浙江省杭州市杭州萧山、余杭、富阳、临平多校期中联考2023-2024学年八年级上学期期中科学试题(解析版)
展开一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共60分)
1. 关于地球上的水,下列说法中正确的是( )
A. 陆地淡水约占地球总水量的96.53%
B. 水是生物生存所需最基本的物质之一
C. 人类可直接利用最多的是海洋水
D. 陆地淡水中比例最大的是地下淡水
【答案】B
【解析】
【详解】陆地淡水约占地球总水量的2.53%,A错误;水是人类及一切生物生存所必需的,是生物生存所需的最基本的物质之一,B正确;人类直接利用最多的是陆地上的淡水资源,C错误;陆地淡水中比例最大的是冰川水,D错误;故选B。
2. 下列物质不属于溶液的是( )
A. 汽水B. 矿泉水C. 石灰浆D. 生理盐水
【答案】C
【解析】
【分析】溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的稳定的混合物,基本特征是均一性、稳定性。
【详解】A、汽水属于均一稳定的混合物,属于溶液,故错误;
B、矿泉水属于均一稳定的混合物,属于溶液,故错误;
C、石灰浆的主要成分是氢氧化钙,它微溶于水,其中的氢氧化钙没能完全溶解,石灰浆不均一、不稳定,是悬浊液,故正确;
D、生理盐水是氯化钠溶于水形成的,属于均一稳定的混合物,属于溶液,故错误。
故选C。
3. 下列与压强有关的小实验,能证明大气压存在的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中是探究压力作用效果的影响因素,压力相同、受力面积越小,压力的作用效果越明显,与大气压无关,故A不符合题意;
B.如图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差变大,说明液体压强变大,与大气压无关,故B不符合题意;
C.“覆杯”实验证明了大气压的存在,并且大气压很大,故C符合题意;
D.如图实验,向纸上方吹气时,纸会向上运动,可知流速快的地方压强小,有大气压无关,故D不符合题意。
故选C。
4. 2023年9月23日,第19届亚运会在杭州召开。如图为这天杭州的部分气象信息,下列说法正确的是( )
A. 这一天的大气状态及其变化称为气候
B. 这一天的最高气温是人体最舒适的气温
C. 这一天的气压值为101毫米汞柱
D. 这一天的风是从正东方向往正北方向吹
【答案】B
【解析】
【详解】这一天的大气状太快及其变化称为天气,故A错误。这一天的最高气温是人体最舒适的气温,故B正确。这一天的气压值是101千帕,故C错误。风向表示风的来向,当天吹北风,说明风是由北往南吹,故D错误。故选B。
5. 水是生命之源,用如图所示的装置进行水的电解实验时,有以下描述:
①甲试管应该连接在电源的正极
②甲、乙两试管收集到的气体的体积比约为2:1
③甲试管内产生的气体能燃烧,
④该实验说明水是由氢气和氧气组成的
以上描述中正确的是( )
A. ①③B. ②③C. ②④D. ①②③
【答案】B
【解析】
【详解】①甲试管中产生的气体最多应该是H2,乙试管中产生的气体应该是O2,所以甲试管应该连接在电源的负极,故①错误;
②甲乙两试管中产生的气体体积比约为2:1,故②正确;
③由上述分析可知,甲试管内生成的气体是氢气,氢气可以燃烧,故③正确;
④电解水实验生成了氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的,故④错误;
由以上分析可知,故B符合题意
故选B。
6. 诗句“幽谷春风起,巅峰雪未消。一山藏四季,谈笑有渔樵。”主要反映出( )
A. 人类活动对气温的影响B. 海陆分布对气温的影响
C. 纬度位置对气温的影响D. 地形地势对气温的影响
【答案】D
【解析】
【详解】诗句“幽谷春风起,巅峰雪未消。一山藏四季,谈笑有渔樵。”主要反映出海拔越高,气温越低,为地形地势对气温的影响,D正确;与人类活动、海陆分布、纬度位置对气候的影响无关,ABC错误;故选D。
7. 如图所示,关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲所示,当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯才上升
B. 图乙所示,轮船从长江驶入海洋的过程中,浮力变大
C. 图丙所示,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
D. 图丁所示,潜水艇下沉过程中,重力不变,浮力变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,使浮力大于自身重力,孔明灯就上升,故A正确;
B.山东舰从黄浦江驶入东海后,依然处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,因此浮力不变,故B错误;
C.沉入水底的良种所受浮力小于重力,浮在水面的次种所受浮力等于重力,故C错误;
D.停在水中的潜水艇,排开液体体积不变,浮力不变,它是靠改变自身重力来达到下沉的,即增大水舱中水的重力,使自重大于浮力,故D错误。
故选A。
8. 我国是一个灾害性天气频发的国家。下列不属于气象灾害的是( )
A. 寒潮B. 火山喷发C. 洪水D. 台风
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】自然灾害的类型多样,包括天文灾害、气象灾害、地质灾害、海洋灾害、以及生物灾害等。其中气象灾害包括:暴雨洪涝、干旱、台风、寒潮、霜冻、雪灾、冰雹、沙尘暴等;地质灾害包括:地震、火山、滑坡、泥石流、山崩、地陷等。
故选B。
9. 下列操作能增强蔗糖在水中的溶解性的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、搅拌只能加快溶解速率,不能增强蔗糖在水中的溶解性,错误;
B、影响蔗糖在水中的溶解性是温度,蔗糖的溶解度随温度的升高而增大,加热能增强蔗糖在水中的溶解性,正确;
C、加水能增加蔗糖的溶解量,不能增强蔗糖在水中的溶解性,错误;
D,向饱和蔗糖溶液加入蔗糖,不能增强蔗糖在水中的溶解性,错误。
故选B。
10. 近年来海洋的污染日趋严重,保护海洋越来越受到重视。当大量生活污水、工业废水经河流排入大海时会导致海洋污染,下列水循环环节中,与污染物进入海洋密切相关的是( )
A. 降水B. 下渗C. 径流D. 蒸发
【答案】C
【解析】
【详解】大量生活污水、工业废水经河流排入大海涉及地表径流,即径流,C正确,ABD不正确。
故选C。
11. 2021年9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,三位航天员安全顺利出舱,以下关于地球大气层的特点或作用说法正确的是( )
A. 保护作用——阻挡紫外线辐射和小天体撞击
B. 垂直分层——从对流层到外层,大气密度逐渐变得浓厚
C. 物质组成——随大气层高度的升高,大气物质组成基本不变
D. 气温变化——从地表到12km高度处,气温随高度的上升先增加后减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.大气层的臭氧层可以吸收紫外线,并且大气可以阻挡小天体对地球的撞击,故A正确;
B.从对流层到外层,大气密度逐渐变小,故B错误;
C.大气在不同高度,大气物质组成不一样,故C错误;
D.从地表到12km高度处,气温随高度的上升而减小,故D错误。
故选A。
12. 下列实验室取用药品的操作,正确的是( )
A. 装入粉末状固体B. 装入块状固体
C. 取用液体D. 倾倒液体
【答案】A
【解析】
【详解】A. 取用粉末状或小颗粒状药品,先使试管倾斜,用药匙或纸槽,把盛有药品的药匙或纸槽小心地送至试管底部,然后使试管直立起来,此选项正确;
B. 向试管中加入块状固体,先将试管横放,用镊子将固体放在试管口,然后把试管慢慢地直立起来,使药品缓缓地滑到试管底部,此选项错误;
C. 滴管不能平放、倒放,防止液体倒流,沾污试剂或腐蚀橡胶帽,此选项错误;
D. 向试管中倒入液体,瓶塞倒放,标签朝向手心,瓶口紧挨试管口,此选项错误。
故选A。
13. 下列关于大气对流层特点的描述正确的是( )
①空气对流运动显著 ②气温随高度增加而递减 ③低纬地区大气厚度小于高纬地区 ④天气现象复杂多变
A. ①③B. ①②④C. ②③④D. ①②③④
【答案】B
【解析】
【详解】由于对流层大气气温向上递减,具有上冷下热的气温结构,因此空气对流运动显著,①正确;由于对流层大气的直接热源是地面,因此对流层大气气温随高度增加而递减,②正确;低纬地区气温高,对流运动较高纬地区强,因此低纬地区对流层大于高纬地区,③错误;对流层对流运动显著,加上水汽和尘埃主要集中在对流层,因此容易成云致雨,天气现象复杂多变,④正确;故选B。
14. 如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图像,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,松手稳定后( )
A. 甲漂浮,甲受到的浮力大B. 乙漂浮,乙受到的浮力小
C. 甲下沉,乙受到的浮力大D. 乙下沉,甲受到的浮力大
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,甲物体的密度
乙物体的密度
体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,由于
ρa>ρ水>ρb
则甲、乙两实心物体在水中稳定后甲下沉,乙漂浮,所以V排甲>V排乙,根据F浮=ρ水gV排可知,F浮甲>F浮乙,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
15. 如图是干湿球湿度计。某学校社团的同学用该干湿球温度计测量裸地、草地和茂密的灌木丛中的湿度。下列判断中,正确的是( )
A. 湿球温度计的读数较大,这是由于湿棉纱布中水的比热容较大
B. 在一定温度下,两支温度计读数的差别越大,表示空气的湿度越大
C. 预计在裸地测量的两支温度计读数差别最小
D. 该社团的同学探究的问题可能是植物对空气湿度的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于湿球温度计的湿棉纱布中有水,水在蒸发过程中吸热,使湿球温度计的示数变小,与水的比热容无关,故A错误;
B.湿球温度计上的水蒸发吸热,该温度计的示数降低;空气的湿度越大,空气中含有的水蒸气越多,湿棉纱布中水的蒸发越慢,该温度计降低的温度越小,所以两个温度计的读数差别越小,故B错误;
C.裸地、草地和茂密的灌丛,这三处的植物密度不同,土地的潮湿程度也不同,说明植物对空气湿度有影响,即植物能够增加空气的湿度,植物越多,其对空气湿度的影响越大,所以裸地测量的两支温度计读数差别最大,故C错误;
D.该社团研究的湿度,不是研究植被,探究的问题可能是植物对空气湿度的影响,故D正确。
故选D。
16. 某同学在进行硫酸铜晶体的制备和生长实验时,配制了某温度时硫酸铜热饱和溶液。下列能判断硫酸铜溶液已经饱和的方法是( )
A 观察颜色,溶液蓝色较深B. 溶液冷却,有蓝色晶体析出
C. 蒸发少量水,有蓝色晶体析出D. 加入硫酸铜晶体,晶体质量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A. 饱和溶液是该温度下,不能再溶解该溶质的溶液。溶液蓝色较深,说明溶液的浓度较大,不能说明溶液是饱和溶液,此选项不符合题意;
B. 溶液冷却,有蓝色晶体析出,说明溶液冷却后是饱和溶液,不能说明冷却前溶液是否饱和,此选项不符合题意;
C. 蒸发少量水,有蓝色晶体析出,说明蒸发少量水后,溶液是饱和溶液,不能说明蒸发少量水前溶液是否饱和,此选项不符合题意;
D. 加入硫酸铜晶体,晶体质量不变,是晶体没有溶解,说明溶液是饱和溶液,此选项符合题意。
故选D。
17. 泡茶时,有的茶叶浮在水面上后渐渐吸收水分后,会缓慢下沉:有些茶叶快速下沉,但表面附着了小气泡后,还会缓慢上开。水面上的茶叶下沉入水的过程中(假设其体积不变),所受的浮力( )
A. 先变大后不变B. 先变小后变大C. 先变大后变小D. 先变小后不变
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知,茶叶的体积不变,在水面上时,茶叶排开水的体积小于茶叶自身的体积,逐渐下沉过程中(浸没前),茶叶排开水的体积变大,沉入水中后继续下沉,茶叶排开水的体积等于茶叶自身的体积而且保持不变,由于水的密度不变,根据阿基米德原理可知,茶叶受到的浮力先变大后不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18. 要想使一瓶接近饱和的石灰水变为饱和,具体的措施有:①加入氢氧化钙;②升高温度;③降低温度;④加入水;⑤蒸发水,其中措施正确的是( )
A. ①②B. ①③④C. ①③⑤D. ①②⑤
【答案】D
【解析】
【详解】向接近饱和的溶液中增加溶质或蒸发溶剂都可以使溶液变成饱和溶液,故把一瓶接近饱和的石灰水变成饱和,可以采取:加入氢氧化钙、蒸发水的方法。由于氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,升高温度后氢氧化钙的溶解度变小,故把一瓶接近饱和的石灰水变成饱和,还可以采取升高温度的方法,则①②⑤符合题意。故选D。
19. 体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,静止时的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用FA、FB、FC分别表示三个物体受到浮力的大小,GA、GB、GC分别表示三个物体受到重力的大小,G排A、G排B、G排C分别表示三个物体排开液体重力的大小。下列判断正确的是( )
A. FA<FB<FCB. FA=FB=FC
C. G排A<G排B=G排CD. GA<GB=GC
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,可知B大于A排开液体的体积,由可知三个物体受到的浮力大小为
①
根据阿基米德原理,分别表示三个物体排开液体重力的大小
故AB错误,C正确;
D.根据物体的浮沉条件有
②
③
④
由①②③④得出
故D错误。
故选C。
20. 下列概念间的关系符合如图所示关系的是( )
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】D
【解析】
【详解】A、溶液分为溶质和溶剂,所以溶液包含着溶质和溶剂,溶质和溶剂是并列关系,故错误;
B、易溶、微溶、可溶属于并列关系,故错误;
C、稀溶液、浓溶液属于并列关系,故错误;
D、悬浊液、乳浊液属于并列关系,都属于混合物,故正确。
故选D。
二、填空题(共37分)
21. 观察天气图,回答下列问题:
(1)影响甲处的天气系统是___________ 。在该系统的控制下,甲处的天气特点是__________
(2)图中处的风向为___________ (填“甲→乙”或“乙→甲”)。
(3)②将受___________ (填天气系统)影响,过后几天将会出现___________ 等天气现象。
A.天气晴朗B.天气阴雨C.气温下降 D.气温升高
【答案】(1) ①. 高压##反气旋 ②. 晴朗少雨
(2)甲→乙 (3) ①. 冷锋 ②. C
【解析】
【分析】本题以天气图为材料,设置三个小题,涉及天气系统的判读、风向的识别、气候的判读等相关内容,考查学生对相关知识的掌握程度。
【小问1详解】
根据等压线数值,甲处是高压中心,故影响甲处的天气系统是高压或反气旋,在该系统的控制下,甲处的天气特点是晴朗少雨。
【小问2详解】
根据气流从高压流向低压,受地转偏向力的影响,北半球向右偏转,可以判定出该处的风向为西北风,根据上北下南、左西右东判断可知由风向为甲→乙。
【小问3详解】
图中②位于冷锋锋前,过若干小时,②将受冷锋天气系统影响,若该天气系统出现,受其影响的地区冷锋过境,可能大风、气温下降等天气现象,C正确,ABD错误。故选C。
如图A、B分别表示海陆分布和地形对气候影响的示意图。请回答下列问题。
22. 由于海陆比热容的不同,白天陆地升温比海洋___________(选填“快”或“慢”),气温比海洋上___________(选填“高”或“低”),根据空气对流运动的原理,在图A中线段上画上箭头,表示夏季白天的气流运动的方向。___________
23. 图B中___________(选填“甲”或“乙”)地位于背风坡。
24. 甲、乙两地年降水量___________地更多,原因是___________。
【答案】22. ①. 快 ②. 高 ③.
23. 甲 24. ①. 乙 ②. 位于迎风坡、受暖湿气流影响明显。
【解析】
【分析】本题以海陆循环和地形对气候的影响示意图为材料,涉及海陆间大循环、地形对降水的影响等知识点,考查学生对相关知识点的掌握程度。
【22题详解】
白天是地表接受太阳辐射升温的过程,由于比热容不同,海洋比热大,陆地比热小,所以,白天陆地升温比海洋快,气温比海洋高。热力环流中,气温高的地区上升,高空形成高压,近地面形成低压,气温低的地区下沉,高空形成低压,近地面形成高压,同一水平面上大气由高压流向低压,形成热力环流圈。故白天的气流运动的方向如图:
【23题详解】
由图可知,图B中乙濒临海洋,位于迎风坡,甲位于背风坡。
【24题详解】
甲、乙两中,乙地位于迎风坡,易受暖湿气流的影响,暖湿气流在爬升过程中易成云致雨,降水更多,甲处暖湿气流在下沉过程中易蒸发,降水少。
25. 如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强__________(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变__________。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越__________。
【答案】 ①. 小于 ②. 大 ③. 小
【解析】
【详解】[1]将两个吸盘对接,用力挤压出空气后,内部属于真空状态,大气压强变小,内外形成压强差,内部气体压强小于外界大气压强,使其难以分开。
[2]若在吸盘上截一个小孔,空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强就会变大。
[3]若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明内外气体压强差变小了,内部气体压强保持不变,则外部大气压强变小了,即海拔越高,大气压强越小。
26. 小科在室温20℃时探究硝酸钾()溶于水的情况,他进行了如图所示实验,其中烧杯A盛有20mL水。整个过程溶剂质量不变,根据有关资料回答下列问题:
下表为硝酸钾在不同温度时的溶解度
(1)A→B、B→C操作中需要用到的玻璃仪器除了烧杯,还有___________。
(2)上述实验过程中属于不饱和溶液的是___________(填字母)。
(3)在B、C、D、E中,溶液的溶质质量最小是___________(填字母)。
【答案】 ①. 玻璃棒 ②. BD##DB ③. B
【解析】
【详解】(1)A→B、B→C操作是溶解,其中需要用到的玻璃仪器除了烧杯,还有玻璃棒;
(2)20℃硝酸钾的溶解度为31.6g,根据溶解度概念可知,20℃时,20mL(20g)水中最多溶解硝酸钾质量=,所以B形成的不饱和溶液,而C. E属于饱和溶液,100℃硝酸钾的溶解度为246g,20mL(20g)水中最多溶解硝酸钾质量=,D则是100℃的不饱和溶液;上述实验过程中属于不饱和溶液的是BD;
(3)在B、C、D、E中,溶液中溶剂的质量相等,而溶质质量只有B最小,为5g,所以B溶液的溶质质量分数最小。
27. 我国自行设计的水下滑翔机“海翼”,其外形设计成流线型是为了减小阻力,“海翼”外围配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积___________(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力___________(选填“>”“<”“或”“=”)重力。
【答案】 ①. 增大 ②. >
【解析】
【详解】[1][2]油囊鼓起来,从而使得排开水的体积增加,根据知,“海翼”受到的浮力变大,当浮力大于重力时,“海翼”上浮。
28. 生活中常要对水净化后才能使用。
(1)如图操作是水的净化方法之一,操作名称为___________;
(2)操作时要在烧瓶中放入碎瓷片或小石粒,它的作用是___________。
(3)通过蒸馏所得的水是___________。(填“混合物”或“纯净物”)
【答案】 ①. 蒸馏 ②. 防止加热时出现暴沸 ③. 纯净物
【解析】
【详解】(1)如图操作是水的净化方法之一,操作名称为蒸馏;
(2)操作时要在烧瓶中放入碎瓷片或小石粒,它的作用是:防止加热时出现暴沸。
(3)通过蒸馏所得的水,只含有水一种物质,是纯净物。
29. 一个盛有一定量水的底面积为的薄壁柱形容器(质量不计)放在电子秤上,用细线将底面积相同的A、B均匀实心长方体(),从如图甲所示位置匀速放入水中,直至A刚好浸没在水中(A、B未接触到容器),整个过程水未溢出,电子秤示数m与时间t的关系如图乙所示。则B完全浸没时受到的浮力为___________N,图乙中M的值为___________。
【答案】 ①. 4 ②. 8.6
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,当t=0时,电子秤示数为8kg,即水的质量为8kg,此时物体B还没浸入水中,由于薄壁容器为柱形,质量不计,所以水对容器底产生的压力为
F1=G1=m1g=8kg×10N/kg=80N
由图乙可知,当
16s≤t≤26s
时,电子秤示数不在发生变化,说明此时B全部浸没在水中,此时电子秤示数为8.4kg,那么容器对电子秤的压力为
F2=G2=m2g=8.4kg×10N/kg=84N
由于力的作用是相互的,所以电子秤增加的压力就等于B受到的浮力,即B受到的浮力为
F浮B=F2-F1=84N-80N=4N
[2]由图乙可知,从26s电子秤示数增加,说明物体A开始浸入水中,由于A、B底面积均相同,浸入水中的速度总保持不变,所以A、B浸入水中的体积(排开水的体积)之比为
由m=ρV可知,A、B排开水的质量之比为1∶2,由图可知,B排开水的质量为
m排B=8.4kg-8kg=0.4kg
A排开水的质量为
乙图中电子秤的示数为
M=8.4kg+0.2kg=8.6kg
三、实验探究题(共38分)
30. 某科学兴趣小组在学习物质溶解的过程后,对氯化铵、氯化钙、氯化钠三种物质溶于水过程中的热量变化进行了探究。
【实验探究】
三种物质各取1药匙于烧杯分别溶于水,另外一只烧杯只加水,用温度计测量液体温度,并记录有关数据如下:
【数据分析】
(1)比较实验2与实验4,可获得结论是___________。
(2)如果要生产一种“冰袋”用于冷敷,上述三种物质中最合适的是___________。
(3)向如图装置的试管中加入上述某种物质后,U形管右边支管的红墨水液面上升,左边支管的红墨水液而降低,则加入的物质是___________。
【反思评价】
(4)经讨论认为本实验操作中存在缺陷,它是___________。
A.四只烧杯中加入水的体积相同
B.加入物质的质量可能不相等
C.加入物质的种类不一样
【答案】 ①. 氯化钙溶解时会放热 ②. 氯化铵 ③. 氯化钙 ④. B
【解析】
【详解】(1)比较实验2与实验4,往水中加入氯化钙后,温度升高,因此可获得结论是氯化钙溶解过程中放热;
(2)如果要生产一种“冰袋”用于冷敷,说明这种物质溶解时吸热,从表中可以看出上述三种物质中氯化铵溶解时吸热;
(3)向如图装置的试管中加入上述某种物质后,U形管右边支管的红黑水液面上升,左边支管的红墨水液而降低,则加入的物质溶于水时放出热量,则该物质是氯化钙;
(4)A、实验操作过程中加入等量的水,否则会影响实验效果,故A不符合题意;
B、加入物质的质量必须相等,否则影响实验效果,故B符合题意;
C、探究的就是NH4Cl、CaCl2、NaCl三种物质溶于水过程中的热量变化,因此加入物质的种类不会影响实验,故C不符合题意;
故选B。
31. 某科学兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)兴趣小组的同学进行了多次实验,通过实验得出___________(用、、、表示),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(2)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强___________(选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(3)测量前,溢水杯中的液体如果未装满,则会导致___________(选填“”或“”)测量不准确;
(4)选项图中,能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中深度h(物块未接触容器底)关系的图像是___________(选填序号)
【答案】 ①. ②. 一直不变 ③. ④. 丁
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲、丁,根据称重法,石块浸没在水中受到的浮力大小为
如图乙、丙,排开液体的重力
若
可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(2)[2]溢水杯原来是装满水的,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变。
(3)[3]溢水杯的水没装满,物块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,排开水的重力偏小,导致测量不准确。
(4)[4]随着金属块浸在水中体积的增大,浮力增大,则测力计示数减小,当物体完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以测力计示数不变,所以F与深度h的关系是先减小后不变,故丁符合题意。
32. 为了粗略测量大气压强的大小,小明同学利用直径为D的圆形塑料吸盘紧紧压在光滑的竖直玻璃板上,如图所示,用测力计挂在吸盘的挂钩上,沿水平方向缓慢拉动测力计,记下此时测力计的示数为F。
(1)根据实验测得的大气压强大小p=__________;(用字母表示)
(2)该实验中测得的大气压强值比真实的大气压强值偏__________,可能原因是__________。
【答案】 ①. ②. 小 ③. 吸盘内的空气未排尽
【解析】
【详解】(1)[1]圆的底面积为
则实验测得的大气压强大小为
(2)[2][3]实验中测出的大气压值要偏小,实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,吸盘内的空气不可能完全被排出。
33. 如图所示为小科配制100g溶质质量分数为12%的氯化钠(符号用NaCl表示)溶液的实验操作示意图:
(1)步骤A中的操作错误是___________。
(2)若步骤B中砝码的质量为10g,游码的读数为2g,则小科称得的氯化钠质量实际为___________g。若所量取的水的体积没有错误,则实际配制的蔗糖溶液的溶质质量分数为___________(结果精确到0.1%)
(3)用托盘天平正确称量所需的氯化钠时,发现托盘天平的指针偏左,应___________(填字母)。
A.增加适量固体 B.减少适量固体 C.调节平衡螺母 D.向右移动游码
【答案】 ①. 瓶塞没有倒放 ②. 8 ③. 8.3% ④. B
【解析】
【详解】(1)取用固体粉末状药品时,瓶塞要倒放,应用药匙取用,不能用手接触药品,图A中瓶塞没有倒放;
2)某同学用托盘天平称量时,将药品与砝码的位置放反了,若步骤B中砝码的质量为10g,游码的读数为2g,由左盘的质量=右盘的质量+游码的质量可知:砝码质量=药品质量+游码的质量,所以药品质量=砝码质量-游码质量,即药品质量=10g-2g=8g;配制100g溶质质量分数为12%的氯化钠,需要氯化钠的质量为100g×12%=12g,溶剂水的质量为100g-12g=88g;若所量取的水的质量没有错误,则实际配制的溶质质量分数为×100%≈8.3%;
(3)托盘天平的指针偏左,说明药品质量大于砝码质量,应当减少适量氯化钠固体,直至天平平衡,故选B。
34. 不同飞机,机翼的形状一般不同,机翼的形状是否会影响飞机的升力(机翼上下表面压力差)呢?小科为此进行如下探究:用硬纸板制作成宽度和长度相同、厚度不同的机翼模型。用竖直光滑的杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇在距机翼模型相同距离处以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧秤的示数,并进行多次实验,整理相关的数据(如表所示)
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风,弹簧秤的示数会变小,其原因是___________;
(2)第3组实验中,当风速为6m/s时机翼模型受到的升力为___________N;
(3)结合表格数据,分析机翼模型的升力和机翼厚度之间的关系:___________
(4)下列四种情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释?答:___________(填字母)。
A.乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉
B.汽车快速驶过,路边落叶飞向路中
C.直升机能够停在空中一定高度处
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
【答案】 ①. 上表面空气流速快,压强小,下表面空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差 ②. 8.5 ③. 在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越大 ④. ABD
【解析】
【详解】(1)[1]当用电风扇对着模型吹风时,由于模型上方凸起,下方平直,所以上表面空气流速快,压强小,下表面空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差,从而使台秤的示数比没有风吹时小。
(2)[2]第一组实验中,当风速为0m/s时,机模型受到的升力为0,此时弹簧测力计示数为11N,当风速为6m/s时,弹簧测力计示数为2.5N,则机翼模型受到的升力为
11N-2.5N=8.5N
(3)[3]三次实验中速度为1m/s升力分别为
9.5N-8.5N=1N
10.0N-8.6N=1.4N
11.0N-9.1N=1.9N
三次实验中,机翼长度和宽度都相同,机翼的厚度不同,机翼的厚度越大,产生的升力越大,故结论为:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越大。
(4)[4]A.乒乓球上旋球的急速旋转带动了空气的旋转,球的上方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相反,两者抵消,空气流速慢;而下方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相同,两者叠加,空气流速快,故球的上方空气流速慢,压强大,下方空气流速大,压强小而下沉,故A符合题意;
B.汽车快速行驶时,马路中间的空气流速大,空气压强小,马路两边的空气流速小,压强大,所以两边的气压大于马路中央的气压,路边树叶飞向路中间,故B符合题意;
C.直升飞机的螺旋桨的桨面是斜面,它高速旋转,下表面给空气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气也给螺旋桨一个向上的力,这个力是直升飞机停在空中,故C不符合题意;
D.两船并排快速前进,可导致中间水流速变大,压强变小,水压着船向中间靠近,造成事故。所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并列前行,故D符合题意。
故选ABD。
四、解答题(共25分)
35. 下图所示是高压锅的基本结构示意图,锅盖上有一个空心柱为出气孔,空心柱上戴着的一个帽子为安全阀,当高压锅内的气体压强超出了安全值时,锅内的气体就会冲开安全阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小,(π取3,标准大气压值取)
(1)小科在使用电饭煲煮玉米时发现大约需要15~20分钟能将玉米煮熟,而换用高压锅大概只需要8分钟就能煮熟。请根据此现象解释其中包含的科学道理;
(2)已知此高压锅内气体的最大压强不能超过,要使此高压钢能继续安全使用,原来的限压阀不能再使用,那么应该再配备一个质量为多少克的限压阀?(g=10N/kg)
【答案】(1)见解析;(2)72g
【解析】
【详解】解:(1)高压锅是密封的,锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去,使锅内水面上的气压增大,水的沸点升高,更容易将食物煮熟;
(2)经检验锅内气体的最大压强不能超过1.6×105Pa,作用在限压阀上的压强
p'=p最大-p0=1.6×105Pa-1×105Pa=0.6×105Pa
出气孔的面积
S=πR2=3×(2mm)2=12mm2=1.2×10-5m2
限压阀的压力
F'=p'S=0.6×105Pa×1.2×10-5m2=0.72N
此时压力等于其重力,则限压阀的重力
G=F′=0.72N
根据G=mg可得,限压阀的质量
答:(1)见解析;
(2)应该再配备一个质量为72g的限压阀。
36. 由于水的导电性很弱。为了增强水的导电性,做电解水实验时常在水中加入少量氢氧化钠固体(在水电解过程中,氢氧化钠质量和性质都不发生变化)。把180克氢氧化钠的质量分数为1%的溶液进行电解,电解结束后氢氧化钠的质量分数为1.5%。
(1)180克氢氧化钠溶液中含有溶质氢氧化钠的质量为多少?___________
(2)在水电解过程中,有多少克水被电解了?___________
(3)在配制1%的氢氧化钠溶液时,不会引起溶液中氢氧化钠的质量分数偏小的是___________。
A.量筒量取水时仰视
B.烧杯用蒸馏水润洗后直接配制溶液
C.转移已配好的溶液时,有少量液体溅出
D.将称量好的氢氧化钠转移到烧杯中,有部分洒落在桌上
【答案】 ①. 1.8g ②. 60 ③. C
【解析】
【详解】(1)溶质质量=溶液质量×溶质质量分数,180克氢氧化钠溶液中含有溶质氢氧化钠的质量为:180g×1%=1.8g。
(2)在水电解过程中,氢氧化钠的质量不变,电解水后氢氧化钠溶液的质量为:1.8g÷1.5%=120g,所以被电解的水的质量为:180g-120g=60g。
(3)在配制1%的氢氧化钠溶液时,会引起溶液中氢氧化钠的质量分数偏小的原因是:溶剂质量偏多或氢氧化钠的质量偏少。
A.量筒量取水时仰视,量取的水偏多,导致溶质质量分数变小,此选项不符合题意;
B.烧杯用蒸馏水润洗后直接配制溶液,水偏多,导致溶质质量分数变小,此选项不符合题意;
C.溶液具有均一性,转移已配好的溶液时,有少量液体溅出,不影响溶液的溶质质量分数,此选项符合题意;
D.将称量好的氢氧化钠转移到烧杯中,有部分洒落在桌上,溶质偏少,导致溶质质量分数变小,此选项不符合题意。故选C。
37. 竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一,现有一竹筏,质量为64kg,体积为。(g=10N/kg,)
(1)竹筏在水中所受浮力的方向是___________。
(2)不载人时,竹筏漂浮于水中时受到的浮力为多少?___________
(3)为了安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,则该竹筏最多能载多少人?(假设每人的重力均为600N)___________
【答案】 ①. 竖直向上 ②. 640N ③. 5人
【解析】
【详解】(1)[1]重力的方向竖直向下,浮力的方向与重力的方向相反,浮力的方向是竖直向上。
(2)[2]竹筏的重力为
G竹=m竹g=64kg×10N/kg=640N
由于不载人时,竹筏漂浮于水面,所以其受到的浮力等于其重力,即
F浮=G竹=640N
(3)[3]竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积为
V排′=0.5V总=0.5×0.8m3=0.4m3
此时竹筏受到的浮力为
F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N
竹筏仍然漂浮,此时其受到的浮力等于竹筏与装载货物的总重力,即
F浮′=G总=4×103N
该竹筏最多能装载货物的重力为
G′=G总-G竹=4×103N-640N=3360N
该竹筏最多能载人的数量
38. 甲图所示一种全景漂浮房屋,其底部是一个浮动平台,使房屋可以轻松地在水中四处移动
(1)漂浮房周围的水经过净化、消毒等一系列处理后能供人饮用,乙图所示是一种活性炭净水器示意图,为使净化效果更好,进水口应在__________处(填字母),经过这样净化后得到的水属于__________(填“纯净物”或“混合物”);
(2)若一艘大船快速地从漂浮房屋一侧驶过时,漂浮房屋会__________(选填“靠近”或”远离“)大船;
(3)利用滤纸和漏斗也可以组装“净化装置”,当进行过滤操作时,除了烧杯之外,还需要的玻璃仪器有__________;
(4)为了增加漂浮房屋的美观,在漂浮房屋的屋顶放置了一些草类、花卉等盆栽植物后共计500千克,此时漂浮房屋受到的浮力增加了__________牛顿。
【答案】 ①. b ②. 混合物 ③. 靠近 ④. 玻璃棒 ⑤. 5000
【解析】
【详解】(1)[1]活性炭能吸附水中的色素和异味,入水口在下方,出水口在上方,这样做的优点是难溶固体不会沉积在活性炭表面,同时使除去异味和不溶性物质的效果更好,所以进水口应在图中的b。
[2]用此装置净化后得到的水中仍然含有一些溶于水的物质,属于混合物。
(2)[3]若一艘大船快速地从漂浮房屋一侧驶过时,船和漂浮房屋之间的水流较快,压强较小,小于房屋外面的压强,漂浮房屋会靠近大船。
(3)[4]进行过滤操作时,需要用漏斗过滤,用玻璃棒引流,所以除了烧杯之外,还需要的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。
(4)[5]房屋处于漂浮状态,由于漂浮时,房屋受到的浮力等于房屋的重力,由阿基米德原理可知,房屋受到的浮力等于排开水的重力,所以漂浮房屋排开水增大的重力等于房屋增大的重力
选项
X
Y
Z
①
溶质
溶液
溶剂
②
易溶
微溶
可溶
③
饱和溶液
稀溶液
浓溶液
④
悬浊液
乳浊液
混合物
温度(℃)
10
20
60
100
溶解度(g)
20.9
31.6
110
246
实验
水的体积
所加物质
测量液体温度(℃)
实验1
50mL
氯化铵
15
实验2
50mL
氯化钙
28
实验3
50mL
氯化钠
21
实验4
50mL
无
22
实验组别
机翼长度
机翼宽度
机翼厚度
不同风速时弹簧秤的示数(N)
0m/s
1m/s
3m/s
6m/s
12m/s
1
20cm
10cm
2cm
9.5
8.5
7.1
5.1
2.9
2
20cm
10cm
4cm
10.0
8.6
6.3
3.1
0
3
20cm
10cm
6cm
11.0
9.1
6.1
2.5
0
高压锅自重
高压锅直径
出气孔半径
安全阀质量
40N
30cm
2mm
120g
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