2024年中考 物理专题提升 专项突破一　浮力法测密度（含答案）

专项突破一　浮力法测密度
类型1　有天平、缺量筒
例1　(浸没法)小华在测量一个实心球密度时，准备的实验器材有：实心球、天平、烧杯、水、细线等．请你将他的实验过程补充完整．(已知水的密度为ρ水)
①用天平测出实心球的质量m1，如图甲；
②把盛有适量水的烧杯放在天平左盘，测出烧杯和水的总质量m2，如图乙；
③用细线系着实心球使其浸没在水中但不触碰烧杯，天平平衡时砝码和游码的总质量为m3，如图丙；
④实心球的密度表达式ρ＝________(用已知量和测量量表示).
例1题图
例2　(溢水法)小明没有使用量筒，用如图所示的方法测出了物块的密度，请你帮他完善实验步骤：(物块不吸水，ρ物＞ρ水)
例2题图
①用天平测出待测物块的质量m0 ，如图甲所示；
②用天平测出空烧杯的质量m1，如图乙所示；
③先在溢水杯中________，再用细线系着待测物块轻轻放入溢水杯中并将其浸没，同时用烧杯收集从溢水杯中溢出的水，如图丙所示；
④用天平测出烧杯和溢出水的总质量m2，如图丁所示；
⑤待测物块的密度表达式ρ物＝________________(水的密度用ρ水表示).
类型2　有量筒、缺天平
例3　(一漂一沉法)实验小组发现仅用量筒和空瓶也可以测出小矿石(不吸水)的密度，他们的测量步骤如下：
　例3题图
①将空瓶放入盛有适量水的量筒内，稳定后量筒读数为V1，如图甲所示；
②将小矿石放入瓶中，稳定后量筒读数为V2，如图乙所示；
③____________________________，稳定后量筒读数为V3，如图丙所示；
④则小矿石的密度ρ＝________．(用已知量的字母表示， ρ水已知)
思路引导
(1)根据阿基米德原理：由甲、乙两图计算矿石的质量m矿＝________；
(2)由甲、丙两图计算小矿石的体积V矿＝________；
(3)小矿石的密度ρ＝.
例4　(双漂法)小明只利用量筒、水、密度较小的物体(不吸水)也可以测量某未知液体的密度，具体步骤如下：
　例4题图
①在量筒内盛适量的水，记下此时量筒内水面到达的刻度V1(如图甲)；
②将一密度较小的物体放在盛水的量筒中，记下此时量筒内水面到达的刻度V2(如图乙);
③在另一量筒内盛适量待测液体，记下此时量筒内液面到达的刻度V3(如图丙);
④将该物体从水中拿出，擦干后放入盛有待测液体的量筒中， 记下此时量筒内液面到达的刻度V4(如图丁)；
⑤液体密度的表达式ρ＝________(用ρ水及测得的物理量表示).
类型3　缺量筒、缺天平
例5　(称重法)小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细线和水(密度为ρ水)测量石块和盐水密度的过程如下：
　例5题图
①用细线拴住石块，并用弹簧测力计测出石块重力为G，如图甲；
②将石块浸没在水中，记录弹簧测力计的读数F1，如图乙，石块的密度
ρ石＝________(用已知量和测量量表示)；
③将石块从水中取出后擦干，再将石块浸没在盐水中，记录弹簧测力计的读数F2，如图丙；
④盐水密度的表达式为ρ盐水 ＝________(用已知量和测量量表示).
思路引导
(1)由重力公式得，物体的质量m物＝；(2)物体在水中受到的浮力为________，由阿基米德原理可得，V物＝V排＝______；(3)由密度公式求解ρ石、ρ盐水即可．
例6　(双漂法)小明想用刻度尺、两个大小不同的圆柱形玻璃杯(厚度忽略不计)，测量家中新熬制的酸梅汤的密度．实验步骤如下，请你补充完整．
　例6题图
①将小玻璃杯放入装有水的大玻璃杯，使其漂浮在水面(如图甲所示)，测出小玻璃杯浸入水中的深度为h1；
②在小玻璃杯中倒入酸梅汤(如图乙所示)，测出小玻璃杯浸入水中的深度为h2，测出小玻璃杯中______________为h3；
③则酸梅汤的密度表达式ρ汤＝______．(用所测物理量的字母表示，水的密度为ρ水)
思路引导
(1)设小玻璃杯的底面积为S，根据阿基米德原理：由图甲可知，小玻璃杯漂浮时受到的浮力F浮1＝G杯＝________；
(2)由图乙可知，小玻璃杯加入酸梅汤后仍然漂浮，此时小玻璃杯受到的浮力F浮2＝G杯＋G汤＝________；
(3)酸梅汤的重力为G汤＝________；
(4)化简求解即可．
真题演练
命题点　浮力法测密度
1. 受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示．实验步骤如下(请将步骤④补充完整)：
①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中， 再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置；
②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1；
③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V2；
④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面________，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3.
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量)：
(1)小玻璃珠的总体积为V＝________．
(2)小玻璃珠的总质量为m＝__________．
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ＝____________．
(4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：____________________________(示例：在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗).
第1题图
2. 学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：
第2题图
(1)将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的__________处，并调节平衡螺母，使天平平衡．
(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的总质量，然后用________往天平的右盘________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为________g.
(3)如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144 g，则矿石的体积为________m3.(ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(4)如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174 g，则矿石的密度为________kg/m3.
专项突破一　浮力法测密度
例1　④ρ水
例2　③装满水　⑤
例3　③将小矿石从瓶中取出放入量筒内　④ρ水
【思路引导】
(1)ρ水(V2－V1)　(2)V3－V1
例4　⑤ρ水
例5　②ρ水　④ρ水
【思路引导】
(2)G－F1　
例6　②酸梅汤的深度　③
【思路引导】
(1)ρ水gSh1　(2)ρ水gSh2　(3)ρ汤gSh3
真题演练
1. ④相平　(1)V2－V1　(2)ρ水(V2－V3)
(3)　(4)取出碗中所有的小玻璃珠，慢慢放入量筒中时，注意不要溅出水(或量筒读数时，视线要以凹液面为准)
2. (1)零刻度线　(2)镊子　从大到小　124
(3)2×10－5　(4)2.5×103