2019中考物理一轮-专项训练02　利用浮力测密度

专项训练(二)利用浮力测密度|方法总结|方法类型原理解析图示步骤表达式弹簧测力计法测固体的密度质量:m=Gg浮力:F浮=G-F,F浮=ρ水gV排;体积:V=V排=F浮ρ水密度:ρ物=m一提解决质量;二提解决体积(1)用细线系好石块,挂在弹簧测力计下,测出石块的重力G;(2)将烧杯装适量的水,把石块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数Fρ物=GG-测液体的密度A在水中时,F浮=G-F1=ρ水gVA;A在待测液体中时,F浮'=G-F2=ρ液gVA;G-F2G-F(1)用细线系好石块,挂在弹簧测力计下,测出石块的重力G;(2)将烧杯装适量的水,把石块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F1;(3)将烧杯装适量的待测液体,把石块浸没在待测液体中,读出弹簧测力计的示数F2ρ液=G-F量筒法ρ物<ρ水漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);浸没时,体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m(针压法让物体浸没)(1)在量筒中装适量的水,读出水的体积V1;(2)将物体放入量筒中,物体漂浮在水面上,读出体积V2;(3)用细铁丝将物体压入水中,读出体积V3ρ物=V2-ρ物>ρ水漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m(辅助法让物体漂浮)(1)将一小空筒放入盛水的量筒中,读出体积V1;(2)将物体放入小空筒中,使小空筒漂浮在水面上,读出体积V2;(3)把物体放入水中浸没,读出体积V3ρ物=V2-漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m(可令物体空心漂浮)(1)在量筒中装适量的水,读出水的体积V1;(2)将物体制成空心的,让它漂浮在水面,读出体积V2;(3)把同一物体再制成实心的,让它浸没在水中,读出体积V3ρ物=V2-刻度尺法测形状规则的固体的密度(ρ物<ρ水)漂浮时,浮力:F浮=G;ρ水V排g=ρ物V物g;ρ水S底(h1-h2)g=ρ物S底h1g;ρ水(h1-h2)=ρ物h1(1)用刻度尺测出物块的高度h1;(2)把物块放入水中漂浮,用刻度尺测出物块露水面的高度h2ρ物=h1-测液体的密度F浮=F浮';ρ水gV排水=ρ液gV排液;ρ水gS木h1=ρ液gS木h2;ρ水h1=ρ液h2(1)给粗细均匀的木棒底部缠上足够的金属丝,在烧杯中装适量的水,将木棒放入烧杯内使其能够竖直漂浮在水中,测出木棒进入水中的深度h1;(2)倒掉水后,在烧杯中装适量的待测液体,将木棒放入烧杯内使其竖直漂浮在待测液体中,测出木棒进入液体中的深度h2ρ液=h1h等压强法测液体的密度玻璃管内外液体对管底压强相等;p液=p水;ρ液gh2=ρ水gh1;ρ液h2=ρ水h1(1)把一端扎有橡皮薄膜的玻璃管竖直插入盛有适量水的烧杯中;(2)向管内缓慢加入待测液体直到薄膜变平为止;(3)分别测出薄膜到水面和到待测液面的距离为h1和h2ρ液=h1h杠杆双平衡法测固体的密度(ρA>ρ水)杠杆第一次平衡时GAl1=GBl2①;杠杆第二次平衡时(GA-F浮)l1=GBl'2②;①式②式可得G所以ρAVA则ρAρ(1)调节杠杆平衡,用细线将A和B拴好,分别挂在杠杆的两端,使杠杆再次平衡;(2)用刻度尺测出A和B到支点的距离l1和l2;(3)在烧杯中盛水,将A浸没在水中,保持A不变,改变B的位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并测出B到支点的距离l'2ρA=l2l|真题回顾|[2016,11题6分]某同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。(1)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越。

(2)如图ZX2-1甲所示,木块所受的重力为N。

图ZX2-1(3)如图乙所示,将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在的作用下被紧紧压在烧杯底部。如图丙所示,在烧杯中倒入适量的水,用细线将木块拴住,通过弹簧测力计将木块全部拉入水中,此时弹簧测力计示数为0.4N,如果不计摩擦和细线重,木块受到的浮力为N,木块的密度为kg/m3。

(4)如果将图丙烧杯中的水换成另一种液体,重复上述实验,此时弹簧测力计示数为0.2N,则该液体的密度为kg/m3。

|强化训练|1.下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。(1)在量杯中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1。(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量杯使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据原理可求出橡皮泥的质量。

(3)再把橡皮泥团成实心球,放入量杯使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3。(4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式为ρ=。

(5)图ZX2-2是整个实验的操作情景,由图中示数可算出橡皮泥的密度是kg/m3。

图ZX2-22.在实验室做实验时,爱动脑筋的贾铭同学把一瓶口香糖开封后,取出几粒放入装有20cm3水的量筒中,发现口香糖沉入量筒底且没有溶化,贾铭灵机一动,想测一下口香糖的密度是多少。(1)贾铭同学读出了量筒中水和口香糖的总体积(如图ZX2-3甲所示)为cm3。

图ZX2-3(2)他把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向调。

(3)他用调好的天平测出了剩余的口香糖和瓶的总质量(如图乙所示)为g,已知原来瓶子和口香糖的总质量为32g,则口香糖的密度为g/cm3。

(4)贾铭对测密度充满兴趣,回到家后他又想测量一下妈妈刚榨的一杯果汁的密度,但是家里既没有天平也没有量筒,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(如图丙所示)测果汁的密度。下面是他的实验过程,请将实验步骤补充完整,并写出果汁密度的表达式。①在水杯中装入适量水,将口香糖瓶放入水杯中使其竖直漂浮,用刻度尺测出口香糖瓶浸入水中的深度为h1;②将水杯中水倒出后,再装入适量果汁,将口香糖瓶为h2;

③果汁密度的表达式:ρ果汁=。(水的密度用ρ水表示)

3.小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。图ZX2-4(1)如图ZX2-4甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中(ρ水>ρ酒精),密度计受到的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是(选填“甲”或“乙”)。

(2)小明将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙所示);为了给该密度计标上刻度,他进行了如下实验:a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个铅笔均匀标上刻度;d.他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9g/cm3应该在(选填“p”或“q”)点。

②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度对不对?。若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图丁所示)、自制密度计的质量为m、铅笔的横截面积为S,请你推导出h与ρ液的关系式h=。(用给定的字母表示)

4.某学生制作了直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下:如图ZX2-5甲所示,选择一根长杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡;在左侧离支点10cm的位置A用细线固定一个质量为110g、容积为50mL的容器,右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码(细线的质量忽略不计)。图ZX2-5[测量过程]将下列实验空白处补充完整:(1)调节杠杆平衡时,发现杠杆左端下沉,须将平衡螺母向调节;测量液体时,往A处容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。该“密度天平”的“零刻度”应标在支点O的右侧cm处。

(2)若测量某种液体密度时,钩码在距离支点右侧30cm处,则此种液体的密度为g/cm3。

(3)若此“密度天平”的量程不够大,应采用方法增大量程。

[拓展](4)若杠杆足够长,用此“密度天平”还可以测量固体的密度。先在容器中加满水,再将待测固体轻轻浸没在水中,溢出部分水后,调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,测出钩码离支点O的距离为56cm;用量筒测出溢出水的体积如图乙所示,待测固体的体积为cm3。则此固体的密度为g/cm3。

参考答案真题回顾(1)大(2)0.6(3)大气压10.6×103(4)0.8×103强化训练1.(2)阿基米德(4)ρ水(V2-V12.(1)30(2)左(3)201.2(4)②放入果汁中使其竖直漂浮,用刻度尺测出口香糖瓶浸入果汁中的深度③h1h3.(1)不变乙(2)①p②不对m[解析](1)当密度计置于水和酒精中,因为密度计漂浮,所以F浮1=G物,F浮2=G物,即F浮1=F浮2,ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,因为ρ酒精<ρ水,所以V排1<V排2。则由图可知:装水的容器是乙。(2)①已知V排1<V排2,则密度计放在酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线的上方,即刻度0.9g/cm3应该在p点。②V=Sh,F浮=G物,即ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物,h浸=Gρ液gS,则密度计处于漂浮状态时,浸没的深度与液体密度成反比,所以,密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度不对。③自制密度计的质量为m,则G=mg,若被测液体的密度为ρ液,密度计处于漂浮状态时,F浮=G,即ρ液gV排=mg,V排=Sh,ρ液gSh=mg,h=mg4.(1)右22(2)0.8(3)增加杠杆的长度(或增加钩码的质量)(4)207[解析](1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心偏左,要使它在水平位置平衡,左、右两端的螺母(或一端的螺母)都要向杠杆上翘的右端调节。根据杠杆的平衡条件公式F1l1=F2l2得,0.11kg×g×10cm=0.05kg×g×l2,解得,l2=22cm。(2)测某种液体密度时,设容器中加满液体的质量为m,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,(m1+m)gl1'=m2gl2',已知:m1=0.11kg,m2=0.05kg,l1'=10cm,l2'=30cm,代入上式解得m=40g,则液体的密度ρ=mV=40g50cm3=0(3)当钩码的质量适当增大时,说明杠杆右侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,左侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大;增加杠杆的长度也可增大量程。(4)由题图乙可知,量筒中水的体积是20mL,所以待测固体的体积是20mL=20cm3;容器中加满水,