專項(xiàng)訓(xùn)練05　利用浮力測(cè)密度

1、.專項(xiàng)訓(xùn)練五利用浮力測(cè)密度限時(shí):50分鐘1.利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量石塊的密度:水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg圖ZX5-11用細(xì)線將石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖ZX5-1甲所示,石塊重N。2將石塊浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,石塊受到的浮力F浮=N。3石塊的密度石塊=g/cm3。4完成上述實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們又將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的石塊浸沒(méi)到某種液體中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.2 N,那么該液體的密度液體=g/cm3。2.2019蘇州 在“測(cè)量物質(zhì)的密度實(shí)驗(yàn)中:圖ZX5-21用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)金屬塊質(zhì)量,天平平衡時(shí)砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖ZX5-2甲所示,金屬塊的質(zhì)

2、量m為g。2用細(xì)線系住金屬塊放入裝有20 mL水的量筒內(nèi),如圖乙所示,那么金屬塊的體積V為cm3。3計(jì)算出金屬塊密度=g/cm3。4實(shí)驗(yàn)中所用細(xì)線會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定影響,導(dǎo)致所測(cè)密度值選填“偏大或“偏小。5在上面實(shí)驗(yàn)的根底上,利用彈簧測(cè)力計(jì)和該金屬塊,只需增加一個(gè)操作步驟就能測(cè)出圖丙燒杯中鹽水的密度。增加的步驟是。鹽水密度的表達(dá)式鹽水=用所測(cè)物理量符號(hào)表示。3.下面是張超同學(xué)利用量杯和水測(cè)量橡皮泥密度的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析,請(qǐng)完成以下填空。水=1.0103 kg/m31在量杯中裝適量的水,讀出水面對(duì)應(yīng)的刻度值V1。2把橡皮泥捏成碗狀,小心放入量杯使之漂浮在水面上,讀出此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的刻度值V2,根據(jù)

3、原理可求出橡皮泥的質(zhì)量。3再把橡皮泥團(tuán)成實(shí)心球,放入量杯使之沉入水底,讀出此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的刻度值V3。4利用密度計(jì)算公式可推導(dǎo)出橡皮泥密度的表達(dá)式為=。5圖ZX5-3是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作情景,由圖中示數(shù)可算出橡皮泥的密度是kg/m3。圖ZX5-34.小晨設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),用排水法測(cè)某實(shí)心金屬塊的密度。實(shí)驗(yàn)器材有小空筒、溢水杯、燒杯、量筒和水。實(shí)驗(yàn)步驟如下:讓小空筒漂浮在盛滿水的溢水杯中,如圖ZX5-4甲所示;將金屬塊浸沒(méi)在水中,測(cè)得溢出水的體積為20 mL,如圖乙所示;將燒杯中20 mL水倒掉,從水中取出金屬塊,如圖丙所示;將金屬塊放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,測(cè)得此時(shí)溢出水的體積為44 mL,如圖

4、丁所示。圖ZX5-4請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題:1被測(cè)金屬塊的密度是g/cm3。2在實(shí)驗(yàn)步驟和中,將沾有水的金屬塊放入小空筒,測(cè)出的金屬塊密度將選填“偏大“不變或“偏小。5.小明想測(cè)量一塊塑料的密度,由于其密度小于水,在水中不能下沉,小明在該塑料塊下方懸掛了一鐵塊,按照如圖ZX5-5甲、乙、丙、丁所示順序,測(cè)出了該塑料塊的體積和質(zhì)量。圖ZX5-51圖丁中塑料塊的質(zhì)量是g。2這種塑料的密度是kg/m3。3仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程,你認(rèn)為小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的誤差是寫(xiě)出一條即可。4為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn)為合理的順序是。將圖重新排序6.小麗準(zhǔn)備用彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水、吸盤(pán)、滑輪、細(xì)線來(lái)測(cè)量木塊不吸水的密度。圖ZX5-6

5、1如圖ZX5-6甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊在空氣中的重力為N。2如圖乙所示,將滑輪的軸固定在吸盤(pán)的掛鉤上,擠出吸盤(pán)內(nèi)部的空氣,吸盤(pán)在的作用下被緊緊壓在燒杯底部。在燒杯中倒入適量的水,用細(xì)線將木塊拴住,通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)將木塊全部拉入水中,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示。假設(shè)不計(jì)摩擦和繩重,木塊的密度為kg/m3。3假如將圖丙燒杯中的水換成另一種液體,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.2 N,該液體的密度為kg/m3。4剪斷細(xì)線讓木塊分別靜止在水和液體里,兩次木塊所受的浮力選填“相等或“不相等,那么木塊進(jìn)入水和液體的深度之比為。7.小明同學(xué)到宜興龍背山森林公園玩耍,在山洞里撿到一個(gè)形狀不規(guī)那么、

6、不溶于水的物體,在物理老師的幫助下到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展了如下操作:1把該物體放入裝有適量水的透明玻璃杯中,發(fā)現(xiàn)物體下沉至杯底,如圖ZX5-7甲所示,說(shuō)明該物體的密度水的密度,此時(shí)物體所受浮力物體的重力,對(duì)杯底的壓力物體的重力。均選填“大于“等于或“小于圖ZX5-72小明往杯中逐漸加鹽并攪拌,直至觀察到待測(cè)物體懸浮,隨即停頓加鹽,如圖乙所示。3小明測(cè)出一只待用的空燒杯的質(zhì)量為63.8 g。4他取出玻璃杯中的待測(cè)物體,把鹽水倒入空燒杯,用調(diào)好的天平測(cè)杯子和鹽水的總質(zhì)量,如圖丙所示,天平的示數(shù)為g。5將燒杯中的鹽水全部倒入量筒,如圖丁所示,量筒內(nèi)鹽水的體積為mL。6通過(guò)以上實(shí)驗(yàn),可以得到待測(cè)物體的密度為 k

7、g/m3。7一同做實(shí)驗(yàn)的小華認(rèn)為只要略微改變一下實(shí)驗(yàn)的順序,就可以減小實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn)為小華是怎樣改變實(shí)驗(yàn)順序的:。將步驟16重新排序8.小芳的爸爸在外出差給她帶回來(lái)一件小金屬掛飾實(shí)心,小芳想知道金屬掛飾的材質(zhì),于是從學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借了一些器材來(lái)測(cè)量它的密度。1她將天平放在程度桌面上,把游碼輕輕撥至標(biāo)尺零刻度線處,穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)分度盤(pán)如圖ZX5-8甲所示,要使橫梁程度平衡,應(yīng)將右側(cè)的平衡螺母往選填“右或“左調(diào)。圖ZX5-82將掛飾放在已調(diào)好的天平上,測(cè)出其質(zhì)量為21.6 g。3當(dāng)她想測(cè)量掛飾的體積時(shí),發(fā)現(xiàn)忘了借量筒,在她沮喪之時(shí)突然想到利用浮力的知識(shí)可以幫自己解決問(wèn)題。她的測(cè)量過(guò)程如下:往燒杯中倒入適量

8、的水,用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量為150 g。用細(xì)繩將掛飾拴好并浸沒(méi)在水中如圖乙所示,掛飾不接觸杯底,無(wú)水溢出。在右盤(pán)中加減砝碼并挪動(dòng)游碼,當(dāng)天平平衡后,右盤(pán)中砝碼和游碼的位置如圖乙所示,此時(shí)天平的示數(shù)為g,那么掛飾的體積為。4小芳計(jì)算出金屬掛飾的密度為g/cm3;通過(guò)對(duì)照密度表見(jiàn)下表可知該金屬掛飾可能是制品。物質(zhì)金銀銅鐵鋁密度/103 kgm-319.310.58.97.92.79.某實(shí)驗(yàn)小組利用杠桿平衡條件測(cè)固體密度。圖ZX5-9實(shí)驗(yàn)器材 待測(cè)小石塊,杠桿及支架,細(xì)線,鉤碼數(shù)個(gè),刻度尺,燒杯,適量水。實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1把杠桿的中點(diǎn)固定在支架上,并調(diào)節(jié)杠桿在程度位置平衡。2用細(xì)線將小石塊拴

9、好,把小石塊和鉤碼m分別掛在杠桿的兩邊,調(diào)節(jié)鉤碼的位置使杠桿在程度位置平衡,如圖ZX5-9甲所示。3分別量出小石塊懸掛處與支點(diǎn)間的間隔 L和鉤碼懸掛處與支點(diǎn)間的間隔 l,由杠桿平衡條件得出小石塊的質(zhì)量為。4在燒杯內(nèi)參加適量水,將小石塊浸沒(méi)在水中,保持L不變,調(diào)節(jié)鉤碼m的懸掛位置,使杠桿重新在程度位置平衡,如圖乙所示。5量出鉤碼所掛處與支點(diǎn)間的間隔 d,那么小石塊所受水的浮力為。6假設(shè)水的密度為,由阿基米德原理得出小石塊的體積為。7由密度公式求出小石塊的密度為。10.某學(xué)生制作了直接測(cè)量液體密度的“密度天平。其制作過(guò)程和原理如下:如圖ZX5-10甲所示,選擇一根長(zhǎng)杠桿,調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在程度位

10、置平衡;在左側(cè)離支點(diǎn)10 cm的位置A用細(xì)線固定一個(gè)質(zhì)量為110 g、容積為50 mL的容器,右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為50 g的鉤碼細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)。圖ZX5-10測(cè)量過(guò)程 將以下實(shí)驗(yàn)空白處補(bǔ)充完好:1調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,須將平衡螺母向調(diào)節(jié);測(cè)量液體時(shí),往A處容器中加滿待測(cè)液體,挪動(dòng)鉤碼使杠桿在程度位置平衡,在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度。該“密度天平的“零刻度應(yīng)標(biāo)在支點(diǎn)O的右側(cè)cm處。2假設(shè)測(cè)量某種液體密度時(shí),鉤碼在間隔 支點(diǎn)右側(cè)30 cm處,那么此種液體的密度為g/cm3。3假設(shè)此“密度天平的量程不夠大,應(yīng)采用方法增大量程。拓展 4假設(shè)杠桿足夠長(zhǎng),用此“密度天平還可以測(cè)量固

11、體的密度。先在容器中加滿水,再將待測(cè)固體輕輕浸沒(méi)在水中,溢出部分水后,調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿程度平衡,測(cè)出鉤碼離支點(diǎn)O的間隔 為56 cm;用量筒測(cè)出溢出水的體積如圖乙所示,待測(cè)固體的體積為cm3。那么此固體的密度為g/cm3。11.在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí),愛(ài)動(dòng)腦筋的賈銘同學(xué)把一瓶口香糖開(kāi)封后,取出幾粒放入裝有20 cm3水的量筒中,發(fā)現(xiàn)口香糖沉入量筒底且沒(méi)有溶化,賈銘靈機(jī)一動(dòng),想測(cè)一下口香糖的密度是多少。圖ZX5-111賈銘同學(xué)讀出了量筒中水和口香糖的總體積如圖ZX5-10甲所示為cm3。2他把天平放在程度桌面上,將游碼移到標(biāo)尺的左端零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤(pán)的右側(cè),此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向調(diào)。3他

12、用調(diào)好的天平測(cè)出了剩余的口香糖和瓶的總質(zhì)量如圖乙所示為g,原來(lái)瓶子和口香糖的總質(zhì)量為32 g,那么口香糖的密度為g/cm3。4賈銘對(duì)測(cè)密度充滿興趣,回到家后他又想測(cè)量一下媽媽剛榨的一杯果汁的密度,但是家里既沒(méi)有天平也沒(méi)有量筒,最后他想到了用刻度尺和剩余的多半瓶口香糖、水及一只水杯如圖丙所示測(cè)果汁的密度。下面是他的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完好,并寫(xiě)出果汁密度的表達(dá)式。在水杯中裝入適量水,將口香糖瓶放入水杯中使其豎直漂浮,用刻度尺測(cè)出口香糖瓶浸入水中的深度為h1;將水杯中水倒出后,再裝入適量果汁,將口香糖瓶為h2;果汁密度的表達(dá)式:果汁=。水的密度用水表示參考答案1.14.82232.440.8

13、解析 3石塊的體積V=V排=F浮水g=2N1.0103 kg/m310 N/kg=210-4 m3=200 cm3,石塊的質(zhì)量m=Gg=4.8N10N/kg=0.48 kg=480 g,那么石塊的密度=mV=480g200cm3=2.4 g/cm3。4將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的石塊浸沒(méi)到某種液體中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.2 N,所以F浮=G-F示=4.8 N-3.2 N=1.6 N,液體的密度液=F浮V排g=1.6N210-4 m310 N/kg=0.8103 kg/m3=0.8 g/cm3。2.12721032.74偏小5將金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方,浸沒(méi)于鹽水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)Fmg-FgV

14、3.2阿基米德4水(V2-V1)V3-V151.751034.13.22不變解析 1根據(jù)題圖甲與圖乙的比照,得出金屬塊的體積V=20 mL=20 cm3;將金屬塊取出,即圖丙中液面離溢水杯口的體積為20 cm3,然后將金屬塊放入小空筒,此時(shí)又溢出水44 cm3,小空筒漂浮,此時(shí)金屬塊和小空筒排開(kāi)水的總體積V排=20 cm3+44 cm3=64 cm3,且此時(shí)小空筒受到的浮力大小等于金屬塊的重力大小,因此金屬塊的總質(zhì)量為排開(kāi)水的質(zhì)量,即金屬塊的重力G=F浮=水V排g,金屬塊的質(zhì)量m=Gg=水V排gg=水V排=1.0 g/cm364 cm3=64 g,故金屬塊的密度=mV=64g20cm3=3.2

15、 g/cm3。2在實(shí)驗(yàn)步驟和中測(cè)得的金屬塊的體積一定,在實(shí)驗(yàn)步驟和中,將沾有水的金屬塊放入小空筒,相當(dāng)于減少了小空筒排開(kāi)水的重力,增加了小空筒和金屬塊排開(kāi)水的重力,而且減少量等于增加量,故金屬塊排開(kāi)水的體積不變,所受浮力不變,那么其重力、質(zhì)量不變,所以根據(jù)=mV可知,測(cè)出的金屬塊密度不變。5.116.220.811033先測(cè)了體積后測(cè)量質(zhì)量,會(huì)造成質(zhì)量測(cè)量值偏大或按題圖乙、丙順序測(cè)量體積會(huì)造成體積測(cè)量值偏大4丁、甲、丙、乙解析 3實(shí)驗(yàn)中先測(cè)了塑料塊的體積,然后測(cè)量其質(zhì)量,會(huì)使得質(zhì)量的測(cè)量值偏大;或者在測(cè)量體積時(shí)按題圖乙、丙順序測(cè)量會(huì)造成體積測(cè)量值偏大。4為了減小誤差,應(yīng)先測(cè)量塑料塊的質(zhì)量,再讀

16、取鐵塊的體積,最后浸沒(méi)塑料塊,因此合理的順序應(yīng)為丁、甲、丙、乙。6.10.62大氣壓0.610330.81034相等45解析 2題圖丙中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉=0.4 N,木塊受到的浮力F浮=G+F拉=0.6 N+0.4 N=1 N,木塊的體積V=F浮水g,木塊的密度木=GgV=GgF浮水g=GF浮水=0.6N1N1103 kg/m3=0.6103 kg/m3。3彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉=0.2 N,木塊受到的浮力F浮=G+F拉=0.6 N+0.2 N=0.8 N;那么木=GgV=GgF浮液g=GF浮液=0.6N0.8N液=0.6103 kg/m3;解得液=0.8103 kg/m3。4根據(jù)所求液體和

17、木塊的密度關(guān)系,可知木塊在水和液體中都漂浮,所受浮力相等,那么水gV排水=液gV排液,V排水V排液=液水=0.8103 kg/m31.0103 kg/m3=45,又因?yàn)槟緣K的底面積一樣,所以木塊進(jìn)入水和液體的深度之比h水h液=V排水V排液=45。7.1大于小于小于412155561.041037124536解析 7在將鹽水倒入量筒中時(shí),燒杯壁會(huì)附著一些鹽水,致使鹽水不能全部倒入量筒,測(cè)得的體積偏小,由密度=mV可知,該測(cè)量值比真實(shí)值偏大,因此實(shí)驗(yàn)順序可改為124536。8.1左端右3152.42.4 cm349.0銅9.3lLm5l-dLmg6l-dLm7ll-d 10.1右2220.83增加

18、杠桿的長(zhǎng)度或增加鉤碼的質(zhì)量4207解析 1杠桿左端下沉,說(shuō)明杠桿的重心偏左,要使它在程度位置平衡,左、右兩端的螺母或一端的螺母都要向杠桿上翹的右端調(diào)節(jié)。根據(jù)杠桿的平衡條件公式F1l1=F2l2得,0.11 kgg10 cm=0.05 kggl2,解得,l2=22 cm。2測(cè)某種液體密度時(shí),設(shè)容器中加滿液體的質(zhì)量為m,由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得,m1+mgl1=m2gl2,:m1=0.11 kg,m2=0.05 kg,l1=10 cm,l2=30 cm,代入上式解得m=40 g,那么液體的密度=mV=40g50cm3=0.8 g/cm3。3當(dāng)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大時(shí),說(shuō)明杠桿右側(cè)的力增大,在力臂關(guān)系一樣的情況下,左側(cè)的力也會(huì)增大,即該“密度天平的量程將增大;增加杠桿的長(zhǎng)度也可增大量程。4由題圖乙可知,量筒中水的體積是20 mL,所以待測(cè)固體的體積是20 mL=20 cm3;容器中加滿水