06.浮力法测量物体的密度 -【一战成名新中考】2025江西中考物理中考必考知识点专题特训
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内容正文:
浮力法测量物体的密度
1.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是(g取10N/kg,忽略水面的变化)( )
第1题图
A.圆柱体的高是5cm
B.圆柱体受到的重力是6N
C.圆柱体受到的最大浮力是4N
D.圆柱体的密度是1.5g/cm3
2.2024重庆马拉松于3月24日在南滨路海棠烟雨公园鸣枪起跑,有多名保本校老师参加了此次比赛。如图甲是某老师获得的本次比赛奖牌,它以“古巴渝十二景”的龙门皓月为主题,轮廓造型取自重庆市花山茶花。喜爱探索的小外同学找老师借来奖牌,想要测量奖牌的密度。
第2题图
(1)小外先找来天平,将其放在 台面上,将游码调零,然后将天平调平衡。当他把奖牌放在天平 盘后,将所有砝码加在另外一个盘中,并移动游码,发现砝码仍然不够,于是他改用弹簧测力计按图乙、丙所示的方式来测量奖牌的密度,在测量前,小外应将弹簧测力计 (选填“竖直”或“水平”)放置进行调零。
(2)由图乙可得奖牌所受重力为 3 N。将奖牌逐渐浸入水中,如图丙所示,通过计算可得奖牌的密度为 kg/m3。
(3)若把奖牌浸没在水中时触碰到了容器底部,所测奖牌密度将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
3.物理小组的同学们用天平和量筒进行测量蜡块密度的实验。
第3题图
(1)把天平放在水平桌面上,游码拨至 处,发现指针如图甲所示。则接下来的操作应是 ,使指针指在分度盘的中央。
(2)将蜡块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的情况如图乙所示,则蜡块的质量是 g。
(3)在量筒中装入适量的水,再用细针压着蜡块,使蜡块浸没在水中,两次量筒中的液面位置如图丙所示,则蜡块的体积是 cm3,密度是 kg/m3。
(4)实验完毕后,在交流评估时,同学们发现只用量筒、适量的水和细针,不用天平也测出了蜡块的密度。请你帮他们将下列测量步骤补充完整(测量的物理量需用字母表达):
①在量筒中装入适量的水,记录此时水的体积V0;
② ;
③用细针缓慢地把蜡块压入水中,使之完全浸没,记录此时量筒中水的体积V1;
④蜡块密度的表达式:ρ蜡= 。(用测量的物理量和已知量的符号表示,水的密度为ρ水)
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参考答案
1.C 【解析】忽略水面的变化,由图乙可知,圆柱体从h1=2cm开始露出水面到h2=5cm完全离开水面,则圆柱体的高为h2﹣h1=5cm﹣2cm=3cm,故A错误;由图乙可知,当h>5cm时,弹簧测力计的示数为10N不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力G=F=10N,故B错误;由图乙可知,当h<2cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为F′=6N不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,则圆柱体受到的最大浮力F浮=G﹣F′=10N﹣6N=4N,故C正确;因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积V=V排4×10﹣4m3,由G=mg可得,圆柱体的质量m1kg,则圆柱体密度ρ2.5×103kg/m3=2.5g/cm3,故④错误;即C正确。故选C。
2.(1)水平 左 竖直 (2)3 7.5×103 (3)偏小
【解析】(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图乙的示数为3N,此时重力等于拉力;如图丙所示,当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为:2.6N,所以奖牌所受浮力为:F浮=G﹣F拉=3N﹣2.6N=0.4N;由阿基米德原理得物体的体积;物体的质量为:0.3kg;所以物体的密度为:;(3)奖牌浸没在水中时触碰到了容器底部,根据公式:F浮=G﹣F拉可知此时会导致浮力偏大,计算出的体积偏大,最终计算的密度偏小。
3.(1)零刻度线 向右移动平衡螺母 (2)18.2 (3)20 0.91×103 (4)
【解析】(4)在量筒中装入适量的水,记录此时水的体积V0;将蜡块放入量筒中,使蜡块漂浮在水面上,读出量筒的示数为V2;则蜡块受到的浮力F浮=G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(V2﹣V0)g,蜡块漂浮,则G蜡=F浮=ρ水(V2﹣V0)g,所以蜡块的质量m蜡ρ水(V2﹣V0)。蜡块的体积V蜡=V1-V0,则蜡块的密度ρ蜡==.
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