专项素养综合全练(九)　利用浮力测密度课件-2024-2025学年京改版物理八年级全一册

专项素养综合全练(九)　 利用浮力测密度 初中物理 1.(新课标·科学推理)(2023北京顺义仁和中学一模)在测量某 种液体的密度时,选用弹簧测力计、细线、物体A、圆柱形 容器和水按照图甲、乙、丙所示依次进行实验。弹簧测力 计的三次测量示数分别为F1、 F 2、 F 3,水的密度用ρ水表示,待 测液体的密度用ρ表示,则下列ρ的表达式中正确的是 (    　) 甲 乙 丙 A.ρ= ρ水　    B.ρ= ρ水 C.ρ= ρ水　    D.ρ= ρ水 C 初中物理 解析　物体A浸没在水中受到的浮力F浮水=F1-F2,A的体积V= V排= = ,物体A浸没在液体中受到的浮力F浮液=F1-F3, 物体A分别浸没在水和液体中,则物体A排开液体的体积等于 排开水的体积,即V排液=V排= = ,待测液体的密度ρ=  = = ρ水,故C正确。故选C。 初中物理 2.(新考向·创新实验)(2023北京清华附中上地学校模拟改编) 小明想利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步 骤如下:   甲 乙 丙 丁 初中物理 ①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲; ②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为12 mL,如图乙; ③将烧杯中12 mL水倒掉,从水中取出金属块,并将溢水杯的 水加满,如图丙; ④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时 溢出水的体积为36 mL,如图丁。则被测金属块的密度 是　      kg/m3。 3×103 初中物理 解析　将金属块浸没在盛满水的溢水杯中时,溢出了12 mL 水,可知金属块体积为12 cm3。将金属块从水中取出,再将溢 水杯的水加满,然后将金属块放入小筒中,又溢出了36 mL的 水,说明将金属块放入浮在水面上的小筒中,排开水的体积 V排=36 mL=36 cm3,则金属块的质量为m金= = = = 1 g/cm3×36 cm3=36 g,金属块的密度为ρ金= = =3 g/cm3= 3×103 kg/m3。 初中物理 3.(2022湖南湘潭中考改编)某实验小组测量矿石的密度。   实验小组发现用量筒和空瓶也可以测出该矿石的密度。 ①将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面位置为V1,如 图甲所示; 初中物理 ②将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为V2,如图乙所示; ③将小矿石从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面位置为V3,如 图丙所示。 由图甲、乙可得矿石的质量m=　　 　    ,由图甲、丙可得 该矿石的体积,则该矿石的密度ρ=　　　    。(两空均用已知 量的字母表示,ρ水已知)   ρ水(V2-V1) 初中物理 解析　将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面位置为 V1;将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为V2;瓶和矿石处于漂 浮状态,根据物体漂浮和阿基米德原理可知,漂浮时物体受到 的浮力等于自身的重力,乙中比甲中多排开的水的重力等于 矿石的重力,所以矿石的重力为G=ΔF浮=ρ水g(V2-V1),则矿石的 质量为m= =ρ水(V2-V1);将矿石从瓶中取出放入量筒内,稳定 后水面位置为V3,则矿石的体积为V石=V3-V1,该矿石的密度为 ρ= = 。 初中物理 4.小明自制土密度计并测定盐水的密度。 实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测 盐水。 实验步骤: ①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计; ②用刻度尺测出竹筷的长度L; ③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度 尺测出液面以上竹筷的长度h1(如图所示); ④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 初中物理 请根据上述实验步骤回答下列问题。 (1)将实验步骤④补充完整:　　　　　　　; (2)竹筷一端缠上铅丝,是为了　 　　　　　　　　　　　   ; 见解析 使土密度计能够竖直漂浮在液体中 (3)土密度计是利用　　　　　    原理工作的。被测液体的 密度越大,土密度计排开液体的体积　　　    (选填“越小” 或“越大”); (4)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=　　　    。(不计铅丝体积, 用ρ水表示水的密度) 阿基米德 越小 ρ水 初中物理 解析　(1)把土密度计放入盛有待测盐水的烧杯中,静止后用 刻度尺测出液面以上竹筷的长度h2;(2)铅丝的密度比较大,在 液体中能够浸没,并且密度计重心越低越稳定,所以竹筷一端 缠上铅丝能够使土密度计竖直漂浮在液体中;(3)土密度计在 液体中处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,浮力与重力 相等,因此土密度计在水中与在盐水中所受的浮力相等,由F浮= ρ液gV排可知,液体密度越大,V排会越小。(4)土密度计在水中时 F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1),在盐水中时F浮'=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L-h2),因为浮力相等F浮=F浮',所以ρ水gS(L-h1)=ρ盐水gS(L-h2),即ρ盐水= ρ水。 初中物理 5.(2023吉林长春中考改编)物理实践小组设计了一个测量固 体密度的方案(仅用于不吸水、不溶于水的固体)。如图甲 所示,将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭 筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中,大容器的横截 面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒 对应水面位置标记“0”,在大容器的水面位置标出初始水 位线。 初中物理 (1)为使圆筒静止后竖直漂浮在水面,在沙粒、泡沫粒中应选 择　　　    作为圆筒的配重颗粒。 (2)将待测金属块用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线 的质量、体积忽略不计,金属块始终不触底)如图乙所示,与图 甲相比圆筒所受的浮力　　　    (选填“变大”“不变”或 “变小”)。分别测出圆筒静止后水面到“0”点和到初始水 位线的距离h1和h2,则该金属块的密度表达式为ρ金属=　 　　     (用h1、h2和ρ水表示)。 沙粒 变大 ρ水 初中物理 解析　(1)要使圆筒静止后竖直漂浮在水面,应选择质量较大 的物体放到圆筒中,相同体积的沙粒和泡沫粒相比,沙粒的质 量较大,选择沙粒作为圆筒的配重颗粒。(2)将待测金属块用 细线挂在圆筒下方,放入水中静止后,总重力增大,处于漂浮 状态,浮力等于重力,浮力增大,与图甲相比圆筒所受的浮力 变大;设图甲中圆筒浸入水中的深度为h,圆筒的横截面积 为S,原来水位为H,大容器的横截面积S容=5S,根据金属块用细 线挂在圆筒下方前后,容器内的水体积不变可知5SH-Sh=5S (H+h2)-V金-S(h+h1),金属块的体积为V金=5Sh2-Sh1,原来圆筒处 初中物理 于漂浮状态,浮力等于重力,即G筒=F浮=ρ水gSh①,将金属块和 圆筒看成整体,处于漂浮状态,浮力等于重力,即G筒+G金=F浮总= ρ水gS(h+h1)+ρ水gV金②,②-①得到G金=ρ水gSh1+ρ水gV金,将金属块 的体积代入得G金=ρ水gSh1+ρ水g(5Sh2-Sh1)=5ρ水gSh2,金属块的 密度ρ金属= = = = ρ水。 初中物理 6.(新考法·分析论证)(2023北京东城二模)小东找到一块橡皮泥,想测出它的密度,进行了如下操作。 ①向量筒中倒入适量的水,读出此时量筒中水面所对应的示 数V1; ②将橡皮泥捏成小碗状,使其漂浮在量筒的水面上,读出此时 量筒中水面所对应的示数V2; ③将橡皮泥沉入水底,读出此时量筒中水面所对应的示数V3。 已知水的密度为ρ水,根据以上操作记录的数据,推导出橡皮泥的密度ρ泥的表达式。(用V1、V2、V3、ρ水表示,并写出推导过程) 初中物理 解析　向量筒中倒入适量的水,读出此时量筒中水面所对应 的示数V1,将橡皮泥沉入水底,读出此时量筒中水面所对应的 示数V3,可知橡皮泥体积V=V3-V1,将橡皮泥捏成小碗状,使其 漂浮在量筒的水面上,读出此时量筒中水面所对应的示数V2, 排开水的体积V排=V2-V1,由阿基米德原理可知浮力F浮=G排=ρ水 gV排=ρ水g(V2-V1),橡皮泥处于漂浮状态时,它的重力G=F浮=ρ水g (V2-V1),橡皮泥密度ρ泥= = = = 。 初中物理 7.(新考法·设计实验)(新独家原创)冬天,小名在脱掉厚重外套 的时候,一枚纽扣掉在地上,小名捡起纽扣,用手掂了掂,感觉有点“沉”,他估计这枚纽扣是用铜制成的,为了验证他的猜测, 他到实验室进行了测量。 实验室老师为他提供了弹簧测力计、带砝码的天平、小烧 杯、细线和足够的水,请你帮他选择器材进行测量。 (1)写出实验步骤; (2)写出纽扣密度的表达式。(已知水的密度为ρ水) 初中物理 答案　(1)见解析　(2)ρ=  解析　(1)实验步骤:①调节天平平衡,用天平测出纽扣的质 量m1;②小烧杯中装有适量的水,用天平测出总质量m2;③用 细线系住纽扣,手提细线将纽扣轻轻放入烧杯的水中,纽扣不 触底不触壁,待天平平衡时读出总质量m3;④用计算出的密度 值与密度表中铜的密度比对,确定是否是用铜制作的。(2)由 (1)中②③可知,纽扣受到的浮力是F浮=m3g-m2g,纽扣的体积是 V= = ,纽扣的密度是ρ= = 。 初中物理 谢谢观看 初中物理 $$