和氧气,反应的文字表达式(符号表达式)为:水氢气+氧气(H2OH2+O2)。
(3)由表中数据知,当氢氧化钠浓度一定时,6V电压下实验反应速率太慢,所以不选择6V电压下进行实验;由表中数据知:当电压一定时,氢氧化钠浓度越大,收集10mL氧气的时间越短,则在电压9V,氢氧化钠浓度15%的条件下,如果要收集10mL氧气需要的时间应该小于9分26秒。
(4)由表中数据知:当电压一定时,氢氧化钠浓度越大,收集10mL氧气的时间越短,说明电解速率越快;当氢氧化钠浓度一定时,电压越大,收集10mL氧气的时间越短,说明电解速率越快,故填:电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快(氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快)。
故答案为:
(1)1:2;木条复燃;
(2)水氢气+氧气(H2OH2+O2);
(3)反应速率太慢;小于;
(4)电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快(氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快)。
17.(2024•新昌县模拟)如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为 1×107 N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1 大于 印度洋的海水密度ρ2。
【答案】1×107;等于;大于。
【解答】解:若此远洋轮船在海面航行时,根据阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g=1×106kg×10N/kg=1×107N;
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,因为轮船漂浮,所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G,即:F1=F2;
标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”,由图可知北大西洋“载重线”在下方,
则轮船排开海水的体积:V排1<V排2,即轮船在北大西洋航行时V排较小,
根据F浮=ρ液gV排可知北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度,即:ρ1>ρ2。
故答案为:1×107;等于;大于。
18.(2024•宁波模拟)水下滑翔机是一种新型的水下机器人(图甲),总重为515N,图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移,从而达到上浮和下潜的目的。
(1)该滑翔机的工作原理是改变 浮力 (选填“浮力”或“自身重力”)大小以达到上浮和下潜。
(2)当外油囊中无油时,滑翔机排开水的体积为0.0495m3,已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当外油囊中油的体积为0.0005m3时,该滑翔机刚好处于600m的深度。通过计算可知,此时该滑翔机处于 悬浮 (填“下沉”“悬浮”或“上浮”)状态。(忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响)
【答案】(1)浮力;(2)悬浮。
【解答】解:(1)由材料知,该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移,使得排开液体的体积改变,则该滑翔机的工作原理是改变浮力大小以达到上浮和下潜。
(2)由图丙知,当该滑翔机刚好处600米的深度时,ρ海水=1030kg/m3,水下滑翔机此时的体积为:V=0.0495m3+0.0005m3=0.05m3,
水下滑翔机受到的浮力为:F浮=ρ海水vg=1030kg/m3×0.05m3×10N/kg=515N,等于自身重力515N,所以,此时该滑翔机所处的状态是悬浮。
答:(1)浮力;(2)悬浮。
19.(2024•金华一模)小金学习了有关溶液的知识后,对A物质的溶解性进行了如下探究:
请结合实验现象,回答下列问题:
(1)由实验可得,A物质的溶解度随温度升高而 增大 。
(2)根据该实验,小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是 实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克 。
【答案】(1)增大;
(2)实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克。
【解答】解:(1)丙→丁,温度升高,丙中不能继续溶解的50gA物质能全部溶解,则A物质的溶解度随温度升高而增大。
(2)小金判定乙烧杯中的A溶液是该温度下饱和溶液,无需再进一步实验判断,请问支持他这样论断的证据是实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克。
故答案为:
(1)增大;
(2)实验步骤中往乙杯溶液继续加50克A物质,最终溶液质量还是150克。
20.(2024春•北仑区期中)某同学欲配制50克5%的氯化钠溶液。该实验的部分操作如图所示。
(1)在称量氯化钠的质量时,A出现了右盘略低的现象,接下来的操作是 继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡 。
(2)量取水时,应选用规格为50mL的量筒而不选用100mL的量筒,其目的是 减小误差 。
(3)C中用玻璃棒搅拌的作用是 加快溶解速率 。
(4)小明同学在实际操作中出现了如下操作,导致配制的氯化钠溶液质量分数偏小的有 ABC 。
A.称取氯化钠时,游码不在零位置就调节天平平衡,后将游码移动得到读数
B.氯化钠固体不纯
C.按照图B的方法读数
D.将量筒中的水倒入烧杯时,有水洒出
【答案】(1)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(2)减小误差;
(3)加快溶解速率;
(4)ABC。
【解答】解:(1)在称量氯化钠的质量时,A出现了右盘略低的现象,说明药品质量小于砝码质量,故应进行的操作是继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡。
(2)溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数,配制50克5%的氯化钠溶液,需要氯化钠的质量=50g×5%=2.5g;溶剂质量=溶液质量﹣溶质质量,所需水的质量=50g﹣2.5g=47.5g(合47.5mL),量筒量程的选择,应遵循“大而近”的原则,应用规格为50mL的量筒量取水的体积,不选用100mL的量筒,其目的是减小误差。
(3)C是溶解操作,玻璃棒搅拌的作用是加快溶解速率。
(4)A.称取氯化钠时,游码不在零位置就调节天平平衡,后将游码移动得到读数,使读数中增加了开始游码所处位置质量,从而导致所得氯化钠质量偏小,则使溶质质量分数偏小,故选项正确。
B.氯化钠固体不纯,会造成实际所取的溶质的质量偏小,则使溶质质量分数偏小,故选项正确。
C.按照图B的方法读数,仰视液面,读数比实际液体体积小,会造成实际量取的水的体积偏大,则使溶质质量分数偏小,故选项正确。
D.将量筒中的水倒入烧杯时,有水洒出,会造成实际量取的水的体积偏小,则使溶质质量分数偏大,故选项错误。
故答案为:
(1)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(2)减小误差;
(3)加快溶解速率;
(4)ABC。
21.(2024•宁波模拟)如图(a)所示,重为5牛的长方体物块漂浮在水中,其下表面积为5×10﹣3米2,则下表面受到水的压力方向为 竖直向上 ,压强大小为 1000 帕。若将长方体物块以图(b)所示方式放置,比较图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa和Fb的大小,则Fa 等于 (填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
【答案】竖直向上;1000;等于。
【解答】解:长方体物块漂浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,由浮力产生的原因知下表面积所受压力的大小就等于浮力,方向相同,所受压力方向竖直向上;
下表面所受压强为:p===1000Pa;
若将长方体物块以图(b)所示放置,长方体物块仍漂浮在水中,受到的浮力仍等于物块的重力,物块的重力不变,所以浮力不变,由浮力产生的原因知图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa=Fb。
故答案为:竖直向上;1000;等于。
22.(2023秋•金东区期末)水在通电的条件下可以发生化学反应,请根据图甲和图乙回答下列问题:
(1)图甲是电解水的实验,试管b中产生的气体是 氧气 。
(2)通过对图甲实验产物的检验,可以说明水是由 氢元素和氧元素 组成的。
(3)水电解的微观过程可用图乙中A、B、C、D表示,各种微粒运动变化的先后顺序是 ACDB 。
【答案】(1)氧气;
(2)氢元素和氧元素;
(3)ACDB。
【解答】解:(1)电解水时,与电源负极相连的试管内的气体体积多,是氢气;与电源正极相连的试管内产生的气体体积少,是氧气;且两者的体积之比大约是2:1,试管b与电源的正极相连,产生的气体是氧气。
(2)电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,说明水是由氢元素和氧元素组成的。
(3)水通直流电分解,是因为水分子分成了氢原子和氧原子,然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子,各种微粒运动变化的先后顺序是ACDB。
故答案为:
(1)氧气;
(2)氢元素和氧元素;
(3)ACDB。
23.(2023春•宁波期末)甲、乙两同学在室温下各取100克某溶液分别做制晶体实验,甲将溶液蒸发掉20克水后冷却至室温得晶体3.6克(晶体不含结晶水),乙将溶液蒸发掉30克水后冷却至室温,得晶体7.2克。若两人实验结果都正确,则原100克某溶液中溶质的质量分数为 23.8% 。(结果保留一位小数)
【答案】23.8%。
【解答】解:根据题意可知,可以将乙同学的蒸发过程表示为:100g溶液蒸发掉10g水后,没有晶体析出,再蒸发20g水析出晶体7.2g,说明原溶液中多了10g水,即若蒸发掉这10g水,则剩余的90g溶液应为饱和溶液;3.6g溶质溶解在10g水中恰好达到饱和形成13.6g溶液,则设原溶液中即90g饱和溶液中溶质的质量为x,则:,x=23.8g,则原溶液中溶质的质量分数为。
故答案为:23.8%。
三.实验探究题(24题(2)3分,25题(2)4分,其余每空2分,共6小题,共43分)
24.(2024•台州三模)絮凝剂常用于水的净化,实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。
【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。
【进行实验】
Ⅰ、配制水样和絮凝剂溶液
配制水样:向10L水中加入25g高岭土,搅拌、静置,取上层液作为水样。
配制絮凝剂溶液:用100mL水和5g硫酸铁进行配制。
Ⅱ、探究影响水样净化效果的因素
取水样,向其中加入絮凝剂溶液,搅拌,测定静置不同时间水样的浊度,并计算浊度去除率(浊度去除率越高代表净化效果越好)。实验记录如表一所示:
表一:
实验序号
水样的体积/mL
加入絮凝剂溶液的体积/mL
静置时间/min
浊度去除率/%
①
200
0
20
12.48
②
200
0.2
20
76.54
③
200
0.3
20
84.60
④
200
0.4
5
64.45
⑤
200
0.4
10
70.85
⑥
200
0.4
15
81.04
【解释与结论】
(1)如表二所示,请结合该实验研究范围内的实验数据完成实验报告。
表二:
实验目的
数据分析
实验结论
探究加入絮凝剂溶液的量不同对水样净化效果的影响
对比实验 ①②③ (填序号)
静置时间相同时,等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大,对水样净化效果
探究静置时间不同对水样净化效果的影响
对比实验④⑤⑥
等体积的水样加入等体积絮凝剂溶液后静置时间越长,浊度去除率越高
【反思与评价】
(2)实验小组通过实验发现,温度也会影响水样净化效果。请用实验小组配制好的水样和絮凝剂溶液继续完成实验,补全实验方案 设置一个实验序号⑤的实验组,水样体积200mL,加入絮凝剂溶液的体积0.4mL;静置时间10min,提高温度至40C,观察水样的浊度 。
【答案】(1)①②③;等体积的水样加入等体积絮凝剂溶液后静置时间越长,浊度去除率越高;
(2)设置一个实验序号⑤的实验组,水样体积200mL,加入絮凝剂溶液的体积0.4mL;静置时间10min,提高温度至40C,观察水样的浊度。
【解答】解:(1)根据表中数据可知,①②③中加入絮凝剂溶液的体积不同,其余条件均相同,且加入絮凝剂溶液的体积越大,浊度去除率越大,则说明静置时间相同时,加入絮凝剂溶液体积越大,净化效果越好;故答案为:①②③;
若想探究等量水样中静置时间对净化效果的影响,则除了静置时间不同,其余条件均相同,表中④⑤⑥中的静置时间不同,其余条件均相同,则可用于探究等量水样中静置时间对净化效果影响,由表格中的信息可知等体积的水样加入等体积絮凝剂溶液后静置时间越长,浊度去除率越高;故答案为:等体积的水样加入等体积絮凝剂溶液后静置时间越长,浊度去除率越高;
(2)实验方案:设置一个实验序号⑤的实验组,水样体积200mL,加入絮凝剂溶液的体积0.4mL;静置时间10min,提高温度至40C,观察水样的浊度;故答案为:设置一个实验序号⑤的实验组,水样体积200mL,加入絮凝剂溶液的体积0.4mL;静置时间10min,提高温度至40C,观察水样的浊度。
25.(2024•莲都区二模)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,项目化学习小组同学根据轮船载的货物越重,所受到的浮力越大,提出了浮力大小与物体重力有关的结论:
(1)小组同学根据轮船载的货物越重,得出所受到的浮力越大,原因是物体漂浮时浮力 等于 重力(填“大于”、“小于”或“等于”),其实际原因是轮船载的货物越重会导致 排开液体的体积 越大所致。
(2)为了验证浮力大小是否与物体重力有关,请你选择下列适合的实验器材并写出实验步骤(可以配图)。实验器材:烧杯、弹簧秤、水、盐水、细线、80cm3的实心铜块、体积均为100cm3实心铜块、铝块和木块各一。
【答案】(1)等于;排开液体的体积;(2)将体积均为100cm3实心铜块、铝块用细线绑好挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出重力分别为G1和G2,然后分别浸没到烧杯内的水中,读出弹簧测力计的拉力F1和F2,根据浮力等于重力减去拉力计算各自的浮力大小进行比较。
【解答】解:(1)物体漂浮时,受力平衡,浮力等于重力,轮船载的货物越重会导致排开液体的体积越大,使得浮力越大;
(2)根据控制变量法分析,探究浮力与物体重力关系,必须控制液体的密度和排开液体的体积相同,因而选择体积相同而重力不同的铜块和铝块;步骤:
将体积均为100cm3实心铜块、铝块用细线绑好挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出重力分别为G1和G2,然后分别浸没到烧杯内的水中,读出弹簧测力计的拉力F1和F2,根据浮力等于重力减去拉力计算各自的浮力大小进行比较。
故答案为:(1)等于;排开液体的体积;(2)将体积均为100cm3实心铜块、铝块用细线绑好挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出重力分别为G1和G2,然后分别浸没到烧杯内的水中,读出弹簧测力计的拉力F1和F2,根据浮力等于重力减去拉力计算各自的浮力大小进行比较。
26.(2024•浙江模拟)某小组在做粗盐结晶实验时发现了一个有趣的现象,有的结晶颗粒大,有的结晶颗粒小,这是什么原因呢?有同学猜测结晶的颗粒大小可能与蒸发温度有关。
【记录数据】
蒸发温度
室温
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
颗粒大小
最大
较大
较大
中等
较小
小
颗粒大小是否均匀
差异大
差异大,有些呈片状
差异大,有些呈片状
差异大,有些呈片状
均一
均一
【实验结论】(1)根据表格,小组同学得出的实验结论是 结晶的颗粒大小与蒸发温度有关 。
【交流讨论】(2)小组同学曾在盐场,看到过晒盐工人在烈日下(地表温度在45℃左右)的“结晶池”盐田中“打花”,请你结合表格中实验结果简要说明什么是“打花”: “打花”就是把呈片状的固体打碎 。
【深入思考】结晶时为什么温度会影响晶体的颗粒大小?
查阅资料发现:在结晶过程中,晶体表面不断有新的食盐微粒加入,同时晶体表面食盐微粒也不断溶解,总的趋势是加入到晶体表面的食盐微粒的数量要多于溶解的微粒,这样晶体才能不断增大,当晶体不再增大时,这两者就达到一个动态的平衡。
(3)请你再举一例我们学过的动态平衡的例子: 两个物体在一条直线同方向、以相同速度行驶时,这两者就达到一个动态的平衡 。
【综合比较】(4)请你比较在制备硫酸铜晶体和精制粗盐时,结晶方法有什么不同: 制备硫酸铜晶体时,在室温下进行,以取得大颗粒硫酸铜晶体;精制粗盐时,加热蒸发进行,以取得较小、均一的食盐颗粒 。
【答案】(1)结晶的颗粒大小与蒸发温度有关。
(2)“打花”就是把呈片状的固体打碎。
(3)两个物体在一条直线同方向、以相同速度行驶时,这两者就达到一个动态的平衡。
(4)制备硫酸铜晶体时,在室温下进行,以取得大颗粒硫酸铜晶体;精制粗盐时,加热蒸发进行,以取得较小、均一的食盐颗粒。
【解答】解:(1)根据表格,小组同学得出的实验结论是结晶的颗粒大小与蒸发温度有关。
故答案为:结晶的颗粒大小与蒸发温度有关。
(2)小组同学曾在盐场,看到过晒盐工人在烈日下(地表温度在45℃左右)的“结晶池”盐田中“打花”,结合表格中实验结果可知,“打花”就是把呈片状的固体打碎,有利于食盐水的蒸发。
故答案为:“打花”就是把呈片状的固体打碎。
(3)两个物体在一条直线同方向、以相同速度行驶时,这两者就达到一个动态的平衡。
故答案为:两个物体在一条直线同方向、以相同速度行驶时,这两者就达到一个动态的平衡。
(4)请你比较在制备硫酸铜晶体和精制粗盐时,结晶方法不同:制备硫酸铜晶体时,在室温下进行,以取得大颗粒硫酸铜晶体;精制粗盐时,加热蒸发进行,以取得较小、均一的食盐颗粒。
故答案为:制备硫酸铜晶体时,在室温下进行,以取得大颗粒硫酸铜晶体;精制粗盐时,加热蒸发进行,以取得较小、均一的食盐颗粒。
27.(2024•滨江区校级模拟)校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求:
(1)潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
(2)为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。
①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,则潜水器将 下沉 (选填“上浮”或“下沉”)。
②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800厘米3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案 3 。(g取10N/kg)
方案
工作舱体积/厘米3
水舱体积/厘米3
1
550
250
2
500
300
3
480
320
4
450
350
③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
【答案】①下沉;②3;③见解答图。
【解答】解:①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,抽出水舱内的一部分空气,从而让水舱吸水,增加水舱的水量,使重力大于浮力,实现潜水艇下潜;
②实现潜水艇下潜,需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。
潜水艇浸没时所受的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×800×10﹣6m3=8N;
潜水艇自身重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
所以水舱内的水至少为:G水=F﹣G=8N﹣5N=3N;
所以水舱内的水的体积至少为:
V水====3×10﹣4m3=300cm3,
为了能够实现潜水艇下沉,水舱的水的体积需要超过300cm3,因此水舱的体积也需要超过300cm3,结合表格可知,最合适的方案是方案3;
③从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,故排开水的体积不变,浮力不变;B点开始露出水面,从B到C过程中排开水的体积变小,浮力变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,若潜水艇匀速露出水面,则排开水的体积减小的会越来越快,直到圆弧部分全部露出水面;从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,所以浮力也是均匀减小,D点处于静止,之后浮力不再变化,浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示:
故答案为:①下沉;②3;③见解答图。
28.(2024•浙江模拟)小明制作了如图1所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小明通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)如图丙所示,探头受到的浮力为 0.38 N。
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮模受到的压强将 变大 (填“变小”“保持不变”或“变大”,下同)。探头从图丙到图丁的过程中(未触底,实验过程中橡皮膜没有破裂),弹簧测力计的示数会 变大 。
(3)如图戊所示,溢水杯中的液体可能是以下哪几种? AC 。
A.食盐溶液
B.酒精溶液
C.蔗糖溶液
D.汽油
【答案】(1)0.38;(2)变大;(3)变大;(4)AC。
【解答】解:(1)由丙图可知,探头排开水的体积:V排=38mL=38×10﹣6m3,
则探头受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×38×10﹣6m3=0.38N;
(2)探头从图甲到图丙的过程中,橡皮膜所处深度逐渐变大,p=ρgh,液体密度一定,深度越深,压强越大,故橡皮模受到的压强将变大;探头从图丙到图丁的过程中,橡皮膜形变(内凹)增大,则排开水的体积变小,由F浮=ρ水gV排可知,液体密度一定,排开水的体积变小,故所受浮力变小,
由F示=G﹣F浮可知,探头重力不变,浮力减小,故测力计示数变大;
(4)对比丙、戊,橡皮膜形变深度相同,但形变程度不同,戊中橡皮膜形变程度大,说明压强大,根据p=ρgh可知,h一定时,液体密度越大,压强越大,故戊溢水杯中液体密度大于水的密度,故溢水杯中的液体可能是食盐溶液,也可能是蔗糖溶液,故选AC。
29.(2024•江北区一模)小宁所在的科技小组准备制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力为 0.1 N。
(2)若塑料管放到水中的情景如图所示,此时用记号笔在塑料管上液面位置处画一个刻度A,再将塑料管放到酒精中,塑料管仍处于漂浮状态,此时再用记号笔在塑料管上液面位置处画一刻度B,则刻度B位于 A上方 (填“A上方”“A下方”或“与A重合”)。
(3)小宁发现自制密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,他想了如下改进方案,其中可行的是 BD 。(多选)
A.换更大的容器盛放待测液体
B.换更细的塑料管制作密度计
C.换更长的塑料管制作密度计
D.适当增大塑料管下端铜丝的质量
【答案】(1)0.1;(2)A上方;(3)BD。
【解答】解:(1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力F浮=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N;
(2)密度计漂浮,根据F浮=G可知密度计所受的浮力相同。酒精的密度小于水的密度,根据V排=可知密度计在酒精中排开液体的体积较大,刻度B位于A上方;
(3)密度计漂浮时(设密度计质量m),
F浮=G,
ρ液gV排=mg,
V排=Sh,
ρ液gSh=mg,
h=,
为了使测量结果更准确,使密度计上相邻两刻度线之间的距离大一些,即要求密度计放入某液体时,密度计竖直放入液体的深度变大,根据h=知ρ液一定时,可以适当增大配重,用更细的吸管,故BD可行。
故答案为:(1)0.1;(2)A上方;(3)BD。
四.计算题(共4小题,共20分)
30.(4分)(2023秋•余杭区期末)在甲流病例激增的时期,过氧乙酸是一种高效消毒剂,在生活中被广泛使用。市售过氧乙酸一般是质量分数为20%的过氧乙酸溶液(密度为1.1g/mL)。现某班级要配制质量分数为0.5%的过氧乙酸2.2kg用于教室消毒,需要市售过氧乙酸的体积是多少毫升?需要加水多少克?(写出计算过程)
【答案】50mL;2145g。
【解答】解:2.2kg=2200g,设需要市售过氧乙酸的质量为x,
根据溶液稀释前后,溶质的质量不变,
则x×20%=2200g×0.5%
x=55g
需要市售过氧乙酸的体积是=50mL。
需要加水的质量为2200g﹣55g=2145g。
答:需要市售过氧乙酸的体积是50mL,需要加水2145g。
31.(6分)(2024•浙江模拟)某科学小组学习了浮力知识后,利用弹簧测力计和铁块制作一个测定液体密度的仪器。下面是该仪器的使用说明书:
密度计使用说明书
1.弹簧测力计左边表示测力计示数,右边表示相应的液体密度示数。
2.将铁块用细线挂于测力计挂钩处,测力计的示数为7.9牛,密度计的标记数值为0;
3.将铁块完全浸没于待测液体中,即可读出待测液体的密度。
(1)当利用该装置测某液体密度时,将铁块浸没在液体中,弹簧测力计的示数为7.1牛,通过计算说明待测液体的密度为多少?(铁块的密度ρ铁=7.9×103kg/m3)
(2)小组同学换用其他待测液体继续按如图实验,每一次都在测力计右侧标注出该液体的密度值,依据一定的关系做成了一支密度计。请在坐标图中画出反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的大致图像。
(3)当进行展示评价时,有其他小组同学指出该密度计测量的范围太小,想用其他金属块替换铁块。由于材料限制,该小组只能从以下材料中选择:
A.重为5牛,体积为80cm3的金属块
B.重为4牛,体积为50cm3的金属块
C.重为3牛,体积为30cm3的金属块
你选择用 C 金属块能使该密度计的测量范围最大?请说明理由。
【答案】(1)待测液体的密度为0.8×103kg/m3;
(2);
(3)C,因为C的密度最大。
【解答】解:(1)铁块的体积:V====10﹣4m3,
将铁块浸没在液体中,V排=V=10﹣4m3,
铁块浸没在液体中受到的浮力:F浮=G﹣F示=7.9N﹣7.1N=0.8N,
待测液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3;
(2)液体的密度:ρ液===﹣=ρ铁﹣,
上述函数关系是k=﹣<0的一次函数,
所以,大致图像如下:
(3)因为物质的密度ρ==,
所以,ρA===6.25×103kg/m3,
同理,ρB=8×103kg/m3,ρC=10×103kg/m3,
由上面推导可知,待测液体的密度ρ液=ρ物质﹣,
所以,待测液体密度的最大值ρ液max=ρ物质。
故选:C。
答:(1)待测液体的密度为0.8×103kg/m3;
(2);
(3)C,因为C的密度最大。
32.(4分)(2023秋•长兴县校级期末)在科学实践活动中,某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20厘米3的橡皮泥做成一艘“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25克的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3。已知水的密度为1.0×103千克/米3。求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这艘橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
【答案】(1)橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为0.2N;
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为0.55N。
【解答】解:(1)橡皮泥的体积V=20cm3=2×10﹣5m3,
浸没时V排=V,橡皮泥浸没在水中时所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3=0.2N。
(2)物体质量m=25g=0.025kg,
物体重力G=mg=0.025kg×10N/kg=0.25N,
橡皮泥“船”重力G船=m船g=ρ橡Vg=1.5×103kg/m3×2×10﹣5m3×10N/kg=0.3N,
“船”装载最多物体时仍是漂浮状态,则有浮力F'浮=G总=G+G船=0.25N+0.3N=0.55N。
答:(1)橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为0.2N;
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为0.55N。
33.(6分)(2024春•慈溪市期中)有100g 10%的食盐溶液,要使其质量分数变为20%,有三种方法,按要求填空:
(1)继续加入食盐,其质量为 12.5 g;
(2)蒸发水分,其质量为 50 g;
(3)与质量分数大于20%的浓食盐溶液混合,若混入25%的食盐溶液,其溶液质量为 200 g.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)设继续加入的食盐的质量为x,
则100g×10%+x=(100g+x)×20%
解得x=12.5g
(2)设蒸发水的质量为y,
则根据蒸发前后溶质的质量不变得,
100g×10%=(100g﹣y)×20%
解得y=50g
(3)设质量分数为25%的溶液为z,
则10%的溶液中的溶质与25%的溶液中的溶质之和等于20%溶液中的溶质,
100g×10%+z×25%=(100g+z)×20%
解得z=200g
故答案为:(1)12.5;(2)50;(3)200.
五.解答题(共1小题,共4分)
34.(4分)(2024•拱墅区模拟)在生活中可以利用一碗水来鉴别鸡蛋的新鲜程度。
资料一:鸡蛋放置时间越久,越不新鲜,不同新鲜程度的鸡蛋在水中的浮沉情况如图甲。
资料二:用放大镜观察鸡蛋外壳,发现鸡蛋壳表面布满一个个气孔,如图乙所示。
资料三:鸡蛋在放置过程中,体积不会发生变化。
请结合上述资料并综合运用所学知识,对“不同新鲜程度鸡蛋在水中的浮沉情况”进行解释。
【答案】由浮沉条件可知,新鲜鸡蛋的密度大于水,所以,新鲜鸡蛋沉于水底;鸡蛋在放置的过程中内部不断地进行呼吸作用,消耗自身营养物质,呼吸作用产生的二氧碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋壳外,使鸡蛋质量减小;由于鸡蛋在放置过程中,体积不会发生变化,根据密度公式,鸡蛋密度减小,鸡蛋放置越久,其密度越小,放置4周以上的鸡蛋密度小于水,所以,漂浮在水面。
【解答】解:由浮沉条件可知,新鲜鸡蛋的密度大于水,所以,新鲜鸡蛋沉于水底;鸡蛋在放置的过程中内部不断地进行呼吸作用,消耗自身营养物质,呼吸作用产生的二氧碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋壳外,使鸡蛋质量减小;由于鸡蛋在放置过程中,体积不会发生变化,根据密度公式,鸡蛋密度减小,鸡蛋放置越久,其密度越小,放置4周以上的鸡蛋密度小于水,所以,漂浮在水面。
故答案为:
由浮沉条件可知,新鲜鸡蛋的密度大于水,所以,新鲜鸡蛋沉于水底;鸡蛋在放置的过程中内部不断地进行呼吸作用,消耗自身营养物质,呼吸作用产生的二氧碳与水蒸气通过气孔排出鸡蛋壳外,使鸡蛋质量减小;由于鸡蛋在放置过程中,体积不会发生变化,根据密度公式,鸡蛋密度减小,鸡蛋放置越久,其密度越小,放置4周以上的鸡蛋密度小于水,所以,漂浮在水面。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$