专题07(押16-18题)质量与密度、压强、浮力实验-备战2025年中考物理临考题号押题(广东省卷专用)
2025-05-20
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 质量和密度,压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.15 MB |
| 发布时间 | 2025-05-20 |
| 更新时间 | 2025-05-20 |
| 作者 | 台阶物理精品小铺 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52201771.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题07(押16-18题)质量与密度、压强、浮力实验
押题探究
今年广东省卷中考对基础题目简化,实验题强化,情景化命题,考查学生对物理知识点的灵活应用。在中考物理中,实验题是考生拉开差距的题型,本专题以广东省卷历年中考真题为母题题源,紧握中考高频考点,以广东各地模拟题为子题题源,知识点覆盖全面题型紧扣考纲。质量与密度、压强、浮力是近年中考实验题的高频高点,要求考生在生活实际中运用所学知识解决实际问题,考有所依,学有所用。将素质教育落到实处。
真题回顾
1.(2024·广东·中考真题)小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的 处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为 g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为 。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置 ,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为 。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果 (选填“有”或“无”)影响,原因是 。
【答案】 零刻度线 44 1.1 M2 1.05 无 取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置M2时已经将被带走的凉茶补齐了
【详解】(1)[1]在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,这是天平使用前的必要步骤,以确保测量的准确性。然后,通过调节平衡螺母,使天平的横梁在水平位置平衡,为后续的测量做好准备。
(2)[2]根据图示的天平读数,我们可以知道右盘中的砝码总质量为
20g+20g=40g标尺上游码的示数为4g。因此,李子的质量m为砝码总质量与游码示数之和,即
m=40g+4g=44g[3]已知李子的体积V=40cm3,根据密度公式,我们可以计算出李子的密度为
(3)[4][5]在测量凉茶密度的实验中,我们需要确保在取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2。这样,我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量,进而利用李子的体积(即被排开凉茶的体积)来求出凉茶的密度。
具体计算如下:首先,根据图示我们可以知道,加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为282g,而最初凉茶和烧杯的总质量为240g。因此,被李子排开的凉茶的质量为
m排=282g−240g=42g由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即
V排=V李=40cm3因此,凉茶的密度ρ茶可以通过公式计算得出,即
[6][7]关于实验误差的分析,从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2,就可以准确地求出凉茶的密度。
2.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
【答案】 量程 竖直 见详解 变大 不变 不同 酒精
【详解】(1)[1][2]使用弹簧测力计前,应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值;调零时,应该在竖直方向下拉动弹簧测力计,防止卡壳。
(2)[3]由甲图可得,物块重力G=1.0N,当物块慢慢浸入水中时,在竖直方向上只受竖直向上的拉力,浮力和竖直向下的重力作用,即
当浸入水中深度为2cm时,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则浮力为
同理,当深度为4cm和6cm时,浮力分别为0.4N和0.6N;当物块完全浸入水中后,根据
随着浸入水中的深度增加,排开水的体积保持不变,所以浮力大小保持不变,如图所示
(3)[4]分析图像可知,物块浸没前,根据
深度h增加,物块排开水的体积增加,浮力变大。
[5]物块浸没后,根据
深度h增加,物块排开水的体积等于物块的体积,此时排开水的体积保持不变,浮力大小不变。
(4)[6]若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,物块的高度和体积不变,但物块在浸入水中的过程中,排开水的体积增加的速率变小,最后浸没水中时浮力依然会保持不变,故两次实验所得的F浮随h变化的图像会不相同。
(5)[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,只需要增加密度不等于水的液体,重复上述实验,形成对比数据。
3.(2020·广东·中考真题)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整):
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2;
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面 ,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水,表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V= ;
(2)小玻璃珠的总质量为m= ;
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ= ;
(4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施: (示例:在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)。
【答案】 相平 换用分度值更小的量筒
【详解】④[1]如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
(1)[2]小玻璃珠的总体积为
(2)[3]图丙与图丁中量筒所测的体积差值即为丁图碗中水的体积
小玻璃珠的总质量与丁图碗中的水质量相同,即为
(3)[4]小玻璃珠密度的表达式为
(4)[5]换用分度值更小的量筒,可提高测量精度。
押题冲关
1.(2025·广东深圳·二模)密度计是一种用于测量液体密度的仪器,广泛应用于工业、实验室和日常生活中。小荔同学参与了一项“制作简易密度计”的跨学科实践活动,他用一根长约20cm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10g。
【活动目的】利用材料学知识和阿基米德原理,完成密度计的设计及合理使用;
【活动方案】
(一)结合材料学等知识,为密度计设计合理的结构
(1)制作时,先把吸管两端剪平,用石蜡把端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低 。若铜丝距离水面约为10厘米,则铜丝受到的水的压强约为 pa,此时若工具整体重20克,则吸管的横截面积约为 ;
(2)将自制密度计分别放入水、密度为1.1g/cm³、1.2g/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.换更大的容器盛放液体做实验;
B.换横截面更细的吸管制作密度计;
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计。
(二)结合浮力等知识,合理选用并正确使用密度计
(3)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在盐水中(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 F2(选填“<”、“=”或“>”)。忽略细铜丝的体积,盐水密度ρ盐水= (用ρ水、H、h表示);
(4)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”);
(5)另一小组自制密度计如图戊所示,其刻度部分的D、E两点分别是最上面和最下面的刻度位置,这个密度计的测量范围是1.0g/cm³~1.6g/cm³,把这个密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在D、E的中点F处,则这种液体的密度是 g/cm³(计算结果保留一位小数);
【活动拓展】
(6)由之前活动探究可知密度计的刻度不均匀,请从密度计制作或选用的角度谈谈如何规避刻度不均匀带来的问题: 。
【答案】(1) 重心 1000 2cm2
(2) 1.0g/cm3 B
(3) =
(4)b
(5)1.2
(6)见解析
【详解】(1)[1]如图,制作简易密度计时,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低整个密度计的重心,使其能竖直漂浮在液体中。
[2]铜丝距离水面约为10厘米,则铜丝受到的水的压强约
[3]该简易密度计的总质量为m=20g,则该密度计的重力为
由于该密度计漂浮,则受到的浮力
密度计排开水的体积
则吸管的横截面积
(2)[1]根据可知,密度计在使用时处于漂浮,则浮力都等于重力不变,则液体密度越小,排开液体体积越大;如图,当液面齐平刻度A处时,排开液体的体积最大,故液体的密度最小,可以判断出此时的液体是水,水的密度是1.0g/cm3,所以刻度A处应标示的密度值为1.0g/cm3。
[2]在保证密度计总质量不变的前提下,质量不变则重力不变,浮力也就不变,浮力不变、液体密度不变,则排开液体的体积不变;为提高测量精度,在排开液体的体积不变的情况下,可以换横截面更细的吸管制作密度计,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1]同一密度计的重力相等,只要该密度计是漂浮在液体中,密度计受到的浮力大小都等于自身重力的,所以。
[2]因为是同一密度计,所以密度计受到的浮力,设密度计横截面积为S,即,
则盐水密度
(4)密度计在使用过程中,浸入的体积越大,即排开液体的体积越大,则所测液体密度越小,故密度计的刻度是越往上,示数越小,如图丁,两支密度计都放在水里,水面恰好与a密度计最上面刻度线齐平,说明a的最小刻度是1g/cm3,水面恰好与b密度计最下面刻度线齐平,说明b的最大刻度是1g/cm3,要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用b密度计。
(5)如图戊所示,刻度D对应的值是1.0g/cm3,刻度E对应的值是1.6g/cm3;设该密度计横截面积是S,密度计底端到刻度线D的高度为h1,密度计底端到刻度线E的高度为h2;因为密度计始终是漂浮在液体中,所以密度计受到的浮力相等,即有
代入数据后可得
在D、E的中点的是F,则密度计底端到刻度线F的高度为
又因为,所以当液面的位置恰好在D、E的中点F处,则这种液体的密度是
(6)由探究活动可知,密度计的刻度不均匀,可以通过改变密度计的形状,即通过调整密度计杆的粗细,使其随着液体密度的不同均匀下沉。
2.(2025·广东珠海·一模)小明想测量金属块的密度:
(1)他将天平放在水平台上,游码归零后,发现指针的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,才能使天平平衡。用调好的天平测金属块质量,天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,金属块质量为 g;
(2)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内,水面如图丙所示,则金属块体积为 ,计算出金属块密度 ;
(3)实验中所用细线会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)若将金属块放入水中时不小心溅了几滴出去,导致所测密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)小明在上面实验基础上,利用弹簧测力计和该金属块,测出图丁烧杯中盐水的密度,他用弹簧测力计吊着金属块测出金属块重力,把金属块浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数,则盐水密度 (用物理量符号表示)。
【答案】(1) 右 48.4
(2) 20
(3)偏小
(4)偏大
(5)
【详解】(1)[1]如图甲所示,指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,说明左端重,应将平衡螺母向右调节,使指针对准分度盘中央的刻度线,直到横梁在水平位置平衡。
[2]由图乙可知,天平的分度值为0.2g,游码对应的刻度值为3.4g,所以金属块的质量为
(2)[1]如图丙所示,量筒的分度值为2mL,已知量筒中原有水的体积为,金属块浸没后,所以金属块的体积为
[2]根据密度公式可得,金属块的密度为
(3)实验中所用细线会排开一部分水,导致所测金属块的体积偏大,根据可知所测的密度值偏小。
(4)将金属块放入水中时不小心溅了几滴出去,导致后来读数偏小,所测金属块的体积偏小,计算出来的金属块密度偏大。
(5)由,可知金属块的体积为
金属块所受的浮力为
金属块浸没在盐水中排开盐水的体积等于金属块的体积为;根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
3.(2025·广东珠海·一模)小艾同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。()
(1)如图A所示,物体的重力为 N;
(2)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论;同种液体中,物体受到的浮力大小与 有关;
(3)通过比较步骤A、D、E得知浮力大小与浸没在液体中的深度 ;
(4)通过比较步骤A、B、F, (选填“可以”或“不可以”)得出浮力大小与液体密度有关;
(5)仔细分析实验数据知物体体积为 ;图F中弹簧测力计示数是 N。
【答案】(1)4.0
(2)物体排开液体的体积
(3)无关
(4)不可以
(5) 100 3.2
【详解】(1)如图A所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.0N,物体的重力为4.0N。
(2)分析实验步骤A、B、C、D,随着物体排开液体的体积增大,测力计的示数减小,物体所受浮力增大,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)分析实验步骤A、D、E,物体排开液体的体积不变,深度不同,测力计的示数相同,根据称重法可知,物体所受的浮力大小相等,所以得知,浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(4)为了探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法,应该控制排开液体的体积相同,而液体的密度不同,而A、B、F排开液体的体积和液体的密度都不同,所以不可以得出浮力大小与液体密度有关。
(5)[1]根据称重法和A、D可得,物体浸没在水中时受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物体的体积为
[2]物体浸没在酒精中所受的浮力为
根据称重法知,物体浸没在酒精中时弹簧测力计的示数为
4.(2025·广东广州·一模)小明设计实验测量实心小球A的密度,器材如图:
(1)完善以下实验步骤:
①将空烧杯放上电子秤,测出空烧杯的质量为;将空烧杯放在溢水口下;
②将盐水倒入溢水杯中,并刚好装满至不再溢出,将小球A轻放入溢水杯中;
③
A受到的浮力 (根据测量的物理量写表达式,重力与质量之比为g)
(2)已知,
①若将A完全浸没在盐水和酒精中,A受浮力依次分别为、,则 ;
②A分别轻放入盐水和酒精中静止,测得排开盐水的质量为,排开酒精的质量为,则A在盐水中静止时的状态为 (选填“漂浮”“悬浮”“沉在底部”)。
③用(2)中的字母写出A的密度表达式 ,写出推导过程。
【答案】(1) 用天平测出烧杯和溢出水的总质量
(2) 1.5 漂浮
【详解】(1)③[1][2]由题意可知,第三步应该用天平测出烧杯和溢出水的总质量,用烧杯接住溢出来的水,小球受到的浮力等于排开液体的重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,故小球受到的浮力为
(2)①根据阿基米德原理可知,将A完全浸没在盐水和酒精中,A受浮力依次分别为
②小球A排开盐水的体积为
小球A排开酒精的体积为为
若小球A在两种液体中均浸没,则小球排开液体的体积均等于小球的体积,由上述计算可知不相等,故不是全部浸没在液体中,可知小球A漂浮在盐水中。若小球A悬浮在酒精中,则小球A在酒精中受到的浮力
小球A受到的浮力等于小球的重力,则漂浮在盐水中时,小球的浮力也等于自身重力,所受浮力为0.32N,然而小球在A盐水中受到的浮力
因此小球不可能悬浮在酒精中,而是沉在酒精底部。综上可知,小球漂浮在盐水中,在酒精中沉在底部。
③漂浮在盐水中则小球受到的浮力等于小球的重力,
由①可知,
此时球的体积等于排开酒精的体积,即为
根据密度公式可知,
5.(2025·广东梅州·二模)学习了浮力知识后,小明利用电子秤和已知密度为的小木块来测量一未知液体的密度,如图所示。实验步骤如下:
①如图甲所示,在容器内装入适量的该未知液体,记下此时电子秤的示数为m1;
②如图乙所示,将小木块轻轻放入该液体中,木块漂浮,记下此时电子秤的示数为m2;
③如图丙所示,用细针将小木块压入该液体中完全浸入,记下此时电子秤的示数为m2。实验中液体均未溢出,完成下列填空:(用m1、m2、m3、表示)
(1)小木块的质量m= 。
(2)小木块的体积
(3)小木块浸没在该液体中时,排开液体的质量= 。
(4)该未知液体的密度= 。
(5)实验结束后,小明发现木块会吸收液体,为了减小木块吸收液体带来的误差,请你结合小明的实验方案,提出一种改进方法: 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)在木块表面裹一层体积不计的塑料薄膜
【详解】(1)小木块的质量
(2)由得,小木块的体积
(3)小木块浸没在液体中,排开的水的质量为
(4)此时小木块的体积等于排开的液体的体积,即
该未知液体的密度
(5)为了减小木块吸收液体带来的误差,可以在木块表面裹一层体积不计的塑料薄膜,防止木块吸收液体。
6.(2025·广东中山·二模)某同学探究影响浮力大小的因素,其操作如图所示。
(1)图B中,物体受到的重力是 N,浮力是 N;
(2)由A、B、C图可得出浮力与 有关;
(3)由A、E、F图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关; 由实验可知 (“水”或“液体b”)的密度大;
(4)A图中物体的密度是 。
【答案】(1) 4 0.5
(2)排开液体的体积
(3) 液体的密度 水
(4)
【详解】(1)[1]由图A知,弹簧测力计的示数为4N,则物体的重力为4N。
[2]图B中,物体浸入水中,测力计的示数为3.5N,据称重法知,物体所受的浮力
(2)由图A、B和C知,物体浸入水中排开水的体积不同,测力计的示数也不同,即所受的浮力不同,所以浮力与物体排开液体的体积有关。
(3)[1]图A、E和F中,物体浸没在水和密度与水不同的液体b的同一深度,测力计的示数不同,所受的浮力不同,所以物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
[2]浸没水和液体b中,排开水和液体b的体积相同,在水中测力计的示数更小,据称重法知,在水中受到的浮力更大,据阿基米德原理知,水的密度更大。
(4)由图F知,物体浸没水中,所受的浮力
排开水的体积等于自身的体积,则物体的体积
物体的质量
物体的密度
7.(2025·广东中山·二模)小明在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图1所示,部分数据记录如下表所示:
实验步骤
乙
丙
丁
戊
己
弹簧测力计示数/N
3.8
2.8
2.8
2.6
1.4
(1)步骤甲中测出物体的重力为 N。在弹簧测力计使用前,应在 方向上调零;
(2)分析步骤甲,丙,丁的数据,可知浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”):分析 3个步骤的数据,可知浮力的大小跟液体的密度有关,且液体密度越大,浸没在液体中的物体所受浮力越大;
(3)步骤己中,小明将物体切去一部分后浸没在水中,读出弹簧测力计的示数并与步骤丁的数据进行对比,得出结论:浮力的大小跟物体自身的形状有关。你认为这个结论是否正确,并说明理由: ;
(4)完成上述实验后,小明又利用如图2所示的装置来测量实验中所用物体的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1(如图甲);
②将物体放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2(如图乙);
③ ,用刻度尺测得水面高度为h3;
④物体的密度物= (用水,h1、h2、h3表示)。
【答案】(1) 4.8 竖直
(2) 无关 甲丁戊
(3)没有控制排开液体体积不变(或没有控制变量)
(4) 将物体块取出,放到水槽内
【详解】(1)[1]由甲图知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.8N,物体的重力G=4.8N
[2]实验中需要测量竖直方向的重力和拉力,在弹簧测力计使用前,应在竖直方向上调零。
(2)[1]分析步骤甲、丙、丁的数据,物体浸没在水中的深度不同,但浮力相同,可知浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
[2]分析步骤甲、丁、戊的数据,物体浸没在不同液体中,液体的密度不同,浮力不同,可知浮力的大小跟液体的密度有关,且液体密度越大,浸没在液体中的物体所受浮力越大。
(3)步骤己中,小华将物体切去一部分后浸没在水中,物体排开水的体积变小,浮力变小,读出弹簧测力计的示数并与步骤丁的数据进行对比,得出结论:浮力的大小跟物体自身的形状有关,这是错误的,因为物体排开水的体积发生了变化,没有控制排开水的体积相同。
(4)[1][2]烧杯前后都是漂浮在水面,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于物体重力,两图中浮力的变化量
所以物体的重力为
将烧杯内的物体拿出直接放入水中,用刻度尺测得水面高度为h3,则物体的体积为
则物体的密度为
8.(2025·广东广州·一模)小明利用如图所示的装置测量烧杯中液体的密度。实验步骤如下:
①用细线绑住一个体积为V的小球,挂在弹簧测力计下,当小球静止时读出测力计的示数为G;
②往烧杯中倒入适量的待测液体,用弹簧测力计拉着小球浸没在液体中,当小球静止时读出测力计的示数为F;
现有A、B、C三个小球,相关信息如下表。
球
A
B
C
体积
重力
约4N
约4N
约8N
在待测液体静止时的状态
漂浮
沉底
沉底
(1)根据表中信息,可以判断A球的密度 (选填“大于”“等于”“小于”)烧杯中液体的密度;
(2)你会选择 (选填“A”“B”“C”)球用于实验,不选择其它两个小球的原因是 ;
(3)小球浸没在待测液体中受到的浮力 ,液体密度的表达式 (用实验步骤中出现的物理量符号和重力常数g表示)。
【答案】(1)小于
(2) B 见解析
(3) G-F
【详解】(1)根据物体的浮沉条件,当物体在液体中漂浮时,物体的密度小于液体的密度。A 球在待测液体中漂浮,所以ρA<ρ液。
(2)[1][2]因为A球漂浮在液体中,其排开液体的体积小于其自身的体积,故无法用公式计算出液体的密度;而C球因为重力约为8N,超过了弹簧测力计的测量范围,所以无法准确测量出重力,所以选择B球进行实验。
(3)[1]由称重法可得小球受到的浮力F浮=G-F。
[2]因为小球浸没在液体中,所以小球排开液体的体积等于小球的体积,所以
9.(2025·广东广州·一模)小王利用如图1所示的仪器进行实验。弹簧测力计的读数均为指针稳定后的示数。
(1)由图1可得,物块浸没在甲液体中所受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其浸没在乙液体中所受到的浮力;
(2)甲液体的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的密度;
(3)若乙液体的密度为,则物块的体积为 ;(取)
(4)如图2所示的三幅图像中,能表示浮力大小与物块浸入液体深度的关系的是 ;能表示容器底部所受液体的压力大小与物块浸入液体深度的关系的是 。(均填字母)
【答案】(1)小于
(2)小于
(3)
(4) C B
【详解】(1)由图可知物体的重力G=4N
由图甲可知物体浸没在甲液体中时弹簧测力计的示数为2N,则物体浸没在甲液体中时受到的浮力为
同理可得,物体浸没在乙液体中时受到的浮力为
故物块浸没在甲液体中所受到的浮力小于其浸没在乙液体中所受到的浮力。
(2)浸没时排开液体的体积等于物体的体积,根据可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。
(3)根据可知得物体的体积
(4)[1][2]在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大,物体完全浸没后,深度变大,物体排开液体的体积不变,浮力不变,故能表示浮力大小与物块浸入液体深度h的关系的是C;不放物体时,液体对容器底有一定的压力,放入物体后,h变大,物体排开液体的体积越大,液体对容器底的压力变大,物体浸没后,物体排开液体的体积不变,液体对容器底的压力不再变化,故B符合题意。
10.(2025·广东清远·一模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,某实验小组进行了如题图所示的实验。
(1)让金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积 ,观察到弹簧测力计的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”);进一步分析图B到D可得:物体所受的浮力大小与 有关;
(2)比较 三次实验,可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
(3)完成上面实验后,往E中加入适量的水,会观察到弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明觉得浮力的大小可能与物体的形状有关,为了验证猜想,小明下一步的操作应该是 。
【答案】(1) 变大 变小 物体排开液体的体积
(2)A、D、E
(3)变大
(4)见解析
【详解】(1)[1][2][3]据图可知,金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积变大,此时弹簧测力计的示数变小。根据称重法测浮力可得,物体受到的浮力变大,进一步分析图B到D可得,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体的密度的关系,需要控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度。因此比较A、D、E三次实验。
(3)往E中加入适量的水,液体的密度逐渐变小,物体排开液体的体积不变,则物体受到的浮力变小,根据称重法测浮力可得,弹簧测力计的示数会变大。
(4)要探究浮力的大小与物体形状的关系,需要控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,因此用相同质量的橡皮泥,捏成不同形状,分别浸没在同种液体中,测量并比较弹簧测力计的示数。
11.(2024·广东东莞·三模)小青在实验室利用不会吸水的橡皮泥、弹簧测力计、烧杯、水和细线等物品,进行了如图所示的实验,图中数据为相应实验时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与哪些因素有关,小青将橡皮泥捏成一个球体后,用细线将其挂在弹簧测力计挂钩上,进行了图中A、B、C、D、E实验。由A、B、C实验可知,当液体密度一定时, 越大,橡皮泥所受浮力越大;由A、D、E实验可知,橡皮泥所受浮力与 有关。
(2)在E实验中,球体浸没时受到的浮力是 N,容器中盐水的密度为 g/cm3。
(3)为了探究浮力与物体浸入液体中的深度是否有关,她把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体,分别浸入水中一半,若弹簧测力计的示数 ,说明物体所受浮力与浸入液体中的深度无关。
(4)为了验证阿基米德原理,她将装满水的溢水杯放在升降台上,进行了F实验,当逐渐调高升降台时,发现随着球体浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,这一过程中弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,就可以证明F浮=G排,如果放入球体前溢水杯中的水未到溢水口处,会导致 (选填“F浮”或“G排”)的测量值偏小。F实验中的球体刚好浸没时,下表面受到水向上的压力为 。(球的半径为r,球的体积为,水的密度为ρ,结果用所给字母表示)
【答案】(1) 物体排开液体的体积 液体的密度
(2) 2.4 1.2
(3)不变
(4) 变大 G排
【详解】(1)[1]分析实验步骤A、B、C可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可得浮力越大。
[2]分析实验步骤A、D、E可知,物体排开液体体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可得浮力的大小不同,可说明浮力的大小与液体的密度有关。
(2)[1]由图可知,测力计的示数为4N,即物体的重力为
浸没在盐水中时测力计的示数为1.6N, 物体浸没在盐水中时受到的浮力为
[2]物体浸没在水中时受到的浮力为
物体浸没在液体中,排开液体的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得,物体体积为
故有
则盐水的密度为
(3)把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体,分别浸入水中一半,排开液体的体积都相同,弹簧测力计的示数不变,说明物体济受浮力与浸入液体中的深度无关。
(4)[1]如图F,小明将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,所以弹簧测力计甲的示数F′=G﹣F浮变小,又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数变大。
[2]根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等,从而证明了。溢水杯未装满水,则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,物块排开水所受的重力变小,所以,测得排开水的重力会偏小。
[3]F实验中的球体刚好浸没时,假设将球沿水平方向切成相等的两半,半球的上表面为平面,所处的深度为r,上表面处受到的压强为
上表面受到的压力为
半球体受到的浮力为
球下表面受到水向上的压力为
12.(2024·广东深圳·模拟预测)在“研究浮力的影响因素”的实验中,小明利用实心金属块,压力传感器,烧杯,细线等实验器材,设计并进行了实验,压力传感器可以显示其上方压力的大小。如图甲所示,将一空烧杯放在压力传感器上,压力传感器的示数为1N,然后将金属块通过细线缓慢放入装有适量水的烧杯(该烧杯足够高)中直至沉底,如图乙所示,压力传感器的示数F与金属块底面浸入水中的深度h的对应数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
0
2
4
6
8
10
F/N
3
3.25
3.5
3.75
3.75
3.75
(1)若金属块沉底时,细线处于松弛状态,压力传感器的示数为7N,则金属块的重力为 N,金属块完全在水中浸没时受到的浮力为 N;
(2)在图丙中画出金属块受到的浮力F浮和底面浸入水中的深度h的大致图像 ;
(3)小明觉得浮力的大小与物体的密度应该也有关联,他将金属块浸没在烧杯时的水面标记为O点,将金属块从水中取出,记录此时压力传感器的示数F1,选用与金属块形状相同的木块,将木块逐渐浸没到水中,烧杯中在水面会上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)时,记录此时压力传感器的示数F2,小明计算出木块在水中受到的浮力 金属块受到的浮力。(“大于”、“小于”、“相等”)
【答案】(1) 4 0.75
(2)
(3) O点以下 等于
【详解】(1)[1]金属块沉底时,细线处于松弛状态,压力传感器的示数为7N,说明细线不受拉力,则金属块、水及烧杯的总重力为7N,而由表格可知底面浸入水中的深度为0时,压力传感器的示数为3N,则金属块与水总重力为3N,则金属块的重力为4N。
[2]分析题目可知,金属块受到的浮力=压力传感器增加的示数;由表格数据可知,当h=6cm后,压力传感器的示数不发生变化,说明金属块已经浸没在水中,浮力不变,所以压力传感器的示数不变。金属块完全在水中浸没时受到的浮力为
(2)分析题目可知,金属块受到的浮力=压力传感器增加的示数,分别计算出各个入水深度下的浮力大小
在坐标图中进行描点连线,如图所示
(3)[1]将金属块从水中取出,金属块会带走小部分水,用与金属块形状相同的木块,将木块逐渐浸没到水中,两次排开水的体积时相等的,但水的体积变小了,所以烧杯中在水面会上升到O点以下。
[2]根据,两次排开水的体积时相等,所以木块在水中受到的浮力等于金属块受到的浮力。
13.(2024·广东广州·三模)如图所示,小明利用如图所示装置测量烧杯中液体的密度。表格是A、B、C三个小球的相关信息。
球
A
B
C
体积
重力
约4N
约4N
约8N
在待测液体静止时的状态
漂浮
沉底
沉底
(1)根据题中信息,你会选择 (选填“A”、“B”或“C”)球用于实验,不选择其它两个小球的原因是 。
(2)实验步骤如下:
①用细线绑住小球,挂在弹簧测力计下,当小球静止时读出测力计的示数为G;
②往烧杯中倒适量的待测液体,用弹簧测力计拉着小球浸没在水中,当小球静止时读出测力计的示数为F;
该液体密度的表达式= (用测量的物理量和已知物理量表示)。
【答案】(1) B 见解析
(2)
【详解】(1)[1]根据表格中A、B、C三个小球的相关信息可知,选择B球用于实验。
[2]不选择其它两个小球的原因是:小球A在待测液体静止时处于漂浮状态,不易准确测量得到小球A的体积,而小球C的重力超过了弹簧测力计的测量范围。
(2)①②将小球B挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数记为G,小球B完全浸没在烧杯中的待测液体里(未接触烧杯)受到的拉力为F,则小球B完全浸没在待测液体中受到的浮力为
小球B完全浸没在待测液体中排开液体的体积等于小球B的体积,即V排=VB,由阿基米德原理可知,烧杯中待测液体的密度为
14.(2024·广东惠州·模拟预测)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为小欣同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
【答案】(1) 左 中央 181.4
(2) 上 1.4 4.5
(3)小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大
【详解】(1)[1][2]小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,为了使天平平衡,应将天平的平衡螺母向左调节,直到指针对准分度盘中央零刻度线处为止。
[3]当天平平衡时,左盘中水龙头的质量等于右盘中砝码质量加游码所在位置显示的质量数值,标尺上的分度值0.2g,游码所在位置的质量数值为1.4g,所以水龙头质量为
(2)[1]浸在水中的水龙头受到水给它竖直向上的浮力。
[2]由图乙可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为1.4N。
[3]将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,即水龙头所受浮力为0.4N,水龙头的重力
水龙头的体积
水龙头的密度
(3)用弹簧测力计进行测量,测得水龙头的重力和体积误差都较大从而导致测得的水龙头的密度误差较大。
15.(2025·广东梅州·二模)小明同学在学习液体压强时,为了探究液体压强的大小与哪些因素有关,进行了如图所示的实验探究。
(1)实验前,小明用手轻压如图甲所示的U形管压强计,橡皮膜,发现U形管中液面几乎不动,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若压强计漏气,则接下来的正确操作是 。
A.从U形管内倒出适量液体
B.向U 形管内添加适量液体
C.拆除软管重新安装
(2)比较图乙、丙实验可初步得出结论:在同种液体中,液体压强随着 的增加而增大;比较 两图的实验可初步得出结论:液体内部压强与液体密度有关。
【拓展】
(3)完成上述实验后,小明同学又设计了如图戊所示的装置,探究液体压强与液体密度的关系。实验时,将仪器放入水槽中,观察浸入液体中的容器侧面橡皮膜的变化,换用不同液体重复实验。
①实验中需要控制相同的变量为 。
②图戊b为图戊a的正视图,某次实验结果如图戊b所示,此时仪器更接近水面的一边是 (选填“AB”“BD”“AC”或“CD”)。
【答案】(1) 漏气 C
(2) 液体深度 丙、丁
(3) 深度 AB
【详解】(1)[1]实验中通过观察U形管两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小;用手指轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管两边的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差;若液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好。所以,实验前,用手轻按橡皮膜,发现U形管内液面几乎不动,说明装置漏气。
[2]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[1]液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;比较乙、丙两次实验,两容器中的液体密度相同、丙中金属盒所处的深度大,根据转换法可知,丙中液体产生压强大,由此可知:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
[2]研究液体的压强与液体的密度的关系,要控制液体的深度相同,比较丙、丁两次实验可以初步得出结论:液体的压强与液体的密度有关。
(3)[1]由于液体压强与液体的深度和密度有关,所以,将仪器放入水槽中,需要控制相同的变量为浸入的深度。
[2]由知道,没入的深度越大,压强越大,则橡皮膜形变越大,图中AB面形变最小,说明在接近水面的一边。
16.(2025·广东深圳·一模)如图,是探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲,实验时可以通过压强计U形管两侧液面 反映液体内部压强的大小;
(2)受此启发,小明在回家后找到一根两端开口的直玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜并浸入水中不同位置,实验现象如图乙所示。由此可初步得出结论:同种液体内部,深度越深,压强越 。为了得到更普遍的规律,接下来小明应该 (选填“更换其他液体再次探究”或“改变玻璃管浸入水中的深度继续探究”);
(3)小华发现,无论利用自制的器材还是利用压强计都无法得出液体压强与深度的定量关系。为了更准确地了解液体压强与液体深度的关系,他利用能进行精确测量的数字式压强传感器做了进一步的探究,如图丙所示,分别测量出水中不同深度处的液体压强,并利用软件生成了如图丁所示的图像;
①分析图像可知:当液体密度一定时,液体压强与深度成 比;
②进一步分析图像可知,压强p与液体深度h的关系式是p=104h(压强p的单位为Pa,深度h的单位为m),该关系式 (选填“可以”或“不可以”)用于所有液体压强计算,原因是 。
【答案】(1)高度差
(2) 大 改变玻璃管浸入水中的深度继续探究
(3) 正 不可以 见详解
【详解】(1)液体内部压强不易直接观察,当压强计的橡皮膜受到压强时,会引起U形管液面高度差的变化,故实验中是通过观察U形管液面高度差来间接反映液体压强的大小的,运用了转换法。
(2)[1][2]如图所示,同种液体中,即液体密度相同,压强计的深度越大,U形管液面高度差越大,表明液体压强越大,故可得出结论,在同种液体中,深度越大,压强越大,根据控制变量法,为了实验的结论更具有普遍性,应保持液体的密度不变,改变玻璃管浸入水中的深度继续探究
(3)[1]结合图像,液体压强与深度的图像为一条过原点的直线,压强与深度的比为一定值,即当液体密度一定时,液体压强与深度成正比。
[2][3]根据液体压强公式可知,水面以深度为h处的为
关系成立的条件是液体密度为水的密度,故并不适用所有液体。
17.(2025·广东珠海·一模)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示,使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 ;实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小;
(2)通过比较乙、丙两图可以得出:同种液体, ,液体压强越大;
(3)小文还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是她向丙图烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断的增大,于是得出液体密度越大,压强越大的结论;她的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)如图丁,是实验中金属盒放置在烧杯中的情形,请计算出金属盒受到水的压强是 Pa。(g取10N/kg,)
【答案】(1) 气密性 高度差
(2)深度越深
(3) 错误 没有控制金属盒在液体中的深度相同
(4)1000
【详解】(1)[1]使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性。用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵敏,说明该装置不漏气,假如装置漏气,挤压橡皮膜,U形管两边也不会出现高度差。
[2]根据转换法,实验中,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,液体密度相同,丙中探头深度较大,U形管两侧液面的高度差较大,可得:同种液体,深度越深,液体压强越大。
(3)[1][2]向丙图烧杯中多次加盐水,液体密度改变,但由于没有控制金属盒在液体中的深度相同,得出的结论是错误的。
(4)金属盒受到水的压强为
18.(2025·广东清远·一模)为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学设计了用U形管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
(1)液体压强的大小是通过观察U形管两侧液面的 来比较的。
(2)实验1是想验证 相同时,液体的压强与 的关系。
(3)实验2是想验证 相同时,液体的压强与 的关系。
(4)实验3(注:探头深度相同,但方向不同)是想验证深度和密度都相同时,液体向各个方向的压强都 。
【答案】(1)高度差
(2) 液体密度 液体深度
(3) 液体深度 液体密度
(4)相等
【详解】(1)根据转换法可知,液体压强的大小是通过U形管中液面的高度差来反映的。
(2)[1][2]由图可知,液体的密度相同,橡皮膜的方向相同,液体的深度不同,U形左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的深度有关。
(3)[1][2]由图可知,液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,U形左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的密度有关。
(4)液体的密度相同,液体的深度相同,橡皮膜的方向不同,U形左右管的液面差相同,压强相同,说明液体向各个方向的压强相等。
19.(2024·广东·二模)小明在候机厅发现不同飞机机翼的形状一般不同,那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢?为此小明用硬纸板制作成厚度不同,长度和宽度相同的机翼模型进行了探究。如图所示,用竖直的金属杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇,距机翼模型相同距离,以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧测力计的示数,并进行多次实验,整理相关的数据如表。
实验组别
机翼厚度
不同时速时弹簧秤的示数(N)
0m/s
1m/s
3m/s
6m/s
12m/s
1
2cm
9.5
8.5
7.1
5.1
2.9
2
4cm
10.0
8.6
6.3
3.1
0
3
6cm
11.0
9.1
6.1
2.5
0
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风,模型上表面凸起,空气流速快、压强 ,形成一个向 的压力差,故电风扇的风速越大,弹簧秤的示数越 ;
(2)第1组实验中,当风速为6m/s时,机翼模型受到的升力为 N;
(3)根据表格数据,分析机翼模型的升力和机翼厚度之间的关系:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越 ;
(4)请你结合生活实际,猜想飞机的升力还可能与 有关。
【答案】 小 上 小 4.4 大 自身重力
【详解】(1)[1][2][3]当用电风扇对着模型吹风时,由于模型上方凸起,下方平直,所以上表面空气流速快、压强小,下面表空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差,从而使弹簧秤的示数比没有风吹时小。
(2)[4]第3组实验中,当风速为0m/s时机翼模型受到的升力为0,此时弹簧秤示数为9.5N,为当风速为6m/s时弹簧秤示数为5.1N,则机翼模型受到的升力为
(3)[5]三次实验中机翼长度和宽度都相同,机翼的厚度不同,机翼的厚度越大,产生的升力越大,故结论为:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越大。
(4)[6]生活中的飞机太重了,也不能飞起来,所以可以猜想飞机的升力还可能与自身重力有关。
20.(2025·广东广州·一模)电子秤使用便捷,测量结果以数字形式直观显示,并具备清零功能。小明分别利用刻度尺和电子秤对密度计进行改装。
(1)改装实验一:
①将柱形容器置于电子秤上并进行清零操作,随后向容器内倒入适量的水,记录电子秤示数m1;
②使用刻度尺测量柱形容器内水的深度h1,并做好标记;
③倒掉容器内的水,擦干容器后再次将其放回电子秤上并清零,缓缓倒入待测液体,直至液面达到标记处;
④记录 ,则待测液体的密度ρ= (用所测物理量符号和水的密度ρ水表示);
依据上述关系,可将电子秤测量质量的标度转换为对应的密度标度,从而直接读取液体的密度。
(2)改装实验二:
①将柱形容器置于电子秤上并进行清零操作,随后向容器内倒入适量的水,记录电子秤示数m1;
②使用刻度尺测量柱形容器内水的深度h1,并做好标记;
③倒掉容器内的水,擦干容器后再次将其放回电子秤上并清零,缓缓倒入待测液体,直至电子秤的示数恢复为m1;
④测量 ,则待测液体的密度ρ= (用所测物理量符号和水的密度ρ水表示)。
【答案】(1) 电子秤示数m2
(2) 容器内液体深度h2
【解析】【小题1】④将柱形容器内水倒去,擦干,放到电子秤清零,往其中缓缓倒入待测液体,直至到标记处,读出电子秤示数m2,因为柱形容器的质量已经清零,所以液体的质量为m2,液体的体积等于水的体积,液体的体积为,液体的密度。
【小题2】④将柱形容器内水倒去,擦干,放到电子秤上清零,往其中缓缓倒入待测液体,直至电子秤示数仍为m1,测出待测液体的深度h2,此时液体的质量等于水的质量,设容器的底面积为S,则m1=ρ水V水=ρ水Sh1
液体的密度。
21.(2025·广东深圳·二模)【项目主题】探索顶针密度,解锁材质奥秘
【项目背景】《游子吟》慈母手中线,游子身上衣,临行密密缝,意恐迟迟归。诗词中临行密密缝体现古代也常用顶针作为缝纫用品,如图所示为“顶针”,一般为铁质或铜制,套在手指上,能顶着针尾,手指发力来穿透衣物。小芳发现妈妈的缝纫盒里也有一个顶针,刚学完密度知识的小芳设计了两个不同的方案鉴定顶针的材料的项目化学习活动,查阅完资料得知、。
【项目器材】天平、量筒、烧杯、足量水、细绳、电子秤
【项目实施】
方案一:利用天平和量筒测量,实验操作如下:
①小芳将顶针放在调节好的天平左盘,天平重新平衡时,砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示;
②再将顶针放入倾斜的装满水的烧杯中,如图乙所示,用量筒测出小烧杯中溢出的水的体积,如图丙所示。(顶针大于量筒口)
方案二:利用电子秤测量,实验操作如下:
①给烧杯中装入适量水,按电子秤清零键,如图a;
②用细线悬挂顶针,慢慢放入烧杯的水中,不接触烧杯底部,如图b,此时电子秤的示数为;
③慢慢松开细线,使顶针沉底,如图c,此时电子秤的示数为。
【交流和评估】
(1)用顶针套在手指上推针的目的是通过增大受力面积减小对手指的压强。针头非常尖锐的目的是 (选填“增大”或“减小”)压强;
(2)方案一中测量的顶针的密度为 ,该顶针的原材料为 ;
(3)方案二中测出顶针的质量是 ;顶针的体积V= ;顶针的密度 (以上填空用已知量和测量量表示,水的密度记为);
(4)你认为 (选填“方案一”或“方案二”)的测量方法更精确。
【答案】(1)增大
(2) 8.9 铜
(3)
(4)方案二
【详解】(1)针头非常尖锐,减小了受力面积可增大压强。
(2)[1][2]根据标尺的分度值为0.2克,游码在标上的示数为2.8克,则顶针的质量为
丙中量筒分度值为0.1mL,水的体积为2mL=2cm3,故密度为
所以,顶针的原材料为铜。
(3)[1]给烧杯中装入适量水,按电子秤清零键,如图a;用细线悬挂顶针,慢慢放入烧杯的水中,不接触烧杯底部,如图b,此时电子秤的示数为m1;慢慢松开细线,使顶针沉底,如图c,此时电子秤的示数为m2,测出顶针的质量是m=m2
[2][3]顶针排开水的质量为m1,顶针的体积等于排开水的体积
由知道,顶针的密度
(4)方案二中,体积的测量是通过测量出的质量算出来的,误差小,故方案二的测量方法更精确。
22.(2025·广东珠海·一模)小文进行测量物质密度实验
(1)将托盘天平放在水平台上,游码移到标尺 处,调节横梁平衡时,指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节.测量物体的质量时,右盘砝码及游码示数如图乙所示,物体的质量为 g;
(2)她用一个边长为3cm的正方体金属块来测量出了某液体的密度,实验步骤如图丁所示,则金属块的体积为 ;液体的密度为 .为了减小该实验的误差,电子秤上盛液体的烧杯应该选择图丙中的 (填“a”或“b”)烧杯(金属块都能完全放入烧杯内)
【答案】(1) 左端零刻度处 右 26.4
(2) 27 b
【详解】(1)[1]天平使用时,应将天平放在水平台上,并将游码移到标尺左端零刻度处,调节平衡螺母使横梁平衡。
[2]由图甲可知,指针偏左,说明左盘偏重,应将平衡螺母向右调。
[3]天平读数时应将砝码质量加上游码所对应的刻度值,由图乙可知,标尺分度值为0.2g,物体的质量为
(2)[1]正方体金属块的边长为3cm,则金属块的体积为
[2]由图丁可知,补入甲液体的体积等于金属块的体积,补入甲液体的质量为
故甲液体的密度为
[3]由图丙可知,烧杯b的横截面积较小,体积变化量相同时,液面的高度变化较大,测量体积时精确程度更高。
23.(2025·广东深圳·二模)如下图是在巴黎奥运会上演“水花消失术”的全红婵跳水入水时的情景,她以巨大优势夺得女子单人10m跳台项目的金牌。如何才能减少跳水入水时产生的水花呢?实验小组进行了以下项目式学习:
【驱动问题】水花大小与什么因素有关?
【项目研究】实验小组提出以下因素会影响水花大小
猜想1:入水时身体与水面的夹角;猜想2:入水速度;猜想3:入水面积;猜想4:人体体积;
(1)根据全红婵选择的入水姿势可知,入水时身体与水面的夹角= 时,水花会较小;
(2)实验小组找来A、B、C三个矿泉水瓶进行实验,为模拟运动员的身体特征,他应在矿泉水瓶内灌满 (选填“酒精”、“水”或“沙子”);
(3)为探究猜想2,实验小组应将矿泉水瓶从水面上方 (选填“相同”或“不同”)高度由静止下落,比较水花大小;
(4)已知A、B、C三个瓶盖的横截面积关系为SA=SB<SC,实验小组将三个瓶子从水面上方相同高度由静止下落,发现水花依次变小。由此可知:相同条件下,运动员体积越大,水花越 ;运动员跳水时应选择图 (选填“D”或“E”)所示的手势为好。
【答案】(1)90°
(2)水
(3)不同
(4) 大 E
【详解】(1)从照片看,全红婵是垂直于水面进入水中的,此时水花较小,即入水时身体与水面的夹角=90°时,水花会较小。
(2)人的密度约等于水的密度,所以为模拟运动员的身体特征,他应在矿泉水瓶内灌满水。
(3)要探究猜想2,应控制水瓶进入水中的速度不同,则实验小组应将矿泉水瓶从水面上方不同高度由静止下落,这样水瓶到达水面时的速度是不同的。
(4)[1]比较A和B瓶落水情况,二者瓶盖面积相同,由于两个瓶子从水面上方相同高度由静止下落,到达水面时速度相同,但A瓶体积大于B瓶体积,且A瓶进入水中时的水花较大,所以相同条件下,运动员体积越大,水花越大。
[2]在其他情况相同时,运动员体积越大,水花越大,比较A与C落水情况,C的体积大于A的体积,C的瓶盖面积比A大,但C瓶入水时的水花较小,说明在其他情况相同时,入水面积越大,水花越小,图D与图E比较,图E中,手与水面的接触面积大,即入水面积大,所造成的水花要小一些,故运动员跳水时应选择图E所示的手势为好。
24.(2025·广东东莞·二模)(1)如图甲所示,用两把刻度尺测量同一个物体的长度,测量结果更精确的那把刻度尺显示物体的长度为 cm。如图乙所示,天平的读数是 g。如图丙所示,电压表的示数是 V。
(2)小明用如图甲所示的实验装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
①安装图甲中的装置时,应该先确铁圈A的位置。在确定铁圈A 的高度时, (填“需要”或“不需要”)先点燃酒精灯;
②小明根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙a所示。如果同组的小红减少烧杯中水的质量来做这个实验,则水沸腾前后温度随时间变化的图像可能是图乙中的 (填“b”“c”或“d”);
③小明在家里烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,他妈妈提醒他锅里的水有点少,于是小明又往锅里迅速加了一大碗冷水(水量比锅里的少),用同样大的火烧水直至将水再次烧开。下列能大致表示整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 (填字母)。
【答案】(1) 2.40 47.4 2.4
(2) 需要 c D
【详解】(1)[1]两个刻度尺放置位置正确的是上面的课程,该刻度尺的分度值更小,测量结果更准确,分度值是1mm,它的起始刻度从4.00cm开始,物体的长度是6.40cm-4.00cm=2.40cm
[2]由图乙可知,物体的质量为20g+20g+5g+2.4g=47.4g
[3]由图丙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.4V。
(2)[1]安装如图甲所示装置时,应该先确铁圈A的位置,确定其高度时,烧杯的位置需要根据酒精灯外焰的高度来确定,需要点燃酒精灯。
[2]同样加热的情况下,减小水的质量,水升温较快,沸点不变,水沸腾时图像可能是图乙中的c。
[3]水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度快速下降,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同,据此分析可知,C图象不符合题意;A图像升温快速,不可能,不符合题意;B图象的沸点与原来不同,不符合题意;D图象中加水后水的温度立即下降、升温稍慢,故D符合题意。
故选D。
25.(2025·广东东莞·一模)回答下列问题:
(1)在“练习使用刻度尺”活动中,小明用分度值为1mm的刻度尺测量物理课本的宽度,操作正确,如图1甲所示,则物理课本的宽度为 cm。在“用温度计测量水的温度”实验中,当温度计的示数稳定后,温度计中液面位置如图1乙所示。则温度计的示数是 ℃。
(2)小王用天平和量筒测一块矿石的密度,在调节天平平衡时发现指针偏向分度盘的左侧(如图2甲),此时应将平衡螺母向 端调节使天平平衡;然后用调节好的天平测矿石的质量为 g,用量筒测出矿石的体积,如图2乙、丙所示,则矿石的密度为 kg/m3。
(3)如图为某同学家的电能表,该电能表读数为 kW·h;当1h电能表上的转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器的功率为 W。
【答案】(1) 18.50 59
(2) 右 52.4 2.62×103
(3) 314.5 1000
【详解】(1)[1]由图甲可知,刻度尺分度值为0.1cm,刻度尺示数为18.50cm ,则物理课本的宽度为18.50cm。
[2]由图乙可知,温度计分度值为1℃,刻度值从小往上变大,液面在50上面第9个刻度处,则该温度计示数为59℃。
(2)[1]天平调节平衡螺母,根据“左偏右调,右偏左调”的原则。由图甲知,指针左偏,所以应将平衡螺母向右调节。
[2][3]由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以矿石的质量为m=50g+2.4g=52.4g
由图丙知,水的体积为20mL,水和矿石的总体积等于40mL,则矿石的体积为V=40mL-20mL=20mL=20cm3
则矿石的密度
(3)[1]电能表是测量消耗多少电能的仪器,最后一位是小数,读数为314.5kW·h。
[2]根据电能表上标的参数“600r/kW·h”的含义可知,当电能表上转盘转600转时,用电器消耗的电能
用电器的功率
26.(2025·广东广州·一模)小亮想利用如图1所示的密度计测量液体的密度,其测量单位为。
(1)如图2所示,小亮把密度计放进甲液体,密度计竖直 (选填“漂浮”或“悬浮”)在液体中,此时液面与密度计的A刻度刚好相平。若密度计的A刻度为0.7,则甲液体的密度为 ;
(2)若将该密度计放入密度比甲液体大的乙液体中,静止时,液面与密度计的刻度刚好相平,则应该在A的 (选填“上方”或“下方”),此时密度计受到的浮力 (选填“>”“<”或“=”)其在甲液体中受到的浮力;
(3)小亮觉得密度计非常有趣,于是他利用一根直径为、长的圆柱形吸管、小铁珠、热熔胶枪等,制成如图3所示的简易密度计(其质量为)。小亮把自制的密度计竖直放进某种液体中,密度计出现如图4所示的沉底现象。于是,小亮重新制作了规格如表所示的另外4支密度计,其中有可能可以测出这种液体密度的是 (填编号)。
密度计编号
直径
长度
质量
①
2
20
10
②
0.5
20
10
③
1
20
20
④
1
20
5
【答案】(1) 漂浮
(2) 下方 =
(3)①④
【详解】(1)[1][2]密度计在液体中是竖直漂浮的。因为密度计的刻度是按照液体密度与水的密度的比例来标注的,已知A刻度为0.7,其单位是,换算单位可得甲液体的密度为
(2)[1][2]根据阿基米德原理,密度计在不同液体中都是漂浮状态,浮力都等于重力,所以密度计在乙液体中受到的浮力
因为乙液体密度比甲液体大,由可知,在浮力相等时,液体密度越大,排开液体的体积越小,所以密度计在乙液体中浸入的深度较浅,B应该在A的下方。对于自制密度计,根据物体的浮沉条件,当密度计沉底时,说明液体密度小于密度计的平均密度。原密度计的体积
其质量m=10g,则原密度计的平均密度
要使密度计能漂浮在液体中从而测量液体密度,需要减小密度计的平均密度。根据减小质量;或在质量不变的情况下增加体积来实现。
(3)①号密度计直径变为原来的2倍,则体积变为原来的4倍,质量不变,其平均密度变为原来的,有可能可以测出这种液体密度。②号密度计直径变为原来的,则体积变为原来的,质量不变,其平均密度变为原来的4倍,不能测出这种液体密度。③号密度计质量变为原来的2倍,体积不变,其平均密度变为原来的2倍,不能测出这种液体密度。④号密度计质量变为原来的,体积不变,其平均密度变为原来的,有可能可以测出这种液体密度。故有可能可以测出这种液体密度的是①④。
27.(2025·广东珠海·一模)一次课外活动中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
(1)一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
①天平置于水平台面上,游码移到标尺 处,指针位置如图甲所示,应该向 旋动平衡螺母,直到天平横梁平衡。
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量,右盘中砝码及游码位置如图乙所示,则 g。
③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙,量筒中液体体积V= cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2g。
④待测液体的密度 g/cm3。
(2)二小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已平衡的天平左右两盘,移动游码使天平平衡,游码示数为,如图丁所示,则橙汁的密度 (用字母V、和来表示)。
【答案】(1) 零刻度线 右 165 30 1.06
(2)
【详解】(1)①[1][2]使用天平时,将天平工作时应放在水平台上。游码移至标尺左端零刻度线处,图甲中,指针指向分度盘中线左侧,应该向右侧调节平衡螺母,使天平在水平位置平衡。
②[3]由图乙可知,烧杯和液体的总质量m1=100g+50g+10g+5g=165g
③[4]丙图量筒的分度值为1mL,量筒中液体的体积为V=30mL=30cm3
④[5]烧杯和剩余液体的总质量为m2=133.2g,量筒中液体的质量为m3=m1-m2=165g-133.2g=31.8g
待测液体的密度
(2)由丁图可知,橙汁的体积等于水的体积,都等于瓶子的容积为V,同样的瓶子质量相等,天平平衡,所以m橙子=m水+m0=ρ水V+m0
即ρV=ρ水V+m0
橙汁的密度
28.(2025·广东佛山·一模)小明收到的新年礼物是一个蛇年的小饰品,他用小饰品做了以下实验。
(1)如题1图和题2图,小饰品底座的长度是 cm,质量是 g;
(2)小明想测量小饰品的密度,发现小饰品放不进量筒,改用如题4图所示方法测体积。
①往烧杯中加入适量水浸没小饰品,在水面到达的位置上作标记,然后取出小饰品;
②往量筒装入80mL的水,然后将量筒的水倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如题3图,为 mL;
③计算出小饰品的密度为 g/cm3(保留一位小数);
(3)小华不用量筒也完成了实验,步骤如下:
①把小饰品放入烧杯加水浸没,在水面做记号后测出总质量m1;
②取走小饰品,测出烧杯和水的质量m2;
③加水到标记,测出烧杯和水的总质量m3;
水的密度为,利用公式可测出小饰品的密度。小明分析:取出时小饰品会沾有水,导致测量的质量 ,体积偏大,这样测得的密度 。(均选填“偏大”“不变”或“偏小”)
【答案】(1) 3.50 71.8
(2) 50 2.4
(3) 偏大 偏小
【详解】(1)[1]如1图,刻度尺分度值为0.1cm,则小饰品底座的长度是3.50cm。
[2]如2图,天平横梁标尺分度值为0.2g,则小饰品质量为
(2)[1]如题3图,量筒分度值为,量筒里剩余水的体积
[2]小饰品的体积为
则小饰品的密度
(3)[1][2]小饰品质量为
小饰品体积等于加水的体积,即小饰品体积
则小饰品密度为
因为取出时小饰品会沾有水,所测值偏小,则导致测量的小饰品质量偏大;设小饰品不沾水时,取走小饰品后烧杯和水的质量为,则实际密度为
因为,所以,即,即测得的密度偏小。
29.(2025·广东江门·一模)为了测量盐水密度,一实验小组同学进行了如下实验:
【过程•方法】
(1)把天平放在水平台上,将游码拨至标尺左端的 处,指针静止时指在如图甲所示位置,此时应向 调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)调节好天平,将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针的指向如图甲所示,接下来应该进行的操作是 ,使指针指在分度盘中央,测出空烧杯的质量为;
(3)将适量的盐水倒入量筒中,如图乙所示。再将量筒中的盐水全部倒入空烧杯中,用天平测量盐水和烧杯的总质量,天平重新平衡后,右盘中砝码数和游码的位置如图丙所示,则盐水的质量为 g,所测盐水的密度为 ;
【交流•评估】
(4)该实验小组测量的盐水的密度比真实密度 。(选填“偏大”或“偏小”)
【拓展•创新】
(5)该实验小组继续测量矿石(已知矿石不规则,在水中下沉且不吸水)的密度时,发现矿石体积较小无法用细线拴住,于是进行了下列实验。
①用一个小水杯装水,使水面与水杯口平齐,用天平测出水杯和水的总质量为;
②把水杯中的水倒出一小部分后,再次测出水杯和水的总质量为;
③用另一干燥的纸杯装一些小矿石,测出纸杯和矿石的总质量为;
④把纸杯中的小矿石慢慢倒入水杯中,直至水面又与水杯口平齐,测出此时纸杯和矿石的总质量为。
根据以上实验数据,可知小矿石密度的表达式 (已知水的密度为,用以上测量的物理量的符号和表示)。
【答案】(1) 零刻度线 左
(2)取下最小砝码,向右移动游码
(3) 22 1.1×103
(4)偏小
(5)
【详解】(1)[1][2]将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针指在分度盘的右侧,说明天平的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节,使横梁平衡。
(2)调节好天平,将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针指向分度盘的右侧,说明天平的右端下沉,要取下最小砝码,向右移动游码,直到天平横梁平衡。
(3)[1][2]量筒中盐水的体积V=20mL=20cm3
盐水和烧杯的总质量为m2=50g+10g+2g=62g
盐水的质量m=m2-m0=62g-40g=22g
盐水的密度
(4)由于盐水会附着在量筒内壁中,量筒中盐水的质量测量值偏小,在体积不变时,盐水的密度测量值也偏小。
(5)根据已知条件可知,纸杯中倒出的小矿石的体积等于水杯中的倒出的水的体积,结合密度变形公式有
小矿石密度的表达式
30.(2024·广东汕头·一模)关于物理实验室常用的几种测量仪器,请完成下列填空:
(1)图甲中木块的长度为 cm;在调节天平平衡时,将游码归零后,指针如图乙所示,此时应向 调节平衡螺母(选填“左”或“右”),使横梁平衡,天平平衡时,放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,所测物体的质量为 g;如图丁温度计示数为 ℃;
(2)某实验小组用下图甲所示装置探究冰的熔化规律,并根据实验数据绘制了“温度—时间”图像(如图乙、丙所示):请你判断 (选填“乙”或“丙”)图是正确的,理由是: 。
【答案】(1) 2.70 左 38.6 32
(2) 乙 见解析
【详解】(1)[1]图中刻度尺每1cm被分割成10小格,每1格为0.1cm,故该刻度尺的分度值为0.1cm,读数时要在精确值之后估读一位,左侧对准的刻度是1.00cm,右侧对准的刻度是3.70cm,故长度为2.70cm。
[2]图乙中指针偏右,说明右侧偏重,所以应将平衡螺母向左调,直至指针指示分度盘中央。
[3]标尺的分度值为0.2g,所测物体的质量
[4]图中温度计每10℃被分隔成10小格,每1小格为1℃,即温度计的分度值为1℃,所以示数为32℃。
(2)[1][2]水的比热容比冰的比热容大,吸收相同的热量,即加热相同的时间,水的温度升高得更加缓慢,所以图乙是正确的。
31.(2024·广东汕头·二模)小明在郊外游玩时捡到一块石头,他想知道石头的密度,将石头带回学校进行测量。
(1)实验前,小明先将天平放在 桌面上,发现天平如图甲所示,指针静止时指在分度盘中央,于是直接使用天平进行测量,这样的做法会使得所测石头质量偏 ;
(2)小明用重新调好的天平测石头的质量。当右盘中所加砝码和移动后的游码位置如图乙所示时,天平横梁平衡,则石头的质量为 g;
(3)用量筒和水测出石块体积如图丙所示,可计算出该石块密度为 ;
(4)小明想用已知质量为m、密度为的石头来测某种未知液体的密度,如图丁:
①将石头浸没在装有适量液体的烧杯中,在液面位置上作标记;
②将烧杯放在电子秤盘内,称出总质量为;
③将石头从液体中取出,向烧杯中添加液体到标记处,再用电子秤称出此时液体和烧杯的总质量为,则后添加液体的质量为 (用字母符号表示),该液体密度的表达式为 (用字母m,,,表示)。
【答案】(1) 水平 大
(2)52
(3)2.6×103
(4) m2-m1+m
【详解】(1)[1]在调节天平水平平衡时,应先将天平放在水平台上。
[2]由甲图得,调平衡前,该同学未将游码拨到标尺左端的“零”刻度线处,直接使用天平进行测量,因最后读数是砝码质量与游码示数之和,故这样的做法会使得所测石头质量偏大。
(2)如图乙所示,标尺的分度值是0.2g,游码在2g位置,添加的砝码的质量为50g,则小矿石的质量为
m=50g+2g=52g
(3)由图丙得,量筒的分度值为2mL,水的体积为20mL,水与矿石的体积为40mL,小矿石体积为
V=40mL-20mL=20mL=20cm3
则小矿石的密度为
(4)[1][2]添加的液体质量
m液=m2-m1+m
可用等效替代法得到所加液体的体积等于小矿石的体积,添加的液体体积为
液体的密度为
32.(2024·广东清远·一模)(1)如图所示,用刻度尺测量一木块的边长,木块的边长为 cm;秒表示数为 s;
(2)在调节天平平衡时,将游码归零后,指针向右偏转,此时应向 调节平衡螺母,使横梁平衡;天平平衡时天平右盘中的砝码和游码的位置如图所示,所测物体的质量为 g;
(3)如图为小明家12月底电能表的示数,该读数为 kW·h;11月底的示数为1922.6kW·h,若电费0.6元/度,则12月份小明家应交的电费为 元。
【答案】(1) 2.15 247.5
(2) 左 81.8
(3) 2022.6 60
【详解】(1)[1]刻度尺一大格代表1cm,一大格有10个小格,每个小格代表0.1cm=1mm,即刻度尺的分度值为1mm,木块的左端与0.00cm对齐,右端与2.15cm对齐,则木块的边长为
L=2.15cm-0.00cm=2.15cm
[2]小表盘上,指针在“4”和“5”之间,偏向“4”,所以分针指示的时间为4min;在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,秒表上的读数应读小数,指针在7.5s处,所以秒针指示的时间为7.5s,即秒表的读数为
t=4min+7.5s=247.5s
(2)[1]根据天平的使用方法可知,在调节天平平衡时,将游码归零后,发现指针向右偏转,由“右偏左调,左偏右调”的规则可知,应将平衡螺母向左调节,使指针对准分度盘中央的刻度线,直到横梁在水平位置平衡。
[2]由图可知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为1.8g,所测物体的质量为
(3)[1]电能表刻度盘最后一位是十分位,单位是kW·h,故其12月底电能表的示数为2022.6kW·h。
[2]12月份消耗的电能为
2022.6kW⋅h-1922.6kW⋅h=100kW⋅h
12月份小明家应交的电费
100kW⋅h×0.6元/kW⋅h=60元
33.(2024·广东东莞·一模)小燕测量一个不规则小石块的密度;
(1)为使天平调平,小燕做了如下操作:①将其放在水平桌面;②将游码调至左端零刻度线处;③将平衡螺母向右调节,原因是指针偏向分度盘中央刻度线的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)如图1所示小石块的质量为 g,用图2所示方法测得小石块的体积为 cm3,则小石块的密度为 kg/m3;
(3)如果不借助量筒,是否可以测量液体的密度;如图3,两个相同的容器分别装有质量相等的水和煤油(ρ水>ρ煤油),则 (填“甲”或“乙”)液体是煤油,用刻度尺量出甲和乙液面到容器底的深度分别为h1和h2,则煤油的密度表达式为: (用h1、h2、ρ水来表示)。
【答案】(1)左
(2) 23.2 10 2.32×103
(3) 乙
【详解】(1)称量前调节天平平衡,游码调至左端零刻度线处,当指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时,应将平衡螺母向右端移动。
(2)[1]小石块的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值之和,小石块的质量为
[2]小石块的体积为
[3]小石块的密度为
(3)[1]由题知,水和煤油的质量相同,由可知,ρ水>ρ煤油,V水<V煤油,因为两个容器相同,所以甲液体是水,乙液体是煤油。
[2]两容器相同时,横截面积相等,则
水和煤油的质量相等,即
则
34.(2024·广东东莞·三模)某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图所示。
(1)在调节托盘天平横梁平衡时,小明发现指针在分度盘中央刻度线右侧摆动,他应向 端调节平衡螺母,依据的原理是 (填“杠杆”或“二力”)平衡;
(2)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图甲所示,则称量的颗粒的质量是 g;
(3)因颗粒易溶于水,小组同学采用图乙所示方法测量体积,所称量的颗粒的体积是 cm3;
(4)该物质的密度是 kg/m3;
(5)在C步操作中,若摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏 (填“大”或“小”)。
【答案】(1) 左 杠杆
(2)168
(3)70
(4)
(5)小
【详解】(1)[1]指针在分度盘中央刻度线右侧摆动,说明右侧偏重,他应向左端调节平衡螺母,使天平横梁水平平衡。
[2]天平本身为一个等臂杠杆,天平左右两端水平平衡依据的是杠杆平衡原理。
(2)砝码的质量为
100g+50g+10g+5g=165g
游码的示数为3g,所以称量的颗粒的质量为
165g+3g=168g
(3)由乙图A可知细铁砂的体积为90mL=90cm3,由C图可知颗粒与细铁砂的总体积为160 mL=160cm3,所以称量的颗粒的体积为
160cm3-90cm3=70cm3
(4)该物质的密度为
(5)当铁砂未充满颗粒的空隙时,测量的物质与细铁砂的总体积就偏大了,测出的物质的体积也偏大,由密度公式可知,物质的密度的测量值就偏小了。
35.(2024·广东深圳·二模)小黎从家里带了一些冰糖到实验室,想跟小红一起测量冰糖的密度。实验前,她们进行了一些问题的讨论:
A.在量筒a中装入适量的芝麻,摇匀并抹平表面
B.将待测冰糖放入量筒b中
C.将量筒a中的芝麻全部倒入量筒b,摇匀并抹平表面
(1)【实验设计】
①她们拿到的天平,左盘缺损了一个小角,你认为这台天平还能继续使用吗? (选填“能”或“不能”)
②小黎想用排水法测冰糖的体积,小红忙阻止,原因是 。
(2)【进行测量】
经过讨论,她们用天平测得冰糖质量(见甲图),后用乙图的方式测量冰糖体积。则冰糖的密度是 g/cm3
(3)【评估流】
①如果步骤C中有部分芝麻洒出,则测得的密度值比实际密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
②小红觉得还可以再改进一下实验:用细盐替代芝麻,你觉得这样做的好处是 。
【答案】(1) 能 冰糖会溶于水,不能用排水法测量体积
(2)1.8
(3) 偏大 细盐之间的缝隙更小,可以减少测冰糖体积时的误差
【详解】(1)[1]天平左盘缺损了一个小角,在使用天平前通过调节平衡螺母使天平平衡,所以这台天平还能继续使用。
[2]因为冰糖会溶于水,所以不能用排水法测量冰糖的体积。
(2)由图甲可冰糖的质量为
由AC两个步骤可得冰糖的体积为
冰糖的密度为
(3)[1]如果步骤C中有部分芝麻洒出,则测得冰糖与芝麻的总体积偏小,则所测冰糖体积偏小,由可知测得的密度值偏大。
[2]细盐之间的缝隙更小,所以用细盐代替芝麻,可以减小测冰糖体积的误差。
36.(2024·广东·模拟预测)物理学习小组利用托盘天平、量筒等实验器材测量橙汁的密度。
(1)小明思考后,设计了如下的实验操作:
①将托盘天平放于水平工作台上,发现指针位置如图甲所示,此时应向 调节平衡螺母,直至天平横梁水平平衡;
②用调节好的托盘天平测得空烧杯的质量m0=20g;
③然后在烧杯中倒入适量橙汁,置于托盘天平左盘,天平横梁再次平衡时如图乙所示,则烧杯和橙汁的总质量m= g;
④将烧杯中的橙汁倒入量筒中,如图丙所示;
⑤根据测得的数据,计算出橙汁的密度ρ= kg/m3;
(2)实验结束后,同组的小华同学指出烧杯中会有橙汁残留,导致小明计算出的橙汁密度会比真实值 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)小明和小华讨论并查阅资料后,重新设计了实验方案,利用细针、刻度尺和一个已知密度为ρ0的塑料块(塑料块不吸液体,且ρ0<ρ橙汁),也测出了橙汁的密度。他们的实验步骤如下:
①在烧杯中倒入适量的橙汁,如图丁所示,用刻度尺测出烧杯中橙汁的深度为h1;
②将塑料块轻轻放入橙汁中,如图戊所示,当塑料块稳定后用刻度尺测出烧杯中橙汁的深度为h2;
③用细针将塑料块压至浸没,如图已所示,再用刻度尺测出此时烧杯中橙汁的深度为h3;
④根据实验数据可计算出橙汁的密度ρ橙汁= (用测量量和已知量的符号表示)。
【答案】(1) 右 72
(2)偏大
(3)
【详解】(1)[1] 将托盘天平放于水平工作台上,发现指针位置如图甲所示左偏,说明左端重,则应向右调节平衡螺母,给右端增重,直至天平横梁水平平衡。
[2] 如图乙所示,横梁标尺的分度值为0.2g,则烧杯和橙汁的总质量为
[3] 将烧杯中的橙汁倒入量筒中,如图丙所示,量筒的分度值为,则橙汁的体积为,即。橙汁的质量为
则橙汁的密度为
(2)将烧杯中的橙汁倒入量筒中时,由于烧杯中有橙汁残留,导致测得的橙汁体积偏小,橙汁质量测量准确,根据可得,测得橙汁的密度会比真实值偏大。
(3)设烧杯的底面积为S,由步骤②可知,塑料块漂浮在橙汁中时,受到的浮力为
F浮=G排=ρ橙汁V排g=ρ橙汁S(h2-h1)g
由于塑料块漂浮,故F浮=G塑料块,即
ρ橙汁S(h2-h1)g=ρ0V塑料块g
由步骤③可知,塑料块的体积V塑料块=S(h3-h1),则有
ρ橙汁S(h2-h1)g=ρ0 S(h3-h1)g
解得橙汁的密度。
37.(2024·广东·三模)物理小组在实验室里面测量某合金块的密度。
(a)把天平放在水平台上,游码移至零刻线处,指针位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母;
(b)天平平衡时,所用的砝码和游码位置如图乙所示,则合金块的质量为 g;
(c)接着实验小组成员用细线拴住合金块并将它浸没在盛水的量筒中,量筒示数分别如图乙、丙所示,则该合金块的密度为 kg/m3;
(d)小红用托盘天平测量物块的质量,操作情况如图丁所示,指出她操作中的一个错误: 。
【答案】 右 71.4 3.57×103 见解析
【详解】(a)[1]天平在使用前,指针如图所示向左偏,所以应向右调节平衡螺母。
(b)[2]根据托盘天平的读数方法,合金块的质量为
(c)[3]由图丙可知,合金块的体积为
所以合金块的密度为
(d)[4]由图丁可知,小红操作的错误有物体和砝码的位置放反了,用手拿取了砝码,称量前游码应移到标尺的零刻度线处。
38.(2024·广东惠州·一模)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为p盆,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为0.2m,则 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)打开
(2) 图丙 相等
(3) 上 2000
(4) 小 变大
【详解】(1)U形管与探头连接时,需要保持U形管液面上方的气压相同,因此需要把阀门K打开。
(2)[1]探究液体压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变探头所处的深度,且探头的朝向相同,故乙、丙两图符合题意。
[2]图丙与丁两图,探头深度和液体密度相同,探头朝向不同,U形管两侧液面高度差相同,因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(3)[1]若要通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,因此图戊中的探头需要向上移动。
[2]当U形管液面的高度差相同时,则探头受到的压强大小相等,所以探头受到盐水的压强为
(4)[1]U形管两液面的高度差不明显,根据可知,可将U形管中的水换成密度更小的液体进行实验。
[2]探究过程中,保持探头所处深度不变,探头所受的液体压强不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向时,U形管中两液面的高度差不变,但由几何知识可知,所对刻度线间的距离将变大。
39.(2024·广东深圳·一模)某同学利用小桌、砝码、海绵探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过 来显示压力的作用效果;
(2)比较(甲)、(丙)两次实验, (选填“能”或“不能”)得出压力作用效果与压力大小有关的结论,原因是: ;
(3)该同学在实验时将图(乙)中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图(丁)所示,则在(乙)、(丁)两种情况中小桌产生的压强p乙 p丁(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 海绵凹陷程度 不能 没有控制受力面积相同 等于
【详解】(1)[1]该实验是通过海绵凹陷程度来显示压力的作用效果,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,采用了转换法。
(2)[2][3]比较(甲)、(丙)两次实验,小桌对海绵的压力大小不等,海绵受力面积也不同,不能得出压力作用效果与压力大小有关的结论,原因是没有控制海绵的受力面积相同。
(3)[4]在(乙)、(丁)两种情况中,小桌对水平面的压力及水平面的受力面积都相等,所以,小桌产生的压强p乙等于p丁。
40.(2024·广东肇庆·二模)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随 增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差 (选填“变大”“不变”或“变小”)。该研究方法为 ;
(3)小明设计了图戊装置来测量盐水的密度,装置内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。他设计的实验步骤如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水;直到橡皮膜 ;
③用刻度尺测出盐水深度h,以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
【答案】 漏气 深度 液体密度 不变 控制变量法 见解析
【详解】(1)[1]在使用压强计探究影响液体内部压强大小因素时,实验前应检查压强计装置的气密性,方法是,用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管左右液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性好,如果没有明显变化,则说明装置漏气。
(2)①[2]实验时,乙、丙两图可知,液体密度相同,探头位于不同深度,在丙图中要深一些,且U形管左右液面高度差比乙图中大,所以探究的是在同种液体中,液体内部压强和深度的关系,且液体内部压强随深度增大而增大。
②[3]由丙、丁两图可知,液体密度不同,探头位于相同深度,在丁图中液体密度要大一些,且U形管左右液面高度差比丙图中大,所以探究的是在相同深度时,液体内部压强和液体密度的关系,当深度一定时,液体内部压强随密度增大而增大。
③[4][5]在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,液体的密度和深度都没有发生改变,所以U形管左右液面的高度差不变,即在同种液体,同一深度,液体内部压强与方向无关,用到控制变量法。
(3)②[6]在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜保持水平;
③[7]由液体压强计算公式p=ρ液gh可知,橡皮膜变平,内部小容器中盐水对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等,即
p水=p盐水
ρ水gh水=ρ盐水gh盐水
ρ水g(h+Δh)=ρ盐水gh
所以
41.(2024·广东惠州·二模)某实验小组利用双探头压强计探究液体的压强与哪些因素有关。如图所示,其中U形管A、B中装入同种液体,该装置一次测量可采集多个数据。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性,小明用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现了明显的 且保持稳定,说明压强计不漏气,此时橡皮管内的气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压,压强计上的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上,发现两个U形管液面高度差都保持不变,说明在同种液体内部的同一深度 的压强都相等;
(3)通过比较高度差ΔhA和ΔhB,可以初步得出结论:同种液体中, 。同桌小华认为只进行一次实验就得出结论,结论是不可靠的,于是提出了两种改进方案:①将探头放在水中不同深度多次实验;②将探头放在液体中不同深度多次实验,并且更换不同液体进行多次实验。你认为方案 (选填“①”或“②”)更合适。
【答案】 液面差 等于 不是 向各个方向 液体的压强随深度的增加而增大 ②
【详解】(1)[1][2]在使用压强计之前,我们需要检查装置的气密性。小明通过用手轻压探头C、D处的橡皮膜到一定程度,观察到U形管两侧液面出现了明显的液面差,并且这个液面差保持稳定,这说明压强计的气密性是良好的,没有漏气现象。此时,橡皮管内的气压是等于大气压的,因为如果气压大于或小于大气压,都会导致U形管两侧液面无法保持稳定的高度差。
[3]U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器。
(2)[4]将压强计的探头浸入水中一定深度,观察到,无论探头的朝向如何,两个U形管液面的高度差都保持不变,即压强不变。这个现象说明,在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都是相等的。
(3)[5]通过比较高度差ΔhA和ΔhB,可知ΔhA<ΔhB,我们可以初步得出结论:在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大。
[6]为了得出普遍规律,应将探头放在液体中不同深度多次实验,且更换不同液体重复实验,故选②的改进方案。
42.(2024·广东茂名·一模)小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察U形管两边液面的 来显示压强大小,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面发生明显变化,说明该装置 (填“漏气”或“不漏气”);
(2)对比甲、乙两图所示实验,说明液体内部压强与液体的 有关;
(3)为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小,小明手应直接转动图乙装置中的 (填①/②/③/④);
(4)在探究液体内部压强与液体密度关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,你 (填“赞同”或“不赞同”)此观点,理由是 。
【答案】 高度差 不漏气 深度 ① 不赞同 只要控制金属盒在液体的深度相同就可以
【详解】(1)[1][2]液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差。
(2)[3]由图甲和图乙可知知,容器中液体的密度相同,压强计金属盒放入水中深度不同,所以甲、乙两图的实验探究的是液体压强与液体深度的关系。
(3)[4]在图乙中,为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小,应控制金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,旋转旋钮改变金属盒的朝向,因此手应直接转动图乙装置中的①。
(4)[5][6]在探究液体内部压强与液体密度关系时,只改变液体密度,控制金属盒在液体的深度相同,所以不管两烧杯中液面是否相平,只要控制金属盒在液体的深度相同就可以。
43.(2024·广东江门·二模)小明按如图所示方法制作“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,放入装有大半瓶水的大塑料瓶内,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶盖上瓶盖,并拧紧。从外面挤压塑料瓶子,塑料瓶内水面上方的空气被压缩,气压增大,把一部分水压进小玻璃瓶内,这就相当于向潜水艇的储水箱注水,小玻璃瓶此时就会下沉。把手放开,由于塑料瓶具有弹性,恢复原状,塑料瓶内水面上方的气压相对减小,小玻璃瓶内的气体就会将部分水压出小玻璃瓶,这就相当于潜水艇将储水箱内的水排出,小玻璃瓶就浮上来了。
(1)当大塑料瓶子不受压力时小玻璃瓶处于 (选填“悬浮”、“漂浮”或“沉底”)状态;
(2)“浮沉子”是通过改变自身 来实现浮沉的;
(3)小玻璃瓶下潜过程中,小瓶内气体的气压与悬浮时相比 (选填“变大”、“不变”或“变小”),浮力的情况是 ;
A.浮力一直减小 B.浮力先增大、后不变
C.浮力一直不变 D.浮力先减小、后不变
(4)若小玻璃瓶的总体积为,刚开始时小玻璃瓶露出液面的体积为,则下潜后进入小玻璃瓶内水的质量至少为 g。
【答案】(1)漂浮
(2)重力
(3) 变大 B
(4)2
【详解】(1)由题意可知,当瓶子不受压力时,玻璃瓶内的气压与瓶子液面上方的气压大小基本相同,没有水进小玻璃瓶内,所以此时玻璃瓶仍然处于漂浮状态。
(2)由题意可知,“浮沉子”下沉,是因为玻璃瓶在瓶内气压作用下,其内部被注入一部分水,质量增加,重力增大;其上浮是因为玻璃瓶内的部分水排除,重力减小,故“浮沉子”是通过改变重力来实现浮沉的。
(3)[1]小瓶悬浮时,小瓶受到的浮力等于重力,小玻璃瓶下潜时,小瓶受到的浮力小于重力,所以小瓶的重力增大,有水进小玻璃瓶内,则玻璃瓶内的气压增大,所以小瓶内气体的气压与悬浮时相比变大。
[2]小玻璃瓶下潜过程中,排开水的体积逐渐增大,当其完全浸没在水中时继续下沉时,其排开水的体积不再改变,由阿基米德原理可知,小玻璃瓶下潜过程中浮力先增大,后不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)由题意知,玻璃瓶浸没后排开液体的体积和本身的体积相等,受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10-6m3=0.12N
玻璃瓶刚好浸没时,其受到的浮力等于其重力,即
F浮=G=0.12N
玻璃瓶浸没前,处于漂浮状态,其受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(12×10-6m3-2×10-6m3)=0.1N
此时其受到的浮力等于其受到的重力,即
F浮′=G′=0.1N
则注入瓶内水的重力
ΔG=0.12N-0.1N=0.02N
注入水的质量
故下潜后进入玻璃瓶内水的质量至少为2g。
44.(2024·广东茂名·模拟预测)小明用一带刻度的圆柱体探究浮力的大小与什么因素有关。小明依次做了圆柱体、全部体积浸入水中和浸没在盐水中,过程如图:
(1)根据A与 三次实验,可得:浮力大小与物体排开液体体积有关;
(2)根据A、D、E的结果,可得圆柱体浸没在水中受到的浮力是 N;浸没更深,测力计示数不变,可得浮力与浸没在液体中的深度 (有关/无关);
(3)圆柱体浸没在盐水中,测力计示数如图F,为 N,说明浮力大小与液体 有关;盐水的密度为 kg/m3。
【答案】(1)B、C
(2) 2 无关
(3) 1.8 密度 1.1×103
【详解】(1)要探究浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关,应控制液体密度相同,改变物体排开液体的体积,由图可知,B、C的实验符合要求。
(2)[1]由A可知,圆柱体的重力为4N,根据称重法测浮力,由D、E可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力为
[2]分析A、D、E三次实验,D和E中圆柱体浸没在液体中的深度不同,测力计示数相同,浮力大小相同,故能得出:浮力与浸没在液体中的深度无关。
(3)[1]由图F可知,测力计分度值为0.2N,示数为1.8N。
[2]图E和图F中,圆柱体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度相同,液体密度不同,测力计示数不同,根据称重法测浮力可知,圆柱体受到的浮力不同,故能得出:浮力大小与液体密度有关。
[3]由图A和图E可知,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力为
根据可知,圆柱体的体积为
由图A和图F可知,圆柱体浸没在盐水中时,受到的浮力为
根据可知,盐水的密度为
45.(2024·广东江门·二模)小敏在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心圆柱体铜块,相同的圆柱形容器若干,水和密度未知的某种液体,细线等。
(1)分析图A、B、C、D可知:浮力的大小与 有关。
(2)图C中,铜块下表面受到的压力为 N。
(3)小敏用图中的数据算出了液体的密度为 kg/m3;如果在实验F中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用,则此时计算出的液体密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)若图E与图F的液面相平,则图 (选填“E”或“F”)中液体对容器底部的压强较大。
(5)利用“等浮力”方法比较液体的密度:
①小明在两个相同的烧杯中分别装入c、d两种等体积的不同液体,并将装有石块的小盒放在液体c中漂浮,此时杯内液面高度做标记1,如图G;
②再将装有石块的小盒放在液体d中漂浮,此时杯内液面高度做标记2;
③若标记1的位置在标记2的下方,则pc pd(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)0.2
(3) 2×103 偏大
(4)F
(5)>
【详解】(1)实验步骤A、B、C、D中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积变化,可以说明浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)根据浮力产生的原因,步骤C中铜块下表面受到的浮力等于水的压力,根据称重法得
(3)[1]实验步骤E中,物体受到的浮力为
F浮水=G−F示E=2.7N−2.4N=0.3N实验步骤F中,物体受到的浮力为
F浮液=G−F示F=2.7N−2.1N=0.6N因物体均浸没,所以,根据阿基米德原理可得
所以
[2]如果物体接触到了容器底部,物体会受到来自容器底部的支持力,这会导致弹簧测力计的读数减小,由式子
可得在液体中的浮力偏大。由
可知计算出的液体密度会偏大。
(4)图E与图F相比,液体深度相同,F图液体密度大,所以F图液体对容器底部的压强较大。
(5)通过比较烧杯外壁的标记位置可比较两种液体密度的大小。装有石块的小盒始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,根据,标记位置较高的,说明较大排开液体的体积较小,则说明液体密度大,所以若标记1的位置在标记2的下方,则说明在c液体中排开液体的体积较大,则液体c的密度大于液体d的密度,即pc>pd。
46.(2024·广东韶关·三模)小德在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中的操作如图所示。
(1)如图甲所示,小德把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用的力越来越大,由此猜想浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关,于是他设计了如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证该猜想是否正确;
(2)通过观察b、e两图,他得出了“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,该结论 (选填“合理”或“不合理”);
(3)在实验中,观察到物体A浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,则物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较 (选填“大”或“小”);
(4)根据实验数据可知,物体A与盐水的密度之比为 ;( )
(5)实验结束后,小德联想到压力和压强,b、d两图中物体A的下表面受到水的压强分别为p1、p2,则p1 p2;由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力大小分别为F1、F2,则F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 b、c(或b、d) 不合理 大 10:3 < <
【详解】(1)[1]要探究浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系,就要保证液体的密度相同,使物体排开液体的体积不同,所以b、c或b、d两图符合题意。
(2)[2]探究浮力的大小跟液体的密度的关系,要保证物体排开液体的体积相同,观察b、e两图可知,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,故该结论不合理。
(3)[3]观察到物体A 浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,由
可知,物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较大。
(4)[4]由图a与图c可知,物体A 浸没在水中时受到的浮力大小是
由 可知,物体A的体积是
由可知,物体A的质量是
故物体 A的密度是
由图a与图e可知,物体A浸没在盐水中时受到的浮力大小是
由 可知,盐水的密度是
则物体A 与盐水的密度之比是
(5)[5]b、d两图中的液体都是水,密度相同,物体A的下表面在b图中所处的深度小于其在d图中所处的深度,由可知,。
[6]由于物体A 的浸入,烧杯对水平桌面增加的压力大小等于物体A对液体的压力大小,由于力的作用是相互的,物体A 浸入液体中时受到向上的浮力,同时给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,而e图中弹簧测力计的示数较小,由
可知,e图中物体A受到的浮力较大,即e图中物体A 对液体的压力较大,则e图中烧杯对水平桌面增加的压力大于c图中烧杯对水平桌面增加的压力,即 。
47.(2024·广东东莞·二模)小德和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如下,
(1)如图甲所示,把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证猜想是否正确。通过观察b、e两图,得出了“浮力大小与液体密度有关"的结论,你认为这样得出结论是否合理?答: (选填“是”或“否”)
(2)实验结束后,小德联想到压力、压强知识,提出了下面两个问题①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是、,则 ;②由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力分别是、,则 。(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
(3)在实验中,观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明物体在盐水中受到的浮力 (选填“大”或“小”)。
(4)通过实验数据,请计算出物体A的密度与盐水的密度之比为 。
【答案】 bc 否 < < 大 10:3
【详解】(1)[1]要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度相同,使物体排开液体的体积不同,所以bc或bd两图符合题意。
[2]研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开液体的体积相等,观察b、e两图知道,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,得出结论是不合理。
(2)[3]由图可知,b、d两图中液体都是水,密度相同,物体A下表面在b图中所处的深度小于在d图中的深度,由p=ρgh可知,p1<p2。
[4]由于力的作用是相互的,物体浸入水中时受到向上的浮力,物体同时给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,所以桌面受到的压力等于烧杯和液体的重力加上物体的浮力,因e中弹簧测力计的示数较小,由F浮=G﹣F可知受到的浮力较大,因为液体高度相同,所以液体体积相同,因为盐水的密度大,所以e中液体重力大,杯子重力相同,所以e对桌面的压力大于c对桌面的压力,即<。
(3)[5]观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,由F浮=G﹣F可知,物体在盐水中受到的浮力较大。
(4)[6]由图a与c知道,A在水中受到的浮力
F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N
由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积
由G=mg知道,A的质量是
所以,A的密度是
物体A在盐水中受到的浮力是
F浮′=G﹣F′=4N﹣2.8N=1.2N
根据F浮=ρ液gV排知道,盐水的密度是
物体A与盐水的密度之比是
ρA:ρ盐水=4×103kg/m3:1.2×103kg/m3=10:3
48.(2024·广东东莞·二模)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)如图1,b中物块所受浮力大小为 N;
(2)分析图1 三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)分析图1a、d、e三次实验,可知物体在水中受到的浮力大小与 有关;
(4)由图中数据可知,物块的体积为 cm3,盐水的密度为 kg/m3;
(5)小立还用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,如图2所示,其中H=14cm、h=12cm,该密度计测得某液体的密度为 g/cm3,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】 1.4 a、b、c 密度 200 1.2×103 0.75 不均匀
【详解】(1)[1]由图1a可知物块受到的重力是4.8N,由图甲b可知物体受到的拉力为3.4N,物块所的浮力大小为
F浮1=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N
(2)[2]由图1a、b、c所示实验可知在同种液体中,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大,说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]由图1a、d、e所示实验可知物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,可探究浮力大小与液体的密度的关系,盐水的密度较大,物体在盐水中,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[4][5]由图1a和d得到物块受到的浮力
F浮2=G-Fd=4.8N-2.8N=2N
物块的体积为
由图1a和e得到物块受到的浮力
F浮3=G-Fe=4.8N-2.4N=2.4N
物块排开盐水的体积等于物块的体积,盐水的密度
(5)[6]因为自制的密度计在两个液体中都漂浮,所以有
由可知
即
代入得
解得。
[7]由可知,密度计无论在液体中漂浮浮力都相等,根据同一物体浮在不同液体中一定时,、成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以得到密度计的刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;因为此“密度计”相邻密度刻度线间距是不均匀的。
试卷第1页,共3页
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专题07(押16-18题)质量与密度、压强、浮力实验
押题探究
今年广东省卷中考对基础题目简化,实验题强化,情景化命题,考查学生对物理知识点的灵活应用。在中考物理中,实验题是考生拉开差距的题型,本专题以广东省卷历年中考真题为母题题源,紧握中考高频考点,以广东各地模拟题为子题题源,知识点覆盖全面题型紧扣考纲。质量与密度、压强、浮力是近年中考实验题的高频高点,要求考生在生活实际中运用所学知识解决实际问题,考有所依,学有所用。将素质教育落到实处。
真题回顾
1.(2024·广东·中考真题)小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的 处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为 g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为 。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置 ,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为 。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果 (选填“有”或“无”)影响,原因是 。
m排=282g−240g=42g由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即
2.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
3.(2020·广东·中考真题)受“曹冲称象”的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整):
①如图甲,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图乙,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
③如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2;
④如图丁,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面 ,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水,表示以下物理量):
(1)小玻璃珠的总体积为V= ;
(2)小玻璃珠的总质量为m= ;
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ= ;
(4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施: (示例:在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)。
押题冲关
1.(2025·广东深圳·二模)密度计是一种用于测量液体密度的仪器,广泛应用于工业、实验室和日常生活中。小荔同学参与了一项“制作简易密度计”的跨学科实践活动,他用一根长约20cm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10g。
【活动目的】利用材料学知识和阿基米德原理,完成密度计的设计及合理使用;
【活动方案】
(一)结合材料学等知识,为密度计设计合理的结构
(1)制作时,先把吸管两端剪平,用石蜡把端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低 。若铜丝距离水面约为10厘米,则铜丝受到的水的压强约为 pa,此时若工具整体重20克,则吸管的横截面积约为 ;
(2)将自制密度计分别放入水、密度为1.1g/cm³、1.2g/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.换更大的容器盛放液体做实验;
B.换横截面更细的吸管制作密度计;
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计。
(二)结合浮力等知识,合理选用并正确使用密度计
(3)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在盐水中(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 F2(选填“<”、“=”或“>”)。忽略细铜丝的体积,盐水密度ρ盐水= (用ρ水、H、h表示);
(4)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”);
(5)另一小组自制密度计如图戊所示,其刻度部分的D、E两点分别是最上面和最下面的刻度位置,这个密度计的测量范围是1.0g/cm³~1.6g/cm³,把这个密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在D、E的中点F处,则这种液体的密度是 g/cm³(计算结果保留一位小数);
【活动拓展】
(6)由之前活动探究可知密度计的刻度不均匀,请从密度计制作或选用的角度谈谈如何规避刻度不均匀带来的问题: 。
2.(2025·广东珠海·一模)小明想测量金属块的密度:
(1)他将天平放在水平台上,游码归零后,发现指针的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,才能使天平平衡。用调好的天平测金属块质量,天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,金属块质量为 g;
(2)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内,水面如图丙所示,则金属块体积为 ,计算出金属块密度 ;
(3)实验中所用细线会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)若将金属块放入水中时不小心溅了几滴出去,导致所测密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)小明在上面实验基础上,利用弹簧测力计和该金属块,测出图丁烧杯中盐水的密度,他用弹簧测力计吊着金属块测出金属块重力,把金属块浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数,则盐水密度 (用物理量符号表示)。
3.(2025·广东珠海·一模)小艾同学按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。()
(1)如图A所示,物体的重力为 N;
(2)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论;同种液体中,物体受到的浮力大小与 有关;
(3)通过比较步骤A、D、E得知浮力大小与浸没在液体中的深度 ;
(4)通过比较步骤A、B、F, (选填“可以”或“不可以”)得出浮力大小与液体密度有关;
(5)仔细分析实验数据知物体体积为 ;图F中弹簧测力计示数是 N。
4.(2025·广东广州·一模)小明设计实验测量实心小球A的密度,器材如图:
(1)完善以下实验步骤:
①将空烧杯放上电子秤,测出空烧杯的质量为;将空烧杯放在溢水口下;
②将盐水倒入溢水杯中,并刚好装满至不再溢出,将小球A轻放入溢水杯中;
③
A受到的浮力 (根据测量的物理量写表达式,重力与质量之比为g)
(2)已知,
①若将A完全浸没在盐水和酒精中,A受浮力依次分别为、,则 ;
②A分别轻放入盐水和酒精中静止,测得排开盐水的质量为,排开酒精的质量为,则A在盐水中静止时的状态为 (选填“漂浮”“悬浮”“沉在底部”)。
③用(2)中的字母写出A的密度表达式 ,写出推导过程。
5.(2025·广东梅州·二模)学习了浮力知识后,小明利用电子秤和已知密度为的小木块来测量一未知液体的密度,如图所示。实验步骤如下:
①如图甲所示,在容器内装入适量的该未知液体,记下此时电子秤的示数为m1;
②如图乙所示,将小木块轻轻放入该液体中,木块漂浮,记下此时电子秤的示数为m2;
③如图丙所示,用细针将小木块压入该液体中完全浸入,记下此时电子秤的示数为m2。实验中液体均未溢出,完成下列填空:(用m1、m2、m3、表示)
(1)小木块的质量m= 。
(2)小木块的体积
(3)小木块浸没在该液体中时,排开液体的质量= 。
(4)该未知液体的密度= 。
(5)实验结束后,小明发现木块会吸收液体,为了减小木块吸收液体带来的误差,请你结合小明的实验方案,提出一种改进方法: 。
6.(2025·广东中山·二模)某同学探究影响浮力大小的因素,其操作如图所示。
(1)图B中,物体受到的重力是 N,浮力是 N;
(2)由A、B、C图可得出浮力与 有关;
(3)由A、E、F图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 有关; 由实验可知 (“水”或“液体b”)的密度大;
(4)A图中物体的密度是 。
7.(2025·广东中山·二模)小明在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图1所示,部分数据记录如下表所示:
实验步骤
乙
丙
丁
戊
己
弹簧测力计示数/N
3.8
2.8
2.8
2.6
1.4
(1)步骤甲中测出物体的重力为 N。在弹簧测力计使用前,应在 方向上调零;
(2)分析步骤甲,丙,丁的数据,可知浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”):分析 3个步骤的数据,可知浮力的大小跟液体的密度有关,且液体密度越大,浸没在液体中的物体所受浮力越大;
(3)步骤己中,小明将物体切去一部分后浸没在水中,读出弹簧测力计的示数并与步骤丁的数据进行对比,得出结论:浮力的大小跟物体自身的形状有关。你认为这个结论是否正确,并说明理由: ;
(4)完成上述实验后,小明又利用如图2所示的装置来测量实验中所用物体的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1(如图甲);
②将物体放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2(如图乙);
③ ,用刻度尺测得水面高度为h3;
④物体的密度物= (用水,h1、h2、h3表示)。
8.(2025·广东广州·一模)小明利用如图所示的装置测量烧杯中液体的密度。实验步骤如下:
①用细线绑住一个体积为V的小球,挂在弹簧测力计下,当小球静止时读出测力计的示数为G;
②往烧杯中倒入适量的待测液体,用弹簧测力计拉着小球浸没在液体中,当小球静止时读出测力计的示数为F;
现有A、B、C三个小球,相关信息如下表。
球
A
B
C
体积
重力
约4N
约4N
约8N
在待测液体静止时的状态
漂浮
沉底
沉底
(1)根据表中信息,可以判断A球的密度 (选填“大于”“等于”“小于”)烧杯中液体的密度;
(2)你会选择 (选填“A”“B”“C”)球用于实验,不选择其它两个小球的原因是 ;
(3)小球浸没在待测液体中受到的浮力 ,液体密度的表达式 (用实验步骤中出现的物理量符号和重力常数g表示)。
9.(2025·广东广州·一模)小王利用如图1所示的仪器进行实验。弹簧测力计的读数均为指针稳定后的示数。
(1)由图1可得,物块浸没在甲液体中所受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其浸没在乙液体中所受到的浮力;
(2)甲液体的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的密度;
(3)若乙液体的密度为,则物块的体积为 ;(取)
(4)如图2所示的三幅图像中,能表示浮力大小与物块浸入液体深度的关系的是 ;能表示容器底部所受液体的压力大小与物块浸入液体深度的关系的是 。(均填字母)
10.(2025·广东清远·一模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,某实验小组进行了如题图所示的实验。
(1)让金属块从图B到C位置,金属块浸入水中的体积 ,观察到弹簧测力计的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”);进一步分析图B到D可得:物体所受的浮力大小与 有关;
(2)比较 三次实验,可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
(3)完成上面实验后,往E中加入适量的水,会观察到弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明觉得浮力的大小可能与物体的形状有关,为了验证猜想,小明下一步的操作应该是 。
11.(2024·广东东莞·三模)小青在实验室利用不会吸水的橡皮泥、弹簧测力计、烧杯、水和细线等物品,进行了如图所示的实验,图中数据为相应实验时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与哪些因素有关,小青将橡皮泥捏成一个球体后,用细线将其挂在弹簧测力计挂钩上,进行了图中A、B、C、D、E实验。由A、B、C实验可知,当液体密度一定时, 越大,橡皮泥所受浮力越大;由A、D、E实验可知,橡皮泥所受浮力与 有关。
(2)在E实验中,球体浸没时受到的浮力是 N,容器中盐水的密度为 g/cm3。
(3)为了探究浮力与物体浸入液体中的深度是否有关,她把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体,分别浸入水中一半,若弹簧测力计的示数 ,说明物体所受浮力与浸入液体中的深度无关。
(4)为了验证阿基米德原理,她将装满水的溢水杯放在升降台上,进行了F实验,当逐渐调高升降台时,发现随着球体浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,这一过程中弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,就可以证明F浮=G排,如果放入球体前溢水杯中的水未到溢水口处,会导致 (选填“F浮”或“G排”)的测量值偏小。F实验中的球体刚好浸没时,下表面受到水向上的压力为 。(球的半径为r,球的体积为,水的密度为ρ,结果用所给字母表示)
球下表面受到水向上的压力为
12.(2024·广东深圳·模拟预测)在“研究浮力的影响因素”的实验中,小明利用实心金属块,压力传感器,烧杯,细线等实验器材,设计并进行了实验,压力传感器可以显示其上方压力的大小。如图甲所示,将一空烧杯放在压力传感器上,压力传感器的示数为1N,然后将金属块通过细线缓慢放入装有适量水的烧杯(该烧杯足够高)中直至沉底,如图乙所示,压力传感器的示数F与金属块底面浸入水中的深度h的对应数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
0
2
4
6
8
10
F/N
3
3.25
3.5
3.75
3.75
3.75
(1)若金属块沉底时,细线处于松弛状态,压力传感器的示数为7N,则金属块的重力为 N,金属块完全在水中浸没时受到的浮力为 N;
(2)在图丙中画出金属块受到的浮力F浮和底面浸入水中的深度h的大致图像 ;
(3)小明觉得浮力的大小与物体的密度应该也有关联,他将金属块浸没在烧杯时的水面标记为O点,将金属块从水中取出,记录此时压力传感器的示数F1,选用与金属块形状相同的木块,将木块逐渐浸没到水中,烧杯中在水面会上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)时,记录此时压力传感器的示数F2,小明计算出木块在水中受到的浮力 金属块受到的浮力。(“大于”、“小于”、“相等”)
13.(2024·广东广州·三模)如图所示,小明利用如图所示装置测量烧杯中液体的密度。表格是A、B、C三个小球的相关信息。
球
A
B
C
体积
重力
约4N
约4N
约8N
在待测液体静止时的状态
漂浮
沉底
沉底
(1)根据题中信息,你会选择 (选填“A”、“B”或“C”)球用于实验,不选择其它两个小球的原因是 。
(2)实验步骤如下:
①用细线绑住小球,挂在弹簧测力计下,当小球静止时读出测力计的示数为G;
②往烧杯中倒适量的待测液体,用弹簧测力计拉着小球浸没在水中,当小球静止时读出测力计的示数为F;
该液体密度的表达式= (用测量的物理量和已知物理量表示)。
14.(2024·广东惠州·模拟预测)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为小欣同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
15.(2025·广东梅州·二模)小明同学在学习液体压强时,为了探究液体压强的大小与哪些因素有关,进行了如图所示的实验探究。
(1)实验前,小明用手轻压如图甲所示的U形管压强计,橡皮膜,发现U形管中液面几乎不动,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若压强计漏气,则接下来的正确操作是 。
A.从U形管内倒出适量液体
B.向U 形管内添加适量液体
C.拆除软管重新安装
(2)比较图乙、丙实验可初步得出结论:在同种液体中,液体压强随着 的增加而增大;比较 两图的实验可初步得出结论:液体内部压强与液体密度有关。
【拓展】
(3)完成上述实验后,小明同学又设计了如图戊所示的装置,探究液体压强与液体密度的关系。实验时,将仪器放入水槽中,观察浸入液体中的容器侧面橡皮膜的变化,换用不同液体重复实验。
①实验中需要控制相同的变量为 。
②图戊b为图戊a的正视图,某次实验结果如图戊b所示,此时仪器更接近水面的一边是 (选填“AB”“BD”“AC”或“CD”)。
16.(2025·广东深圳·一模)如图,是探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲,实验时可以通过压强计U形管两侧液面 反映液体内部压强的大小;
(2)受此启发,小明在回家后找到一根两端开口的直玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜并浸入水中不同位置,实验现象如图乙所示。由此可初步得出结论:同种液体内部,深度越深,压强越 。为了得到更普遍的规律,接下来小明应该 (选填“更换其他液体再次探究”或“改变玻璃管浸入水中的深度继续探究”);
(3)小华发现,无论利用自制的器材还是利用压强计都无法得出液体压强与深度的定量关系。为了更准确地了解液体压强与液体深度的关系,他利用能进行精确测量的数字式压强传感器做了进一步的探究,如图丙所示,分别测量出水中不同深度处的液体压强,并利用软件生成了如图丁所示的图像;
①分析图像可知:当液体密度一定时,液体压强与深度成 比;
②进一步分析图像可知,压强p与液体深度h的关系式是p=104h(压强p的单位为Pa,深度h的单位为m),该关系式 (选填“可以”或“不可以”)用于所有液体压强计算,原因是 。
17.(2025·广东珠海·一模)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示,使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 ;实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小;
(2)通过比较乙、丙两图可以得出:同种液体, ,液体压强越大;
(3)小文还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是她向丙图烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断的增大,于是得出液体密度越大,压强越大的结论;她的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)如图丁,是实验中金属盒放置在烧杯中的情形,请计算出金属盒受到水的压强是 Pa。(g取10N/kg,)
18.(2025·广东清远·一模)为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学设计了用U形管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
(1)液体压强的大小是通过观察U形管两侧液面的 来比较的。
(2)实验1是想验证 相同时,液体的压强与 的关系。
(3)实验2是想验证 相同时,液体的压强与 的关系。
(4)实验3(注:探头深度相同,但方向不同)是想验证深度和密度都相同时,液体向各个方向的压强都 。
19.(2024·广东·二模)小明在候机厅发现不同飞机机翼的形状一般不同,那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢?为此小明用硬纸板制作成厚度不同,长度和宽度相同的机翼模型进行了探究。如图所示,用竖直的金属杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇,距机翼模型相同距离,以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧测力计的示数,并进行多次实验,整理相关的数据如表。
实验组别
机翼厚度
不同时速时弹簧秤的示数(N)
0m/s
1m/s
3m/s
6m/s
12m/s
1
2cm
9.5
8.5
7.1
5.1
2.9
2
4cm
10.0
8.6
6.3
3.1
0
3
6cm
11.0
9.1
6.1
2.5
0
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风,模型上表面凸起,空气流速快、压强 ,形成一个向 的压力差,故电风扇的风速越大,弹簧秤的示数越 ;
(2)第1组实验中,当风速为6m/s时,机翼模型受到的升力为 N;
(3)根据表格数据,分析机翼模型的升力和机翼厚度之间的关系:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越 ;
(4)请你结合生活实际,猜想飞机的升力还可能与 有关。
20.(2025·广东广州·一模)电子秤使用便捷,测量结果以数字形式直观显示,并具备清零功能。小明分别利用刻度尺和电子秤对密度计进行改装。
(1)改装实验一:
①将柱形容器置于电子秤上并进行清零操作,随后向容器内倒入适量的水,记录电子秤示数m1;
②使用刻度尺测量柱形容器内水的深度h1,并做好标记;
③倒掉容器内的水,擦干容器后再次将其放回电子秤上并清零,缓缓倒入待测液体,直至液面达到标记处;
④记录 ,则待测液体的密度ρ= (用所测物理量符号和水的密度ρ水表示);
依据上述关系,可将电子秤测量质量的标度转换为对应的密度标度,从而直接读取液体的密度。
(2)改装实验二:
①将柱形容器置于电子秤上并进行清零操作,随后向容器内倒入适量的水,记录电子秤示数m1;
②使用刻度尺测量柱形容器内水的深度h1,并做好标记;
③倒掉容器内的水,擦干容器后再次将其放回电子秤上并清零,缓缓倒入待测液体,直至电子秤的示数恢复为m1;
④测量 ,则待测液体的密度ρ= (用所测物理量符号和水的密度ρ水表示)。
21.(2025·广东深圳·二模)【项目主题】探索顶针密度,解锁材质奥秘
【项目背景】《游子吟》慈母手中线,游子身上衣,临行密密缝,意恐迟迟归。诗词中临行密密缝体现古代也常用顶针作为缝纫用品,如图所示为“顶针”,一般为铁质或铜制,套在手指上,能顶着针尾,手指发力来穿透衣物。小芳发现妈妈的缝纫盒里也有一个顶针,刚学完密度知识的小芳设计了两个不同的方案鉴定顶针的材料的项目化学习活动,查阅完资料得知、。
【项目器材】天平、量筒、烧杯、足量水、细绳、电子秤
【项目实施】
方案一:利用天平和量筒测量,实验操作如下:
①小芳将顶针放在调节好的天平左盘,天平重新平衡时,砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示;
②再将顶针放入倾斜的装满水的烧杯中,如图乙所示,用量筒测出小烧杯中溢出的水的体积,如图丙所示。(顶针大于量筒口)
方案二:利用电子秤测量,实验操作如下:
①给烧杯中装入适量水,按电子秤清零键,如图a;
②用细线悬挂顶针,慢慢放入烧杯的水中,不接触烧杯底部,如图b,此时电子秤的示数为;
③慢慢松开细线,使顶针沉底,如图c,此时电子秤的示数为。
【交流和评估】
(1)用顶针套在手指上推针的目的是通过增大受力面积减小对手指的压强。针头非常尖锐的目的是 (选填“增大”或“减小”)压强;
(2)方案一中测量的顶针的密度为 ,该顶针的原材料为 ;
(3)方案二中测出顶针的质量是 ;顶针的体积V= ;顶针的密度 (以上填空用已知量和测量量表示,水的密度记为);
(4)你认为 (选填“方案一”或“方案二”)的测量方法更精确。
22.(2025·广东珠海·一模)小文进行测量物质密度实验
(1)将托盘天平放在水平台上,游码移到标尺 处,调节横梁平衡时,指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节.测量物体的质量时,右盘砝码及游码示数如图乙所示,物体的质量为 g;
(2)她用一个边长为3cm的正方体金属块来测量出了某液体的密度,实验步骤如图丁所示,则金属块的体积为 ;液体的密度为 .为了减小该实验的误差,电子秤上盛液体的烧杯应该选择图丙中的 (填“a”或“b”)烧杯(金属块都能完全放入烧杯内)
23.(2025·广东深圳·二模)如下图是在巴黎奥运会上演“水花消失术”的全红婵跳水入水时的情景,她以巨大优势夺得女子单人10m跳台项目的金牌。如何才能减少跳水入水时产生的水花呢?实验小组进行了以下项目式学习:
【驱动问题】水花大小与什么因素有关?
【项目研究】实验小组提出以下因素会影响水花大小
猜想1:入水时身体与水面的夹角;猜想2:入水速度;猜想3:入水面积;猜想4:人体体积;
(1)根据全红婵选择的入水姿势可知,入水时身体与水面的夹角= 时,水花会较小;
(2)实验小组找来A、B、C三个矿泉水瓶进行实验,为模拟运动员的身体特征,他应在矿泉水瓶内灌满 (选填“酒精”、“水”或“沙子”);
(3)为探究猜想2,实验小组应将矿泉水瓶从水面上方 (选填“相同”或“不同”)高度由静止下落,比较水花大小;
(4)已知A、B、C三个瓶盖的横截面积关系为SA=SB<SC,实验小组将三个瓶子从水面上方相同高度由静止下落,发现水花依次变小。由此可知:相同条件下,运动员体积越大,水花越 ;运动员跳水时应选择图 (选填“D”或“E”)所示的手势为好。
24.(2025·广东东莞·二模)(1)如图甲所示,用两把刻度尺测量同一个物体的长度,测量结果更精确的那把刻度尺显示物体的长度为 cm。如图乙所示,天平的读数是 g。如图丙所示,电压表的示数是 V。
(2)小明用如图甲所示的实验装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
①安装图甲中的装置时,应该先确铁圈A的位置。在确定铁圈A 的高度时, (填“需要”或“不需要”)先点燃酒精灯;
②小明根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙a所示。如果同组的小红减少烧杯中水的质量来做这个实验,则水沸腾前后温度随时间变化的图像可能是图乙中的 (填“b”“c”或“d”);
③小明在家里烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,他妈妈提醒他锅里的水有点少,于是小明又往锅里迅速加了一大碗冷水(水量比锅里的少),用同样大的火烧水直至将水再次烧开。下列能大致表示整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 (填字母)。
25.(2025·广东东莞·一模)回答下列问题:
(1)在“练习使用刻度尺”活动中,小明用分度值为1mm的刻度尺测量物理课本的宽度,操作正确,如图1甲所示,则物理课本的宽度为 cm。在“用温度计测量水的温度”实验中,当温度计的示数稳定后,温度计中液面位置如图1乙所示。则温度计的示数是 ℃。
(2)小王用天平和量筒测一块矿石的密度,在调节天平平衡时发现指针偏向分度盘的左侧(如图2甲),此时应将平衡螺母向 端调节使天平平衡;然后用调节好的天平测矿石的质量为 g,用量筒测出矿石的体积,如图2乙、丙所示,则矿石的密度为 kg/m3。
(3)如图为某同学家的电能表,该电能表读数为 kW·h;当1h电能表上的转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器的功率为 W。
26.(2025·广东广州·一模)小亮想利用如图1所示的密度计测量液体的密度,其测量单位为。
(1)如图2所示,小亮把密度计放进甲液体,密度计竖直 (选填“漂浮”或“悬浮”)在液体中,此时液面与密度计的A刻度刚好相平。若密度计的A刻度为0.7,则甲液体的密度为 ;
(2)若将该密度计放入密度比甲液体大的乙液体中,静止时,液面与密度计的刻度刚好相平,则应该在A的 (选填“上方”或“下方”),此时密度计受到的浮力 (选填“>”“<”或“=”)其在甲液体中受到的浮力;
(3)小亮觉得密度计非常有趣,于是他利用一根直径为、长的圆柱形吸管、小铁珠、热熔胶枪等,制成如图3所示的简易密度计(其质量为)。小亮把自制的密度计竖直放进某种液体中,密度计出现如图4所示的沉底现象。于是,小亮重新制作了规格如表所示的另外4支密度计,其中有可能可以测出这种液体密度的是 (填编号)。
密度计编号
直径
长度
质量
①
2
20
10
②
0.5
20
10
③
1
20
20
④
1
20
5
27.(2025·广东珠海·一模)一次课外活动中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
(1)一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
①天平置于水平台面上,游码移到标尺 处,指针位置如图甲所示,应该向 旋动平衡螺母,直到天平横梁平衡。
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量,右盘中砝码及游码位置如图乙所示,则 g。
③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙,量筒中液体体积V= cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2g。
④待测液体的密度 g/cm3。
(2)二小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已平衡的天平左右两盘,移动游码使天平平衡,游码示数为,如图丁所示,则橙汁的密度 (用字母V、和来表示)。
28.(2025·广东佛山·一模)小明收到的新年礼物是一个蛇年的小饰品,他用小饰品做了以下实验。
(1)如题1图和题2图,小饰品底座的长度是 cm,质量是 g;
(2)小明想测量小饰品的密度,发现小饰品放不进量筒,改用如题4图所示方法测体积。
①往烧杯中加入适量水浸没小饰品,在水面到达的位置上作标记,然后取出小饰品;
②往量筒装入80mL的水,然后将量筒的水倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如题3图,为 mL;
③计算出小饰品的密度为 g/cm3(保留一位小数);
(3)小华不用量筒也完成了实验,步骤如下:
①把小饰品放入烧杯加水浸没,在水面做记号后测出总质量m1;
②取走小饰品,测出烧杯和水的质量m2;
③加水到标记,测出烧杯和水的总质量m3;
水的密度为,利用公式可测出小饰品的密度。小明分析:取出时小饰品会沾有水,导致测量的质量 ,体积偏大,这样测得的密度 。(均选填“偏大”“不变”或“偏小”)
29.(2025·广东江门·一模)为了测量盐水密度,一实验小组同学进行了如下实验:
【过程•方法】
(1)把天平放在水平台上,将游码拨至标尺左端的 处,指针静止时指在如图甲所示位置,此时应向 调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)调节好天平,将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加至最小砝码时,指针的指向如图甲所示,接下来应该进行的操作是 ,使指针指在分度盘中央,测出空烧杯的质量为;
(3)将适量的盐水倒入量筒中,如图乙所示。再将量筒中的盐水全部倒入空烧杯中,用天平测量盐水和烧杯的总质量,天平重新平衡后,右盘中砝码数和游码的位置如图丙所示,则盐水的质量为 g,所测盐水的密度为 ;
【交流•评估】
(4)该实验小组测量的盐水的密度比真实密度 。(选填“偏大”或“偏小”)
【拓展•创新】
(5)该实验小组继续测量矿石(已知矿石不规则,在水中下沉且不吸水)的密度时,发现矿石体积较小无法用细线拴住,于是进行了下列实验。
①用一个小水杯装水,使水面与水杯口平齐,用天平测出水杯和水的总质量为;
②把水杯中的水倒出一小部分后,再次测出水杯和水的总质量为;
③用另一干燥的纸杯装一些小矿石,测出纸杯和矿石的总质量为;
④把纸杯中的小矿石慢慢倒入水杯中,直至水面又与水杯口平齐,测出此时纸杯和矿石的总质量为。
根据以上实验数据,可知小矿石密度的表达式 (已知水的密度为,用以上测量的物理量的符号和表示)。
30.(2024·广东汕头·一模)关于物理实验室常用的几种测量仪器,请完成下列填空:
(1)图甲中木块的长度为 cm;在调节天平平衡时,将游码归零后,指针如图乙所示,此时应向 调节平衡螺母(选填“左”或“右”),使横梁平衡,天平平衡时,放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,所测物体的质量为 g;如图丁温度计示数为 ℃;
(2)某实验小组用下图甲所示装置探究冰的熔化规律,并根据实验数据绘制了“温度—时间”图像(如图乙、丙所示):请你判断 (选填“乙”或“丙”)图是正确的,理由是: 。
31.(2024·广东汕头·二模)小明在郊外游玩时捡到一块石头,他想知道石头的密度,将石头带回学校进行测量。
(1)实验前,小明先将天平放在 桌面上,发现天平如图甲所示,指针静止时指在分度盘中央,于是直接使用天平进行测量,这样的做法会使得所测石头质量偏 ;
(2)小明用重新调好的天平测石头的质量。当右盘中所加砝码和移动后的游码位置如图乙所示时,天平横梁平衡,则石头的质量为 g;
(3)用量筒和水测出石块体积如图丙所示,可计算出该石块密度为 ;
(4)小明想用已知质量为m、密度为的石头来测某种未知液体的密度,如图丁:
①将石头浸没在装有适量液体的烧杯中,在液面位置上作标记;
②将烧杯放在电子秤盘内,称出总质量为;
③将石头从液体中取出,向烧杯中添加液体到标记处,再用电子秤称出此时液体和烧杯的总质量为,则后添加液体的质量为 (用字母符号表示),该液体密度的表达式为 (用字母m,,,表示)。
32.(2024·广东清远·一模)(1)如图所示,用刻度尺测量一木块的边长,木块的边长为 cm;秒表示数为 s;
(2)在调节天平平衡时,将游码归零后,指针向右偏转,此时应向 调节平衡螺母,使横梁平衡;天平平衡时天平右盘中的砝码和游码的位置如图所示,所测物体的质量为 g;
(3)如图为小明家12月底电能表的示数,该读数为 kW·h;11月底的示数为1922.6kW·h,若电费0.6元/度,则12月份小明家应交的电费为 元。
33.(2024·广东东莞·一模)小燕测量一个不规则小石块的密度;
(1)为使天平调平,小燕做了如下操作:①将其放在水平桌面;②将游码调至左端零刻度线处;③将平衡螺母向右调节,原因是指针偏向分度盘中央刻度线的 (选填“左”或“右”)侧;
(2)如图1所示小石块的质量为 g,用图2所示方法测得小石块的体积为 cm3,则小石块的密度为 kg/m3;
(3)如果不借助量筒,是否可以测量液体的密度;如图3,两个相同的容器分别装有质量相等的水和煤油(ρ水>ρ煤油),则 (填“甲”或“乙”)液体是煤油,用刻度尺量出甲和乙液面到容器底的深度分别为h1和h2,则煤油的密度表达式为: (用h1、h2、ρ水来表示)。
34.(2024·广东东莞·三模)某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图所示。
(1)在调节托盘天平横梁平衡时,小明发现指针在分度盘中央刻度线右侧摆动,他应向 端调节平衡螺母,依据的原理是 (填“杠杆”或“二力”)平衡;
(2)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图甲所示,则称量的颗粒的质量是 g;
(3)因颗粒易溶于水,小组同学采用图乙所示方法测量体积,所称量的颗粒的体积是 cm3;
(4)该物质的密度是 kg/m3;
(5)在C步操作中,若摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏 (填“大”或“小”)。
35.(2024·广东深圳·二模)小黎从家里带了一些冰糖到实验室,想跟小红一起测量冰糖的密度。实验前,她们进行了一些问题的讨论:
A.在量筒a中装入适量的芝麻,摇匀并抹平表面
B.将待测冰糖放入量筒b中
C.将量筒a中的芝麻全部倒入量筒b,摇匀并抹平表面
(1)【实验设计】
①她们拿到的天平,左盘缺损了一个小角,你认为这台天平还能继续使用吗? (选填“能”或“不能”)
②小黎想用排水法测冰糖的体积,小红忙阻止,原因是 。
(2)【进行测量】
经过讨论,她们用天平测得冰糖质量(见甲图),后用乙图的方式测量冰糖体积。则冰糖的密度是 g/cm3
(3)【评估流】
①如果步骤C中有部分芝麻洒出,则测得的密度值比实际密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
②小红觉得还可以再改进一下实验:用细盐替代芝麻,你觉得这样做的好处是 。
36.(2024·广东·模拟预测)物理学习小组利用托盘天平、量筒等实验器材测量橙汁的密度。
(1)小明思考后,设计了如下的实验操作:
①将托盘天平放于水平工作台上,发现指针位置如图甲所示,此时应向 调节平衡螺母,直至天平横梁水平平衡;
②用调节好的托盘天平测得空烧杯的质量m0=20g;
③然后在烧杯中倒入适量橙汁,置于托盘天平左盘,天平横梁再次平衡时如图乙所示,则烧杯和橙汁的总质量m= g;
④将烧杯中的橙汁倒入量筒中,如图丙所示;
⑤根据测得的数据,计算出橙汁的密度ρ= kg/m3;
(2)实验结束后,同组的小华同学指出烧杯中会有橙汁残留,导致小明计算出的橙汁密度会比真实值 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)小明和小华讨论并查阅资料后,重新设计了实验方案,利用细针、刻度尺和一个已知密度为ρ0的塑料块(塑料块不吸液体,且ρ0<ρ橙汁),也测出了橙汁的密度。他们的实验步骤如下:
①在烧杯中倒入适量的橙汁,如图丁所示,用刻度尺测出烧杯中橙汁的深度为h1;
②将塑料块轻轻放入橙汁中,如图戊所示,当塑料块稳定后用刻度尺测出烧杯中橙汁的深度为h2;
③用细针将塑料块压至浸没,如图已所示,再用刻度尺测出此时烧杯中橙汁的深度为h3;
④根据实验数据可计算出橙汁的密度ρ橙汁= (用测量量和已知量的符号表示)。
37.(2024·广东·三模)物理小组在实验室里面测量某合金块的密度。
(a)把天平放在水平台上,游码移至零刻线处,指针位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母;
(b)天平平衡时,所用的砝码和游码位置如图乙所示,则合金块的质量为 g;
(c)接着实验小组成员用细线拴住合金块并将它浸没在盛水的量筒中,量筒示数分别如图乙、丙所示,则该合金块的密度为 kg/m3;
(d)小红用托盘天平测量物块的质量,操作情况如图丁所示,指出她操作中的一个错误: 。
38.(2024·广东惠州·一模)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为p盆,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为0.2m,则 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
39.(2024·广东深圳·一模)某同学利用小桌、砝码、海绵探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过 来显示压力的作用效果;
(2)比较(甲)、(丙)两次实验, (选填“能”或“不能”)得出压力作用效果与压力大小有关的结论,原因是: ;
(3)该同学在实验时将图(乙)中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图(丁)所示,则在(乙)、(丁)两种情况中小桌产生的压强p乙 p丁(选填“大于”“小于”或“等于”)。
40.(2024·广东肇庆·二模)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随 增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差 (选填“变大”“不变”或“变小”)。该研究方法为 ;
(3)小明设计了图戊装置来测量盐水的密度,装置内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。他设计的实验步骤如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水;直到橡皮膜 ;
③用刻度尺测出盐水深度h,以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
41.(2024·广东惠州·二模)某实验小组利用双探头压强计探究液体的压强与哪些因素有关。如图所示,其中U形管A、B中装入同种液体,该装置一次测量可采集多个数据。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性,小明用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现了明显的 且保持稳定,说明压强计不漏气,此时橡皮管内的气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压,压强计上的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上,发现两个U形管液面高度差都保持不变,说明在同种液体内部的同一深度 的压强都相等;
(3)通过比较高度差ΔhA和ΔhB,可以初步得出结论:同种液体中, 。同桌小华认为只进行一次实验就得出结论,结论是不可靠的,于是提出了两种改进方案:①将探头放在水中不同深度多次实验;②将探头放在液体中不同深度多次实验,并且更换不同液体进行多次实验。你认为方案 (选填“①”或“②”)更合适。
42.(2024·广东茂名·一模)小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察U形管两边液面的 来显示压强大小,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面发生明显变化,说明该装置 (填“漏气”或“不漏气”);
(2)对比甲、乙两图所示实验,说明液体内部压强与液体的 有关;
(3)为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小,小明手应直接转动图乙装置中的 (填①/②/③/④);
(4)在探究液体内部压强与液体密度关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,你 (填“赞同”或“不赞同”)此观点,理由是 。
43.(2024·广东江门·二模)小明按如图所示方法制作“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,放入装有大半瓶水的大塑料瓶内,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶盖上瓶盖,并拧紧。从外面挤压塑料瓶子,塑料瓶内水面上方的空气被压缩,气压增大,把一部分水压进小玻璃瓶内,这就相当于向潜水艇的储水箱注水,小玻璃瓶此时就会下沉。把手放开,由于塑料瓶具有弹性,恢复原状,塑料瓶内水面上方的气压相对减小,小玻璃瓶内的气体就会将部分水压出小玻璃瓶,这就相当于潜水艇将储水箱内的水排出,小玻璃瓶就浮上来了。
(1)当大塑料瓶子不受压力时小玻璃瓶处于 (选填“悬浮”、“漂浮”或“沉底”)状态;
(2)“浮沉子”是通过改变自身 来实现浮沉的;
(3)小玻璃瓶下潜过程中,小瓶内气体的气压与悬浮时相比 (选填“变大”、“不变”或“变小”),浮力的情况是 ;
A.浮力一直减小 B.浮力先增大、后不变
C.浮力一直不变 D.浮力先减小、后不变
(4)若小玻璃瓶的总体积为,刚开始时小玻璃瓶露出液面的体积为,则下潜后进入小玻璃瓶内水的质量至少为 g。
44.(2024·广东茂名·模拟预测)小明用一带刻度的圆柱体探究浮力的大小与什么因素有关。小明依次做了圆柱体、全部体积浸入水中和浸没在盐水中,过程如图:
(1)根据A与 三次实验,可得:浮力大小与物体排开液体体积有关;
(2)根据A、D、E的结果,可得圆柱体浸没在水中受到的浮力是 N;浸没更深,测力计示数不变,可得浮力与浸没在液体中的深度 (有关/无关);
(3)圆柱体浸没在盐水中,测力计示数如图F,为 N,说明浮力大小与液体 有关;盐水的密度为 kg/m3。
45.(2024·广东江门·二模)小敏在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心圆柱体铜块,相同的圆柱形容器若干,水和密度未知的某种液体,细线等。
(1)分析图A、B、C、D可知:浮力的大小与 有关。
(2)图C中,铜块下表面受到的压力为 N。
(3)小敏用图中的数据算出了液体的密度为 kg/m3;如果在实验F中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用,则此时计算出的液体密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)若图E与图F的液面相平,则图 (选填“E”或“F”)中液体对容器底部的压强较大。
(5)利用“等浮力”方法比较液体的密度:
①小明在两个相同的烧杯中分别装入c、d两种等体积的不同液体,并将装有石块的小盒放在液体c中漂浮,此时杯内液面高度做标记1,如图G;
②再将装有石块的小盒放在液体d中漂浮,此时杯内液面高度做标记2;
③若标记1的位置在标记2的下方,则pc pd(选填“>”“<”或“=”)。
F浮水=G−F示E=2.7N−2.4N=0.3N实验步骤F中,物体受到的浮力为
F浮液=G−F示F=2.7N−2.1N=0.6N因物体均浸没,所以,根据阿基米德原理可得
所以
[2]如果物体接触到了容器底部,物体会受到来自容器底部的支持力,这会导致弹簧测力计的读数减小,由式子
可得在液体中的浮力偏大。由
可知计算出的液体密度会偏大。
46.(2024·广东韶关·三模)小德在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中的操作如图所示。
(1)如图甲所示,小德把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用的力越来越大,由此猜想浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关,于是他设计了如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证该猜想是否正确;
(2)通过观察b、e两图,他得出了“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,该结论 (选填“合理”或“不合理”);
(3)在实验中,观察到物体A浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,则物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较 (选填“大”或“小”);
(4)根据实验数据可知,物体A与盐水的密度之比为 ;( )
(5)实验结束后,小德联想到压力和压强,b、d两图中物体A的下表面受到水的压强分别为p1、p2,则p1 p2;由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力大小分别为F1、F2,则F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
47.(2024·广东东莞·二模)小德和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如下,
(1)如图甲所示,把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证猜想是否正确。通过观察b、e两图,得出了“浮力大小与液体密度有关"的结论,你认为这样得出结论是否合理?答: (选填“是”或“否”)
(2)实验结束后,小德联想到压力、压强知识,提出了下面两个问题①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是、,则 ;②由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力分别是、,则 。(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
(3)在实验中,观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明物体在盐水中受到的浮力 (选填“大”或“小”)。
(4)通过实验数据,请计算出物体A的密度与盐水的密度之比为 。
48.(2024·广东东莞·二模)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)如图1,b中物块所受浮力大小为 N;
(2)分析图1 三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)分析图1a、d、e三次实验,可知物体在水中受到的浮力大小与 有关;
(4)由图中数据可知,物块的体积为 cm3,盐水的密度为 kg/m3;
(5)小立还用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,如图2所示,其中H=14cm、h=12cm,该密度计测得某液体的密度为 g/cm3,此“密度计”相邻密度刻度线间距是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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