10.4 跨学科实践：制作微型密度计 分层作业 -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 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．下列器材或装置中利用连通器原理进行工作的是（　　） A．吸尘器 B．密度计 C．医用注射器 D．船闸 2．对如图所示实验的分析错误的是（　　） A．甲：手触摸烧杯外壁发烫，说明浓硫酸溶于水放热 B．乙：a管内液体被喷出，说明流体中流速越大的位置压强越大 C．丙：将自制气压计从山脚下拿到山顶，玻璃管内液柱会升高，说明大气压减小 D．丁：下层蜡烛先熄灭、说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，密度比空气的大 3．将同一支密度计分别放入两种不同的液体中，密度计静止时如图所示，其所受浮力分别为，若两种液体的密度分别，则（　　） A． B． C． D． 4．（多选）关于下面四幅图的说法正确的是（    ） A．如甲图，将竖直玻璃管倾斜，水银柱的长度变长 B．如乙图，盆景中的水位能保持一定高度，是利用了连通器原理 C．如丙图，密度计浸入液体中的深度越大，所测液体密度越小 D．如丁图，玻璃碗能漂浮在水面上说明玻璃的密度小于水的密度 5．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。 6．某物理兴趣小组在跨学科实践中研究了简易密度计的制作。他们取来一根粗细均匀的吸管，在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整，做好后测出该密度计的总重力为0.24N，吸管底面积为2×10-4m2，吸管总长为0.16m。 (1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了使它能在竖直方向上______在液体中； (2)如图甲所示是将该密度计放入水中静止时的情形，A是在吸管上标记的此时水面的位置，则密度计受到水的浮力是______N； (3)若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中，静止时密度计受到的浮力将会______，此时吸管上盐水液面的位置在A的______； (4)该密度计能测量的液体最小密度值是______kg/m3； (5)为了提高密度计精确度，小组同学利用不同吸管成功自制了两支密度计，如图乙所示，其中精确度最高的密度计是______（填序号）。 7．寒假期间，小王制作了一个密度计。他选用长为15cm、横截面积为的圆柱形直管，底部用蜡烛油密封，在其中装入适量的金属小颗粒，让其能在液体中竖直漂浮，如图所示。放入水中时，测得直管在水面下的长度为6cm。g取，求： (1)在水中漂浮时，密度计底部受到水的压强； (2)密度计排开水的体积 (3)密度计受到的重力。 B层 8．如图是用同一支密度计测量甲、乙两种液体密度时的情景，相同的两烧杯中液面相平，下列说法正确的是（　　） A．密度计上的刻度值上大下小 B．甲液体的密度比乙液体的密度大 C．甲图密度计受到的浮力比乙大 D．甲液体的密度比乙液体的密度小 9．将密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，密度计静止时的状态如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．密度计在甲液体中所受浮力大于在乙液体中所受浮力 B．密度计在乙液体中所受浮力大于在甲液体中所受浮力 C．甲液体的密度大于乙液体的密度 D．甲液体的密度小于乙液体的密度 10．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 11．（多选）小华在一根粗细均匀圆柱形木棒的一端缠上少许铜丝，制成一支简易密度计。将该密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，静止后如图所示，最终液面相平，两容器中液体深度相同，若两种液体的密度分别为、，密度计在甲、乙两种不同的液体中受到的浮力分别为、，密度计排开两种不同液体的重力分别为、，两种不同液体对容器底部的压强分别为、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 12．密度计是利用______（选填“漂浮”或“悬浮”）原理来测量的仪器，同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动，则密度计在两种液体中所受的浮力______，两种液体的密度______。（选填“>”、“<”或“=”） 13．实验小组的同学们利用下图所示装置测量液体的密度。先将弹簧测力计（测量范围为0～5N）悬挂在支架上，密度为的金属块挂在弹簧测力计挂钩上，测力计示数为  再将待测液体倒入容器中直至金属块浸没，读出此时测力计的示数，便可算出该液体的密度。若在测力计标注拉力示数的位置标注出对应液体的密度，此装置便可改装成一种直接测量液体密度的“密度秤”。请你解答如下问题： (1)推导出待测液体密度与弹簧测力计示数的关系式。 (2)分析说明“密度秤”的刻度分布特点。 14．如图所示，小明在薄壁平底试管（粗细均匀）中装入一些沙子，密封管口，制成一个“土密度计”。试管和沙子的总质量为m（不计管内空气的质量），试管的横截面积为S（不考虑薄壁试管的厚度），当把它放入水中竖直漂浮时，在试管上与水面相齐的位置标记上刻度“1”（此刻度表示水的密度ρ水），g为已知量。求： (1)试管所受的浮力大小（用已知量的字母表示）； (2)试管在水中漂浮时，其底部的深度（用已知量的字母表示）； (3)小明发现，试管上A、B两处到刻度“1”的距离都是h，且所标记的刻度值恰好是两倍关系，若试管和沙子的总质量为36g，试管的横截面积为3cm²，ρ水=1.0×10³kg/m³，则h的长度为多少厘米？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 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 8 9 10 11 答案 D B D AC D D B AC 1．D 【详解】A．吸尘器工作时，内部形成负压，灰尘在大气压作用下进入吸尘器，与连通器原理无关，故A不符合题意； B．密度计是利用漂浮的物体浮力等于重力原理工作的，与连通器原理无关，故B不符合题意； C．注射器是利用大气压把药液吸入内部的，与连通器无关，故C不符合题意； D．船闸的闸室和上下游河道构成连通器，可以让轮船通过船闸，故D符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．用水稀释浓硫酸时，会放热，所以手触摸烧杯外壁发烫，故A正确，不符合题意； B．a管内液体被喷出，说明流体中流速越大的位置压强越小，故B错误，符合题意； C．将自制气压计从山脚下拿到山顶，玻璃管内液柱会升高，说明大气压随高度的增加而减小，故C正确，不符合题意； D．下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明了CO2密度比空气的大；蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】同一密度计在两种液体中都漂浮，根据物体的浮沉条件，受到的浮力都等于密度计受到的重力，即；由图所示，甲图中密度计排开液体的体积大于乙图中密度计排开液体的体积，由可得，，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．AC 【详解】A．如甲图，将竖直玻璃管倾斜时，由于大气压支持的水银柱的高度并没有改变，水银柱的长度会变长，故A正确； B．如乙图，盆景中的水位能保持一定高度，不是利用了连通器原理，而是利用大气压强，因为连通器是上端开口下部相连通的容器，故B错误； C．如丙图，由于密度计处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，根据可知，密度计浸入液体中的深度越大，排开液体的体积越大，则所测液体密度越小，故C正确； D．如丁图所示，玻璃碗能漂浮在水面上，说明它受到的浮力等于自身的重力。而浮力的大小与排开水的体积和水的密度有关。由于水的密度是已知的，所以浮力的大小就取决于排开水的体积。玻璃碗采用了空心的办法增大了排水体积而增大浮力，这并不能直接说明玻璃的密度小于水的密度。实际上，玻璃碗能漂浮在水面上，是因为它的平均密度小于水的密度。故D错误。 故选AC。 5．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。 6．(1)漂浮 (2)0.24 (3) 不变 下方 (4)750 (5)② 【详解】（1）吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了降低重心，让密度计竖直漂浮在液体中。 （2）因为密度计漂浮在水中，受力平衡，此时浮力等于重力，即 （3）[1]若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中，液体密度增大，但密度计仍然漂浮，受力平衡，此时浮力仍等于重力，因为密度计重力不变，所以浮力不变。 [2]根据公式，可知密度计受到的浮力不变而液体密度变大，所以排开液体的体积减小，总体积不变，所以露出水面的体积增大，故此时吸管上盐水液面的位置在A的下方。 （4）因为密度计本身重力不变，且原理是漂浮在水中，所以浮力等于重力也不变，根据可知，当液体密度最小时，密度计排开液体的体积最大，即当密度计刚好完全浸没时，所能测量的密度最小，此时密度计排开液体的体积为 此时液体的密度为 （5）密度计测量时浸入液体中的深度变化越大，测量越精确，密度计精确度越高，因为密度计漂浮在液体中，根据可知在密度计重力和液体密度不变时，吸管的横截面积越小，密度计浸入液体中的深度越大，因此可以选用更细的吸管提高密度计精确度，所以如图乙所示，其中精确度最高的密度计是②。 7．(1) 600Pa (2) (3) 0.24N 【详解】（1）根据液体压强公式，密度计底部受到水的压强为 （2）已知直管的横截面积，在水面下的长度。密度计排开水的体积等于其浸入水中的体积，即 （3）因为密度计在水中漂浮，根据物体漂浮条件，其受到的重力等于受到的浮力，即。根据阿基米德原理，密度计受到的浮力为 因此，密度计受到的重力 8．D 【详解】因为密度计在两种液体中都是漂浮，所以浮力等于重力，由得液体的密度 浮力相等，密度计在甲中排开液体的体积大，所以甲的密度小于乙液体的密度，甲图所示的刻度小于乙图所示的刻度，所以密度计的刻度是上小下大，故ABC错误，D正确。 故选D。 9．D 【详解】AB．密度计放入液体处于漂浮状态，此时密度计所受浮力大小等于自身重力，密度计为同一根密度计，故密度计在甲乙两液体所受浮力大小都为自身重力大小，故两次所受浮力大小相等，故AB错误； CD．密度计在两种液体所受浮力一样，根据阿基米德原理可知，当浮力不变时，排开液体的体积越大，液体的密度就越小，由图可知，密度计在甲液体浸入液体的体积较大，故排开液体的体积较大，甲液体的密度就较小，故C错误，D正确。 故选D。 10．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。 11．AC 【详解】AB．同一支密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，均属于漂浮状态，即 从图甲乙可看到，则，故A正确，B错误； C．由上述分析可知，由阿基米德原理可知，故C正确； D．上述分析可知，且两液面相平即，由液体压强公式可知，故D错误。 故选AC。 12． 漂浮 = < 【详解】[1]密度计是利用漂浮原理来测量液体密度的仪器。 [2]同一支密度计在甲、乙两种液体里都漂浮， F浮=G， 因此密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G。即F甲=F乙=G。 [3]由图可知，密度计在甲、乙两种液体中排开液体的体积：V甲排＞V乙排， 密度计在两种液体中所受浮力相等，由F浮=ρ液gV排可知，液体的密度：ρ甲＜ρ乙。 13．(1) (2)上大下小，分布均匀 【详解】（1）物体浸没时，物体受到的浮力；根据阿基米德原理可知，；物体浸没，排开液体的体积等于物体的体积，即；联立可得，化简可得。 （2）测力计的刻度值间隔分布均匀，由（1）中结论可知，，改装“密度秤”的刻度也均匀，则“密度秤”的刻度分布特点：上大下小，分布均匀。 14．(1)mg (2) (3)4cm 【详解】（1）试管漂浮于水面，试管所受的浮力与其受到的总重力是一对平衡力，即 （2）水对试管底部向上的压力 水对试管底部向上的压强 试管底部的深度 （3）若密度计放入某中液体中，同（1）（2）中解答方法可知，试管底部的深度h液与液体密度ρ液关系为 在A处刻度时，试管底部的深度hA与液体密度ρA关系为 由图可知A处与“1”处相差h，即……（1） 在B处刻度时，试管底部的深度hB与液体密度ρB关系为 由图可知B处与“1”处相差h，即……（2） 由（1）（2）式可得………………………………………………（3） 因为密度计刻度线越靠近顶端，示数越小，且A、B两处标记的刻度是两倍关系，所以对应的刻度大小为，代入（3）式可得……（4） 将（4）式代入（1）式可得 代入数据可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $