第10章 综合实践活动-【拔尖特训】2023-2024学年八年级下册物理（苏科版）

综合实践活动 ▶ “答案与解析”见P49 1. 小明和小红利用吸管、细铁丝和石蜡各制作 了一支简易密度计.小明的密度计的质量为 10g,放入液体中后漂浮在液面上,如图甲所 示,密度计受到的浮力为 N,排开的 液体的重力为 N.小红的密度计放 入液体中,沉到容器底,不便测量液体密度, 如图乙所示,请提出一种改进方法: .(g取10N/kg) (第1题) 答案讲解 2. ★(2023·株洲)取一根木棒,在它的 一端缠绕一些铜丝就做成了一支简 易密度计,将其分别放入甲、乙两个 盛有不同种类液体的烧杯中,它竖直立在液 体中的漂浮情况如图所示.设密度计在甲、乙 两个烧杯中所受的浮力分别为F甲 和F乙,两 个烧杯中液体的密度分别为ρ甲 和ρ乙,则 ( ) (第2题) A. F甲>F乙 B. F甲<F乙 C. ρ甲>ρ乙 D. ρ甲<ρ乙 3. 小明取一根装有适量配重的吸管,使其竖直 漂浮在水中,制成简易密度计.为了能够在吸 管上准确标注出不同液体密度所对应的刻 度,需要测的是 ( ) A. 吸管的总长度 B. 吸管浸入水中的深度 C. 容器中水的深度 D. 吸管露出水面的长度 4. 小明用吸管制作了一支简易密度计,如图所 示,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (增加/减少)吸管中铁丝的质量,改 进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管 浸入液体的深度分别为h1 和h2,则h1 h2.用它测量可乐的密度时,吸管上 “沾”上许多小气泡,测得的密度偏 . (第4题) 5. 小明利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材 料自制密度计. (1) 在制作密度计的过程中,需要一个盛放 液体的容器.现有250mL的量筒和400mL 的烧杯可供选择,则小明应选择 . (2) 小明将自制的密度计放入水中,发现密 度计不能直立漂浮,其原因可能是 . 改进实验后,小明将密度计放入水中,用刻度 尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,则吸 管浸入水中的深度h水= cm.小明 将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的 深度为9cm,则此液体的密度是 . (ρ水=1.0×103kg/m3) (3) 小明的同学也用吸管制作了密度计,他 发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小, 导致用此密度计测量液体密度时误差较大. 为此同学们提出了如下改进方案,其中可行 的是 (填字母). A. 换大的容器做实验 B. 换细的吸管制作密度计 C. 换稍长的吸管制作密度计 D. 适当减小密度计的配重 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 301 第十章　压强和浮力 答案讲解 6. (2023·苏州)综合实践活动课上, 小明用一根长约为20cm的圆柱形 吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作 了一支简易密度计.制作时,小明先将吸管两 端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再 用石蜡将该端口堵住;接着,将吸管置于水中 使其处于竖直漂浮状态(如图甲所示),用笔 在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量 出O 点至封口端的距离H,通过分析与计算, 在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、 1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值. 使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸 管壁上液面处的数值即为液体密度. (第6题) (1) O 位置处的刻度值为 g/cm3. (2) 吸管漂浮在其他液体中时(如图乙所 示),液面下方的深度h= (用ρ水、 ρ液、H 表示). (3) 管壁上标注的四个刻度值,相邻两刻度 值之间的距离 (相等/不相等). (4) 小明突发奇想,将制作好的密度计内的 铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他 没有变化(如图丙所示),他用这样“改装”后 的密度计测同一液体的密度,测量结果 (偏大/无变化/偏小). (5) 若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作 的密度计的精度将 . (第7题) 7. (2023·云南)科技制作活动中,小 明将金属夹夹在吸管一端使其密 封,制成简易密度计,如图所示.为 了给密度计标刻度,他将密度计分 别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管 露出液面的长度为d.密度计在水中时d 为 12cm,浮力大小为F1;在煤油中时d'为 10cm,浮力大小为F2,则F1 (>/=/ <)F2.若将密度计放入密度为1.25g/cm3 的液体中,则d″为 cm.(ρ水=1.0g/cm3, ρ煤油=0.8g/cm3) 8. 某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜 丝,制作了一支简易密度计A,如图甲所示. 将A 依次放入一系列密度已知的液体中,每 次当A 在液体中处于竖直漂浮状态时,在木 棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密 度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利 用收集的数据画出ρ-h 图像,如图乙中图线 ①所示.该同学继续选用了与A 完全相同的 木棒,并缠绕了不同质量的铜丝,制作简易密 度计B.将B 同样依次放入一系列密度已知 的液体中进行实验,得到图乙中图线②.他进 一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度 h和对应密度ρ的乘积不变.铜丝的体积可 以忽略,下列说法中,正确的是 ( ) (第8题) A. 上述实验中,密度计A 在不同液体中漂 浮时,浸入的深度h 越大,受到的浮力 越大 B. 密度计B 上越靠近铜丝的位置,其刻度 线对应的密度值越小 C. 密度计A 上缠绕铜丝的质量小于密度计 B 上缠绕铜丝的质量 D. 若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计A 上 ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度 线的间距 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 401 物理(苏科版)八年级下 F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N= 5N,由F浮=ρ液gV排 可知,B 排开 水 的 体 积 V1 = F1浮 ρ水g = 5N 1.0×103kg/m3×10N/kg = 5 × 10-4m3=500cm3,由V=Sh可知,B 浸入水中的深度h1= V1 S= 500cm3 50cm2 = 10cm.(2) 刚触发报警装置时圆柱对 压力传感器的压力为2N,此时B 受 到的浮力F2浮=GB+F2=7.5N+ 2N=9.5N,由F浮=ρ液gV排 可知,B 排 开 水 的 体 积 V2 = F2浮 ρ水g = 9.5N 1.0×103kg/m3×10N/kg =9.5× 10-4m3=950cm3,由V=Sh可知,B 浸入水中的深度h2= V2 S= 950cm3 50cm2 = 19cm.(3) 由刚触发报警装置时B 浸 入水中的深度和B 的高度可知,A 到 水面的距离hA=hB-h2=25cm- 19cm=6cm,警戒水位需要比原设计 低5cm时,A 到水面的距离hA'= hA+5cm=6m+5cm=11cm,则 BC 整体排开水的深度hBC=hC+ hB-hA'=hC+25cm-11cm=hC+ 14cm,BC 整体排开水的体积VBC= SBhBC=50cm2×(hC +14cm)= 50cm2·hC+700cm3,此时BC 整体 受到 的 浮 力F浮 =ρ水gVBC =1× 103kg/m3×10N/kg×(50×10-4m2· hC+700×10-6m3),BC 整体的体积 V=SB(hC+hB)=50cm2×(hC+ 25cm)=50cm2·hC+1250cm3,由 密度公式ρ= m V 和G=mg可知,BC整 体的重力 G=mg=ρBVg=0.6× 103kg/m3×10N/kg×(50×10-4m2· hC+1250×10-6m3),F浮=G+F2, 即1×103kg/m3×10N/kg×(50× 10-4m2·hC +700×10-6 m3)= 0.6×103kg/m3×10N/kg×(50× 10-4m2·hC+1250×10-6 m3)+ 2N,解得hC=12.5cm. 综合实践活动 1. 0.1 0.1 减轻配重(或使用横截 面积大一些的吸管;或增大水杯中液 体的深度) 2. D 方法归纳 密度计的工作原理 及其刻度特点 ① 密度计的制作是物体漂 浮条件的一个应用.用密度计测 量液体密度时,它受到的浮力总 等于它受到的重力,即浮力的大 小始终不变.② 由ρ液= G gV排 可 知,密度计的设计运用了“转换 法”,它是用可见的V排 来显示不 可见的ρ液.③ 因为ρ液 与V排 成 反比,即ρ液 与V排 之间不是一次 函数关系,所以密度计上的刻度 值上小下大,且刻度线不均匀,上 疏下密. 3. B 4. 增加 > 大 [解析]为使密度 计放入水中时能直立,应降低其重心, 为此应增加吸管中铁丝的质量.据物 体的漂浮条件和阿基米德原理可得 G=F浮=ρ液gSh,据题意有ρ水gSh1= ρ盐水gSh2, h1 h2= ρ盐水 ρ水 >1,h1>h2.用它 测量可乐的密度时,吸管上“沾”上许 多小气泡,则V排=V气泡+Sh3,V排 一 定,h3偏小,因为密度计上的刻度上 小下大,所以测得的密度偏大. 5. (1) 250mL的量筒 (2) 重心偏 上 7.2 800kg/m3 (3) B [解析](1) 为使制作的密度计能直立 漂浮在液体中,应选细高的量筒来盛 放液体.(2) 密度计不能直立漂浮在 水中,其原因可能是密度计下方的配 重较轻,密度计的重心较高.h水 = 18cm-10.8cm=7.2cm.设密度计 受到的重力为G,吸管的横截面积为 S,则据物体的漂浮条件知F水浮=G, F液浮=G,故F液浮=F水浮,据阿基米 德原理知ρ液gSh液=ρ水gSh水,ρ液= h水 h液 ·ρ水= 7.2cm 9cm ×1.0×10 3kg/m3= 800kg/m3.(3) h1液= G ρ1液gS ,h2液= G ρ2液gS ,Δh = h1液 - h2液 = G(ρ2液-ρ1液) gSρ1液ρ2液 ,由Δh 的表达式可知: 增大G 或减小S,可以增大Δh,故 选B. 6. (1) 1.0 (2) ρ水H ρ液 (3) 不相等 (4) 偏大 (5) 变高 [解析](1) 密 度计竖直漂浮在水中,水面位于图中 O 处,说明此时密度计在O 处显示的 密度值应该为水的密度,所以O 处应 标为1.0g/cm3.(2) 由题意知,密度 计漂 浮 在 水 面 上 时,V排水 =SH, F浮水 =G物,即 G物 =ρ水gV排水 = ρ水gSH,当密度计漂浮在密度为ρ液 的液体中时,V排液=Sh,F浮液=G物, 即 G物 =ρ液gV排液 =ρ液gSh,可 得 ρ液gSh=ρ水gSH,解 得 h= ρ水H ρ液 . (3) 由h=ρ 水H ρ液 可知,h和ρ液 是反比 例关系,刻度分布不均匀.(4) 小明把 吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管 的下端,再用这支密度计去测量液体 的密度,此时排开液体的体积不变,因 吸管排开液体的体积等于排开液体的 总体积减去铁丝的体积,所以吸管排 开液体的体积减小,会上浮一些,测得 的密度值偏大,即测出的同一液体的 密度值偏大.(5) 为了使测量结果更 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 94 准确,使密度计上两条刻度线之间的 距离大一些,需增加塞入吸管中铁丝 的质量,从而获得更大的重力,即浮力 更大,排开液体的体积更大,由V= Sh可知,S不变,即可使h变大,据此 精度将更高. 7. = 13.6 [解析]密度计分别放 入水和煤油中时,均竖直漂浮,物体漂 浮时,浮力等于物体的重力,则F1= F2.设吸管的横截面积为S,长度 为L,则在水中时受到的浮力F1= ρ水gS(L-d),在煤油中时受到的浮 力F2=ρ煤油gS(L-d'),由于F1= F2,则ρ水gS(L-d)=ρ煤油gS(L- d'),即1.0g/cm3×(L-12cm)= 0.8g/cm3×(L-10cm),解得L= 20cm.将 密 度 计 放 入 密 度 为 1.25g/cm3的液体中时,密度计还是漂 浮,浮力与在水中时相等,故ρ水gS(L- d)=ρ液gS(L-d″),即1.0g/cm3× (20cm-12cm)=1.25g/cm3× (20cm-d″),解得d″=13.6cm. 8. C [解析]据物体的漂浮条件可 知,密度计A 在不同液体中漂浮时所 受浮力的大小都等于其重力,故A错 误.由ρ= F浮 gV排= G gV排 可知,密度计B 上越靠近铜丝的位置,V排 越小,ρ越 大,故B错误.由图乙和题意可知,h 相同时,密度计A 所处液体的密度ρ 较小;据题意,A、B 所用木棒的质量 m木、横截面积S都相同;h相同时,由 G=F浮 =ρgSh 可知:GA <GB,由 m=Gg 可知:mA<mB,由m=m木+ m铜 可知:mA铜<mB铜,故C正确.对 于图线①,假设当液体密度分别为 ρ1、ρ2、ρ3时,密度计A 浸入液体中的 深度分别为h1、h2、h3,由题意可得, ρ3h3=ρ2h2=ρ1h1=k,所以ρ3 与 ρ2刻度线的间距h2-h3= k ρ2 -k ρ3 = ρ3-ρ2 ρ2ρ3 k,ρ2与ρ1刻度线的间距h1- h2= k ρ1 -k ρ2 =ρ2 -ρ1 ρ1ρ2 k,因为ρ3- ρ2=ρ2-ρ1,而ρ2ρ3>ρ1ρ2,故h2- h3<h1-h2,故D错误. 专题特训十二　压强和浮力的 　　　　　综合问题 1. < = > > [解析]完全相 同的圆台形实心铁块甲和乙置于圆柱 形容器A 和B 中,对容器底的压力 F=G.由于G甲=G乙,所以F压甲= F压乙,由题图知,S甲>S乙.据p= F S 得到p甲<p乙;圆台形实心铁块甲和 乙完全相同,将它们浸没在水中,排开 液体的体积相同,根据F浮=ρ水gV排 可知,甲、乙所受浮力的大小相等,即 F甲=F乙;当容器中注入相同质量的 水,很显然甲铁块浸在水中的体积较 大,甲容器中水的深度较大,根据 F浮=ρ水gV排 和液体压强的特点可以 判断:F甲'>F乙',pA'>pB'. 2. < = < ② [解析]设鸡蛋 的密度为ρ,重力为G.因为鸡蛋在甲 液体中悬浮,所以ρ甲=ρ ①,F甲= G ②,因为鸡蛋在乙液体中漂浮,所 以ρ乙 >ρ ③,F乙 =G ④,由① ③可知:ρ甲<ρ乙,由②④可知:F甲= F乙.装有甲、乙液体的圆柱形容器底 部受到的液体的压力分别为F甲底= G甲+F甲=G甲+G=ρ甲gV甲+G ⑤, F乙底=G乙+F乙=G乙+G=ρ乙gV乙+ G ⑥,因为ρ甲<ρ乙,V甲=V乙,所以 由 ⑤ ⑥ 可 知:F甲底 <F乙底;因 为 S甲底=S乙底,所以据 p= F S 可知: p甲<p乙.据物体的浮沉条件可知,若 想使鸡蛋在乙液体中下沉,可以在鸡 蛋体积不变的情况下,增大它的物重, 则方案①不可行,方案②可行;也可以 在鸡蛋不变的情况下,减小它受到的 浮力,则根据阿基米德原理可知,方案 ③不可行. 3. D [解析]甲容器对桌面的压力 F甲=G水+G容;因力的作用是相互 的,在乙容器中,水对木块施加的竖直 向上的浮力等于木块对水竖直向下的 压力,即F浮=F压;因为木块漂浮,所 以F浮=G木=G排,则乙容器对桌面 的压 力 F乙 =G水'+G木 +G容 = G水'+G排+G容,又因为G水=G水'+ G排,所以乙容器对桌面的压力等于甲 容器对桌面的压力;同理可知,丙容器 对桌面的压力等于甲容器对桌面的压 力.三个相同的容器底面积相同,根据 公式p= F S 可知,三个容器对水平桌 面的压强相同,故A、B、C错误,D正 确.故选D. 4. C [解析]甲和乙两个正方体的棱 长相同,则根据体积公式可知它们的 体积相等,两个正方体都浸没在同一 液体中,则它们排开液体的体积相等, 根据F浮=ρ液gV排 可知,甲受到的浮 力等于乙受到的浮力,故A错误;把 甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体 中悬浮,根据物体浮沉条件可知,甲和 乙的平均密度等于液体密度,而甲和 乙由不同材料制成,其密度不同,所以 甲的密度与液体的密度不相等,故B 错误;柱形容器中,容器底部受到的压 力大小等于容器内液体和物体的总重 力,如果将细线剪断,甲、乙再次静止 后,容器内液体和物体的总重力不变, 则容器底部受到的压力大小不变,故 C正确;根据题意可知,细线处于紧绷 状态,如果将细线剪断,甲、乙再次静 止后,甲将漂浮在液面上,那么甲和乙 排开液体的总体积变小,液体深度变 小,根据液体内部压强的特点可知,容 器底部受到液体的压强变小,故 D 错误. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 05