力学微专题
力学微专题三:密度、压强、浮力综合【测试】(解析版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、选择题(本题包括10小题,每小题3分,共6分。每小题只有一个正确答案)
1.(2024·河南·三模)为了测量一个实心金属块的密度,小明设计了如图所示的实验。小明按照甲、 乙、丙、丁的顺序完成实验,甲图中水面在溢水口处,小烧杯中为溢出水的体积,不考虑金属块沾水,水的密度ρ水=1g/cm3,则金属块的密度为( )
A.4g/cm B.3g/cm C.2g/cm D.1.5g/cm
【答案】A。
【解析】根据甲、乙两图可知,金属块完全浸没,金属块的体积等于排开水的体积,即金属块的体积V=15cm3,根据丙、丁两图可知,加入金属块后,排开水的体积为V排=15cm3+45cm3=60cm3
杯子和金属块漂浮,增大的浮力等于金属块的重力,根据阿基米德原理可知,增大的浮力也等于排开水的重力,故金属块的重力等于排开水的重力,即金属块的重力
金属块的质量
则金属块的密度
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2.(2022·广西钦州·八年级期末)某种矿砂质量为m,倒入量筒中,使矿砂上表面水平,刻度显示的读数为V1,再将体积为V2的足量的水倒入盛有矿砂的量筒内,充分搅拌后,水面显示读数为V3,则矿砂密度为( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】将矿砂倒入量筒测得其体积为V1,但这个体积比实际体积要大,因为矿砂颗粒间有间隙,而V2是倒入量筒的水的真实体积,V3是水填满矿砂间隙后矿砂与水的总体积,所以矿砂的实际体积应是
V=V3-V2
那么矿砂的密度
故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
二、填空题(共3小题,每空2分,共20分)
3.(2025八年级·全国·专题练习)如图甲所示,一实心圆柱体金属块通过细线与上端的拉力传感器相连,拉力传感器可以显示出受到的拉力大小。缓慢地往空水箱中加水,直到装满(圆柱体不吸水,水的密度)。如图乙所示是传感器的示数F随水箱中水面到水箱底的距离h变化的图像,则圆柱体金属块的底面积是 ,圆柱体金属块的密度是 。
【答案】10;5。
【解析】[1]由图乙可知,当水箱中水面到水箱底的距离时,拉力开始减小,说明圆柱体金属块下表面刚好与水面接触,传感器此时示数为圆柱体金属块的重力,当水箱中水面到水箱底的距离时,拉力开始不再改变,说明圆柱体金属块刚好浸没在水中,传感器的示数,所以圆柱体金属块浸没时受到的浮力
金属块的体积
圆柱体金属块的高度
圆柱体金属块的底面积
[2]金属块的质量
金属块的密度。
4.(24-25九年级上·上海长宁·期中)如图所示,一底面积为S圆柱形玻璃平底容器里装有某种金属颗粒,容器直立漂浮于水槽中,容器下表面深度为h1(甲图);从容器中取出一部分金属颗粒后,容器下表面深度为h2(乙图);把取出的金属颗粒放入装有体积为V1的水的量筒中,放入金属颗粒后总体积为V2(丙图),则取出金属颗粒前后容器的总重力变化了 牛,金属颗粒的密度表达式为 。(已知水的密度为ρ水)(用题目所给的物理量符号来表示)
【答案】 ;。
【解析】[1][2]取出金属颗粒前后容器始终漂浮,浮力等于重力,则总重力变化量等于浮力变化量,则总重力变化量为
则取出的金属颗粒重力为
取出的金属颗粒体积为
则金属颗粒的密度为。
5.在学完力学知识后,“小牛顿实验班”的小明,突发奇想,借助杠杆尺、弹簧测力计(量程为5N)、烧杯、细线和水等简单器材测量一块坚硬矿石的密度。
实验过程如下:
(1)老师告诉小明此弹簧测力计不能直接测量矿石的重力,你认为原因是 ;
(2)借助杠杆,用图所示实验装置,当用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆水平静止时,弹簧测力计的示数为 N,依据杠杆平衡条件 可知,矿石的重力G= N;
(3)将 在盛有适量水的烧杯中,待杠杆在水平位置平衡时,再次记录测力计的示数F,即可测出矿石的密度。请写出矿石密度的表达式:ρ石= (用G、F、ρ水表示)
【答案】(1)矿石重力超过了测力计的量程;(2)2.2;动力×动力臂=阻力×阻力臂;6.6;(3)矿石浸没;。
【解析】(1)若矿石的重力较大,而弹簧测力计的最大称量为5N,因此不使用弹簧测力计是因为矿石的重力超过了弹簧测力计的最大称量值。
(2)[1][2][3]由图乙可知弹簧测力计的分度值为0.2N,则此时弹簧测力计的示数为2.2N;根据杠杆平衡条件G×2L=2.2N×6L,解得G=6.6N。
(3)[1][2]让矿石的体积和排开水的体积相等,必须将矿石完全浸没在水中;矿石在水中受到的浮力
F浮=G-F=ρ水gV排
矿石的体积
矿石的密度。
三、实验题(5小题,共74分)
6.(8分)实验课上,老师和同学们用电子密度计测量酒精溶液的密度。
(1)电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩、支架等组成。测质量时,示数由支架所受拉力决定,如图甲中显示的20.00g表明对支架产生拉力的是质量为20.00g的玻璃砝码;
(2)如图乙所示,将玻璃砝码浸没在纯净水中,示数变小,原因是砝码受到水的 ,此时测量支架所受拉力相当于 g的物体所产生的拉力,由此可知,此时玻璃砝码排开水的质量为 g。按下“密度”键后,电子密度计能计算出纯净水的密度为,如图丙所示;
(3)提起玻璃砝码并擦干,再浸没在待测酒精溶液中,示数变为12.00g,如图丁所示,则该酒精溶液的密度最接近于 。(填字母)
A.0.800 B.0.885 C.0.889 D.0.913
【答案】浮力;11.00;9.00;B。
【解析】(2)[1][2][3]浸在流体内的物体受到流体竖直向上的作用力叫作浮力,玻璃砝码浸没在纯净水中,示数变小,原因是砝码受到水的浮力,图甲中显示的20.00g表明对支架产生拉力的是质量为20.00g的玻璃砝码,图乙中显示11g,则此时测量支架所受拉力相当于11.00g的物体所产生的拉力,此时玻璃砝码排开水的质量
(3)[4]玻璃砝码浸没在纯净水中受到的浮力
玻璃砝码的体积
玻璃砝码浸没在酒精中受到的浮力
由于玻璃砝码浸没在水和酒精中,排开的体积相同,可得,酒精的密度
7.(16分)在跨学科实践活动中,为了检验一瓶100mL的消毒酒精是否合格(密度为0.86~0.88g/cm3视为合格),小明制作了一支简易密度检验计。主要材料有密度为0.86g/cm3和0.88g/cm3的酒精、直径3mm和13mm的吸管、铜丝、记号笔、橡皮泥等。
(1)小明将吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,使检验计能在酒精中竖直 (选填“悬浮”或“漂浮”);将其放入酒精中后,排开酒精的质量为m,则检验计所受的浮力大小为 (用字母表示)。
(2)将检验计分别置于密度为ρ1=0.86g/cm3和ρ2=0.88g/cm3的酒精中静止时,如图甲所示,各作一标记线,制作完成的检验计如图乙所示,则标记线A对应的酒精密度是 g/cm3,检验计在两种酒精中所受浮力FA FB(选填“>”“<”或“=”)。
(3)检验计两条标记线间的距离越 ,越容易观察分辨,故制作检验计时应选较 (选填“细”或“粗”)的吸管。若吸管的横截面积为S,则两条标记线间的距离为 (用ρ1、ρ2、m、S表示)。
(4)小明将制作好的检验计放入待检验的酒精中静止时,如图丙所示,可判断该消毒酒精是 的。
【答案】(1)漂浮;mg;(2)0.86;=;(3)长;细;;(4)合格。
【解析】(1)[1] 密度检验计的原理是根据密度计在水中漂浮时,下端浸入水中的体积不同,从而测出密度的大小。
[2]根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于物体所排开的液体的重力,检验计所受的浮力大小为。
(2)[1]根据密度计的测量原理,同一个密度计,测量密度小的液体时,密度计下端浸入液体的体积大,测量密度大的液体时,密度计下端浸入液体的体积小,所以标记线A对应的酒精密度为ρ1=0.86g/cm3,标记线B对应的酒精密度为ρ2=0.88g/cm3。
[2]密度检验计在不同的液体中都是漂浮,漂浮时,同一个密度计重力相同,所以浮力相同。
(3)[1] 检验计两条标记线间的距离越长,越容易观察分辨。
[2]若检验不同密度液体,不同粗细密度检验计浸入液体的体积变化量相同时,因为横截面积不同,所以浸入长度变化量不同,越细的浸入的长度变化量越大,越容易观察分辨。
[3] 把密度检验计看成一个圆柱体,若吸管的横截面积为S,浸入液体的体积就可以用V=Sh表示,则两条标记对应的浸入液体的体积为,
又漂浮时,所以在两种液体中浮力相同,即
根据阿基米德原理,可得
所以,
则两条标记线间的距离为
(4)如图丙所示,此消毒酒精液面处于两条刻度线之间,说明此酒精密度处于两条刻度线对应密度之间,即酒精密度在0.86~0.88g/cm3之间,视为合格。
8.(12分)小亮使用一种医用洗手消毒液对手部进行消毒过程中,闻到了浓浓的酒精味,看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后,确定这种消毒液的主要成分为75%的酒精。于是小亮所在的兴趣小组对这种消毒液的密度进行了测量。
(1)实验前,将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的 处,指针静止在如图甲所示的位置,此时应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)将盛有适量消毒液的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和消毒液的总质量为 g;将烧杯中的部分消毒液倒入量筒,测得烧杯和剩余消毒液的总质量为42.4g;经过一段时间后,观察到量筒内的液面如图丙所示,这种消毒液的密度为 ;
(3)小亮觉得消毒液流动性较差,即使经过一段时间后,量筒壁上依旧会残留消毒液,而导致上面所测消毒液的密度 (选填“偏大”或“偏小”);
【拓展】(4分)(4)如图所示,盛有水的薄壁圆柱形容器甲和实心金属小球乙置于水平桌面上,容器甲足够高。小明把小球乙浸没在容器甲的水中,小球乙放入前后,水对容器底部的压强和容器对水平桌面的压强如下表所示,小球乙的密度为 。
放入前 放入后
(帕) 2940 3430
(帕) 3340 4320
【答案】(1)零刻度线处;右;(2)72.4;1;(3)偏大;(4)。
【解析】(1)[1]用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母,直至天平平衡。
[2]发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]如图乙所示,烧杯和消毒液的总质量为
[2]根据题意,量筒里消毒液的质量为
由图知,量筒中消毒液的体积为
则消毒液的密度
(3)量筒壁上有残留消毒液,导致量筒中消毒液的体积测量变小,质量是准确的,根据
知,消毒液的密度测量值变大。
(4)设容器底面积S容,小球排开水的体积
小球的质量为
则小球乙的密度
。
9.(12分)学习完密度、浮力相关知识后,小明在实验室进行以下实验,如图甲所示。
(1)比较图甲步骤A、B、C可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与 有关;
(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,应该选择图甲中的 三次实验步骤;
(3)已知酒精的密度为,则图甲步骤E中弹簧测力计的拉力为 N;
(4)小华分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改为测量液体密度的“密度计”,原测力计的2.5N刻度处应标注为 ,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;
(5)完成上述实验后,小丽想利用浮力知识来测金属块的密度,于是找来了刻度尺、水、水槽、柱形的薄玻璃杯等器材,进行如图乙所示实验。
①将玻璃杯漂浮在盛有水的玻璃水槽中,如图乙①所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为H1;
②将金属块轻轻放入水槽中,如图乙②所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为H2;
③将金属块从水槽中取出,平稳放在烧杯中,如图乙③所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为;
④已知水的密度为,则金属块的密度 (用已知的物理量表示)。
【答案】(1)浸入液体的体积;(2)A、D、E;(3)3.2;(4)1.5×103;均匀;(5)。
【解析】(1)比较A、B、C可知,物体浸入液体中的体积不同,随着物体浸入液体中的体积增大,物体受到的浮力(由称重法可知)在不断地增大,说明物体受到的浮力大小与浸入液体的体积有关。
(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需要保证物体浸入液体的体积一定,由图可知,应该选择图中的A、D、E进行实验。
(3)由题图A可知,物体的重力为4N,由题图D可知,物体浸没在水中受到的拉力为3N,物体浸没在水中受到的浮力为
物体的体积为
物体浸没在酒精中,受到的浮力为
弹簧测力计的示数为
(4)[1]根据题意可知,弹簧测力计的示数为
由于始终不变,不变,只与有关,且数值上始终为,当,可得
[2]由于也就是刻度只与有关, 且是一次函数关系,均匀变化,则刻度均匀变化。
(5)根据①②可知, 金属块的体积为
根据图乙①③两图可知,烧杯都是漂浮,增加金属块的重力等于增加的排开水的所受的重力,可知
故金属块的质量为
则金属块的密度为。
10.(12分)学习了浮力的相关知识后,小明所在的实验小组利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材,探究“浮力大小与排开液体的重力的关系”。
(1)实验操作步骤如图1甲所示,最合理的步骤顺序是 (用实验步骤对应的序号表示);
(2)小明进行实验并把数据记录在表中,由表可知石块受到的浮力是 N。小明根据表中数据归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小红认为实验还没有结束,理由是 ;
实验步骤 ① ② ③ ④
弹簧测力计示数/N 1.8 0.5 1.6 0.3
(3)实验结束后,小明还想进一步探究“浮力大小是否与物体的密度有关”,可以取 (选填“质量”或“体积”)相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小;
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、薄塑料袋(质量忽略不计)、饮料瓶和吸管组成的溢水杯对实验进行改进,装置如图1乙所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数和B的示数都在变化,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”);
(5)若该小组记录到重物在浸入水中前弹簧测力计A的示数为4.8N,完全浸入水中后(未接触溢水杯底),弹簧测力计A的示数如图2所示,已知水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,则该重物的密度为 kg/m3。
【答案】④①③②;0.2;只通过一组实验数据得出的结论具有偶然性;体积;相等;4×103。
【解析】(1)[1]实验时先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再将物体浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F示求出受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出物体排开水的重力,因此合理的顺序为:④①③②。
(2)[2]由实验步骤A、B可知,物体浸在液体中时受到的浮力为F浮=G-F示=FB-FA=1.8N-1.6N=0.2N
[3]由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会有偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次试验后,需要换用不同液体重新实验。
(3)[4]想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,根据控制变量法,需要选用体积相同,密度不同的物体,使其浸没在同种液体中(保证了液体密度相同、排开液体的体积相同),比较浮力大小。
(4)[5]如图乙所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F示可知弹簧测力计A的示数变小;重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
(5)[6]根据弹簧测力计的分度值读数可得完全浸入水中后(未接触溢水杯底),弹簧测力计A的示数为3.6N;重物在浸入水中前和完全浸入水中后(未接触溢水杯底),则重物浸在水中时受到的浮力为
F浮1=G1-F示1=FA1-FA2=4.8N-3.6N=1.2N
由F浮=ρgV排可得,重物排开水的体积为
重物的质量为
因为重物全部浸没,所以V=V排=1.2×10-4m3
则重物的密度为。
11.(12分)小明利用小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水等器材,测量一个实心金属块的密度。实验步骤如下:
(1)如图甲,空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,则空桶受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)它所受的重力。
(2)如图乙,将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为15mL。当金属块沉在水底后,受到的浮力为 N;水对溢水杯底部的压强将 ,溢水杯对桌面的压强 (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图丙,从水中取出金属块。
(4)将烧杯中的水倒掉,再将金属块放入小空桶,桶仍漂浮,测得此时溢出水的体积为45mL,如图丁。被测金属块的密度是 g/cm3。若考虑到金属块放入小空桶时带有水,则测出的金属块的密度将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】等于;0.15;不变;变大;4;不变。
【解析】(1)[1]空桶漂浮,根据物体浮沉条件,空桶受到的浮力等于它受到的重力。
(2)[2]根据阿基米德原理,金属块沉在水底后,受到的浮力为
[3]溢水杯中水的深度始终不变,根据可知水对溢水杯底部的压强不变。
[4]溢水杯放在水平桌面上,它对水平桌面的压力等于溢水杯及杯中物体的总重。与甲相比,乙中溢水杯中多了金属块,少了15mL的水。因为金属块沉在水底。所以金属块的重力大于它受到的浮力。而水对金属块的浮力等于金属块排开的水,即15mL水的重力。即金属块的重力是大于排开的15mL水的重力的。所以,乙中溢水杯及其中物体的总重是大于甲中的,而溢水杯与水平面的接触面积不变,根据可以知道,溢水杯对水平桌面的压强变大了。
(4)[5]对比甲乙两图可以知道,金属块的体积为15cm3。对比乙丙两图可以知道,丙中水面要想升到溢水口,还需要向溢水杯中添加15mL的水。将金属块放入乙中水面的空桶内,溢水杯中又流出了45mL的水。说明将金属块放入空桶后,排开的水的体积为
金属块与小桶漂浮在水面上,所以金属块的重力等于水对小桶增加的浮力,而增加的浮力又等于放入金属块后排开的水的重力。所以,金属块的重力等于60cm3水的重力,金属块的质量也等于60cm3水的质量,即
金属块密度为
[6]若金属块上沾有水,那么,图丙中水面要比金属块不沾水时要低一些;金属块沾有水,总重比金属块重力大。将金属块放入小桶后,小桶排开的水体积要大于60mL。这个“大于“就与因为金属块沾水使丙中水面“低一些”抵消了,溢出的水还是45mL。所以,金属块沾水与否,不影响测量结果。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)力学微专题
力学微专题三:密度、压强、浮力综合【测试】(原卷版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、选择题(本题包括10小题,每小题3分,共6分。每小题只有一个正确答案)
1.(2024·河南·三模)为了测量一个实心金属块的密度,小明设计了如图所示的实验。小明按照甲、 乙、丙、丁的顺序完成实验,甲图中水面在溢水口处,小烧杯中为溢出水的体积,不考虑金属块沾水,水的密度ρ水=1g/cm3,则金属块的密度为( )
A.4g/cm B.3g/cm C.2g/cm D.1.5g/cm
2.(2022·广西钦州·八年级期末)某种矿砂质量为m,倒入量筒中,使矿砂上表面水平,刻度显示的读数为V1,再将体积为V2的足量的水倒入盛有矿砂的量筒内,充分搅拌后,水面显示读数为V3,则矿砂密度为( )。
A. B. C. D.
二、填空题(共3小题,每空2分,共20分)
3.(2025八年级·全国·专题练习)如图甲所示,一实心圆柱体金属块通过细线与上端的拉力传感器相连,拉力传感器可以显示出受到的拉力大小。缓慢地往空水箱中加水,直到装满(圆柱体不吸水,水的密度)。如图乙所示是传感器的示数F随水箱中水面到水箱底的距离h变化的图像,则圆柱体金属块的底面积是 ,圆柱体金属块的密度是 。
4.(24-25九年级上·上海长宁·期中)如图所示,一底面积为S圆柱形玻璃平底容器里装有某种金属颗粒,容器直立漂浮于水槽中,容器下表面深度为h1(甲图);从容器中取出一部分金属颗粒后,容器下表面深度为h2(乙图);把取出的金属颗粒放入装有体积为V1的水的量筒中,放入金属颗粒后总体积为V2(丙图),则取出金属颗粒前后容器的总重力变化了 牛,金属颗粒的密度表达式为 。(已知水的密度为ρ水)(用题目所给的物理量符号来表示)
5.在学完力学知识后,“小牛顿实验班”的小明,突发奇想,借助杠杆尺、弹簧测力计(量程为5N)、烧杯、细线和水等简单器材测量一块坚硬矿石的密度。
实验过程如下:
(1)老师告诉小明此弹簧测力计不能直接测量矿石的重力,你认为原因是 ;
(2)借助杠杆,用图所示实验装置,当用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆水平静止时,弹簧测力计的示数为 N,依据杠杆平衡条件 可知,矿石的重力G= N;
(3)将 在盛有适量水的烧杯中,待杠杆在水平位置平衡时,再次记录测力计的示数F,即可测出矿石的密度。请写出矿石密度的表达式:ρ石= (用G、F、ρ水表示)
三、实验题(5小题,共74分)
6.(8分)实验课上,老师和同学们用电子密度计测量酒精溶液的密度。
(1)电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩、支架等组成。测质量时,示数由支架所受拉力决定,如图甲中显示的20.00g表明对支架产生拉力的是质量为20.00g的玻璃砝码;
(2)如图乙所示,将玻璃砝码浸没在纯净水中,示数变小,原因是砝码受到水的 ,此时测量支架所受拉力相当于 g的物体所产生的拉力,由此可知,此时玻璃砝码排开水的质量为 g。按下“密度”键后,电子密度计能计算出纯净水的密度为,如图丙所示;
(3)提起玻璃砝码并擦干,再浸没在待测酒精溶液中,示数变为12.00g,如图丁所示,则该酒精溶液的密度最接近于 。(填字母)
A.0.800 B.0.885 C.0.889 D.0.913
7.(16分)在跨学科实践活动中,为了检验一瓶100mL的消毒酒精是否合格(密度为0.86~0.88g/cm3视为合格),小明制作了一支简易密度检验计。主要材料有密度为0.86g/cm3和0.88g/cm3的酒精、直径3mm和13mm的吸管、铜丝、记号笔、橡皮泥等。
(1)小明将吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,使检验计能在酒精中竖直 (选填“悬浮”或“漂浮”);将其放入酒精中后,排开酒精的质量为m,则检验计所受的浮力大小为 (用字母表示)。
(2)将检验计分别置于密度为ρ1=0.86g/cm3和ρ2=0.88g/cm3的酒精中静止时,如图甲所示,各作一标记线,制作完成的检验计如图乙所示,则标记线A对应的酒精密度是 g/cm3,检验计在两种酒精中所受浮力FA FB(选填“>”“<”或“=”)。
(3)检验计两条标记线间的距离越 ,越容易观察分辨,故制作检验计时应选较 (选填“细”或“粗”)的吸管。若吸管的横截面积为S,则两条标记线间的距离为 (用ρ1、ρ2、m、S表示)。
(4)小明将制作好的检验计放入待检验的酒精中静止时,如图丙所示,可判断该消毒酒精是 的。
8.(12分)小亮使用一种医用洗手消毒液对手部进行消毒过程中,闻到了浓浓的酒精味,看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后,确定这种消毒液的主要成分为75%的酒精。于是小亮所在的兴趣小组对这种消毒液的密度进行了测量。
(1)实验前,将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的 处,指针静止在如图甲所示的位置,此时应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)将盛有适量消毒液的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和消毒液的总质量为 g;将烧杯中的部分消毒液倒入量筒,测得烧杯和剩余消毒液的总质量为42.4g;经过一段时间后,观察到量筒内的液面如图丙所示,这种消毒液的密度为 ;
(3)小亮觉得消毒液流动性较差,即使经过一段时间后,量筒壁上依旧会残留消毒液,而导致上面所测消毒液的密度 (选填“偏大”或“偏小”);
【拓展】(4分)(4)如图所示,盛有水的薄壁圆柱形容器甲和实心金属小球乙置于水平桌面上,容器甲足够高。小明把小球乙浸没在容器甲的水中,小球乙放入前后,水对容器底部的压强和容器对水平桌面的压强如下表所示,小球乙的密度为 。
放入前 放入后
(帕) 2940 3430
(帕) 3340 4320
9.(12分)学习完密度、浮力相关知识后,小明在实验室进行以下实验,如图甲所示。
(1)比较图甲步骤A、B、C可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与 有关;
(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,应该选择图甲中的 三次实验步骤;
(3)已知酒精的密度为,则图甲步骤E中弹簧测力计的拉力为 N;
(4)小华分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改为测量液体密度的“密度计”,原测力计的2.5N刻度处应标注为 ,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;
(5)完成上述实验后,小丽想利用浮力知识来测金属块的密度,于是找来了刻度尺、水、水槽、柱形的薄玻璃杯等器材,进行如图乙所示实验。
①将玻璃杯漂浮在盛有水的玻璃水槽中,如图乙①所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为H1;
②将金属块轻轻放入水槽中,如图乙②所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为H2;
③将金属块从水槽中取出,平稳放在烧杯中,如图乙③所示,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为;
④已知水的密度为,则金属块的密度 (用已知的物理量表示)。
10.(12分)学习了浮力的相关知识后,小明所在的实验小组利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材,探究“浮力大小与排开液体的重力的关系”。
(1)实验操作步骤如图1甲所示,最合理的步骤顺序是 (用实验步骤对应的序号表示);
(2)小明进行实验并把数据记录在表中,由表可知石块受到的浮力是 N。小明根据表中数据归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小红认为实验还没有结束,理由是 ;
实验步骤 ① ② ③ ④
弹簧测力计示数/N 1.8 0.5 1.6 0.3
(3)实验结束后,小明还想进一步探究“浮力大小是否与物体的密度有关”,可以取 (选填“质量”或“体积”)相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小;
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、薄塑料袋(质量忽略不计)、饮料瓶和吸管组成的溢水杯对实验进行改进,装置如图1乙所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数和B的示数都在变化,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”);
(5)若该小组记录到重物在浸入水中前弹簧测力计A的示数为4.8N,完全浸入水中后(未接触溢水杯底),弹簧测力计A的示数如图2所示,已知水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,则该重物的密度为 kg/m3。
11.(12分)小明利用小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水等器材,测量一个实心金属块的密度。实验步骤如下:
(1)如图甲,空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,则空桶受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)它所受的重力。
(2)如图乙,将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为15mL。当金属块沉在水底后,受到的浮力为 N;水对溢水杯底部的压强将 ,溢水杯对桌面的压强 (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图丙,从水中取出金属块。
(4)将烧杯中的水倒掉,再将金属块放入小空桶,桶仍漂浮,测得此时溢出水的体积为45mL,如图丁。被测金属块的密度是 g/cm3。若考虑到金属块放入小空桶时带有水,则测出的金属块的密度将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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