第4章 水与人类 单元综合复习-2025-2026学年八年级科学上册同步精讲精练(浙教版2024)
2025-12-24
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精品
摘要:
该初中科学讲义通过网络构建与重点总结表格系统梳理“水与人类”单元知识,分浮力计算方法、物体浮沉条件、浮力综合计算、溶液溶解度及溶质质量分数四个专题,整合实验训练、计算技能与探究活动,呈现知识内在联系与重难点分布。
讲义亮点在于实验与计算深度结合,如“浮力大小相关因素”探究培养探究实践能力,“蛟龙号”浮力综合计算训练科学思维,中考题链接与分层训练(基础/强化)满足不同学生需求,助力自主复习与教师精准教学,渗透水资源保护的态度责任。
内容正文:
第4章 水与人类
单元综合复习
◆网络构建
◆重点总结
一、浮力的计算方法
三、浮力的综合计算
二、物体的浮沉条件
四、溶液、溶解度和溶质的质量分数
◆考题链接
1. 水循环与水资源的概况
4. 物质的溶解
2. 区分溶液、悬浊液、乳浊液
5. 水的浮力
3. 药品的取用
◆基础训练
考点1 地球上的水
考点3 物质的溶解
考点2 水的浮力
考点4 物质的分离
◆强化训练
本章包含的内容较为丰富,内容介绍主要有以下特点:
1.重视对实验能力的训练,从实验器材的使用、实验现象的观察到实验数据的记录和分析都有要求;
2.涉及计算技能的训练,如浮力的计算、溶质的质量分数的计算等;
3.重视探究性学习,结合知识呈现的过程,安排了多个探究活动,其中“浮力大小的相关因素”“影响物质溶解性的因素”是两个较完整的探究;
4.重视意识的培养,由对水的生活经验引出饮用污染的水的危害,从而帮助学生树立自觉保护水资源的观念。
专题1 浮力的计算方法
1.称重法:用弹簧测力计测出物体的重力G;再将物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F,则物体所受的浮力
2.压力差法:根据浮力产生的原因,浸在液体中的物体在上、下表面受到液体的压力差就是浮力,即;一般用于已知形状规则的物体在液体中的深度时浮力的计算
3.公式法:。应用阿基米德原理的公式时,需要注意的是公式中的是物体排开液体的体积,而不是液体的总体积,也不一定是物体的体积,计算时需要已知和
4.平衡法:当物体在液体中悬浮或漂浮时,物体所受的浮力等于自身的重力,即
【例1】(杭州中考)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,,取10N/kg)
(1)空桶漂浮在水面时所受的浮力大小。
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为,求桶内鹅卵石的质量。
解:(1)因为空桶漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即。
(2)鹅卵石捞出前沉底,所受浮力(记为)小于自身重力,即,将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石所受的浮力(记为)等于自身重力,即,所以,即鹅卵石捞出放置在桶内时所受的浮力较沉底时大,根据知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石和桶所受的浮力。
桶内鹅卵石的重力。
桶内鹅卵石的质量。
答:(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小为10N。
(2)上升;桶内鹅卵石的质量为5kg。
专题2 物体的浮沉条件
物体在液体中处于什么状态,可通过物体所受的浮力和重力的大小关系来判断,也可通过物体的密度和液体的密度的大小关系来判断。物体浮沉的条件具体如下:
漂浮:,
上浮:,
悬浮:,
下沉:,
【例2】(杭州模拟)如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的水面相平。现将a、b两个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中(无水溢出)。下列说法正确的是( )
A.、两物体的密度
B.、两物体的质量
C.、两物体所受的浮力
D.放入、两物体后,甲、乙两容器底部所受水的压强
【答案】D
【解析】a沉底,b悬浮,则由物体浮沉的条件知,,,所以,故A错误。又已知a、b体积相同,由公式知,,故B错误。两个物体排开水的体积相同,由知,两个物体受到的浮力相同,即,故C错误。已知a、b的体积相同,放入甲、乙两个容器后均浸没,甲容器内水面上升更多,深度增加更大,由知,放入a、b两物体后,甲、乙两容器底部所受水的压强,故D正确。
专题3 浮力的综合计算
浮力的综合计算在初中科学中占有重要地位,能有效考查学生的逻辑思维及综合分析能力。解题的一般思路:
(1)确定研究对象,并对物体进行受力分析;
(2)在受力分析的基础上,列出力的关系式,如;
(3)把阿基米德原理的公式或密度、重力的计算公式代入关系式;
(4)根据已知条件求出待求量。
【例3】(杭州中考)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为,空载时质量约为22t,最大荷载240kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取,取10N/kg)
解:(1)由浮沉条件可知,“蛟龙号”空载漂浮在水面时,“蛟龙号”所受的浮力。
(2)“蛟龙号”满载下沉时,此时排开海水的体积,此时“蛟龙号”所受的浮力,“蛟龙号”满载时的总重力。至少注入水的重力;则由可得,注入水的体积。
答:(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为。
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入的水。
专题4 溶液、溶解度和溶质的质量分数
1.溶液的有关知识是本章的重点内容,主要考查以下三个方面:
①结合生活实例,考查溶液的组成、特点和识别。
②饱和溶液与不饱和溶液转化的具体方法以及判断溶液是否饱和。
③与溶质的质量分数相关的计算。
2.在学习中要重点掌握以下基础知识:
①溶液:由一种或几种物质分散到另一种物质里形成的混合物,具有均一性和稳定性。溶质和溶剂是组成溶液的两个基本要素。只有被溶解的那部分物质才能被称为溶质,没有溶解的或从溶液里析出的那部分物质不是溶液的组成部分。
②饱和溶液:溶质结晶析出的前提,析出晶体后剩余的溶液在此温度下仍是饱和溶液。
③溶解度:溶解度是指在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。溶解度概念中的四个关键词“一定的温度、100g溶剂、饱和状态、溶解的质量”分别对应溶解度概念的“四要素”,即“条件、标准、状态、单位”。
④溶质的质量分数:溶液中溶质的质量分数=
;当溶液饱和时,溶液中溶质的质量分数=
。
【例4】(金华中考)现有编号为①②③的三个烧杯中均盛有100g水,时向三个烧杯中分别加入36g、56g、76g的同种物质,充分溶解,实验结果如图所示。下列判断正确的是( )
A.①中所得溶液一定是不饱和溶液
B.②③中所得溶液溶质的质量分数相等
C.若②中溶液升温到,溶液的质量一定不变
D.若③中溶液恒温蒸发,溶质的质量分数一定变大
【答案】B
【解析】②③中均有固体出现,依据饱和溶液的概念可知,它们中的溶液都是饱和溶液,①中没有固体出现,可能固体恰好溶解,即可能是饱和溶液,A错误;②③中溶液都是相同温度下的同种物质的饱和溶液,所以溶液的溶质质量分数一定相等,B正确;未告知溶质的溶解度是否随温度升高而增大,无法判断升温后固体是否继续溶解,因此不能确定升温后溶液的质量如何变化,C错误;恒温蒸发溶剂,饱和溶液析出晶体,但溶液仍为饱和溶液,相同温度下的同种物质的饱和溶液的溶质的质量分数相等,故③中溶液恒温蒸发,溶质质量分数不变,D错误。
【例5】(杭州拱墅区期中)时,将等质量的甲、乙两种固体物质(不含结晶水)分别加到两个盛有100g水的烧杯中。图1为充分搅拌后的现象,图2为加热到时的现象(不考虑水分蒸发),下表是甲、乙两种物质的溶解度。下列说法正确的是( )
温度
溶解度
20
30
50
M
18
25
45
N
20
25
35
A.表中N表示的是甲物质
B.时,图1中乙的溶液一定是不饱和溶液
C.时,图2中两溶液的溶质的质量分数一定相等
D.图2中两溶液从降温至都会析出晶体
【答案】C
【解析】时,将等质量的甲、乙两种固体物质(不含结晶水)分别加到两个盛有100g水的烧杯中,充分搅拌后,甲物质有剩余,乙物质全部溶解,说明该温度下甲物质的溶解度比乙物质的小,时,M、N的溶解度分别为18g、20g,则表中N表示的是乙物质,A说法错误。时,甲物质的溶解度为18g,由于题图1中甲物质有剩余,所以若所取甲、乙两种固体物质的质量均为m,则,因此,题图1中乙的溶液可能是恰好饱和的溶液,也可能是不饱和溶液,B说法错误。时,甲、乙两种物质都溶解完,因为溶质的质量相等,溶剂的质量相等,所以题图2中两溶液的溶质的质量分数一定相等,C说法正确。时甲、乙两种物质的溶解度均为25g,而所取甲、乙两种物质的质量最多均为20g,故两溶液降温至均不会析出晶体,D说法错误。
考题链接
本章内容以水为知识背景,通过科学实验研究物质在水中溶解的情况、水的浮力、水的净化等,得到一些规律和结论,还通过对生活经验的分析,帮助树立健康生活意识及环保意识等。为了检验学习成果,本章内容在中考中呈现的形式多种多样,将课本实验内容改编为选择题、填空题和实验探究题为浙江中考的主要考查方式,侧重考查学生的综合运用能力。
◆考点1 水循环与水资源的概况
中考中主要考查水体的构成、水循环、水资源的分布特点、水资源的重要性、水体污染及危害、节约用水和水体污染的防治措施等。常见题型为选择题和填空题,命题背景多具有贴近生活、紧跟时代的特点,一般比较简单。
【例1】(金华中考)分布在地球各处的水处于不断运动之中。如图为部分水循环的示意图,下列有关水循环的说法中正确的是( )
A.图中环节②代表水汽输送,环节③代表降水
B.水会不断地循环,因此不需要提倡节约用水
C.地球上的大部分水都以气态形式存在于大气中
D.水循环中,水仅在固、液两态之间相互转化
【答案】A
【解析】由题图可知,环节②代表水汽输送,环节③代表降水;虽然水会不断地循环,但是水循环是有一定周期的,因此必须提倡节约用水;地球上的大部分水都以液态形式存在于海洋中;水循环中,水在固、液、气之间相互转化。故选A。
【链接教材】(教材第150页读图、第149页“地球上的水循环”)该中考题综合考查了水循环的过程与水资源的保护,是对教材知识的直接考查。
◆考点2 区分溶液、悬浊液、乳浊液
中考中主要考查溶液的特征,溶液、悬浊液、乳浊液的区别。常见题型为选择题和填空题,难度较小。
【例2】(义乌中考)在装有水的四个烧杯中,分别加入少量牛奶、食盐、菜油和面粉,充分搅拌后可形成溶液的是( )
A.牛奶 B.食盐 C.菜油 D.面粉
【答案】B
【解析】牛奶与水混合形成的是乳浊液;菜油与水混合形成的是乳浊液;面粉与水混合形成的是悬浊液。
【链接教材】(教材第153页“探索活动”)该中考题考查了区分溶液、悬浊液、乳浊液。解题的关键是理解并掌握溶液、悬浊液、乳浊液的概念,并知道三者的区别。
◆考点3 药品的取用
实验基本操作规范是中考的考点之一,固体药品与液体药品的取用在考试中经常出现,常见题型为选择题和填空题,比较容易。
【例3】(杭州中考改编)如图所示的实验操作正确的是( )
【答案】D
【解析】向试管中倾倒液体药品时,试管要略倾斜,瓶口要紧挨试管口,标签要朝向手心,瓶塞要倒放在桌面上,A错误;给试管中的液体加热时,要用酒精灯的外焰加热,且液体体积不能超过试管容积的三分之一,B错误;读取量筒内液体的体积时,视线要与量筒内凹液面的最低处相平,C错误;D操作正确。
【链接教材】(教材第153页“探索活动”)本题考查了实验基本操作,解题的关键是掌握基本的实验操作技能及使用各种仪器的注意事项。
◆考点4 物质的溶解
物质的溶解在中考中属于重点考查内容,主要考查饱和溶液与不饱和溶液的判断和转化,溶解度的概念及相关计算,溶质的质量分数的计算,一定溶质的质量分数的溶液的配制等。常见题型为选择题、填空题、解答题,各种难度均有出现。
角度1 饱和溶液与溶质质量分数的综合
【例4】(绍兴中考节选)在配制硝酸钾营养液时,小敏的操作过程如图所示,请回答下列问题:
(1)上述溶液中属于饱和溶液的是____(填序号)。
(2)现要配制20%的硝酸钾营养液,需要向烧杯③溶液中加水____g。
【答案】(1)②(2)60
【解析】(1)由题图可知,烧杯②中有固体剩余,溶液属于饱和溶液,时硝酸钾的溶解度为,水中最多可以溶解硝酸钾,烧杯③中有水和硝酸钾,充分搅拌后得到的溶液为不饱和溶液。
(2)烧杯③中已有硝酸钾和水,配制成溶质质量分数为20%的溶液时,溶液的质量为,需要加入水的质量为。
【链接教材】(教材第157页“物质的溶解度”)本题考查了饱和溶液与不饱和溶液的判断及配制一定溶质质量分数溶液时溶剂的计算,求解的关键是掌握饱和溶液与不饱和溶液的判断方法与溶液中溶质的质量分数的计算公式。
角度2 固体物质的溶解度
【例5】(湖州中考)下面表格是氯化钠和硝酸钾的溶解度表,下列叙述中错误的是( )
氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度
温度/℃
0
20
40
60
80
100
氯化钠/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
硝酸钾/g
13.3
31.6
63.9
110
169
246
A.氯化钠和硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大
B.在时,要溶解氯化钠至少需要水
C.若硝酸钾中混有少量的氯化钠,可采用冷却热饱和溶液的方法来提纯硝酸钾
D.将的氯化钠饱和溶液和的硝酸钾饱和溶液各降温至,析出晶体的质量分别是和
【答案】D
【解析】时,氯化钠的溶解度为,要溶解氯化钠至少需要水,B正确。硝酸钾和氯化钠的溶解度均随温度升高而增大,且硝酸钾的溶解度受温度影响较大,硝酸钾中混有少量的氯化钠,可采用冷却热饱和溶液的方法来提纯硝酸钾,A、C正确。
时氯化钠和硝酸钾的溶解度分别为和,时氯化钠和硝酸钾的溶解度分别为和,氯化钠和硝酸钾在和时的溶解度的差值分别为和,所以分别取氯化钠和硝酸钾的饱和溶液从降温到析出晶体的质量分别小于和。
【链接教材】(教材第157页“物质的溶解度”)本题考查了固体物质的溶解度,求解的关键是掌握溶解度的概念及溶解度和溶解性的关系。
◆考点5 水的浮力
水的浮力是浙江中考考查的重点内容,主要考查运用阿基米德原理的公式及其变形式计算浮力、密度和体积,实验探究影响浮力大小的因素,根据物体浮沉的条件判断物体的浮沉状态或判断物体受力情况或比较相关物理量的大小等,各种题型均有涉及,多进行综合考查,难度较大。
角度1阿基米德原理及其应用
【例6】(温州中考)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为,拖运距离为,需要____。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取,取)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小,这一压力的大小与哪些因素有关?
【答案】(1)1.5
(2)沉管所受的浮力管段匀速缓慢下沉,根据二力平衡可得,管段的重力,注水前管段与水箱的总质量。
(3)由和可知,管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水的密度、海底深度、隔墙面积有关。
【链接教材】(教材第174页例题)本题考查了利用阿基米德原理的公式进行计算,求解的关键是掌握阿基米德原理的公式及物体浮沉的条件。
角度2物体浮沉的条件及其应用
【例7】(台州中考)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到____________现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于____________状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质量为10.5g、底面积为的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10cm,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)食盐晶体不能继续溶解(2)悬浮(3)
【解析】(1)饱和溶液是在一定温度下,在一定量的溶剂里不能继续溶解某种溶质的溶液。
(2)当,浸没时,,物体悬浮。
(3)。因为塑料管漂浮,所以0.105N。塑料管排开液体的体积。根据得,盐水的密度。
【链接教材】(教材第182页“练习与应用”第7题)本题考查了物体浮沉的条件,求解的关键是掌握用物质的密度与液体的密度的关系去判断物体浮沉的情况。
角度3探究影响浮力大小的因素
【例8】新课标探究性试题(台州中考)如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)图丁中圆柱体所受的浮力为_______N。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟__________的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是____________
_________。
【答案】(1)5(2)液体的密度(3)测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力
【解析】(1)由题图甲知,圆柱体的重力;由题图甲、丙知,圆柱体浸没在液体中后所受的浮力;与题图丙相比,题图丁中圆柱体排开液体的体积不变,根据阿基米德原理得,其所受的浮力仍然为5N(注意在题图丁中圆柱体除了受到浮力、重力、拉力,还受到溢水杯给它的支持力,不能直接用进行计算)。
(2)控制物体排开液体的体积相同,改变液体的密度,可以探究浮力大小与液体的密度的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,需要测出浮力和排开液体的重力。计算浮力大小可用称重法,需要知道物体的重力、物体浸在液体中时弹簧测力计的示数;计算排开液体的重力需要测量空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力,所以还应进行的实验操作是测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力。
【链接教材】(教材第171页“探索活动”、教材第172页“探究实践”)本题考查了探究影响浮力大小的因素,求解的关键是掌握称重法测浮力与控制变量法的应用。
角度4浮力的应用
【例9】(2024·浙江中考)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
【答案】D
【解析】借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,故A不符合题意;将货船拖回到航道,可以使船继续航行,故B不符合题意;清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,故C不符合题意;将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,在浮力不变的情况下,不能继续航行,故D符合题意。
【链接教材】(教材第178页“浮力的应用”)本题考查了根据物体浮沉的条件解释生活现象和在生产、生活中的应用,解决此类问题的关键是明确物体所受的浮力与其重力之间的大小关系。
◆考点1 地球上的水
1.[2023金华中考]分布在地球各处的水处于不断运动和相互转化之中。下图为部分水循环的示意图,下列有关水循环说法正确的是( )
A.图中环节②代表水汽输送,环节③代表降水
B.水会不断地循环,无须提倡节约用水
C.地球上的水大部分以气态形式存在于大气中
D.水循环中,水仅在固液两态之间相互转化
【答案】A
【解析】读图可知,图中水循环的环节名称:②为水汽输送,③为降水,④为地表径流,①为蒸发,A正确。虽然水会不断地循环,但可供人类使用的淡水资源较少,需要提倡节约用水,B错误。地球上的水大部分以液态形式存在于海洋中,淡水资源主要以固态形式存在于冰川中,C错误。水循环中,水以固态、液态、气态等形式存在,D错误。故选A。
【关键点拨】水循环的方式有蒸发、降水、水汽输送、植物蒸腾、下渗、径流等。
◆考点2 水的浮力
2.[2024浙江中考]运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮
B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥
D.将货物搬到甲板上
【答案】D
【解析】借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,从而回到航道继续航行;将货船拖回到航道,可以使船继续航行;清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,船能回到航道继续航行;将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,船排开水的体积不会变大,浮力不会变大,船不能回到航道继续航行,故选D。
【关键点拨】增大浮力的方法:增大液体密度,增大物体排开液体的体积。
3.[2023浙江湖州中考]现将一杯子和木块(不吸水,密度为0.6×103kg/m3)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图甲杯子开口向上,浮在水面上。图乙杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同
B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同
D.木块对杯子底部力的大小相同
【答案】C
【解析】题图乙中木块全部浸入水中,受到水的浮力,而题图甲中木块没有浸入水中,不受水的浮力,故A错误;题图甲中杯子所受的浮力大于杯子的重力,题图乙中杯子所受的浮力小于杯子的重力,故B错误;题图甲中杯子和木块漂浮,整体受到的浮力等于重力,题图乙中杯子和木块悬浮,整体受到的浮力等于重力,由可知题图甲和题图乙中杯子和木块整体排开水的体积相同,则容器内水的深度相同,故C正确;题图甲中木块对杯子底部的压力等于木块的重力,题图乙中木块对杯子底部的压力等于木块受到的浮力减去重力,故题图甲和题图乙中木块对杯子底部力的大小不同,故D错误。
4.[2023浙江温州中考]我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2km/h,拖运距离为3km,需要________h。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104kg时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103m3,则注水前管段与水箱的总质量为多少kg?(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
【解】(1)拖运管段所用的时间。
(2)管段在水下匀速下沉时受到的浮力;管段匀速下沉,根据二力平衡可知,注水后管段的总重力;则注水前管段与水箱的总质量。
(3)由知,物体在海底时受到的压力与其受到的压强和受力面积有关;由知,物体在海底受到的压强与海水的密度、海底的深度有关。故管段隔墙下沉到海底时受到的压力的大小与海水的密度、海底深度、隔墙面积有关。
◆考点3 物质的溶解
5.[2023浙江嘉兴中考]为拓展能量来源,我国推广种植一种“生物柴油”树——麻疯树,其果实内含有果仁油。果仁油常用有机溶剂通过浸取法提取,主要过程如图。下列有关说法错误的是( )
A.粉碎果仁能加快果仁油的溶解速度
B.加热溶解时温度升高果仁油溶解度变大
C.过滤利用了果仁油与滤渣的溶解性不同
D.蒸发过程中果仁油的溶质质量分数变小
【答案】D
【解析】粉碎果仁能加快果仁油的溶解速度,A正确;由题图信息可知,加热溶解时温度升高,果仁油溶解度变大,B正确;果仁油能溶于有机溶剂中,而滤渣不溶于有机溶剂,过滤利用了果仁油与滤渣的溶解性不同,C正确;蒸发过程中,有机溶剂蒸发,果仁油的溶质质量分数变大,D错误。
6.[2023浙江杭州中考]已知氯化钾的溶解度随温度升高而增大。向盛有40g氯化钾的烧杯中加入100g水,充分搅拌溶解后现象如图所示。此时溶液温度为20^℃,下列说法正确的是( )
A.20^℃时氯化钾的溶解度为40g
B.烧杯中氯化钾溶液的质量为140g
C.若加热使烧杯中固体全部溶解,则溶质的质量分数一定比加热前大
D.若加水使烧杯中的固体全部溶解,则溶质的质量分数一定比加水前大
【答案】C
【解析】由题图可知,时,40g氯化钾固体在100g水中未完全溶解,则时氯化钾的溶解度小于40g,A错误;烧杯中有氯化钾固体未溶解,故烧杯中氯化钾溶液的质量小于140g,B错误;若加热使烧杯中的固体全部溶解,溶液中溶质质量增大,溶剂质量不变,溶质的质量分数增大,C正确;若加水使烧杯中的固体全部溶解,物质的溶解度不变,则溶质的质量分数不变或减小,不会增大,D错误。
7.[2024江苏扬州中考]《本草纲目》记载:“火药乃焰硝、硫黄、杉木炭所合……”焰硝经处理可得到含少量NaCl的KNO3溶液,将其蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最终得到较纯净的KNO3固体。KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度
B.“蒸发浓缩”是为了获得较高温度下NaCl的饱和溶液
C.KNO3的溶解度随温度降低大幅减小,所以“冷却结晶”时析出KNO3晶体
D.“过滤”所得滤液中的溶质只含有NaCl
【答案】C
【解析】没有指明温度,无法比较和的溶解度大小,A错误;氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,硝酸钾的溶解度受温度变化影响较大,将含少量的溶液“蒸发浓缩”是为了获得较高温度下的饱和溶液,B错误;由溶解度曲线可知,的溶解度随温度降低大幅减小,所以“冷却结晶”时可以析出晶体,C正确;“过滤”所得滤液为硝酸钾的饱和溶液,滤液中的溶质为氯化钠和硝酸钾,D错误。
【易错警示】比较溶解度大小时需指明溶液的温度;选择饱和溶液与不饱和溶液的转化及结晶方法时需分析溶质溶解度随温度变化的趋势。
8.[2023浙江绍兴中考节选]在配制硝酸钾营养液时,小敏操作过程如图所示,请回答下列问题。
硝酸钾在不同温度时的溶解度
温度/
20
30
40
50
溶解度/
31.6
45.8
63.9
85.5
(1)上述溶液中属于饱和溶液的是________(填序号)。
(2)现要配制20%的硝酸钾营养液,需向烧杯③溶液中加水________g。
【答案】(1)② (2)60
【解析】(1)由题表中硝酸钾的溶解度数据可知,时,硝酸钾的溶解度为31.6g,时,硝酸钾的溶解度为85.5g。在时,向40g硝酸钾中加入100g水,最多只能溶解31.6g硝酸钾,得到的是该温度下硝酸钾的饱和溶液;升温至时,100g水中最多能溶解85.5g硝酸钾,此时溶液变成了不饱和溶液。(2)现要配制20%的硝酸钾营养液,设需向烧杯③溶液中加水xg,则,。
【技巧点拨】对于此类题目,要注意观察烧杯中溶质的变化情况。(1)有未溶解的固体存在,则一定是饱和溶液。(2)没有未溶解的固体存在,则可能有两种情况:①溶液恰好饱和;②溶液不饱和。(3)若向没有未溶解固体存在的溶液中继续增加溶剂,得到的一定是不饱和溶液。
◆考点4 物质的分离
9.[2024山东枣庄中考节选]实验室中对某河水的水样进行净化处理,设计流程如图所示。
回答下列问题。
(1)明矾的作用是________________________________。
(2)操作1的名称是________,用到的玻璃仪器有________(填一种即可)。
(3)加活性炭是利用其________性除去水样中的异味等。
【答案】(1)对悬浮杂质进行吸附,使杂质沉降
(2)过滤 漏斗(合理即可) (3)吸附
【解析】(1)明矾能对悬浮杂质进行吸附,使杂质沉降。(2)操作1能将液体和不溶物分离,操作1的名称是过滤;过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。(3)加活性炭是利用其吸附性除去水样中的异味等。
10.[2024浙江中考]海水中含有氯化钠、氯化镁等可溶性物质和少量细小泥沙颗粒。海水晒盐是获取食盐的途径之一,某同学模拟海水晒盐的部分实验流程如图所示。
(1)按照物质的组成分类,海水属于________。
(2)滤液中氯化镁的质量分数________(填“大于”“等于”或“小于”)其在海水中的质量分数。
(3)粗盐还需进一步提纯,将下列操作合理排序:________(填序号)。
①溶解 ②蒸发结晶 ③过滤
【答案】(1)混合物 (2)大于 (3)①③②
【解析】(1)海水中含有氯化钠、氯化镁等可溶性物质和少量细小泥沙颗粒,则海水属于混合物。(2)海水蒸发过程中溶剂的质量减小,滤液中氯化镁的质量分数大于其在海水中的质量分数。(3)粗盐提纯时,应先将粗盐溶于水,再过滤除去不溶性杂质,最后蒸发结晶得到氯化钠,则操作合理排序为①③②。
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.[2024浙江杭州期中]如图所示的生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用,可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是( )
A.生命吸管中的活性炭能够除尽可溶性杂质
B.经过生命吸管净化后的水属于纯净物
C.经过生命吸管净化后的水不含病毒和细菌
D.生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化
【答案】D
【解析】A.活性炭具有吸附性,可以除去水中的色素和异味,但不能除尽可溶性杂质,A错误;B.经过生命吸管净化后的水中仍然含有多种物质,属于混合物,B错误;C.加碘树脂主要起杀菌消毒的作用,可以除去99.3%的细菌和病毒,经过生命吸管净化后的水仍然含有病毒和细菌,只是含量大大降低,C错误;D.生命吸管净水过程中发生了物理变化(过滤和吸附)和化学变化(杀菌消毒),D正确。
2.[2024浙江宁波质检]20℃时,小科进行了粗盐中难溶性杂质去除的实验,图甲为氯化钠在不同温度下的溶解度曲线,图乙为实验过程(水的密度取1g・mL⁻¹)。下列有关实验的分析和描述,错误的是( )
A.20℃时,氯化钠的溶解度为36g
B.②中玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解
C.③中下方烧杯内得到氯化钠的饱和溶液
D.④中待蒸发皿内出现较多固体时,停止加热
【答案】C
【解析】A.由题图甲可知,时,氯化钠的溶解度为36g,故A正确;B.②是溶解过程,溶解过程中玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解,故B正确;C时,氯化钠的溶解度为36g,则时,25g水中最多溶解9g氯化钠,而粗盐中含有难溶性杂质,则9g粗盐中,氯化钠的质量小于9g,所以时,将9g粗盐溶于25g水中得到的是氯化钠的不饱和溶液,故C错误;D.④是蒸发结晶过程,蒸发结晶过程中待蒸发皿内出现较多固体时,停止加热,利用余热将水分蒸干,故D正确。
3.[2024浙江台州期中]将质量相等的土豆和苹果(V土豆<V苹果)分别放入装满甲、乙液体的烧杯中(ρ甲>ρ乙),静止时如图所示,则下列分析正确的是( )
A.若将土豆放入乙溶液,则土豆会处于漂浮状态
B.若将苹果放入甲溶液,则苹果会处于悬浮状态
C.土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量
D.土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积
【答案】D
【解析】由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中,且,则,所以苹果在甲液体中会漂浮,土豆在乙液体中会沉底,故A、B错;由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中,所以,,又因为土豆和苹果的质量相等,由可知,则,由阿基米德原理可知,,则,又因为,由可知,土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积,故C错误,D正确。
4.[2024浙江绍兴质检]某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中的运动轨迹如图所示,则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为( )
【答案】A
【解析】鸭蛋从刚好接触盐水到下沉到刚好浸没在盐水的过程中,排开盐水的体积不断变大;鸭蛋继续下沉,再上浮到上表面刚接触盐水水面的过程中,排开盐水的体积不变(等于鸭蛋的体积);在鸭蛋上浮至漂浮的过程中,排开盐水的体积先减小后不变,因为盐水的密度不变,则由可知,鸭蛋在整个过程中受到的浮力先增大,再不变,再减小,最后保持不变(等于鸭蛋的重力),故A符合题意。
5.[2024浙江嘉兴质检]如图所示为蒸发氯化钠溶液的过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,溶液②恰好为饱和状态,分析实验过程,下列说法错误的是( )
A.溶液①肯定是氯化钠的不饱和溶液
B.溶液中溶质质量的关系为①=②>③>④
C.①→②过程中,溶液中溶质的质量分数不变
D.将溶液④过滤后所得的滤液为氯化钠的饱和溶液
【答案】C
【解析】①→②过程中,溶剂质量减少,没有晶体析出,说明溶液①肯定是氯化钠的不饱和溶液,A正确。①→②过程中没有晶体析出,②→③过程中有晶体析出,③→④过程中有晶体析出,则溶液中溶质质量的关系为①=②>③>④,B正确。①→②过程中,溶剂质量减少,溶质质量不变,溶液中氯化钠的质量分数增大,C错误。④中不能再继续溶解氯化钠,将溶液④过滤后,所得的滤液为氯化钠的饱和溶液,D正确。
二、填空题(共36分)
6.[2025浙江杭州期末]水是生命之源,保护水资源是每个公民应尽的义务。
(1)图甲为水循环示意图,图中各序号表示水循环中相应的环节,其中③表示________。
(2)我国正在加快海绵城市建设,“海绵城市”是指在城市中布置若干地块,用吸水材料(图乙所示)作为海绵体,雨水能够被收集和过滤,汇入蓄水池,雨水可被再次利用。下列具体做法属于“海绵城市”建设的是________。
①建立风力发电场
②公路两侧设置植草沟和雨水沟
③采用透水材料铺装城市绿道
④建设“生态湿地”公园
(3)想要了解工厂排放的废水对河流水质的影响,需要进行对照比较,图丙所示的7个可能的水样采集点(箭头表示水流方向)中,最重要的采集点是________(填字母)。
A.②⑤⑥⑦ B.①②⑤⑦ C.②③④⑥ D.①③④⑦
【答案】(1)水汽输送 (2)②③④ (3)B
【解析】(1)水循环的主要环节主要有蒸发、降水、水汽输送、径流、下渗、植物蒸腾、凝结等。结合图中信息可知①是降水,②是蒸发,③是水汽输送,④为降水,⑤为地径流,⑥是下渗。
(2)海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,提升城市生态系统功能并减少城市洪涝灾害的发生。据此判断,选项中②③④的措施属于在海绵城市建设中合理开发的措施,建立风力发电场不属于在海绵城市建设中合理开发的措施。
(3)分析可知,题图中7个可能的水样采集点,应该在水未被污染之前在①采集点进行水样采集,在化工厂排放的废水的流向经过②采集点分支成③和④,因此在②采集点处进行水样采集,再根据水的流经途径在⑤采集点和⑦采集点处其进行水样采集,因为⑥采集点和③采集点处相同,没有必要,因此,中最重要的采集点应该是①②⑤⑦,故选B。
【归纳总结】海洋表面蒸发的水汽,随着气流运动被输送到陆地上空,在一定条件下形成降水降落到地面。落到地面的水,或沿地面流动形成地表径流,或渗入地下形成径流。两者汇入江河,最后又返回海洋。水的这种循环运动称为海陆间水循环。
7.[2025浙江温州期中]如图是小瑞同学自制的用来探究“影响物体浮力大小因素”的装置,将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度,弹簧伸长量与所受拉力成正比)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面开始,到金属块刚好浸没的过程中,指针由标尺上的A位置慢慢上移至C位置。继续向杯中注水,指针________(填“上移”“不动”或“下移”)。
(2)若换用另一种液体重复上述实验,指针由标尺上的A位置慢慢上移至B位置,说明物体所受浮力的大小跟________有关。
(3)若AB=2AC,可以得出该液体的密度为________kg/m3。
【答案】(1)不动 (2)液体的密度 (3)
【解析】(1)浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,金属块已浸没,继续向杯中注水,金属块排开水的体积不变,水的密度不变,所受浮力不变,重力不变,故指针不动。
(2)金属块在水和另一种液体中浸没时,金属块排开液体的体积相等,指针位置不同,说明金属块受到的浮力不同,即说明物体所受浮力大小与液体的密度有关。
(3)若,根据阿基米德原理和称重法可知,物体浸没时,在水中所受浮力与在另一种液体中所受浮力之比为,又因为物体排开液体的体积相等,故水的密度与另一种液体的密度之比为,已知水的密度为,则另一种液体的密度为。
三、实验与探究题(共16分)
8.[2025浙江金华期中]某化学活动小组合作学习氢氧化钠和氢氧化钙的相关知识。如表是氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度数据。请回答下列问题。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
氢氧化钙
0.173
0.165
0.121
0.116
0.095
0.076
氢氧化钠
31
90
111
129
313
336
(1)依据表中数据,绘制了氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度曲线,图中能表示氢氧化钠溶解度曲线的是________(填“A”或“B”)。
(2)将一瓶接近饱和的氢氧化钙溶液变成饱和溶液,以下措施:①加入氢氧化钙;②升高温度;③降低温度;④加入水;⑤蒸发一部分水后再恢复到原来温度中正确的是________(填序号)。
A.②④ B.③④ C.①③⑤ D.①②⑤
(3)20℃时,190g饱和氢氧化钠溶液,蒸发10g水后,再恢复到20℃,可析出氢氧化钠固体。这时溶液的溶质质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)A (2)D (3)不变
【解析】(1)由题表可知,氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大,所以题图中能表示氢氧化钠溶解度曲线的是。
(2)氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,将一瓶接近饱和的氢氧化钙溶液变成饱和溶液,正确的措施有①加入氢氧化钙,②升高温度,⑤蒸发一部分水后再恢复到原来温度。故选。
(3)时,饱和氢氧化钠溶液,蒸发水后,再恢复到,可析出氢氧化钠固体,此时溶液仍为饱和氢氧化钠溶液,且温度不变,溶解度不变,所以这时溶液的溶质质量分数不变。
【归纳总结】根据固体的溶解度曲线可以:①查出某物质在某温度下的溶解度;②比较不同物质在同一温度下的溶解度大小,从而判断饱和溶液中溶质的质量分数的大小;③了解物质的溶解度随温度变化的情况,从而判断通过降温结晶还是蒸发结晶的方法达到提纯的目的。
9.[2025浙江宁波期中]某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒(薄壁)和金属圆柱体(塑料圆筒和金属圆柱体直径、高度均相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为________(用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足________的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组成员发现金属圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有________(填字母)。
A.各步骤中弹簧测力计均未调零就使用
B.步骤二中液面低于金属圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
【答案】(1) (2)(或) (3)C
【解析】(1)步骤一中塑料圆筒和金属圆柱体挂在弹簧测力计上时,测力计的示数为,此时测量的是总重力,则;步骤二中金属圆柱体浸没水中后,测力计的示数为,此时金属圆柱体受到的浮力。
(2)步骤一测出了塑料圆筒和金属圆柱体的总重力,步骤二测量的是金属圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的拉力,金属圆柱体受到的浮力;金属圆柱体排开水的重力;如果满足(或),可以验证阿基米德原理。
(3)若各步骤中弹簧测力计均没有校零,则对实验结果没有影响,故A错误;步骤二中液面低于圆柱体上表面,则偏小,最后会发现金属圆柱体受到的浮力小于它排开水的重力,故B错误;步骤三中塑料圆筒中的水没有加满,则偏小,最后会发现金属圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故C正确。故选C。
四、综合题(共18分)
10.[2025浙江金华一模]如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下12cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
【解】(1)当潜水艇在水面下12cm处悬停时,水对潜水艇舱底的压强。
(2)潜水艇受到的浮力是。
(3)潜水艇悬停时受到的浮力等于总重力,则,解得该潜水艇水舱内水的质量是。
11.[2025浙江绍兴质检]如图所示,台秤(未画出)上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2N,将一个重力为1.2N、体积为2×10-4m3的长方体实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中。(g取10N/kg)
(1)物体A的密度和所受浮力分别是多少?
(2)细线对物体A的拉力为多少?
(3)当把细线剪断后,物体A受到的浮力为多少(水未溢出烧杯),此时台秤的示数为多少?
【解】(1)物体A的质量,物体A的密度;根据可知,物体A的一半浸入水中时受到的浮力。
(2)此时物体A受到重力、浮力和细线对它的拉力,且,则细线对物体A的拉力为。
(3)由于,则把细线剪断后,物体A将在水面漂浮,受到的浮力为;台秤的示数等于烧杯、水、物体A的总质量,则示数为。
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第4章 水与人类
单元综合复习
◆网络构建
◆重点总结
一、浮力的计算方法
三、浮力的综合计算
二、物体的浮沉条件
四、溶液、溶解度和溶质的质量分数
◆考题链接
1. 水循环与水资源的概况
4. 物质的溶解
2. 区分溶液、悬浊液、乳浊液
5. 水的浮力
3. 药品的取用
◆基础训练
考点1 地球上的水
考点3 物质的溶解
考点2 水的浮力
考点4 物质的分离
◆强化训练
本章包含的内容较为丰富,内容介绍主要有以下特点:
1.重视对实验能力的训练,从实验器材的使用、实验现象的观察到实验数据的记录和分析都有要求;
2.涉及计算技能的训练,如浮力的计算、溶质的质量分数的计算等;
3.重视探究性学习,结合知识呈现的过程,安排了多个探究活动,其中“浮力大小的相关因素”“影响物质溶解性的因素”是两个较完整的探究;
4.重视意识的培养,由对水的生活经验引出饮用污染的水的危害,从而帮助学生树立自觉保护水资源的观念。
专题1 浮力的计算方法
1.称重法:用弹簧测力计测出物体的重力G;再将物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F,则物体所受的浮力
2.压力差法:根据浮力产生的原因,浸在液体中的物体在上、下表面受到液体的压力差就是浮力,即;一般用于已知形状规则的物体在液体中的深度时浮力的计算
3.公式法:。应用阿基米德原理的公式时,需要注意的是公式中的是物体排开液体的体积,而不是液体的总体积,也不一定是物体的体积,计算时需要已知和
4.平衡法:当物体在液体中悬浮或漂浮时,物体所受的浮力等于自身的重力,即
【例1】(杭州中考)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,,取10N/kg)
(1)空桶漂浮在水面时所受的浮力大小。
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为,求桶内鹅卵石的质量。
专题2 物体的浮沉条件
物体在液体中处于什么状态,可通过物体所受的浮力和重力的大小关系来判断,也可通过物体的密度和液体的密度的大小关系来判断。物体浮沉的条件具体如下:
漂浮:,
上浮:,
悬浮:,
下沉:,
【例2】(杭州模拟)如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的水面相平。现将a、b两个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时a沉在甲容器底部,b悬浮在乙容器的水中(无水溢出)。下列说法正确的是( )
A.、两物体的密度
B.、两物体的质量
C.、两物体所受的浮力
D.放入、两物体后,甲、乙两容器底部所受水的压强
专题3 浮力的综合计算
浮力的综合计算在初中科学中占有重要地位,能有效考查学生的逻辑思维及综合分析能力。解题的一般思路:
(1)确定研究对象,并对物体进行受力分析;
(2)在受力分析的基础上,列出力的关系式,如;
(3)把阿基米德原理的公式或密度、重力的计算公式代入关系式;
(4)根据已知条件求出待求量。
【例3】(杭州中考)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为,空载时质量约为22t,最大荷载240kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取,取10N/kg)
专题4 溶液、溶解度和溶质的质量分数
1.溶液的有关知识是本章的重点内容,主要考查以下三个方面:
①结合生活实例,考查溶液的组成、特点和识别。
②饱和溶液与不饱和溶液转化的具体方法以及判断溶液是否饱和。
③与溶质的质量分数相关的计算。
2.在学习中要重点掌握以下基础知识:
①溶液:由一种或几种物质分散到另一种物质里形成的混合物,具有均一性和稳定性。溶质和溶剂是组成溶液的两个基本要素。只有被溶解的那部分物质才能被称为溶质,没有溶解的或从溶液里析出的那部分物质不是溶液的组成部分。
②饱和溶液:溶质结晶析出的前提,析出晶体后剩余的溶液在此温度下仍是饱和溶液。
③溶解度:溶解度是指在一定的温度下,某物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。溶解度概念中的四个关键词“一定的温度、100g溶剂、饱和状态、溶解的质量”分别对应溶解度概念的“四要素”,即“条件、标准、状态、单位”。
④溶质的质量分数:溶液中溶质的质量分数=
;当溶液饱和时,溶液中溶质的质量分数=
。
【例4】(金华中考)现有编号为①②③的三个烧杯中均盛有100g水,时向三个烧杯中分别加入36g、56g、76g的同种物质,充分溶解,实验结果如图所示。下列判断正确的是( )
A.①中所得溶液一定是不饱和溶液
B.②③中所得溶液溶质的质量分数相等
C.若②中溶液升温到,溶液的质量一定不变
D.若③中溶液恒温蒸发,溶质的质量分数一定变大
【例5】(杭州拱墅区期中)时,将等质量的甲、乙两种固体物质(不含结晶水)分别加到两个盛有100g水的烧杯中。图1为充分搅拌后的现象,图2为加热到时的现象(不考虑水分蒸发),下表是甲、乙两种物质的溶解度。下列说法正确的是( )
温度
溶解度
20
30
50
M
18
25
45
N
20
25
35
A.表中N表示的是甲物质
B.时,图1中乙的溶液一定是不饱和溶液
C.时,图2中两溶液的溶质的质量分数一定相等
D.图2中两溶液从降温至都会析出晶体
考题链接
本章内容以水为知识背景,通过科学实验研究物质在水中溶解的情况、水的浮力、水的净化等,得到一些规律和结论,还通过对生活经验的分析,帮助树立健康生活意识及环保意识等。为了检验学习成果,本章内容在中考中呈现的形式多种多样,将课本实验内容改编为选择题、填空题和实验探究题为浙江中考的主要考查方式,侧重考查学生的综合运用能力。
◆考点1 水循环与水资源的概况
中考中主要考查水体的构成、水循环、水资源的分布特点、水资源的重要性、水体污染及危害、节约用水和水体污染的防治措施等。常见题型为选择题和填空题,命题背景多具有贴近生活、紧跟时代的特点,一般比较简单。
【例1】(金华中考)分布在地球各处的水处于不断运动之中。如图为部分水循环的示意图,下列有关水循环的说法中正确的是( )
A.图中环节②代表水汽输送,环节③代表降水
B.水会不断地循环,因此不需要提倡节约用水
C.地球上的大部分水都以气态形式存在于大气中
D.水循环中,水仅在固、液两态之间相互转化
【链接教材】(教材第150页读图、第149页“地球上的水循环”)该中考题综合考查了水循环的过程与水资源的保护,是对教材知识的直接考查。
◆考点2 区分溶液、悬浊液、乳浊液
中考中主要考查溶液的特征,溶液、悬浊液、乳浊液的区别。常见题型为选择题和填空题,难度较小。
【例2】(义乌中考)在装有水的四个烧杯中,分别加入少量牛奶、食盐、菜油和面粉,充分搅拌后可形成溶液的是( )
A.牛奶 B.食盐 C.菜油 D.面粉
【链接教材】(教材第153页“探索活动”)该中考题考查了区分溶液、悬浊液、乳浊液。解题的关键是理解并掌握溶液、悬浊液、乳浊液的概念,并知道三者的区别。
◆考点3 药品的取用
实验基本操作规范是中考的考点之一,固体药品与液体药品的取用在考试中经常出现,常见题型为选择题和填空题,比较容易。
【例3】(杭州中考改编)如图所示的实验操作正确的是( )
【链接教材】(教材第153页“探索活动”)本题考查了实验基本操作,解题的关键是掌握基本的实验操作技能及使用各种仪器的注意事项。
◆考点4 物质的溶解
物质的溶解在中考中属于重点考查内容,主要考查饱和溶液与不饱和溶液的判断和转化,溶解度的概念及相关计算,溶质的质量分数的计算,一定溶质的质量分数的溶液的配制等。常见题型为选择题、填空题、解答题,各种难度均有出现。
角度1 饱和溶液与溶质质量分数的综合
【例4】(绍兴中考节选)在配制硝酸钾营养液时,小敏的操作过程如图所示,请回答下列问题:
(1)上述溶液中属于饱和溶液的是____(填序号)。
(2)现要配制20%的硝酸钾营养液,需要向烧杯③溶液中加水____g。
【链接教材】(教材第157页“物质的溶解度”)本题考查了饱和溶液与不饱和溶液的判断及配制一定溶质质量分数溶液时溶剂的计算,求解的关键是掌握饱和溶液与不饱和溶液的判断方法与溶液中溶质的质量分数的计算公式。
角度2 固体物质的溶解度
【例5】(湖州中考)下面表格是氯化钠和硝酸钾的溶解度表,下列叙述中错误的是( )
氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度
温度/℃
0
20
40
60
80
100
氯化钠/g
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
硝酸钾/g
13.3
31.6
63.9
110
169
246
A.氯化钠和硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大
B.在时,要溶解氯化钠至少需要水
C.若硝酸钾中混有少量的氯化钠,可采用冷却热饱和溶液的方法来提纯硝酸钾
D.将的氯化钠饱和溶液和的硝酸钾饱和溶液各降温至,析出晶体的质量分别是和
【链接教材】(教材第157页“物质的溶解度”)本题考查了固体物质的溶解度,求解的关键是掌握溶解度的概念及溶解度和溶解性的关系。
◆考点5 水的浮力
水的浮力是浙江中考考查的重点内容,主要考查运用阿基米德原理的公式及其变形式计算浮力、密度和体积,实验探究影响浮力大小的因素,根据物体浮沉的条件判断物体的浮沉状态或判断物体受力情况或比较相关物理量的大小等,各种题型均有涉及,多进行综合考查,难度较大。
角度1阿基米德原理及其应用
【例6】(温州中考)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为,拖运距离为,需要____。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取,取)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小,这一压力的大小与哪些因素有关?
【链接教材】(教材第174页例题)本题考查了利用阿基米德原理的公式进行计算,求解的关键是掌握阿基米德原理的公式及物体浮沉的条件。
角度2物体浮沉的条件及其应用
【例7】(台州中考)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到____________现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于____________状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质量为10.5g、底面积为的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10cm,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?(g取10N/kg)
【链接教材】(教材第182页“练习与应用”第7题)本题考查了物体浮沉的条件,求解的关键是掌握用物质的密度与液体的密度的关系去判断物体浮沉的情况。
角度3探究影响浮力大小的因素
【例8】新课标探究性试题(台州中考)如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)图丁中圆柱体所受的浮力为_______N。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟__________的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是____________
_________。
【链接教材】(教材第171页“探索活动”、教材第172页“探究实践”)本题考查了探究影响浮力大小的因素,求解的关键是掌握称重法测浮力与控制变量法的应用。
角度4浮力的应用
【例9】(2024·浙江中考)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
【链接教材】(教材第178页“浮力的应用”)本题考查了根据物体浮沉的条件解释生活现象和在生产、生活中的应用,解决此类问题的关键是明确物体所受的浮力与其重力之间的大小关系。
◆考点1 地球上的水
1.[2023金华中考]分布在地球各处的水处于不断运动和相互转化之中。下图为部分水循环的示意图,下列有关水循环说法正确的是( )
A.图中环节②代表水汽输送,环节③代表降水
B.水会不断地循环,无须提倡节约用水
C.地球上的水大部分以气态形式存在于大气中
D.水循环中,水仅在固液两态之间相互转化
◆考点2 水的浮力
2.[2024浙江中考]运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮
B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥
D.将货物搬到甲板上
3.[2023浙江湖州中考]现将一杯子和木块(不吸水,密度为0.6×103kg/m3)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图甲杯子开口向上,浮在水面上。图乙杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同
B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同
D.木块对杯子底部力的大小相同
4.[2023浙江温州中考]我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2km/h,拖运距离为3km,需要________h。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104kg时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103m3,则注水前管段与水箱的总质量为多少kg?(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
◆考点3 物质的溶解
5.[2023浙江嘉兴中考]为拓展能量来源,我国推广种植一种“生物柴油”树——麻疯树,其果实内含有果仁油。果仁油常用有机溶剂通过浸取法提取,主要过程如图。下列有关说法错误的是( )
A.粉碎果仁能加快果仁油的溶解速度
B.加热溶解时温度升高果仁油溶解度变大
C.过滤利用了果仁油与滤渣的溶解性不同
D.蒸发过程中果仁油的溶质质量分数变小
6.[2023浙江杭州中考]已知氯化钾的溶解度随温度升高而增大。向盛有40g氯化钾的烧杯中加入100g水,充分搅拌溶解后现象如图所示。此时溶液温度为20^℃,下列说法正确的是( )
A.20^℃时氯化钾的溶解度为40g
B.烧杯中氯化钾溶液的质量为140g
C.若加热使烧杯中固体全部溶解,则溶质的质量分数一定比加热前大
D.若加水使烧杯中的固体全部溶解,则溶质的质量分数一定比加水前大
7.[2024江苏扬州中考]《本草纲目》记载:“火药乃焰硝、硫黄、杉木炭所合……”焰硝经处理可得到含少量NaCl的KNO3溶液,将其蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最终得到较纯净的KNO3固体。KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度
B.“蒸发浓缩”是为了获得较高温度下NaCl的饱和溶液
C.KNO3的溶解度随温度降低大幅减小,所以“冷却结晶”时析出KNO3晶体
D.“过滤”所得滤液中的溶质只含有NaCl
8.[2023浙江绍兴中考节选]在配制硝酸钾营养液时,小敏操作过程如图所示,请回答下列问题。
硝酸钾在不同温度时的溶解度
温度/
20
30
40
50
溶解度/
31.6
45.8
63.9
85.5
(1)上述溶液中属于饱和溶液的是________(填序号)。
(2)现要配制20%的硝酸钾营养液,需向烧杯③溶液中加水________g。
◆考点4 物质的分离
9.[2024山东枣庄中考节选]实验室中对某河水的水样进行净化处理,设计流程如图所示。
回答下列问题。
(1)明矾的作用是________________________________。
(2)操作1的名称是________,用到的玻璃仪器有________(填一种即可)。
(3)加活性炭是利用其________性除去水样中的异味等。
10.[2024浙江中考]海水中含有氯化钠、氯化镁等可溶性物质和少量细小泥沙颗粒。海水晒盐是获取食盐的途径之一,某同学模拟海水晒盐的部分实验流程如图所示。
(1)按照物质的组成分类,海水属于________。
(2)滤液中氯化镁的质量分数________(填“大于”“等于”或“小于”)其在海水中的质量分数。
(3)粗盐还需进一步提纯,将下列操作合理排序:________(填序号)。
①溶解 ②蒸发结晶 ③过滤
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.[2024浙江杭州期中]如图所示的生命吸管是一种将污水净化为饮用水的吸管装置。其中加碘树脂主要起杀菌消毒的作用,可以除去99.3%的细菌和病毒。下列说法正确的是( )
A.生命吸管中的活性炭能够除尽可溶性杂质
B.经过生命吸管净化后的水属于纯净物
C.经过生命吸管净化后的水不含病毒和细菌
D.生命吸管净水过程中发生了物理变化和化学变化
2.[2024浙江宁波质检]20℃时,小科进行了粗盐中难溶性杂质去除的实验,图甲为氯化钠在不同温度下的溶解度曲线,图乙为实验过程(水的密度取1g・mL⁻¹)。下列有关实验的分析和描述,错误的是( )
A.20℃时,氯化钠的溶解度为36g
B.②中玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解
C.③中下方烧杯内得到氯化钠的饱和溶液
D.④中待蒸发皿内出现较多固体时,停止加热
3.[2024浙江台州期中]将质量相等的土豆和苹果(V土豆<V苹果)分别放入装满甲、乙液体的烧杯中(ρ甲>ρ乙),静止时如图所示,则下列分析正确的是( )
A.若将土豆放入乙溶液,则土豆会处于漂浮状态
B.若将苹果放入甲溶液,则苹果会处于悬浮状态
C.土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量
D.土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积
4.[2024浙江绍兴质检]某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中的运动轨迹如图所示,则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为( )
5.[2024浙江嘉兴质检]如图所示为蒸发氯化钠溶液的过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,溶液②恰好为饱和状态,分析实验过程,下列说法错误的是( )
A.溶液①肯定是氯化钠的不饱和溶液
B.溶液中溶质质量的关系为①=②>③>④
C.①→②过程中,溶液中溶质的质量分数不变
D.将溶液④过滤后所得的滤液为氯化钠的饱和溶液
二、填空题(共36分)
6.[2025浙江杭州期末]水是生命之源,保护水资源是每个公民应尽的义务。
(1)图甲为水循环示意图,图中各序号表示水循环中相应的环节,其中③表示________。
(2)我国正在加快海绵城市建设,“海绵城市”是指在城市中布置若干地块,用吸水材料(图乙所示)作为海绵体,雨水能够被收集和过滤,汇入蓄水池,雨水可被再次利用。下列具体做法属于“海绵城市”建设的是________。
①建立风力发电场
②公路两侧设置植草沟和雨水沟
③采用透水材料铺装城市绿道
④建设“生态湿地”公园
(3)想要了解工厂排放的废水对河流水质的影响,需要进行对照比较,图丙所示的7个可能的水样采集点(箭头表示水流方向)中,最重要的采集点是________(填字母)。
A.②⑤⑥⑦ B.①②⑤⑦ C.②③④⑥ D.①③④⑦
7.[2025浙江温州期中]如图是小瑞同学自制的用来探究“影响物体浮力大小因素”的装置,将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度,弹簧伸长量与所受拉力成正比)。
(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面开始,到金属块刚好浸没的过程中,指针由标尺上的A位置慢慢上移至C位置。继续向杯中注水,指针________(填“上移”“不动”或“下移”)。
(2)若换用另一种液体重复上述实验,指针由标尺上的A位置慢慢上移至B位置,说明物体所受浮力的大小跟________有关。
(3)若AB=2AC,可以得出该液体的密度为________kg/m3。
三、实验与探究题(共16分)
8.[2025浙江金华期中]某化学活动小组合作学习氢氧化钠和氢氧化钙的相关知识。如表是氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度数据。请回答下列问题。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
氢氧化钙
0.173
0.165
0.121
0.116
0.095
0.076
氢氧化钠
31
90
111
129
313
336
(1)依据表中数据,绘制了氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度曲线,图中能表示氢氧化钠溶解度曲线的是________(填“A”或“B”)。
(2)将一瓶接近饱和的氢氧化钙溶液变成饱和溶液,以下措施:①加入氢氧化钙;②升高温度;③降低温度;④加入水;⑤蒸发一部分水后再恢复到原来温度中正确的是________(填序号)。
A.②④ B.③④ C.①③⑤ D.①②⑤
(3)20℃时,190g饱和氢氧化钠溶液,蒸发10g水后,再恢复到20℃,可析出氢氧化钠固体。这时溶液的溶质质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
9.[2025浙江宁波期中]某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒(薄壁)和金属圆柱体(塑料圆筒和金属圆柱体直径、高度均相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为________(用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足________的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组成员发现金属圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有________(填字母)。
A.各步骤中弹簧测力计均未调零就使用
B.步骤二中液面低于金属圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
四、综合题(共18分)
10.[2025浙江金华一模]如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下12cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
11.[2025浙江绍兴质检]如图所示,台秤(未画出)上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2N,将一个重力为1.2N、体积为2×10-4m3的长方体实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中。(g取10N/kg)
(1)物体A的密度和所受浮力分别是多少?
(2)细线对物体A的拉力为多少?
(3)当把细线剪断后,物体A受到的浮力为多少(水未溢出烧杯),此时台秤的示数为多少?
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