浮力的利用
一、选择题(共8小题)
1、在抗洪救灾中,大堤上的许多人都身穿厚厚的“背心”,这种“背心”的主要作用是( )
A、能阻碍热传递,从而可以抵御风寒 B、跌倒或碰撞时减小其他物体对人体的作用力,起保护作用
C、不同的背心反射不同颜色的光,便于识别 D、以上说法都不对
2、解放军在汶川地震架设水上通道救灾时,将载有“门桥”预件的车辆快速倒车并急剃车,“门桥”便自动滑落江中;门桥没有桥墩,也没有吊索,能让运载救灾物资的车辆通过.其中主要应用的物理知识是( )
A、推力浮力 B、惯性浮力
C、推力重力 D、惯性重力21世纪教育网版权所有
3、下列现象中,能利用惯性来解释的是( )
A、汽车行驶时要保持车距,防止刹车时造成追尾事故 B、水中的气泡上浮
C、搬运笨重货箱时,可在地上铺几根圆木就容易移动 D、重物从高处下落时,越落越快
4、一气球匀速竖直上升到某一高度时,从气球上脱落一物体,则该气球将( )
A、继续上升一段时间,然后下落 B、加速上升
C、仍以原来的速度匀速上升 D、不再受力,无法确定
5、如图所示各实验中,用来探究液体内部压强实验的是( )21世纪教育网版权所有
A、 B、
C、 D、21世纪教育网版权所有
6、下列事件中,不是利用浮力工作的是( )
A、磁悬浮列车 B、轮船
C、热气球 D、密度计
7、下列各种现象中,靠大气压强起作用的是( )
A、用注射器将药液注入病人体内 B、注射器将药液吸入针筒内
C、用打气筒给篮球打气 D、以上三个选项都是21世纪教育网版权所有
8、下列现象中与大气压有关的是( )
A、茶壶盖上开有小孔 B、三峡工程修建船闸
C、火箭运载卫星升空 D、轮船漂浮在海面上
二、填空题(共10小题)
9、5月11日,奥运圣火在福州传递.上午,火炬从五一广场出发,中午到达马尾罗星塔,历时约2.5h,里程约为20km,则火炬在传递过程中的平均速度约为 _________ km/h.为庆祝圣火顺利传递,当晚在江滨公园上空放飞许多“会飞”的灯笼﹣﹣“孔明灯”.在点燃灯笼底部的燃料后,灯笼在空气的 _________ 力作用下逐渐上升.
10、如图所示,春游时小明坐在船上用力推另一只小船,结果两船向相反的方向运动.
请写出两个与此现象相关的物理知识:21世纪教育网版权所有
(1) _________ ;
(2) _________ .
11、 “北海海洋之窗”是国家4A级旅游景区,拥有目前国内最大的水族展缸如图5,圆缸直径11m,缸体高13m,设缸内水面距缸顶1m,则水对缸底的压强是 _________ Pa;假设潜水员和装备总重为G,则潜水员站在缸底时对缸底的压力F _________ G(选填“>”、“=”、或“<”).
12、潜艇在水中受到的浮力是 _________ 对潜艇的作用,它的方向是 _________ .
13、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神,如图所示.“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接.正常游泳时,连接线是松驰的,气囊漂浮着,跟人如影相随.在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会 _________ ,受到的浮力会 _________ (选填“变大”、“变小”或“不变”).
14、气球和飞艇都是利用 _________ 来实现升空的,其中充满了密度 _________ 空气密度的气体(选填“大于”、“等于”或“小于”).
15、在水中搬动石头要比在岸上搬省力,这是由于 _________ 的缘故21世纪教育网版权所有.
16、从水井里提水,在水桶露出水面之前,所用的拉力很小是因为 _________ .
17、气球和飞艇是利用 _________ 升入高空的,若气球的总重 _________ ,气球就上升,如果用 _________ 的方法,气球可以下降.
18、将一只铁桶浸没到水中后,感到铁桶比在空气中要 _________ ,这是因为铁桶在水中受到的 _________ 的原因.21世纪教育网版权所有
三、解答题(共10小题)
19、有一块岩石体积为40米3,为了测定它的质量,取一小块作为样品,测出样品的质量为70克,用量筒装入70毫升的水,然后把样品浸没在水中,此时水面升高到95毫升,则
(1)石块的密度是多少?
(2)岩石的质量是多少?
20、有一种纪念币,它的质量是16.1克.为了测量它的体积,把它放入一盛满水的量筒中,测得溢出的水重为1.8×10﹣2牛.
(1)求制作纪念币的金属密度;
(2)说这种金属的名称;
(3)盛满水的量筒在放入纪念币的前后分别用天平去称量,计算示数的变化量.
21、牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标,小华为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度,采用了如下方法:
(1)分别将两种不同品牌牛奶的密度测出来进行比较,为此他利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量.其操作步骤是:
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;21世纪教育网版权所有
②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积V= _________ (用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③ _________ ;(说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示)
④计算牛奶密度ρ= _________ .(用测出的物理量的字母表示)
(2)小华还设计了其它两种实验方法.
方法一:将一正方体塑料块先后放入这两种不同品牌的牛奶中,让它漂浮在液面上,观察塑料块露出液面的体积,露出液面体积较大的牛奶的密度较 _________ ;
方法二:将测量液体内部压强的压强计的金属盒先后放入这两种不同品牌牛奶中的同一深度,观察压强计的高度差,高度差较大的牛奶的密度较 _________ .(以上两空均填“大”或“小”) 21世纪教育网版权所有
22、如图为弹簧测力计的刻度盘,给你一块恰好为4N的合金块,现要将此弹簧测力计改装成测液体密度的密度计,请你选择合适的器材完成.要求:
(1)列出还需要的器材;
(2)写出实验的步骤和测量的物理量;
(3)说明0刻度、最大刻度的位置和大小,以及测液体密度的注意点.
23、用水、烧杯、弹簧测力计、细线、铁块测量牛奶的密度.21世纪教育网版权所有
(1)写出实验步骤;
(2)写出待测液体密度的表达式.
24、欲测一形状不规则的铝块的密度.准备的实验器材是:细线、弹簧秤、盛有适量水的烧杯,请简要写出实验步骤和计算铝块密度的计算式.
25、以下是刘星测量物质质量、密度时的若干操作,请你帮助他完成以下实验:
(1)测量荔枝质量前,将天平放在水平桌面上,游码移至标尺的 _________ 处.
(2)若天平的指针静止位置如下图甲所示,则应将平衡螺母A向 _________ (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡.
(3)测量中,如图乙所示时天平恰好平衡,则荔枝的质量为 _________ g.21世纪教育网版权所有
(4)刘星学习浮力的知识后,尝试不用天平,利用量筒、小玻璃杯、适量的水测量小石头的密度,实验操作如图丙所示,实验时刘星已分别记录了图丙中V1、V2、V3的值,则小石头密度的表达式为 _________ .
26、每当看到电视中出现演员被倒塌的房屋砸中,小明都为演员捏一把汗.
现有以下器材:道具砖样品、一个量筒、一块体积为V铁的小铁块、一根细针、一段细线和足够的水.已知:道具砖不吸水,质地较软且密度小于水;水的密度为ρ水.为了测出道具砖的密度:
(1)应从以上器材中选择的器材是: _________ .21世纪教育网版权所有
(2)实验步骤应为: _________ .
(3)请用所测出的物理量写出道具砖密度的表达式,ρ= _________ .
27、如图是“浮力的利用”一节课的实验,小芳同学很受启发,她认为用这种方法可以粗测出牙膏皮的密度.请你借鉴如图的实验方法,再增加一种实验器材,设计一个粗测牙膏皮密度的实验.要求写出:
(1)增加的实验器材名称
(2)实验步骤
(3)所测密度的数据表达式21世纪教育网
28、如图所示,是一个量筒和一个玻璃制成的小试管,另有适量的水.请你设计一个实验,测出这个小试管的玻璃密度.(1)写出简要的实验步骤;
(2)根据实验中测得的物理量(用字母符号表示)写出试管玻璃密度的表达式.实验步骤:
_________
_________
_________ .
表达式:ρ玻璃= _________
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答案与评分标准
一、选择题(共8小题)
1、在抗洪救灾中,大堤上的许多人都身穿厚厚的“背心”,这种“背心”的主要作用是( )
A、能阻碍热传递,从而可以抵御风寒 B、跌倒或碰撞时减小其他物体对人体的作用力,起保护作用
C、不同的背心反射不同颜色的光,便于识别 D、以上说法都不对
2、解放军在汶川地震架设水上通道救灾时,将载有“门桥”预件的车辆快速倒车并急剃车,“门桥”便自动滑落江中;门桥没有桥墩,也没有吊索,能让运载救灾物资的车辆通过.其中主要应用的物理知识是( )
A、推力浮力 B、惯性浮力
C、推力重力 D、惯性重力
考点:惯性;浮力的利用。
分析:要解答本题需掌握:门桥的原理以及结构.21世纪教育网
解答:解:“门桥”是用两个以上桥脚舟和其他部件结合而成的浮游结构物.是抗震救灾的生命通道,它主要应用的物理知识有:惯性和浮力
故选B.
点评:本题主要考查学生对:惯性和浮力在生活中的应用的掌握.是中招的热点.
3、下列现象中,能利用惯性来解释的是( )
A、汽车行驶时要保持车距,防止刹车时造成追尾事故 B、水中的气泡上浮
C、搬运笨重货箱时,可在地上铺几根圆木就容易移动 D、重物从高处下落时,越落越快
考点:惯性;力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;浮力的利用。
专题:学科综合题。
分析:物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
浸在液体中的物体受到液体施加的竖直向上的浮力;
变滑动为滚动可以减小摩擦力;
力可以改变物体的运动状态.
根据上述知识来分析.
解答:解:A、汽车行驶时要保持车距就是为了防止汽车急刹车时由于惯性要保持原来向前的运动状态,不能立即停下来而发生交通事故;
B、水中的气泡上浮是因为它受到了液体对它施加的竖直向上的浮力的作用;
C、搬运笨重货箱时,在地上铺几根圆木就是为了变滑动为滚动以减小摩擦;
D、重物从高处下落时,物体在重力的作用下,运动的速度越来越大,这是因为力改变了物体的运动状态.21世纪教育网
故选A.
点评:此题考查的是惯性现象的判断,判断惯性现象主要看是不是因为物体保持原来运动状态形成的.
4、一气球匀速竖直上升到某一高度时,从气球上脱落一物体,则该气球将( )
A、继续上升一段时间,然后下落 B、加速上升
C、仍以原来的速度匀速上升 D、不再受力,无法确定
考点:力与运动的关系;力的合成与应用;重力;浮力的利用。
分析:解决本题的关键是掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
对气球正确的受力分析,然后结合力和运动的关系进行解答.
解答:解:气球在竖直方向受到向下的重力和向上的浮力,而匀速上升说明气球所受重力和浮力的合力为零;
当气球上脱落一物体后,气球的浮力不变,重力减小,所以合力竖直向上,故气球将加速上升;
故选B.21世纪教育网
点评:解决此类问题要对物体正确的受力分析,利用力和运动的关系判断物体的运动状态.
5、如图所示各实验中,用来探究液体内部压强实验的是( )
A、 B、
C、 D、
考点:液体的压强的特点;连通器原理;大气压强的测量方法;浮力的利用。
分析:由各实验的原理和实验的装置分析实验的目的可判定哪一个是求液体压强的实验装置.
解答:解:A、为测量大气压强的实验装置,测定大气压能使液柱在真空中上升的高度,A错
B、实验由右侧液面高度差反应左侧装置在水下受压强的大小,B对.
C、为连通器,故C错.
D、为密度测量计,D错.
故选B.
点评:在常握实验时应从实验的原理入手分析实验所需仪器、步骤等,切不可盲目记忆.
6、下列事件中,不是利用浮力工作的是( )21世纪教育网
A、磁悬浮列车 B、轮船
C、热气球 D、密度计
厘米处,腾空行驶,不是利用浮力工作,符合题意,故A正确;
B、D、轮船、密度计都是漂浮在液面上,受到的浮力等于自重,是利用浮力工作,不符合题意,故B、D都错;
C、热气球里热空气的密度小于空气的密度,使气球受到的浮力大于气球的重力,因而能升空,是利用浮力工作,不符合题意,故C错.
故选A.
点评:本题考查了学生利用所学物理知识分析解释实际现象的能力,要从原理上区分,属于基础题目.
7、下列各种现象中,靠大气压强起作用的是( )
A、用注射器将药液注入病人体内 B、注射器将药液吸入针筒内
C、用打气筒给篮球打气 D、以上三个选项都是
考点:大气压的综合应用;浮力的利用。
专题:应用题。21世纪教育网
分析:大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”.
解答:解:A、把药液注入病人体内,是靠活塞推进产生的压强,不是利用大气压强.
B、将注射器的活塞推下时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,压强减小,药液在外界大气压的作用下被压入针筒内,利用了大气压强.
C、用打气筒给篮球打气,是靠活塞推进产生的压强,不是利用大气压强.
故选B.
点评:了解大气压的应用,并能利用大气压的知识解释生活中常见的现象是解决该题的关键.
8、下列现象中与大气压有关的是( )
A、茶壶盖上开有小孔 B、三峡工程修建船闸
C、火箭运载卫星升空 D、轮船漂浮在海面上
考点:大气压的综合应用;力作用的相互性;浮力的利用。
分析:在课本中,与大气压有关的现象主要有两类:一是连通器,各部分上端必须开口,如果不开口刚在大气压作用下各部分液面是不能相平的;二是各类利用内外气压差的现象.
解答:解:
A、茶壶盖上开小孔后,茶壶与壶嘴的上端都是开口的,才构成连通器.如果壶盖上没有小孔,则在外界大气压的压力下,茶水是倒不出来的.
B、船闸是利用了连通器的原理,故与大气压无关.
C、火箭升高,是利用燃料燃烧向下喷出的火焰,是根据力的作用是相互的,与大气压无关.
D、轮船能漂浮在海面上,是利用了水的浮力,与大气压无关.21世纪教育网
故选A.
点评:此类题主要还是要靠多熟悉相关例子,只有对课本和课后习题中的例子熟练了,才能较快地判断出这类题的答案.
二、填空题(共10小题)
9、5月11日,奥运圣火在福州传递.上午,火炬从五一广场出发,中午到达马尾罗星塔,历时约2.5h,里程约为20km,则火炬在传递过程中的平均速度约为 8 km/h.为庆祝圣火顺利传递,当晚在江滨公园上空放飞许多“会飞”的灯笼﹣﹣“孔明灯”.在点燃灯笼底部的燃料后,灯笼在空气的 浮 力作用下逐渐上升.
考点:速度与物体运动;浮力的利用。21世纪教育网
专题:计算题。
分析:(1)速度的计算公式是:v=,求火炬的传递速度时直接代入求解就可以了.
(2)灯罩内的气体被加热,体积膨胀、密度减小,小于灯罩外空气的密度,使灯笼受到空气的浮力大于灯笼自重,灯笼上升.
解答:解:(1)火炬在传播过程中,s=20km,t=2.5h.
∴v===8km/h
(2)它上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度小于空气密度,导致灯笼受到的浮力大于重力,所以灯笼才会上升.
故答案为:8;浮.
点评:结合实际,把知识容易日常生活的器具中进行考查,是今后的一个主要发展方向.
10、如图所示,春游时小明坐在船上用力推另一只小船,结果两船向相反的方向运动.
请写出两个与此现象相关的物理知识:
(1) 力的作用是相互的 ;
(2) 物体漂浮在水面上,所受浮力等于其自身重力 .21世纪教育网
考点:力作用的相互性;浮力的利用。
专题:答案开放型。
分析:根据题意,联系所学知识,可从力的作用的相互性和物体的浮沉条件等角度分析解答.
解答:解:小明坐在船上用力推另一只小船,给了另一只船一个作用力,另一只船同时也给了他坐的船一个反作用力,结果两船向相反的方向运动,说明物体间力的作用是相互的.
由两只船漂浮在水面上可知,它们受到的浮力等于其所受到的重力(小明坐的船浮力等于船的重力与小明的重力之和).
故答案为:力的作用是相互的;物体漂浮在水面上,所受浮力等于其自身重力.
点评:此题属开放性试题,答案不唯一,难度不大,属于基础题.解答此类题目时关键是结合题意,联系所学知识,找到解题思路.
11、 “北海海洋之窗”是国家4A级旅游景区,拥有目前国内最大的水族展缸如图5,圆缸直径11m,缸体高13m,设缸内水面距缸顶1m,则水对缸底的压强是 1.2×105 Pa;假设潜水员和装备总重为G,则潜水员站在缸底时对缸底的压力F < G(选填“>”、“=”、或“<”).
考点:液体的压强的计算;浮力的利用。21世纪教育网
专题:计算题;应用题。
分析:已知缸体高度和缸内水面距缸顶的距离,可求水的深度,根据公式P=ρgh可求水对缸底的压强.
潜水员站在缸底时受到水对他向上的浮力,此时对缸底的压力等于自身重力减去浮力.
解答:解:缸内水的深度h=13m﹣1m=12m,
水对缸底的压强P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa,
潜水员站在缸底时受到水对他向上的浮力,所以对缸底的压力小于潜水员和装备总重.
故答案为1.2×105;<.
点评:本题考查液体压强的计算和浮力的利用,本题的关键是求出缸内水的深度,还要知道人在水中受到向上的浮力作用.
12、潜艇在水中受到的浮力是 水 对潜艇的作用,它的方向是 竖直向上 .
考点:浮力产生的原因;浮力的利用。
专题:简答题。
分析:浸在水中的物体受到水的竖直向上托的力叫浮力,据此回答.
解答:解:潜艇在水中受到的浮力是水对潜艇的作用,它的方向是竖直向上.
故答案为:水,竖直向上.
点评:本题考查了浮力的定义及方向,属于基础题目.
13、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神,如图所示.“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接.正常游泳时,连接线是松驰的,气囊漂浮着,跟人如影相随.在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会 变大 ,受到的浮力会 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”).21世纪教育网
考点:阿基米德原理;浮力的利用。
专题:简答题。21cnjy
分析:将气囊压入水中时,排开水的体积变大,根据阿基米德原理判断气囊受浮力变化情况.
解答:解:在体力不支等情况下,人下沉,把气囊压入水中,气囊排开水的体积变大,根据阿基米德原理知道排开水重变大、受到水的浮力变大,防止人下沉.
故答案为:变大,变大.21cnjy
点评:本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,涉及到浮力的利用,属于基础题.
14、气球和飞艇都是利用 浮力 来实现升空的,其中充满了密度 小于 空气密度的气体(选填“大于”、“等于”或“小于”).
考点:浮力的利用。21cnjy
分析:浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力.
当浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮.
解答:解:气球和飞艇就是利用它们在空气中的浮力来工作的;
只有当它们的密度小于空气的密度时,才可以升空.
故答案为:浮力;小于.
点评:此题考查的是浮力的应用,以及物体上浮时物体密度和气体密度的关系,是一道基础题.
15、在水中搬动石头要比在岸上搬省力,这是由于 石头在水中受到了浮力 的缘故.
考点:浮力的利用。
专题:简答题。
分析:一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关.
点评:此题考查浮力的知识和对物体进行受力分析.
17、气球和飞艇是利用 浮力 升入高空的,若气球的总重 小于浮力 ,气球就上升,如果用 减小体积 的方法,气球可以下降.
考点:浮力的利用。
分析:掌握气体浮力的利用,以及阿基米德原理也适用于气体是解答本题的关键.
解答:解:气球和飞艇是气体浮力的利用,若气球受到的浮力大于气球的重力,气球受到的合力向上,故气球上升,当气球的体积减小,根据阿基米德原理F=ρgv可得浮力减小,当浮力减小到小于重力,气球就下降.
故答案为:浮力,小于浮力,减小体积.
点评:轮船、密度计、气球和飞艇都是浮力的应用.本题主要考查学生对气体浮力的利用的理解和掌握,以及阿基米德原理同样适用于气体.
18、将一只铁桶浸没到水中后,感到铁桶比在空气中要 轻 ,这是因为铁桶在水中受到的 浮力 的原因.21cnjy
考点:浮力的利用。
分析:一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关.
解答:解:铁桶在空气中,手对铁桶的拉力大小等于铁桶的重力,将铁桶浸没到水中后,铁桶受到浮力的作用,手对铁桶的拉力大小等于铁桶的重力减去浮力,所以感到铁桶比在空气中要轻.21cnjy
故答案为:轻;浮力.
点评:知道同一直线上力的合成方法是本题的解题关键.
三、解答题(共10小题)
19、有一块岩石体积为40米3,为了测定它的质量,取一小块作为样品,测出样品的质量为70克,用量筒装入70毫升的水,然后把样品浸没在水中,此时水面升高到95毫升,则
(1)石块的密度是多少?
(2)岩石的质量是多少?
考点:密度的计算;密度及其特性;密度公式的应用;浮力的利用。
专题:计算题。21cnjy
分析:(1)根据量筒两次液面的高度差即可求出这块岩石样品的体积,然后利用密度公式即可求出这块样品的密度,由密度的特性可知,这块样品的密度就是石块的密度.
(2)根据密度公式变形,由(1)求得的石块的密度和已知岩石的体积,即可求出岩石的质量.
解答:解;(1)V样品=V2﹣V1=95cm3﹣70cm3=25cm3
ρ样品===2.8g/cm3=2.8×103kg/m3.
因密度是物质的一种特性,它不随物体的形状、位置的改变而改变,
所以岩石样品的密度就是整块岩石的密度.
(2)由ρ得m岩石=ρ岩石V岩石=2.8×103kg/m3×40m3=1.12×105kg.
答:(1)石块的密度2.8×103kg/m3.
(2)岩石的质量是1.12×105kg.
点评:此题主要考查密度的计算,密度公式的应用,密度的特性,浮力的利用等知识点,综合性较强,难度不大,计算时要注意统一使用国际制单位.
20、有一种纪念币,它的质量是16.1克.为了测量它的体积,把它放入一盛满水的量筒中,测得溢出的水重为1.8×10﹣2牛.21cnjy
(1)求制作纪念币的金属密度;
(2)说这种金属的名称;
(3)盛满水的量筒在放入纪念币的前后分别用天平去称量,计算示数的变化量.
考点:密度的计算;阿基米德原理;浮力的利用。
专题:应用题。
分析:(1)先利用F=G排水求出浮力,再利用求出体积,根据即可求出密度;
(2)根据(1)的计算结果,通过查找密度表可得出结论;
(3)利用求出溢出水的质量,再利用△m=m物﹣m水即可求出示数的变化量.
解答:已知:G排=1.8×10﹣2N,m物=16.1g,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg
求:ρ物,△m
解:(1)F=G排水=1.8×10﹣2牛,
∴V物=V排===1.8×10﹣6米3ρ物==≈8.9×103千克/米3;
答:纪念币的密度是8.9×103kg/m3.
(2)由(1)的密度知,这种金属是:铜.
(3)m温水===1.8×10﹣3千克=1.8克
△m=m物﹣m温水=16.1克﹣1.8克=14.3克.
答:示数的变化量是8.9×103千克/米3
点评:熟练应用浮力的计算公式和密度的计算公式21cnjy.
21、牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标,小华为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度,采用了如下方法:
(1)分别将两种不同品牌牛奶的密度测出来进行比较,为此他利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量.其操作步骤是:
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;21cnjy
②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积V= (用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③ 在空饮料瓶中装满牛奶,用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G3 ;(说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示)
④计算牛奶密度ρ= .(用测出的物理量的字母表示)
(2)小华还设计了其它两种实验方法.
方法一:将一正方体塑料块先后放入这两种不同品牌的牛奶中,让它漂浮在液面上,观察塑料块露出液面的体积,露出液面体积较大的牛奶的密度较 大 ;
方法二:将测量液体内部压强的压强计的金属盒先后放入这两种不同品牌牛奶中的同一深度,观察压强计的高度差,高度差较大的牛奶的密度较 大 .(以上两空均填“大”或“小”)
③为了测出与水同体积的牛奶,我人还需用这只瓶子再装满牛奶进行测量,具体操作为:在空饮料瓶中装满牛奶,用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G3;21cnjy
④牛奶的密度ρ===.
(2)塑料块能漂浮在两种牛奶中,说明所受的浮力都等于塑料块自身的重力.根据浮力的公式F浮=ρ液gV排,谁的密度大,谁排开的液体体积就小,因此,露出液面体积较大的牛奶的密度较大;
根据液体内部压强的规律,当金属盒在两种牛奶中的深度相同时,密度越大的牛奶,产生的压强越大,因此,压强计高度差较大的牛奶的密度较大.
故答案为:(1);在空饮料瓶中装满牛奶,用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G3;;
(2)大;大.
点评:(1)在没有天平和量筒的情况下测牛奶的密度,这里考虑的解决方案是,用弹簧测力计代替天平,测出重力再求质量;用水的体积替代牛奶的体积,用等效替代求出牛奶的体积,最后再用公式求出密度;
(2)小华的两种方法巧妙地利用浮力和液体压强对两种牛奶的密度进行比较,都是学以致用的好事例,只是这两种方法只能比较,并非测量,而且密度大小并不是判断牛奶优劣的唯一指标,我们应有选择地加以利用.
22、如图为弹簧测力计的刻度盘,给你一块恰好为4N的合金块,现要将此弹簧测力计改装成测液体密度的密度计,请你选择合适的器材完成.要求:
(1)列出还需要的器材;
(2)写出实验的步骤和测量的物理量;21cnjy
(3)说明0刻度、最大刻度的位置和大小,以及测液体密度的注意点.
考点:液体密度的测量;弹簧测力计的使用与读数;浮力的利用。21cnjy
专题:应用题;设计与制作题。
分析:本题考查利用浮力知识测量液体的密度,解答的关键是物体浸没在水中和浸没在另一液体中时排开的体积相等,利用这个关系列出关系式,进行化简,找出液体密度的表达式.
解答:解:用细线将铁块系好,挂在弹簧测力计下,读出测力计的示数G;
再分别读出合金块浸没在水中和浸没在某种液体中时测力计的示数F、F′,算出石块在水中和某种液体中受到的浮力F浮=G﹣F、F浮′=G﹣F′.
由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,
G﹣F=ρ水gV排水,V排水=
G﹣F′=ρ液gV排液,V排液=
∵浸没,∴V排水=V排液=
∴ρ液=ρ水
故答案为:
(1)器材:烧杯和足量的水.
(2)步骤:将弹簧测力计下的合金块浸没在烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数F.
(3)若合金块浸没在密度为ρ的液体中,弹簧测力计的示数为F′,
则:4﹣F=ρ水gV物
4﹣F′=ρgV物
∴ρ=ρ水
当F′=4 N时,ρ=0;∴0刻度在4 N处.
当F′=0 N时,ρ最大;∴最大刻度在0 N处,且最大值为ρ水
使用这个改装的密度计测液体密度时,合金块必须挂在弹簧测力计下,并浸没在待测液体中,不能触及容器的底和侧壁.21cnjy
点评:本题是一道实验设计题.学生要认真思考,寻找便捷、合理的解题方法,培养综合解答问题的能力.
23、用水、烧杯、弹簧测力计、细线、铁块测量牛奶的密度.
(1)写出实验步骤;
(2)写出待测液体密度的表达式.
奶gV排奶,
ρ奶=.
故答案为:
(1)实验步骤:①用细线将铁块系好,挂在弹簧测力计下,读出测力计的示数G;
②在烧杯内倒入适量的水,然后将铁块浸没在水中,读出测力计的示数F1;算出铁块在水中受到的浮力F浮1;
③在烧杯内倒入适量的牛奶,将铁块浸没在牛奶中,读出测力计示数F2;算出铁块在牛奶中受到的浮力F浮2;21cnjy
(2)牛奶密度的表达式:ρ奶=.
点评:本题即是一道实验设计题,又是一道开放题.学生要认真思考,寻找便捷、合理的解题方法,培养综合解答问题的能力.
24、欲测一形状不规则的铝块的密度.准备的实验器材是:细线、弹簧秤、盛有适量水的烧杯,请简要写出实验步骤和计算铝块密度的计算式.
考点:设计实验测密度;固体密度的测量;浮力的利用。
专题:设计与制作题。21*cnjy*com
分析:用弹簧秤测出重力,得到质量 m,根据浮力知识测出铝块体积V,用ρ=算出密度.
解答:解:用自制的弹簧秤测出铝块的重力,即可得到铝块的质量,然后将铝块浸没在水中,测出这时绳上的拉力,即可得到铝块受到的浮力,再利用浮力知识求出铝块的体积,可求出铝块的密度.
故步骤为:
①用细线系住铝块,挂在弹簧测力计下,测出重力为G;
②将铝块浸没水中,读出测力计示数为F.21*cnjy*com
推导过程:
铝块的质量m=,浮力F浮=G﹣F=ρ水gV排,
所以铝块体积V=V排=,
铝块密度ρ==ρ水.
故铝块密度表达式:ρ=ρ水.
点评:测固体密度基本方法有两种:一是用天平测出质量,用量筒测出体积,用ρ=计算物体密度;二是本题利用浮力的知识测铝块密度的方法.21*cnjy*com
25、以下是刘星测量物质质量、密度时的若干操作,请你帮助他完成以下实验:
(1)测量荔枝质量前,将天平放在水平桌面上,游码移至标尺的 零刻度线(或“零刻线”) 处.
(2)若天平的指针静止位置如下图甲所示,则应将平衡螺母A向 右 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡.
(3)测量中,如图乙所示时天平恰好平衡,则荔枝的质量为 17 g.
(4)刘星学习浮力的知识后,尝试不用天平,利用量筒、小玻璃杯、适量的水测量小石头的密度,实验操作如图丙所示,实验时刘星已分别记录了图丙中V1、V2、V3的值,则小石头密度的表达式为 ρ石=ρ水 .
故答案为:零刻度线处.
(2)先指针指在刻度盘左侧,应将平衡螺母向右调节;
故答案为:右;
(3)荔枝的质量m=10g+5g+2g=17g;
故答案为:17;
(4)小石块的质量m=ρ水(V2﹣V1),小石块的体积V=V3﹣V1,小石块的密度ρ石==ρ水;
故答案为:ρ石=ρ水.21*cnjy*com
点评:测固体密度的方法步骤:①用天平测出固体的质量m;②根据排水法用量筒测出固体的体积V;③用公式ρ=计算固体的密度;
当固体漂浮在水面上时,固体的质量等于它排开的水的质量.
26、每当看到电视中出现演员被倒塌的房屋砸中,小明都为演员捏一把汗.
现有以下器材:道具砖样品、一个量筒、一块体积为V铁的小铁块、一根细针、一段细线和足够的水.已知:道具砖不吸水,质地较软且密度小于水;水的密度为ρ水.为了测出道具砖的密度:
(1)应从以上器材中选择的器材是: 量筒、细针、适量的水、待测道具砖样品 .
(2)实验步骤应为: ①在量筒中倒入适量的水,测出水的体积为V1;
②将道具砖样品放入量筒中,使其漂浮在水面,读出此时水面对应的刻度为V2;
③将道具砖样品用细针压入水中,使其完全浸没在水中,读出此时水面对应的刻度为V3 .
(3)请用所测出的物理量写出道具砖密度的表达式,ρ= ρ水 .
考点:固体的密度测量实验;密度及其特性;密度公式的应用;量筒的使用;设计实验测密度;浮力的利用。
专题:实验题;设计与制作题。
分析:测固体的密度必须测出固体的质量和体积;21*cnjy*com
本题中没有天平,物体的质量可根据浮力知识,让道具砖样品漂浮在量筒中的水面上,样品的质量等于它排开的水的质量;
道具砖样品密度小于水的密度,在水中不会下沉,可用细针将样品押入水中,根据排水法测出道具砖样品的体积;
最后用公式ρ=计算出道具砖样品的密度,即为道具砖的密度.
解答:解:可在量筒中倒入适量水,测出体积为V1,再让道具砖样品漂浮在水面上,读出液面的体积值为V2,则样品的质量m=ρ水(V2﹣V1);
再用细针将样品押入水中,读出液面的体积值为V3,样品的体积V=V3﹣V1;
所以样品的密度ρ==ρ水,道具砖的密度等于道具砖样品的密度.
故答案为:(1)所选器材:量筒、细针、适量的水和待测道具砖样品.
(2)步骤:
①在量筒中倒入适量的水,测出水的体积为V1.
②将道具砖样品放入量筒中,使其漂浮在水面,读出此时水面对应的刻度为V2.
③将道具砖样品用细针压入水中,使其完全浸没在水中,读出此时水面对应的刻度为V3
(3)道具砖的密度ρ=ρ水.21*cnjy*com
点评:密度是物质的一种属性,只与物质的种类、温度等有关;
测固体的密度一般用天平测出固体的质量,根据排水法用量筒测出固体的体积,最后用公式ρ=计算出固体的密度,但注意本题中的特殊测量.
27、如图是“浮力的利用”一节课的实验,小芳同学很受启发,她认为用这种方法可以粗测出牙膏皮的密度.请你借鉴如图的实验方法,再增加一种实验器材,设计一个粗测牙膏皮密度的实验.要求写出:
(1)增加的实验器材名称
(2)实验步骤
(3)所测密度的数据表达式
考点:固体的密度测量实验;浮力的利用。
专题:实验题;设计与制作题。21*cnjy*com
分析:只要得到牙膏皮的质量m,体积V,用ρ=可以算出牙膏皮的密度,故可增加量筒,利用浮力知识得到牙膏皮的质量,用量筒和水测出牙膏皮的体积.
解答:解:(1)需要增加的器材是量筒
(2)实验步骤:
①将适量的水倒入量筒中,测出牙膏皮未放入时水面的刻度值V1.
②将牙膏皮制成空心筒状,放在量筒的水面上,使之漂浮,测出水面的刻度值V2.
③将牙膏皮取出卷成一团后重新浸没于量筒(或烧杯)中的水面下,测出水面的刻度值V3.
(3)密度表达式:ρ=ρ水
点评:增加的器材还可以是刻度尺.
(1)需要增加的器材是刻度尺.
(2)实验步骤:
①将适量的水倒入烧杯,测出牙膏皮未放入时水面的刻度值h1.
②将牙膏皮制成空心筒状,放在烧杯的水面上,使之漂浮,测出水面的刻度值h2.
③将牙膏皮取出卷成一团后重新浸没于烧杯中的水面下,测出水面的刻度值或h3.
(3)密度表达式:ρ=ρ水
28、如图所示,是一个量筒和一个玻璃制成的小试管,另有适量的水.请你设计一个实验,测出这个小试管的玻璃密度.(1)写出简要的实验步骤;21*cnjy*com
(2)根据实验中测得的物理量(用字母符号表示)写出试管玻璃密度的表达式.实验步骤:
在量筒中倒入适量水,记下水面对应的刻度V1
将小试管放进量筒中,使其漂浮在水面上,记下水面对应的刻度V2
使小试管沉没在量筒里的水中,记下水面对应的刻度V3 .
表达式:ρ玻璃= ρ水 21*cnjy*com
考点:固体的密度测量实验;浮力的利用。
(2)ρ玻璃=ρ水.
点评:测固体的密度一般用天平测出质量m,用量筒测出体积V,用公式ρ=算出密度.但有时根据初中物理知识,设计一定难度,比如缺少天平利用浮力知识测出质量,没有量筒利用溢水杯测出体积,要开动脑筋,集思广益,培养综合处理物理问题的能力.21*cnjy*com