10.4 跨学科实践：制作微型密度计 巩固练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

10.4跨学科实践：制作微型密度计 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于如图所示“国之重器”涉及的物理知识，下列分析不正确的是（　　） A．三峡水利枢纽中的五级船闸，利用了连通器的原理 B．国产大飞机C919起飞升空时，机翼上方空气的流速大，压强小 C．094型核潜艇在逐渐潜入水面下的过程中，受到的浮力大小始终不变 D．福建舰上的舰载飞机起飞后，航母受到的浮力将变小 2．分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示．现将两支密度计放入同一个盛有盐水的烧杯中，静止后与图中相比，密度计A上升的高度为hA和B上升的高度为hB．则（    ） A．hA<hB B．hA>hB C．hA=hB D．无法判断 3．小明将吸管的一端缠绕一段细铜丝，并用石蜡封口，自制一个简易密度计。水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体，将该密度计分别放入甲、乙两种液体中，静止时，液面相平，如图所示。则甲、乙两种液体的密度关系为（　　） A． B． C． D．无法判断 4．自制的简易密度计如图所示，它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的，将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态。下列说法正确的是（　　） A．木棒越粗，测量误差越小 B．密度计浸入液体的体积越大，说明该液体的密度越小 C．密度计漂浮在水面上静止时，水对密度计的浮力大于它的重力 D．密度计漂浮在水面上静止时，把露出的部分剪去，剩余的部分在水面下静止不动 5．小滨同学看到烧杯中的鸡蛋沉在水底，于是，他不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌，鸡蛋逐渐浮出水面，如图所示，在此过程中；鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，水平桌面上放置着两个完全相同的甲、乙两个烧杯，其中一个烧杯盛有盐水，另一个盛有水。小明将吸管的一端封口并缠绕细铜丝制作了一个简易密度计，将该密度计分别放入甲、乙两烧杯中，此时液面相平。下列有关说法正确的是（　　） A．甲烧杯中的液体是盐水 B．密度计在两个烧杯中排开液体的重力相等 C．甲乙两烧杯对桌面的压力相等 D．两液体对甲、乙容器底的压强相等 7．在跨学科实践活动中，同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重，使玻璃管能竖直漂浮在液体中，制成了密度计。下列密度计中，刻度标注可能正确的是（   ）（单位：） A． B． C． D． 8．如图是李刚在跨学科实践活动中自制的微型密度计，下面关于制作和测量过程中正确说法是（   ） A．为了能够测出100mL小瓶酒精密度，密度计要控制在1g左右 B．其中浮子是为了让密度计竖直 C．密度计上面刻度值比下面刻度值大 D．利用同一密度计测量不同液体密度时，在密度大液体中受到浮力小。 9．用密度计测量酒精的密度，是一种初步判断酒精是否合格的简单办法。如图所示是跨学科实践小组的同学们设计的微型密度计。主要由标度杆、浮子、配重等构成。把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号。则微型密度计（　　） A．在水中时排开水的质量大于自身的质量 B．在水中时受到水向上的压力大于自身的重力 C．在标准消毒酒精中浸入的更深一些 D．在标准消毒酒精中受到的浮力更大 二、填空题 10．利用塑料笔芯自制密度计（塑料笔管部分粗细均匀），同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用 笔芯（选填“新”或“旧”）。将所选笔芯放入水中，它能竖直漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A；将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中受到的浮力大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在酒精中时受到的浮力大小。已知水的密度，酒精的密度，若在A、B正中间的位置标上字母C，那么该自制密度计C位置所标注的刻度应该 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。 11．如图所示的仪器可以测量液体的 ，利用了 原理，其刻度值从上往下逐渐 （选填“变大”或“变小”）。 12．如图是一支用废圆珠笔芯自制的密度计。A、B是密度计在水和酒精中液面的位置，其中液面 是水面位置。将密度计放入酱油中，静止时浮力 重力，请在图中标注出酱油液面的大概位置（） 。 13．学习了浮力知识后，小明在平底试管中装入一定的铁砂制成一个简易密度计，再把它们分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，静止后情况如图所示，由此我们可以知道，两种液体的密度ρ甲 （选填“大于”“小于”或“等于”）ρ乙。 14．玻璃密度计是测量 的工具，它是根据漂浮在液面上的物体所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。如图所示，玻璃密度计的刻度是下 （大/小，下同）上 ，实际标注的刻度是纯水密度的倍数。玻璃密度计通常有两种：一种用于测密度比纯水大的液体，叫重表；另一种用于测密度比纯水小的液体，叫轻表。图所示的密度计是 表，其所测液体的密度为 。 三、实验题 15．综合实践活动：制作简易的密度计。如图所示，小明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地漂浮在液体中，应在吸管的下端塞入一些金属丝作为配重，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 （填“越长”、“越短”或“不变”），受到的浮力大小 （填“变大”、“变小”或“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。下列两种刻度的标示合理的是 （“A”或“B”），理由是 ； (4)要使简易的密度计上两刻线之间的距离大一些，你的方法是 。 四、综合题 16．我国的“奋斗者”号载人潜水器最大下潜深度达到10909米，同学们针对潜水艇的制作，开展项目式学习。 【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇模型，塑料瓶厚度不计，相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 【产品检测】 (1)“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ； (2)潜水艇是靠改变 来实现上浮和下沉的；为使潜水艇上浮，小组同学的操作是 ； (3)如图乙所示，潜水艇从B匀速直线上浮到A，最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像； (4)若某潜水艇模型的总体积是850cm3，所用材料的总质量是0.7kg，g取10N/kg。若想实现潜水器在水中悬浮，则水舱的容积至少为 ；（假设推拉注射器活塞时，装置内气体体积的变化量与水舱内水的体积变化量相同） (5)如下为项目小组制定的评价量表： 自制潜水艇评价量表 级别内容 优秀 合格 待改进 功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，且生活舱较大 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱未独立分开 浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮，但较困难 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮 项目小组对某潜水艇测试时发现：注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部。根据测试结果，对该潜水艇的浮沉情况评价级别是 。 学科网（北京）股份有限公司 《10.4跨学科实践：制作微型密度计》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C A B B B B B A C 1．C 【详解】A．三峡水利枢纽中的五级船闸，船闸两端开口，底部相连通，利用了连通器的原理，故A正确，不符合题意； B．国产大飞机C919起飞升空时，机翼上方空气的流速大，压强小，小于机翼下方的压强，飞机获得竖直向上的升力，故B正确，不符合题意； C．094型核潜艇在逐渐潜入水面下的过程中，094型核潜艇排开水的体积先变大，后不变，由得，094型核潜艇受到的浮力大小先变大，后不变，故C错误，符合题意； D．福建舰上的舰载飞机起飞后，航母的重力变小，航母始终处于漂浮状态，航母受到的浮力始终等于重力，则航母受到的浮力将变小，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】密度计在盐水中是漂浮的，受到的浮力等于自身的重力，所以密度计放入盐水中后受到的浮力不变；A排开的水的体积为，B排开的水的体积为，A排开的盐水的体积为，B排开的盐水的体积为。则A排开的液体的体积变化量为 B排开的液体的体积变化量为 B受到的浮力大，则ΔVA＜ΔVB，所以将两支密度计，放入同一个盛有盐水的烧杯中，静止后与图中相比，密度计A上升的高度小于B上升的高度，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．B 【详解】密度计始终漂浮，浮力大小等于密度计的重力，根据阿基米德原理，同一个密度计浸入液体深度越小，排开液体的体积就越小，液体密度就越大，所以，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．B 【详解】A．木棒越粗，相同密度变化下，密度计浸入深度的变化越小，测量误差会越大，而非越小，故A错误。 B．密度计始终漂浮，浮力等于重力（），根据阿基米德原理，越大，说明越小，故B正确。 C．漂浮状态下，浮力与重力是一对平衡力，大小相等，而非浮力大于重力，故C错误。 D．密度计漂浮在水面时，受到的浮力等于重力，当截去密度计露出水面的部分时，重力变小，浮力大于重力，密度计会上浮，最终处于漂浮状态，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】因为鸡蛋沉入水底时所受浮力小于鸡蛋的重力，随着盐水密度增大，根据公式 F浮＝ρgV排 可知鸡蛋所受浮力逐渐增大，鸡蛋悬浮和漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力，浮力不再变化；所以，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大，后来不变；由分析可知，ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，根据浮沉条件知，此时密度计所受浮力都等于自身重力，即浮力是相同的；由图可知，密度计在乙杯液体中排开的液体的体积小，根据F浮=ρ液gV排可知，乙杯液体的密度大，乙烧杯中的液体是盐水，故A错误； B．由A知同一支密度计放在甲、乙两种液体中时，受到的浮力相同，由阿基米德原理F浮=G排知密度计在两个烧杯中排开液体的重力相等，故B正确； C．由于两个烧杯完全相同，甲、乙的液面相平，且V甲排＞V乙排，所以甲杯中液体的体积小于乙杯中液体的体积，且ρ甲＜ρ乙，根据G=mg=ρ液Vg可知，两烧杯中液体的重力G甲＜G乙；由于水平桌面放置两个完全相同的烧杯，则压力F=G液+G杯，所以甲烧杯对桌面的压力小于乙烧杯对桌面的压力，故C错误； D．深度相同，由于乙液体的密度大，根据p=ρgh可知，乙杯中液体对容器底的压强更大，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重量。当密度计漂浮在液体中时，它排开液体的重量等于它自身的重量。设密度计的质量为，则重力为。浮力等于排开液体的重量，即，其中是液体密度，是排开液体的体积。玻璃管横截面积，排开液体的体积，是浸入深度，则，平衡时有，则，即与成反比。玻璃管粗细均匀，横截面积恒定，因此刻度标注不可能均匀分布。增加时减小，即液体密度越大，浸入深度越小，刻度间隔更密集，即刻度为“上小下大，上疏下密”。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．A 【详解】A．为了能够测出100mL小瓶酒精密度，密度计排开酒精的体积为1mL左右才不会溢出，排开酒精的质量为 即排开酒精的质量要控制在1g左右，根据漂浮时m排=m计，密度计要控制在1g左右，故A正确； B．其中浮子是为了让密度计竖直漂浮，方便测量，故B错误； C．根据 液体的密度越大，排开液体的体积越小，刻度对应的密度值越大，所以密度计上面刻度值比下面刻度值小，故C错误； D．密度计始终漂浮，浮力等于重力。利用同一密度计测量不同液体密度时，在密度大液体中受到浮力和在密度小的液体中受到的浮力一样大，都等于密度计的重力，故D错误。 故选A。 9．C 【详解】AB．微型密度计漂浮在水面上，受到水向上的压力为浮力，此时浮力等于重力，即排开水的重力等于自身重力，故AB不符合题意； CD．漂浮状态的微型密度计，浮力等于重力，密度计重力不变，在水中所受浮力等于其在酒精中所受浮力，酒精的密度小于水的密度，由可知，在标准消毒酒精中密度计排开液体体积变大，即浸入的更深一些，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 10． 旧 等于 小于 【详解】[1]新笔芯的重心靠近笔芯的中间位置，放入水中时无法竖直漂浮；用了一半油墨的旧笔芯的重心在笔芯的一端，当把旧笔芯放入水中时，旧笔芯能竖直漂浮在水中。 [2]笔芯在水和酒精中都处于漂浮状态，根据漂浮条件：物体漂浮时，受到的浮力等于自身的重力。由于旧笔芯的重力没有改变，所以它在水中和酒精中受到的浮力大小是相等的。 [3]笔芯漂浮时，下表面受到的压力等于浮力，浮力相同，则压力相同，设笔芯的底面积为S，密度计处于水中时的深度为H，在待测液体中的深度为h，根据阿基米德原理可知，解得。由表达式可知h和成反比，所以密度计刻度分布不均匀，液体的密度越大，相邻刻度线的距离越小，因为密度计刻度是“上小下大、上疏下密”，故该自制密度计C位置所标注的刻度应该小于。 11． 密度值 漂浮 变大 【详解】[1]如图所示，其标注的单位是g/cm3，它是密度计，可以测量液体的密度。 [2][3]密度计在液体中漂浮，受到的浮力等于其重力，密度计重力不变，浮力不变。根据阿基米德原理可知，液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，液面越靠近密度计下方，所以刻度值从上往下逐渐变大。 12． B 等于 【详解】[1]密度计在水和酒精中都处于漂浮，所受的浮力都等于自身的重力，即在水和酒精中所受的浮力相等，水的密度大于酒精的密度，据知，密度计在酒精中排开的液体体积更大，在水中排开的液体体积更小，所以液面B是水面位置。 [2]密度计放入酱油中，静止时漂浮，所受的浮力等于自身的重力。 [3]酱油的密度大于水的密度（），密度计在水和酱油中所受的浮力相等，则在水中排开的液体体积更大，在酱油中排开的液体体积更小，则C的位置在B之下，如图所示： 13．小于 【详解】同一只密度计，重力一定。由图可知，密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态，所以，密度计在两种液体中所受的浮力相等，即 F甲=F乙=G密度计 根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知，在浮力一定时，物体浸入液体中的体积越大，则液体的密度越小，则两种液体的密度ρ甲<ρ乙。 14． 液体密度 大 小 重 【详解】[1][2][3]常用玻璃密度计是用来测液体密度的工具，玻璃密度计的工作原理是基于阿基米德原理，即浸在流体中的物体所受到的向上的浮力等于物体所排开的流体的重量；由知，浸入液体体积越大则该液体密度越小，故 图中密度计的刻度是越往下值越大，所以密度计的刻度是下大上小。 [4][5]由图可知改密度计体积最大处对应的密度是，即它所测的液体密度为大于等于水的密度，故为重表；目前改密度计浸入部分与液面相平的读数即该液体密度为 15．(1)增加配重 (2) 越长 不变 (3) A 见解析 (4)换更细的吸管 【详解】（1）为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中，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地漂浮在液体中。若将它放入液体中后不能竖直漂浮，说明所用的配重重力较小，因此可以增加配重让密度计竖直地漂浮在液体中。 （2）[1][2]这根吸管在不同液体中都是漂浮，那么它受到的浮力始终等于重力，因为吸管的重力不变，所以受到的浮力大小不变。根据可知，液体的密度越大，V排越小，根据可知，吸管体积V一定，则它露出液面部分的体积越大，由可知，吸管横截面积一定，则吸管露出液面部分的长度越长。 （3）[1][2]由第2问可知，吸管一直漂浮，浮力等于重力不变，根据可知，液体的密度越大，V排越小，它露出液面部分的长度越长，所以刻度越靠下，表示液体的密度越大，即密度计的刻度从下向上，逐渐变小，因此合理的是A。 （4）因为，所以要使简易的密度计上两刻线之间的距离h变大，只需要减小吸管的横截面积S，即换更细的吸管。 16．(1)大 (2) 自身重力 向水舱内打气 (3) (4)150cm3 (5)待改进 【详解】（1）“奋斗者”号下潜过程中，浸入水中的深度变大，海水密度不变，根据可知，受到海水的压强变大。 （2）[1][2]往水舱内装水时，潜水艇重力变大，大于浮力而下沉；从水舱往外排水时，潜水艇重力变小，小于浮力而上浮，所以潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的；为使潜水艇上浮，需向水舱内打气，排出舱内的水，减小潜水艇的重力。 （3）潜水艇从B匀速直线上浮到A，潜水艇没有露出水面前，排开水的体积不变，受到的浮力不变；露出水面上升时，排开水的体积变小，浮力变小；最终保持静止时，浮力等于重力，不再变化，所以潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像如图所示： （4）悬浮时，潜水艇模型受到的浮力 设水舱容积至少为V，潜水艇受到的浮力等于材料与舱内水的总重力 则 解得 （5）注射器活塞推到最左端时，潜水艇内的水最少，重力最小，此时潜水艇位于水槽底部，不能再通过减小自身重力实现上浮，所以对该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。 学科网（北京）股份有限公司 $