内容正文:
第十章 浮力
第4节 跨学科实践:制作微型密度计
1. (2024·无锡中考)制作简易的密度计,器材有:长度为20 cm的吸管一根、铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平.(g取10 N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0 cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10 g,能竖直漂浮在液体中.
①当将它放入密度为1.0 g/cm3的水中时,浸入的深度为H. 若放入密度为0.8 g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为 N,浸入的深度为 H.
0.1
1.25
1
2
②将它放入密度为0.8~1.2 g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度ρ液之间的关系应符合图乙中的 (选填“a”“b”或“c”).
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是: .
a
在管内适当增加铁屑使密度计重力增大
1
2
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30 g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没.放入水中,在密度计上标记出水面位置M,这时密度计排开水的体积为 cm3.从水中取出擦干后,放入待测盐水中,位置M比液面高2 cm.取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27 g,再放入水中,液面距离位置M为3 cm.则吸管的横截面积为 cm2,盐水的密度为 (结果保留2位小数)g/cm3.
30
1
1.07
1
2
2. (2024·深圳期末)小华同学参与了一项“制作简易密度计”的跨学科实践活动.他用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了一个简易密度计,称得其总质量为10 g.(g=10 N/kg,ρ水=1.0 g/cm3)
(1)将自制密度计依次放入水中,密度为1.1 g/cm3、1.2 g/cm3的食盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度A处应标示的密度值为 g/cm3.在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,他想了如下改进方案,其中可行的是 .
A. 换横截面更细的吸管制作密度计
B. 换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计
1.0
A
1
2
(2)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2.则F1 (选填“<”“=”或“>”)F2.忽略细铜丝的体积,盐水密度ρ盐水= (用ρ水、H、h表示).
=
1
2
(3)其他小组制作了a、b两个简易密度计(如图丁),分别放入水中时,水面恰好与a密度计最上面刻度线齐平,与b密度计最下面刻度线齐平.如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用 密度计(选填“a”或“b”).
b
1
2
$$