第4节 跨学科实践：制作微型密度计（分层作业）物理新教材人教版八年级下册

品学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 目录 【A夯基础】 .1 一、密度计的工作原理… 二、微型密度计的结构与制作要点 ..1 三、密度计的刻度特点 1 【B提能力】 1 【C链中考】…2 A 夯基础 一、密度计的工作原理 1.B 2.C 3.0.1 二、微型密度计的结构与制作要点 4.B 5.增加；偏大 6.④①②③ 三、密度计的刻度特点 7.B 8.0.83×103 9.(1)下端；可以用小钢珠作为配重（重心比铜丝低的材料都可以）； (2)越长；不变： (3)C; (4)用更细的吸管； B 提能力 10.ABC 11.> 偏大 12.相等 甲 1/2 品学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 13.0.1 1.25 a 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 301 1.07 14.漂浮 等于 0.75 链中考 15.D 16.D 17.B 18. 水 盐 2/2 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 目录 【A 夯基础】 1 一、密度计的工作原理 1 二、微型密度计的结构与制作要点 1 三、密度计的刻度特点 2 【B 提能力】 2 【C 链中考】 4 一、密度计的工作原理 1．微型密度计能漂浮在液体中，其工作原理是利用（　　）​ A．二力平衡条件 B．阿基米德原理​ C．液体压强特点 D．杠杆平衡条件​ 2．关于密度计的浮沉状态，下列说法正确的是（　　）​ A．密度计在密度越大的液体中，浸入液体的体积越大​ B．密度计在密度越大的液体中，受到的浮力越大​ C．密度计漂浮时，浮力始终等于其自身重力​ D．密度计下沉时，浮力大于自身重力​ 3. 将自制微型密度计放入水中，它漂浮时排开水的体积为​10cm3，若密度计的重力为​0.1N，则此时它受到的浮力为______​N（​g取​10N/kg，​ρ水​=1.0×103kg/m3）。​ 二、微型密度计的结构与制作要点 4．制作微型密度计时，选择的载体材料应具备的特点是（　　）​ A．密度大、不吸水 B. 密度小、不吸水​ C．密度大、易吸水 D. 密度小、易吸水​ 5．小珂同学利用一根吸管制作一支简易密度计，将其放入液体中不能直立，为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应________（填“增加”或“减少”）吸管中铁丝质量。改进后，用它测量可乐密度时，吸管上附着许多小气泡，则测得的密度________（填“偏大”或“偏小”）。 6．制作微型密度计的步骤：① 在塑料棒底部缠上适量橡皮泥（固定重心）；② 将密度计放入水中，标记水面对应的刻度（水的密度刻度）；③ 将密度计放入不同密度的标准液体中，标记对应刻度；④ 打磨塑料棒，使其粗细均匀。合理的步骤顺序是______。​ 三、密度计的刻度特点 7. 密度计上的刻度大小顺序是（　　） A．上端大、下端小 B．上端小、下端大 C．上下均匀 D．都可以 8．将自制密度计放入酒精（​ρ酒精​=0.8×103kg/m3）中，它浸入酒精的深度为​12.5cm；放入水中时，浸入深度为​10cm。若将其放入另一种未知液体中，浸入深度为​12cm，则该未知液体的密度为______​kg/m3（不计密度计自重变化和体积变化）。​ 9. 利用一根吸管制作一个简易密度计 （1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应在吸管的______（上端/下端）塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来．若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法______． （2）这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它露出液面部分的长度______（越长/越短/不变），受到的浮力大小______（变大/变小/不变）. （3）通过正确计算，在吸管上标出对应的刻度线，便制成了一个简易的吸管密度计．下列四种刻度的标示合理的是______ . （4）为了使测量结果更准确，如何使简易密度计上两条刻度线（如0.9、1.0）之间的距离大一些？写出一种方法．______． 10．关于如图所示的情景，下列说法错误的是（　　） A．图甲，“天宫课堂”中展示的乒乓球没有浮起来，是因为受到的浮力太小了 B．图乙，浸在液体中的物体受到的浮力是垂直向上的 C．图丙，阿基米德原理只适用于浸没在液体中的物体 11．小明用饮料吸管和铁丝制作了一个简易密度计，分别用它测量水和盐水的密度时，吸管浸入水中的深度为，浸入盐水中的深度为，则 （选填“＞”“＜”或“=”）。用它测量可乐的密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，则测得的密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12．小琴同学在铅笔下端粘上一块橡皮泥，自制了一支密度计，将它先后置于甲、乙两种液体中，静止时如图所示。则密度计在甲、乙液体中所受浮力大小 （选填“相等”或“不相等”），其中 液体的密度更大。 13．制作简易的密度计，器材有：长度为20cm的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（g取10N/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0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为10g，能竖直漂浮在液体中； ①当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为 N，浸入的深度为 H； ②将它放入密度为的不同液体中，浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中 （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： 。 （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30g，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，密度计排开水的体积为 。从水中取出擦干后，放入待测盐水中，M比液面高2cm。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为27g，再放入水中，液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为 ，盐水的密度为 （保留2位小数）。 14．小强同学取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，确保制成一个能始终竖直 在液体中的简易密度计，用这个简易密度计来测量某液体的密度，实验步骤如下： （1）用刻度尺测出密度计的长度是10cm； （2）将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是4cm； （3）将密度计取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止时所受的浮力 在水中所受的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”），并测出密度计露出液面的长度是2cm； （4）被测液体的密度是 g/cm3。 15．（2024・山东青岛・中考真题） 密度计是测量液体密度的常用工具，其工作原理是漂浮时浮力等于重力。下列关于密度计的说法正确的是（　　）​ A．密度计在不同液体中漂浮时，受到的浮力大小不同​ B．密度计的刻度线分布均匀​ C．密度计浸入液体的深度越大，说明液体密度越大​ D．密度计上的刻度值从下到上逐渐变小​ 16．（2024・安徽芜湖・中考真题）小明取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成简易密度计．现使吸管竖直漂浮在不同液体中，测量出液面到吸管下端的深度为h，如图所示．则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中，可能正确的是（ ） A    B    C   D 17．（2024・黑龙江牡丹江・中考真题）小明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（　　） 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 18.（2024・广东・中考真题）如图所示，密度计静止在水中的位置，请画出密度计静止在盐水中的大致位置。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 目录 【A 夯基础】 1 一、密度计的工作原理 1 二、微型密度计的结构与制作要点 2 三、密度计的刻度特点 2 【B 提能力】 4 【C 链中考】 8 一、密度计的工作原理 1．微型密度计能漂浮在液体中，其工作原理是利用（　　）​ A．二力平衡条件 B．阿基米德原理​ C．液体压强特点 D．杠杆平衡条件​ 【答案】B时，受到的浮力等于自身重力（二力平衡），而浮力的大小遵循阿基米德原理（​F浮​=ρ液​gV排​）。通过排开液体体积的变化反映液体密度，核心工作原理是阿基米德原理，故 A 不符合题意，B 符合题意；与液体压强、杠杆平衡无关，CD 不符合题意。​ 故选 B。 2．关于密度计的浮沉状态，下列说法正确的是（　　）​ A．密度计在密度越大的液体中，浸入液体的体积越大​ B．密度计在密度越大的液体中，受到的浮力越大​ C．密度计漂浮时，浮力始终等于其自身重力​ D．密度计下沉时，浮力大于自身重力​ 【答案】C​ 【详解】密度计始终漂浮在液体中，根据二力平衡，浮力始终等于自身重力，故 B 错误，C 正确；根据阿基米德原理​F浮​=ρ液​gV排​，浮力不变时，液体密度越大，浸入液体的体积（​V排​）越小，故 A 错误；密度计下沉时，浮力小于自身重力，故 D 错误。​ 故选 C。 3. 将自制微型密度计放入水中，它漂浮时排开水的体积为​10cm3，若密度计的重力为​0.1N，则此时它受到的浮力为______​N（​g取​10N/kg，​ρ水​=1.0×103kg/m3）。​ 【答案】​0.1 ​【详解】密度计漂浮在水中，根据二力平衡条件，浮力等于自身重力，即​F浮​=G=0.1N（也可通过阿基米德原理验证：​F浮​=ρ水​gV排​=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10−6m3=0.1N）。 二、微型密度计的结构与制作要点 4．制作微型密度计时，选择的载体材料应具备的特点是（　　）​ A．密度大、不吸水 B. 密度小、不吸水​ C．密度大、易吸水 D. 密度小、易吸水​ 【答案】B​ 【详解】制作密度计的载体需要漂浮在液体中，因此材料密度应小于液体密度（密度小）；同时为了避免材料吸水影响测量准确性，应选择不吸水的材料（如塑料棒、铅笔芯等），故 ACD 错误，B 正确。​ 故选 B。​ 5．小珂同学利用一根吸管制作一支简易密度计，将其放入液体中不能直立，为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应________（填“增加”或“减少”）吸管中铁丝质量。改进后，用它测量可乐密度时，吸管上附着许多小气泡，则测得的密度________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】增加；偏大 【详解】（1）物体的重心位置越低越稳定；如果吸管中没有铁丝，那么吸管会横躺在水面上，此时重心最低；如果在吸管中加入铁丝，那么整个吸管的重心下移到铁丝附近。且铁丝的质量越大，重心就越靠下。 （2）根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知，当浮力相同时，液体的密度与V排成反比，即V排越小，液体的密度越大，据此分析判断。 6．制作微型密度计的步骤：① 在塑料棒底部缠上适量橡皮泥（固定重心）；② 将密度计放入水中，标记水面对应的刻度（水的密度刻度）；③ 将密度计放入不同密度的标准液体中，标记对应刻度；④ 打磨塑料棒，使其粗细均匀。合理的步骤顺序是______。​ 【答案】④①②③​ 【详解】制作时应先打磨塑料棒使其粗细均匀（保证刻度均匀性），再固定重心（缠橡皮泥），最后依次放入水和标准液体中标记刻度，故顺序为④①②③。 三、密度计的刻度特点 7. 密度计上的刻度大小顺序是（　　） A．上端大、下端小 B．上端小、下端大 C．上下均匀 D．都可以 【答案】B 【详解】密度计的工作原理也是利用了物体的浮沉条件，密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，根据G=F浮=ρ液gV排可知：如果液体的密度越大，则密度计浸入液体中的体积V排越小，即密度计越往上浮，所以密度计的刻度是上端小、下端大． 8．将自制密度计放入酒精（​ρ酒精​=0.8×103kg/m3）中，它浸入酒精的深度为​12.5cm；放入水中时，浸入深度为​10cm。若将其放入另一种未知液体中，浸入深度为​12cm，则该未知液体的密度为______​kg/m3（不计密度计自重变化和体积变化）。​ 【答案】​0.83×103 【详解】设密度计横截面积为​S，重力为​G。漂浮时​G=F浮​=ρ液​gV排​=ρ液​gSh，故​ρ水​gSh水​=ρ酒精​gSh酒精​=ρ液​gSh液​，即​ρ水​h水​=ρ液​h液​。代入数据​1.0×103kg/m3×10cm=ρ液​×12cm，解得​ρ液​≈0.83×103kg/m3。 9. 利用一根吸管制作一个简易密度计 （1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应在吸管的______（上端/下端）塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来．若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法______． （2）这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它露出液面部分的长度______（越长/越短/不变），受到的浮力大小______（变大/变小/不变）. （3）通过正确计算，在吸管上标出对应的刻度线，便制成了一个简易的吸管密度计．下列四种刻度的标示合理的是______ . （4）为了使测量结果更准确，如何使简易密度计上两条刻度线（如0.9、1.0）之间的距离大一些？写出一种方法．______． 【答案】（1）下端；可以用小钢珠作为配重（重心比铜丝低的材料都可以）； （2）越长；不变； （3）C； （4）用更细的吸管； 【详解】（1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，吸管下端塞入一些铜丝作为配重，这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中；若将它放入液体中后不能竖直漂浮，则可以用小钢珠作为配重； （2）密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，保持不变，如果液体的密度越大，则密度计浸入液体中的体积越小，即越往上浮，则露出液面部分的长度越长；所以密度计的刻度是越往下值越大； （3）因为密度计的刻度由上至下数值逐渐增大；故C正确； （4）因为△V=sh，所以使h变大，应减小S即可，具体做法是：用更细的吸管． 10．关于如图所示的情景，下列说法错误的是（　　） A．图甲，“天宫课堂”中展示的乒乓球没有浮起来，是因为受到的浮力太小了 B．图乙，浸在液体中的物体受到的浮力是垂直向上的 C．图丙，阿基米德原理只适用于浸没在液体中的物体 D．图丁，密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相等来测量液体密度 【答案】ABC 【详解】A．太空中处于失重状态，“天宫课堂”中展示的乒乓球不会受到水的浮力作用，所以没有浮起来，故A错误，符合题意； B．浸在液体中的物体受到的浮力方向是竖直向上的，故B错误，符合题意； C．阿基米德原理不仅适用于浸在液体中的物体，也适用于浸在气体中的物体，故C错误，符合题意； D．用密度计测量液体的密度时，密度计总是漂浮在液面上的，故浮力等于其重力，因此密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相同来测量液体密度的，故D正确，不符合题意。 故选ABC。 11．小明用饮料吸管和铁丝制作了一个简易密度计，分别用它测量水和盐水的密度时，吸管浸入水中的深度为，浸入盐水中的深度为，则 （选填“＞”“＜”或“=”）。用它测量可乐的密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，则测得的密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ＞ 偏大 【详解】[1]因为密度计不管是在水中还是在盐水中，都是漂浮状态，所以 设密度计的底面积为S，则根据得 因为 所以 [2]由于密度计漂浮时浮力等于重力，重力不变，则浮力不变，根据可知排开液体的体积不变，当测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，此时， 所以，密度计浸入可乐中的体积变小，由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大，所以，测得的液体密度偏大。 12．小琴同学在铅笔下端粘上一块橡皮泥，自制了一支密度计，将它先后置于甲、乙两种液体中，静止时如图所示。则密度计在甲、乙液体中所受浮力大小 （选填“相等”或“不相等”），其中 液体的密度更大。 【答案】 相等 甲 【解析】略 13．制作简易的密度计，器材有：长度为20cm的吸管一根，铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。（g取10N/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0cm的一端封闭，添加铁屑至管内，使其总质量为10g，能竖直漂浮在液体中； ①当将它放入密度为的水中时，浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中，密度计所受的浮力大小为 N，浸入的深度为 H； ②将它放入密度为的不同液体中，浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中 （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： 。 （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30g，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，密度计排开水的体积为 。从水中取出擦干后，放入待测盐水中，M比液面高2cm。取出密度计擦干，倒出部分铁屑，使其总质量为27g，再放入水中，液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为 ，盐水的密度为 （保留2位小数）。 【答案】 0.1 1.25 a 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 30 1 1.07 【详解】（1）①[1]密度计在酒精中漂浮，其受到的浮力等于重力，则浮力为 [2]由于密度计在水中和酒精中均漂浮，在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力，则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力，所以有 可得 ②[3]密度计在液体中漂浮，则有 可得 当密度计重力，吸管的横截面积一定时，h与ρ液成反比，故a图线符合h随ρ液变化的规律。 ③[4]适当增大密度计的重力，则密度计浸入水中的深度增大，即H增大，密度计放入酒精中漂浮时，浸入酒精中的深度为1.25H，也随之增大，则两条刻度线间的距离会变大。 （2）[5]当密度计总质量为30g时，仍能漂浮在水中，则受到的浮力为 由阿基米德原理有 则有 密度计排开水的体积为 [6]与上同理，当密度计质量为27g时，排开水的体积为 此时水面刻度比M低3cm，由此可知吸管的横截面积为 [7]当密度计的质量为30g时，浸入盐水中的深度比M低2cm，由此可知在盐水中浸入的（排开盐水）体积为 由前面分析结论，同理，当密度计在盐水中漂浮时有 则盐水的密度为 14．小强同学取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，确保制成一个能始终竖直 在液体中的简易密度计，用这个简易密度计来测量某液体的密度，实验步骤如下： （1）用刻度尺测出密度计的长度是10cm； （2）将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是4cm； （3）将密度计取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止时所受的浮力 在水中所受的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”），并测出密度计露出液面的长度是2cm； （4）被测液体的密度是 g/cm3。 【答案】 漂浮 等于 0.75 【详解】[1]密度计在水中和在液体中都漂浮，根据物体的漂浮条件，受到的浮力大小都等于重力大小，所以在饮料吸管下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，确保制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计。 （3）[2]自制密度计始终漂浮在液体上，所以密度计在水和待测液体中，其浮力大小均和重力大小相等，故密度计在水和待测液体中所受的浮力大小是相等的。 （4）[3]假设密度计的横截面积为S，密度计在水和待测液体中所受的浮力大小是相等的，所以根据阿基米德原理可得 即 所以被测液体的密度是 15．（2024・山东青岛・中考真题） 密度计是测量液体密度的常用工具，其工作原理是漂浮时浮力等于重力。下列关于密度计的说法正确的是（　　）​ A．密度计在不同液体中漂浮时，受到的浮力大小不同​ B．密度计的刻度线分布均匀​ C．密度计浸入液体的深度越大，说明液体密度越大​ D．密度计上的刻度值从下到上逐渐变小​ 【答案】D​ 【详解】密度计漂浮时浮力始终等于自身重力，大小不变，故 A 错误；刻度线 “上密下疏”，分布不均匀，B 错误；浸入深度越大，排开液体体积越大，根据​F浮​=ρ液​gV排​，液体密度越小，C 错误；刻度值 “上小下大”，从下到上逐渐变小，D 正确。​ 故选 D。 16．（2024・安徽芜湖・中考真题）小明取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成简易密度计．现使吸管竖直漂浮在不同液体中，测量出液面到吸管下端的深度为h，如图所示．则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中，可能正确的是（ ） A    B    C   D 【答案】D 【分析】密度计漂浮在不同的液体中，根据漂浮条件，所受浮力等于自身重力，即浮力不变，据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系； 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh，浮力和密度计的横截面积一定时，判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系． 【详解】同一只密度计，重力G不变，竖直漂浮在不同液体中，由漂浮条件F浮=G可知，浮力不变，与浸没液体中的深度无关，故AB错误； 由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得，g是定值，ρh的乘积为定值，所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象，故C错误，D正确． 17．（2024・黑龙江牡丹江・中考真题）小明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（　　） 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 【答案】B 【详解】密度计处于漂浮状态，浮力等于重力，质量不变，浮力也不变，根据可知，测量同种液体的密度时，排开液体的体积不变，为了使测：量结果更准确，使密度计上两条刻度线之 间的距离大一些，根据知，排开液体的体积不变，要使间隔h变大，应减小横截面积S即可，具体做法是：换细的吸管制作密度计。 故选B。 18.（2024・广东・中考真题）如图所示，密度计静止在水中的位置，请画出密度计静止在盐水中的大致位置。 【答案】 【详解】 密度计分别漂浮在水和盐水中，浮力都等于重力，即：F水=F盐水=G密。 根据F浮=ρ液gV排可得，密度计排开的液体的体积：V排=F浮/ρ液g， 由于水的密度小于盐水的密度， 所以，密度计排开的盐水的体积小于排开的水的体积，即密度计浸入盐水中的深度更浅一些。由此可以画出密度计在盐水中的大体位置。 答案如下图所示： 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $