MCAT物理:流体和气体

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例子问题

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例子问题1:液体和气体

关于阿基米德原理,下列哪项是正确的?

一、物体的重量等于它所排开的液体的重量

2它指出浮力随着物体在流体中的密度增加而增加

3它不适用于完全浸没在液体中的物体

可能的答案:

我只

II及III

第三只

I和II

正确答案:

我只

解释

阿基米德原理指出,固体在流体中所受到的向上的浮力等于被排开的流体的重量。阿基米德原理的数学形式是:

在这里,是浮力,液体的质量是否发生了位移是重力引起的加速度。回想一下,密度的定义是质量除以体积;因此,流体质量可写成:

流体的密度和是排开的流体体积。将这个方程代入阿基米德原理得到:

注意,物体的密度不是阿基米德原理的一部分;因此,物体的密度不影响浮力。

流体中被淹没的物体和漂浮的物体都会受到一个向上的浮力,这个浮力等于被排开的流体的重量;阿基米德原理对水下物体和漂浮物都适用。

例子问题2:液体和气体

研究人员有一个质量为的物体密度.当研究人员将这个物体放入水中时,有多少升水被排开了?

可能的答案:

不能从给定的信息中确定

正确答案:

不能从给定的信息中确定

解释

要解决这个问题,首先需要比较物体的密度和流体(水)的密度。物体的密度(根据问题)是水的密度是.因为物体的密度小于水的密度,所以物体会漂浮。为了求出被排开的流体体积,我们需要使用阿基米德原理:

在这里,是浮力,是流体的密度,排水量和是由重力引起的加速度。在这个方程中我们有两个未知数:浮力和排开的流体体积;因此,我们没有足够的信息来求解被排开的流体体积。

如果物体的密度和流体的密度相等,那么我们可以假设被排开的流体的重量(浮力)等于物体的重量。这样我们就可以计算出浮力,进而计算出排开的流体体积;然而,在这个问题中我们不能做这样的假设,因为物体的密度与流体的密度是不同的。

例子问题3:液体和气体

一个学生把一个物体放进一碗水里。他观察到这个物体沉到了碗底。根据这些信息,学生可以得出物体的密度为__________水的密度和物体上的浮力是__________排开的水的重量。

可能的答案:

大于……大于

大于……等于

小于……等于

小于……大于

正确答案:

大于……等于

解释

题目说物体沉到碗底。回想一下,密度大于水的物体会完全淹没或下沉,而密度小于水的物体会漂浮在水面上。这个问题中的物体一定比水的密度大。

问题的第二部分是让你们比较浮力和被排开的液体的重量。阿基米德原理指出,向上的浮力总是等于排开的流体的重量。阿基米德原理适用于漂浮、沉没和下沉的物体;因此,物体上的浮力将等于排开的水的重量。

问题4:液体和气体

体积为的物体密度为.如果把物体放在水中,它会被淹没的体积是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

物体的密度是,而水的密度为;因此,物体会漂浮在水面上。对于漂浮物体,阿基米德原理的含义之一是,被淹没的物体的百分比等于物体的密度与流体的密度之比:

这意味着50%的物体被淹没,50%的物体在水面上。物体体积的50%,或者,是淹没的。

例子问题1:密度

25厘米长,截面积5厘米的木头的密度是多少2,重100克?

可能的答案:

正确答案:

解释

物体的密度等于质量除以体积。

知道了原木的长度和截面积,我们就能求出它的体积。

把体积和质量代入方程,我们就能求出密度。

例子问题2:密度

固体A的体积是密度是.实心B是边长为密度是

这两种固体的质量差是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

密度公式为:

在这个问题中,我们给出了固体的密度和求它们体积的方法。利用这些值,我们就能确定每个固体的质量。

现在我们知道了两个质量,我们可以找出它们的区别。

例子问题3:密度

研究人员对化合物进行元素分析。他发现这种化合物只由碳、氢和氧原子组成。他分离出该化合物的纯样品,并发现该样品中含有的碳,氢的,和的氧气。研究人员想在第二天对这种化合物进行进一步的分析。在离开实验室之前,研究人员创建了三种不同浓度的这种化合物的原液:(解决方案),(解决方案B),和(溶液C).他将这些溶液在温度为

该化合物的分子量=

一个原液,X溶液,室温保存()会有__________与方案A相比。

可能的答案:

低密度

相同的密度

没有更多的信息就无法确定相对密度

更大的密度

正确答案:

低密度

解释

溶液A和溶液X的浓度相同,因此,我们只关心两种溶液之间的温差。密度取决于温度:随着温度的升高,密度降低。回想一下密度的定义:

升高温度会稍微增加溶液的体积,随后降低密度。温度对质量没有影响。温度较高的溶液(溶液X)密度较低。

例子问题1:淹没

对一种纯净未知物质的各种样本量进行质量(克)和体积(毫升)的测量。结果以克为y轴,毫升为x轴绘制在图形上。下列哪项结果最有可能表明实验错误?

可能的答案:

线性斜率

斜率非常接近于零

斜率为负

大于1的斜率

正确答案:

斜率为负

解释

这样画出来,这条线的斜率就等于物质的密度。

我们期望这条直线是线性的,而且是正的。斜率接近于零可能表明数据的图表不是最优的,或者密度非常小,密度大于1是可能的(任何沉在水中的东西密度都大于1)。负密度表明,这种物质的质量越大,体积就越小,这对于纯物质来说是说不通的。

例5:密度

这些样品中,如果有的话,哪个的体积大于3升?

可能的答案:

它们的体积都不大于3升

铝和水的样本

正确答案:

解释

要解决这个问题,我们需要用给定的密度把质量转化为体积。

我们看到只有铝样品的体积大于3升。

例子问题6:密度

一艘质量为6000公斤,体积为10米的船的比重是多少3.?

可能的答案:

6

One hundred.

1

10

0.6

正确答案:

0.6

解释

比重是物质的密度除以水的密度。

密度由质量除以单位体积给出。

一艘质量为6000公斤,体积为10米的船3.会有600公斤/米的密度3.

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