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重点强化训练四 “压强、浮力法”测量密度(可编辑word).docx

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重点强化训练四 “压强、浮力法”测量密度(可编辑word).docx

上传人:朱老师 2023/1/25 文件大小:25 KB

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重点强化训练四 “压强、浮力法〞测量密度
夯基提能作业
,小丽利用天平、玻璃杯、体积为20cm3的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度。



(1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的 刻度线上,调节横梁平衡; 
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m0,其示数如图乙所示,m0= g; 
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示。天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值为m=,那么蜂蜜密度ρ= g/cm3; 
(4)小明用天平测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后,将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积,再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量。比照小丽的测量方法,小明所测得的密度值 (选填“偏大〞或“偏小〞)。 
,利用天平、足够大的溢水杯和一个小烧杯测出了一个物体的密度:
;
,溢出的水全部流入小烧杯,测出小烧杯和水的总质量为m2,右盘中的砝码及游码的位置如下图;
,并装满酒精,然后把物体轻轻放入溢水杯中,溢出的酒精全部流入小烧杯,测出小烧杯和酒精的总质量m3为94g。(水的密度为1g/cm3,)
请答复以下问题:
(1)溢出水的质量为 g。 
(2)物体的体积为 cm3,物体在水中处于 状态。物体的密度为ρ物= g/cm3。 
第2页
【拓展】在上述实验的根底上,小明又成功测出了另一种密度小于物体密度的液体的密度。
(1)方法:  。 
(2)ρ液= (用数据和所测量的物理量表示,并注明单位)。 
,请将下面实验步骤中的数据补充完整(ρ水=×103kg/m3,g取10N/kg)
甲 乙 丙
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出该石块在空气中的重力G=。
(2)将该石块浸没在水中静止时,如图乙所示,弹簧测力计的示数F= N。 
(3)根据阿基米德原理可算出该石块的体积V= m3。 
(4)根据密度公式算出该石块的密度ρ= kg/m3。 
【拓展】小明过生日时,妈妈送给他一个内有“生日快乐〞字样的小水晶球。小明想知道这个小水晶球的密度,于是他找来量筒、小塑料杯和水,用如图丙所示的实验过程测量出小水晶球的密度。由图丙可知:水晶球的体积是 cm3,水晶球的质量是 g,水晶球的密度是 g/cm3。 
,艾学****同学设计了如下实验步骤:
;
,读数为V1;
,静止时测力计读数为F1;
,量筒内液面处读数为V2。
,读出此时测力计示数为F2和量筒液面处读数为V3。
(1)为减少误差,合理的实验顺序编号为 。 
(2)用实验步骤中的测量值符号(和g)表示该液体的密度ρ= 。 
、完全相同但质量未知的假设干个钩码、溢水杯、量筒等器材测量一个物块的密度。他设计的实验步骤如下:
第3页
步骤一:用一根质量不计的细线一端系住物块,另一端绕过定滑轮挂住3个钩码,此时物块、钩码静止不动,并将注满水的溢水杯置于物块下方,如图甲所示;
步骤二:移去1个钩码后,物块下降浸入水中再次静止不动,此时物块有一半的体积露出水面;
步骤三:将溢出的水全部倒入量筒中,水的体积如图乙所示。
实验中不计一切摩擦,那么:
(1)溢出水的体积为 cm3; 
(2)物块的质量为 g; 
(3)物块的密度为 g/cm3; 
(4)假设在完成步骤二后,向溢水杯中参加足量的食盐,待食盐充分溶解后物块露出水面的体积将 (选填“大于〞“等于〞或“小于〞)物块体积的一半。 
6.(2023河北邯郸二模)小明同学在山上找到了一块坚硬的石块,他用直尺测出了石块的密度。装置如下图,主要实验步骤如下:
,直杆处于水平静止,悬点为O,并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点。
,将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点,使直杆处于水平静止,。
,将待测石块缓慢浸没在溢水杯中,让溢出的水全部流入轻质塑料袋中。
,将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点,使直杆处于水平静止,。
(1)实验中主要应用的力学规律是 。 
(2)上述实验步骤最正确顺序是 。(填写字母) 
(3)×103kg/m3,可求得待测石块密度为 。实验中保持直杆水平静止的原因是 ,假设两次测量距离时,杠杆均没有水平静止,且倾斜的角度相同,那么对测量结果 (填“有〞或“没有〞)影响。 
第4页
、高为50cm的圆柱形玻璃桶制作了一个简易的浮力秤,可以测量物体的质量,它的底部放入适量的沙子,可以使其在水中竖直漂浮,,放入水中后漂浮,它的底部在水面以下的深度为10cm,此时,在与水面相齐的玻璃桶壁处标上质量的“0〞刻度线,如图甲所示。:水槽的底面积为50cm2、高为30cm。(g=10N/kg)
(1)不放物体时,该装置所受的浮力是 N。 
(2)如图乙所示,在该装置中放入一个体积为50cm3的石块,此时该浮力秤的底部在水面下的深度h=20cm。此时,该装置与水面对应位置处的刻度线应标为 kg。 
(3)石块的密度是 g/cm3。 
【拓展】假设将该浮力秤放在酒精中使用,静止时,浮力秤上标注的“0〞刻度线应该 (选填“高于〞、“低于〞或“等于〞)酒精的液面,此时水槽中酒精的高度为20cm,那么能够测量的最大物体质量是 kg。(×103kg/m3) 
“浮力大小与哪些因素有关〞的实验中,用到如下器材:、实心金属块A、相同的大烧杯假设干、水、细线等。
(1)小明进行了如下图的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 N;用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计示数记录在表中: 
实验步骤
B
C
D
E
测力计示数F/N




(2)在实验步骤B中金属块所受浮力F浮= N。 
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可初步得出结论:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越 ;分析比拟实验序号 可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度 (选填“有关〞或“无关〞)。 
(4)同组的小红同学继续用如下图的方法测出了金属块B的密度,她的具体操作如下:
第5页
将金属块B放入漂浮于水面的小烧杯中,小烧杯杯底距液面高度h1=25cm;将金属块取出后系在烧杯底静止后,小烧杯杯底距液面高度h2=15cm,剪断细线后金属块沉入杯底,此时小烧杯底距水面高度h3=10cm;那么金属块B的密度为 kg/m3。 
,其中一个实心,一个空心。小明为判定哪个是空心的,进行了如下实验。(ρ水=,取g=10N/kg)
【实验过程】将以下实验步骤中空白处补充完整。
①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G1=2N。
②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中,小工艺品受到 个力的作用,此时测力计的示数F1=,那么浮力F浮= N。 
③用测力计测出大工艺品的重力G2=3N。
④如下图,将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中,测力计的示数F2= N。 
⑤合金的密度ρ= g/cm3,那么   (选填“大〞或“小〞)工艺品是空心的。
【拓展应用】空心工艺品空心局部的体积是 cm3。 
答案精解精析
(1)零 (2) (3) (4)偏大
解析 (1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的零刻度线上,调节横梁平衡。(2)由题图乙知,,玻璃杯与蜂蜜的总质量m0=100g+20g+=。(3)金属块排开的蜂蜜的质量为m=-=28g=;排开的蜂蜜的重力等于金属块受到的浮力为F浮=G=mg;根据阿基米德原理可知,蜂蜜的密度为ρ=F浮gV排=×10-5m3=×103kg/m3=。(4)测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后,将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积,此时会有一局部蜂蜜粘在量筒的内壁上,使得测量的体积偏小,根据密度公式可知,测得的密度值会偏大。
(1)72 (2)80 漂浮
【拓展】(1)把物体轻轻放入装满待测液体的溢水杯,物体沉底溢出的液体全部流入小烧杯,测出小烧杯和待测液体的总质量m4(合理即可)
第6页
(2)m4-3080g/cm3
(2) (2)1×10-4
(3)×103
【拓展】10 30 3
(1)ABCD (2)G-F1g(V2-V1)
(1)20 (2)60 (3)
(4)大于
解析 (1)量筒中液面对应的示数为20mL=20cm3。(2)图甲中的滑轮属于定滑轮,且不计一切摩擦时,钩码的重力等于细线对物块的拉力。假设物块质量为m物,每个钩码质量为m0,重力为m0g,当物块没有浸入水中时,物块受到拉力与自身重力相平衡:3m0g=m物g①;当物块一半浸入水中受到竖直向上的力为浮力与拉力之和,即2m0g+F浮=2m0g+ρ水gV排;此时再次静止,所以受到向上与向下的力仍然相互平衡,即2m0g+ρ水gV排=m物g②;①②两式联立得m物=3ρ水V排=3×1g/cm3×20cm3=60g。(3)因为一半物块排开水的体积为20cm3,所以物块的总体积V物=40cm3,物块的密度ρ=m物V物=60g40cm3=。(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,参加食盐后液体密度变大,物块所受浮力增大,所以物块会向上浮直至浮力大小减小至在水中受到的浮力大小时会再次平衡。
(1)杠杆的平衡条件
(2)ADCB
(3)×103kg/m3 便于测量力臂的长度 没有
(1)2 (2) (3)4 【拓展】低于
解析 (1)不放物体时,该装置所受浮力F浮=G=m秤g=×10N/kg=2N;(2)放入石块后浮力秤所受浮力F浮'=G总,那么m总=m排=ρ水V排=1g/cm3×20cm2×20cm=400g=,m石=m总-m秤=-=;(3)石块的密度ρ=m石V石=200g50cm3=4g/cm3。【拓展】浮力秤漂浮时F浮=G,故在酒精和水中所受浮力相等,由F浮=ρ液gV排,ρ酒精<ρ水可得,V排酒>V排水,浮力秤上的“0〞刻度线低于酒精液面;槽中酒精的体积V酒=V总-V排酒=50cm2×20cm-=750cm3,玻璃桶浸入酒精中的最大深度h
第7页
最大=V酒S酒=750cm3(50-20)cm2=25cm,m最大=ρ酒V排大=×20cm2×25cm=400g,故能测量的最大物体质量m物大=m最大-m秤=400g-200g=200g=。
(1) (2)
(3)大 DE 无关 (4)×103
解析 (1),,即金属块A的重力GA=。(2)结合表格信息,步骤B中金属块所受浮力F浮=GA-F拉=-=
。(3)B、C、D步骤测力计示数逐渐减小,可知金属块所受浮力随排开水的体积的增大而增大;步骤D、E两次测力计示数不变,由F浮=GA-F拉可得,物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关。(4)分析题图甲、乙可知,小烧杯与金属块B组成的整体均漂浮于水面,F浮=G杯+GB,故甲、乙两图中所受浮力相等,由F浮=ρ水gV排可知,两图中排开水的体积相等,V甲排=V乙排,得Sh1=Sh2+VB,那么金属块B的体积VB=Sh1-Sh2;丙图中小烧杯漂浮,F浮'=G杯=ρ水gSh3,可得金属块B的重力GB=ρ水gSh1-ρ水gSh3,那么金属块B的密度ρB=mBVB=ρ水S(h1-h3)S(h1-h2)=1×103kg/m3×(25cm-10cm)25cm-15cm=×103kg/m3。
【实验过程】②三 ④ ⑤ 大 【拓展应用】 20
解析 小工艺品浸没水中时,受到的重力、弹簧测力计的拉力和浮力共三个力的作用;利用称重法可求出小工艺品在水中所受浮力F浮=G1-F1=2N-=;由图可知,弹簧测力计的示数F2=;根据小工艺品在水中所受浮力F浮=ρ水gV排可求出小工艺品的体积V=V排=F浮/(ρ水g)=/(1×103kg/m3×10N/kg)=4×10-5m3,那么小工艺品的密度ρ=m/V=G1/(gV)=2N/(10N/kg×4×10-5m3)=×103kg/m3=;大工艺品在水中所受浮力F浮'=G2-F2=3N-=,大工艺品的体积V'=V排'=F浮'/(ρ水g)=/(1×103kg/m3×10N/kg)=8×10-5m3,大工艺品的密度ρ'=m'/V'=G2/(gV')=3N/(10N/kg×8×10-5m3)=×103kg/m3=,因大工艺品的密度小于小工艺品的密度,所以大工艺品是空心的,且合金的密度为ρ=。
假设大工艺品是实心的,那么V实=G2/(ρg)=3N/(5×103kg/m3×10N/kg)=6×10-5m3=60cm3,故空心局部的体积为V空=V'-V实=80cm3-60cm3=20cm3。