Worksheets八下理化6-5浮力及5-1乾餾
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拼板舟在空氣中及水中的受力圖
水的浮力方向恆向上
若物體靜止於水面,則所受合力不為0
若物體靜止於水面,則物重=浮力
圖中船和人的重力方向均向上
將金屬塊掛在彈簧秤下方,放入水中後讀數會變小
左圖物重110gw
右圖彈簧秤讀數為20gw
浮力為20gw
浮力就是物體在水中所增加的重量
圖中若100ml燒杯裝滿水,500ml燒杯不裝水,則
鋁塊浸入小燒杯水中的體積愈多,溢出小燒杯外水的體積就愈少
鋁塊浸入小燒杯水中的體積愈多,彈簧秤的讀數愈大
若鋁塊浸入小燒杯水中的體積為30cm3,則溢出小燒杯外水的質量恰為30g
完全浸入水中的鋁塊,在水中的位置不同,其所減輕的重量沒有變化
阿基米德(Archimedes,287~212B.C.,希臘人)在兩千多年前即已提出,物體在液體內所得到的浮力,等於它所取代的液體重量;所以此關係式稱為阿基米德原理或浮力原理。當鋁塊完全浸入水中後繼續下降,排開水重並不會再增加,即浮力不再增加,因此彈簧秤讀數也不再變化。
阿基米德原理,可簡化為浮力=物體所排開液體的重量
同一物體沒入液體中的體積愈大,所受的浮力就愈小
浮力=被排開的液體體積 × 液體密度
同一物體沒入密度愈大的液體,所受的浮力也愈小
木塊在水中減輕的秤重等於所排開水重
左圖表示金屬塊受到浮力為10gw
中圖表示沉入一半體積的金屬塊,所受浮力為0gw
中圖表示彈簧秤讀數為0gw
右圖表示溢流出小燒杯的水重為10gw
想想看
黏土的密度大於水,因此投入水中會下沉;但將同一塊黏土捏成半球形的碗,為何卻能浮在水面上?
任何密度大於水的物體,放在水面後都會沉到水底
浮力=物體在水面下的體積 × 水的密度
將同一塊黏土捏成半球形的碗,會使物體在水面下的體積變大
將水改為酒精(密度0.8g/cm3),黏土所受浮力會較大
例題6-8
那默將甲物體放入水中的情形如右圖所示,請問甲物體在水中所減輕的重量(m1)、甲物體的重量(m2)、甲物體所排開的水重(m3),這三者的大小關係為何?
浮力=m1-m2
浮力=m3
浮力=m3-m2
m1=m2=m3
例題6-9
彈簧秤下端懸掛一重量為540gw的金屬塊,將半個金屬塊沒入水中,如右圖所示,此時彈簧秤讀數為440gw。若將金屬塊全部沒入水中,則其讀數應為多少?
將半個金屬塊沒入水中時,浮力=440gw
將整個金屬塊沒入水中時,浮力=200gw
將整個金屬塊沒入水中時,彈簧秤讀數為340gw
將整個金屬塊沒入水中且下沉到杯底卻未碰觸杯底時,彈簧秤讀數小於340gw
例題6-10
在彈簧秤下端掛一銅塊,此時彈簧秤讀數為270gw(如圖a);將部分銅塊沒入裝滿水的大燒杯中,其排開的水會流入小燒杯中,若此時小燒杯內水重為100gw(如圖b),
銅塊原重270gw
將部分銅塊沒入水中時,所受浮力為170gw
將部分銅塊沒入水中時,彈簧秤讀數=100gw
作用在銅塊上的合力為0,亦即浮力+彈力=物重
將食鹽加入水中溶解後
將食鹽加入水中後,液體的平均密度變小了
將食鹽加入水中後,雞蛋所受浮力變大而浮起
浮力=物體在水面下的體積 × 水的密度
左圖物體所受合力為0,即浮力=重力
人可以輕易漂浮在死海上
液體密度愈大,其所受浮力也會愈小
浮體在密度大的液體中,其液面下的體積會變大
船從淡水河出海的過程中,船身浮在水面上的部分會逐漸增加
船從淡水河出海的過程中,浮力沒有增加
例題6-11
將一個重量為W的雞蛋放入一杯清水中,然後在杯中慢慢加入食鹽,直到雞蛋開始上浮,漂浮在鹽水中;若再持續加入食鹽,雞蛋則會浮出面。此過程中雞蛋所受的浮力如圖所示,則下列敘述何者正確?
左圖中雞蛋沉至底部,表示浮力<物重
右圖雞蛋浮出水面,表示浮力>物重
中圖雞蛋漂浮在水中不沉底不浮出,表示浮力>物重
中圖雞蛋漂浮在水中不沉底不浮出,表示鹽水密度=雞蛋密度
一個均勻的正立方體木塊,其密度為 0.5 g/cm3,且任一面的面積皆為 A cm2,將此木塊置於密度為 1.0 g/cm3 的純水中,待平衡後,木塊底部距離水面的深度為 h cm,如圖所示。再於木塊上方正中央處放置一個質量為 300 g 的砝碼,平衡後木塊底部距離水面的深度變為(h+3)cm,且木塊底面與水面仍保持平行,則此木塊任一面的面積 A cm2 應為多少?〔108 年會考〕
100 cm2
150 cm2
200 cm2
600 cm2
甲、乙、丙為三個不溶於水的實心球體,它們的質量和體積關係如附表所示。若將它們投入裝滿水且容量為 10 公升的燒杯中,其所受的浮力大小分別為 B甲、B乙 及 B丙。下列關於它們所受浮力大小的關係,何者正確?[94. 基測Ⅱ]
B甲>B乙>B丙
B乙>B甲>B丙
B丙>B乙>B甲
B甲>B丙>B乙
如圖,一木塊原本靜止浮於水面,如甲所示;對此木塊施力,使其剛好沉沒於水中,並呈現靜止狀態,如乙所示;持續施力,使木塊下沉至水面下 15 cm 處,且保持靜止,如丙所示。已知甲、乙、丙這三種情況下,此木塊所受水的浮力分別為 B甲、B乙、B丙,則下列關係式何者正確?〔100. 基測Ⅰ〕
B甲<B乙<B丙
B甲<B乙=B丙
B甲=B乙<B丙
B甲=B乙=B丙
一個實驗裝置如圖所示,在兩個彈簧秤下方分別吊掛重物甲、乙,再將重物浸入純水中,待重物靜止後,兩個彈簧秤的讀數皆為 100 gw。已知甲、乙的質量分別為 200 g、300 g,若甲、乙的密度分別為 D甲、D乙,則 D甲:D乙最接近下列何者?(兩彈簧秤均可測量至 500 gw)〔104.會考〕
1:1
1:2
2:3
4:3
將甲、乙、丙三種材質不同但體積相同的正立方體置入水中,平衡後的情形如圖所示。再將三個正立方體取出擦乾後,利用已歸零的上皿天平,比較三者質量的大小關係。已知正立方體與水皆不發生化學反應,且不吸水,下列哪一種情況可使天平在平衡後右端秤盤向下傾斜?〔101. 基測〕
在左端秤盤上放置甲,在右端秤盤上放置乙
在左端秤盤上放置乙,在右端秤盤上放置丙
在左端秤盤上放置甲及丙,在右端秤盤上放置乙
在左端秤盤上放置乙及丙,在右端秤盤上放置甲
將一裝水的燒杯置於磅秤上,燒杯與磅秤指針的刻度如圖(一)。若將甲物體放入燒杯內,甲沉入水中,燒杯與磅秤指針的刻度如圖(二);再放入乙物體時,乙浮在水面,燒杯與磅秤指針的刻度如圖(三)。根據此實驗,下列敘述何者最適當?[95. 基測Ⅱ]
甲的密度是 1.5 g/cm3,乙的密度是 1.0 g/cm3
甲的密度是 1.5 g/cm3,但無法求得乙的密度
無法求得甲的密度,而乙的密度是 1.0 g/cm3
甲、乙兩者的密度都是 1.0 g/cm3
實驗裝置如圖(一)所示,磅秤測得裝滿水的水槽重量為 500 gw。若在水槽中緩慢放入一個體積為 50 cm3、重量為 30 gw 的木塊後,有一部分的水由水槽側邊的管子溢出,且木塊浮於水面上呈靜止狀態,如圖(二)所示,則下列敘述何者正確?[93. 基測Ⅱ]
最後的磅秤讀數為 500 gw
最後的磅秤讀數為 530 gw
被木塊排出水槽外的水,其體積為 50 cm3
木塊浮於水面上,表示它所受的浮力大於它的重量
在日常生活中,我們可調製適當濃度的食鹽水將雞蛋做分級處理,瑪紹將甲、乙、丙、丁四個體積相同的雞蛋投入經調製過的均勻食鹽水中,平衡後,雞蛋靜置於鹽水中的位置,如圖所示。則哪一個雞蛋所受的浮力最小?[90. 基測Ⅱ]
甲
乙
丙
丁
將甲、乙、丙三顆相同重量、不同體積的球分別放入裝有等量水的三個相同燒杯中,三顆球皆浮於水面上,且燒杯內的水皆沒有溢出。若甲、乙、丙沒入水中的體積分別占其總體積的1/2、3/4、5/6,且皆不與水發生化學反應,各燒杯底部所受液體的壓力分別為 P甲、P乙、P丙,則其大小關係應為下列何者?〔100. 基測Ⅱ〕
P甲>P乙>P丙
P甲<P乙<P丙
P甲=P乙=P丙
P甲>P丙>P乙
某物體置於甲、乙兩液體中皆能浮出液面且靜止不動。在甲液體中,該物有3/4的體積露出液面;在乙液體中,該物有1/2的體積露出液面,如附圖所示,則下列敘述何者正確?[98. 基測Ⅱ]
甲液體密度為乙液體密度的 2 倍
物體在甲液體中所受浮力為在乙液體中所受浮力的 2 倍
物體無論在甲液體中或乙液體中所受的合力方向皆向上
物體在甲液體中所受重力為在乙液體中所受重力的一半
有一個以密度為 2.5 g/cm3 的材質製成之容器甲,將其置入另一盛水容器中,容器甲會浮在水面上,如圖所示。若用手扶住容器甲,並在容器甲內倒滿水,釋放之,待靜止平衡後,容器甲的浮沉情形最可能為下列何者?〔107.會考〕
A
B
C
D
下列敘述何者正確?
肉類燒黑,表示蛋白質組成中含有碳元素
青椒可燒黑,表示纖維素組成中有碳元素
玉米可燒黑,表示澱粉組成中沒有碳元素
鐵架可燒黑,表示鐵可以變成碳元素
乾餾竹筷實驗
冒出濃煙可燃,表示木筷遇到氧氣後,劇烈燃燒
一開始冒出可燃的白煙,那是水分子,水是來自竹筷的組成元素氫和氧化合而成
濃煙中有多種可燃物質,例如一氧化碳,甲烷等
殘留鋁箔上的黏稠液體,使石蕊試紙變紅,表示含有醋酸成分
乾餾竹筷實驗
最後的黑色條狀物質是竹筷
將最後黑色固體再燒紅,表示碳元素可燃
用竹炭寫出來的字黑黑的,但竹炭和鉛筆的組成元素不同
如果用鋁箔包住碳條,隔絕空氣加熱,不會產生二氧化碳
竹筷隔絕空氣加熱分解的過程稱為乾餾。竹筷乾餾時產生的濃煙,經分析後含有可燃的一氧化碳、甲烷、氫氣和不可燃的二氧化碳氣體,鋁箔上的液體為黏稠的焦油和醋酸,剩下的黑色固體主要成分是碳。
竹筷乾餾得到液態焦油
甲烷是由碳和氫元素所組成的液態物質
醋酸是由碳,氫和氧三種元素組成的氣態物質
若某物體隔絕空氣加熱,會得到黑色的碳,則某物體必含有碳元素
下列敘述何者正確?
木材經過加熱,會得到竹炭
活性碳因為多孔材質,可吸附過濾髒水成為清水
炭窯加熱時,若不封閉窯口,一樣會得到竹炭
竹炭工廠有時也生產瓶裝醋酸,表示竹炭乾餾可得到醋酸
下列敘述何者正確?
碳酸鈣化學式為CaCO4
石膏主要成分為CaSO4
尿素化學式為CO(NH2)
將尿素隔絕空氣加熱,可以得到碳元素
現在有機化合物定義為含碳的化合物,例如:蔗糖、酒精、塑膠;不含碳的化合物則稱為無機化合物,例如:食鹽、水、二氧化硫。但是含碳的化合物中,一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽類、氰化物等,則被歸類為無機化合物。
尿素是氰化物所合成,也就是說,無機化合物可以經由化學變化,變成組成生命物質的有機化合物
CO,CO2,CO3,CaCO3,NaHCO3,Na2CO3都不是有機化合物(課外)
有碳元素的化合物,一定是有機化合物
有碳,氫兩種元素的化合物,不一定是有機化合物
例題5-1
小傑藉由乾餾的方法,可以觀察到竹筷這種有機物裡含有碳的成分,下列敘述哪一項是正確的?
乾餾的過程是一種化學變化
乾餾時,若竹筷不包裹鋁箔也可以達到乾餾的效果
有機化合物一定含有碳元素
水(H2O)是一種有機化合物
