【題目】測量液體密度的儀器叫做密度計.圖(a)和圖(b)是自制的簡易密度計,它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的,將其放入盛有不同液體的兩個燒杯中.
(1)請判斷哪杯液體密度大,并說明理由.
(2)實驗室的密度計的上部是一個用來標刻度的空心圓柱形玻璃管,管下部為一玻璃泡,內(nèi)裝有鉛粒.某密度計圓柱形玻璃管長L=10cm,橫截面積S=2.5cm2 , 該密度計總質(zhì)量m=20g,將它放入水中靜止時,水面距玻璃管上端為4cm;將此密度計放入未知液體中靜止時,發(fā)現(xiàn)液面距玻璃管上端為2cm.求這種液體的密度以及密度計玻璃管上能標出的最大刻度值和最小刻度值.(已知水的密度為1.0×103kg/m3 , g=10N/kg)
【答案】
(1)
同一個密度計放在不同液體中都漂浮,則F浮a=F浮b=G,
由圖知密度計排開液體的體積V排a>V排b,根據(jù)F浮=ρ液V排g可知:ρa<ρb.
(2)
解:密度計的質(zhì)量m=20g=0.02kg,則G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N;
當置于水中時,F(xiàn)浮1=G=0.2N;,
由F浮=ρ水gV排可得:
V排水= = =2×10﹣5m2,
圓柱形玻璃管進入水的體積V1=S(h﹣h1)=2.5cm2×(10cm﹣4cm)=15cm3=1.5×10﹣5m3;
所以管下部玻璃泡的體積V0=V排水﹣V1=2×10﹣5m2﹣1.5×10﹣5m2=5×10﹣6m2,
放入未知液體中靜止時,圓柱形玻璃管進入液體的體積V2=S(h﹣h2)=2.5cm2×(10cm﹣2cm)=20cm3=2×10﹣5m3;
則V排液=V0+V2=5×10﹣6m2+2×10﹣5m3=2.5×10﹣5m3;
由于密度計都是處于漂浮狀態(tài),則F浮2=G=0.2N;,
由F浮=ρ水gV排可得:
ρ液= = =0.8×103kg/m3.
當密度計上部的圓柱形玻璃管全部露出液面時,所測液體密度值為最大,
因為F浮=G,所以,ρ最大gV0=G,
則ρ最大= = =4×103kg/m3.
當密度計上部的圓柱形玻璃管全部浸沒液面時,所測液體密度值為最小,
圓柱形玻璃管的體積V=Sh=2.5cm2×10cm=25cm3=2.5×10﹣5m3;
V排最大=V0+V=5×10﹣6m2+2.5×10﹣5m3=3×10﹣5m3;
因為F浮=G,所以,ρ最小g(V0+Sh)=G,
則ρ最小= = ≈0.67×103kg/m3.
答:這種液體的密度為0.8×103kg/m3;密度計玻璃管上能標出的最大刻度值和最小刻度值分別為4×103kg/m3、0.67×103kg/m3.
【解析】①從圖可知,密度計放在甲、乙液體中都漂浮,受到的浮力都等于密度計受到的重力,從圖可以得出密度計排開液體體積的大小關(guān)系,再根據(jù)阿基米德原理分析液體的密度大小關(guān)系.②求出密度計受到的重力,把密度計放在水里漂浮,利用物體的漂浮條件求受到水的浮力;再利用阿基米德原理求排開水的體積,根據(jù)玻璃管上端漏出的長度求出玻璃管浸入水的體積,繼而可求出管下部玻璃泡的體積.
將此密度計放入未知液體中靜止時,根據(jù)玻璃管上端漏出的長度和管下部玻璃泡的體積求出排開液體的體積,利用物體的漂浮條件和阿基米德原理即可求出液體密度;
當密度計上部的圓柱形玻璃管全部露出液面時,所測液體密度值為最大,再利用物體的漂浮條件和阿基米德原理求解.
當密度計上部的圓柱形玻璃管全部浸沒液面時,所測液體密度值為最小,再利用物體的漂浮條件和阿基米德原理求解.
本題考查了學生對阿基米德原理和物體的漂浮條件的掌握和運用,利用好密度計測液體密度時漂浮(F浮=G)是本題的關(guān)鍵.
【考點精析】通過靈活運用物體的浮沉條件及其應(yīng)用,掌握物體的浮沉條件:浸沒在液體中的物體 F。綠 時上浮,F(xiàn)浮 = G 時懸浮,F(xiàn)浮 <G 時下沉.物體浮沉條件的應(yīng)用舉例:(1)輪船(2)潛水艇(3)氣球(4)飛艇、熱氣(5)密度計(密度計的刻度是從上到下刻度變大,刻度不均勻,且刻度無單位.)即可以解答此題.
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【題目】如圖所示是小芳同學探究斜面機械效率的實驗裝置圖,實驗前她做了如下猜想:
A.斜面的機械效率可能與斜面的粗糙程度有關(guān)
B.斜面的機械下列可能與斜面的傾斜程度有關(guān)
她在做實驗時用彈簧測力計拉著同一物體沿斜面向上做勻速直線運動,分別進行了四次實驗,并記錄實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
(1)將表中所缺的數(shù)據(jù)補充完整________.
(2)比較________兩次實驗可知猜想A是正確的.
(3)比較1、2、3次實驗得到的結(jié)論是:當粗糙程度相同時,斜面越陡機械效率________.
(4)通過分析實驗數(shù)據(jù),還可以得出當斜面粗糙程度和高度都相同時,斜面越長越________(選填“省力”或“費力”).
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【題目】質(zhì)量相等、初溫相同的甲、乙兩種不同液體,分別用兩個完全相同的加熱器加熱,加熱過程中,溫度隨時間變化的圖線如圖所示.根據(jù)圖線可知( )
A.甲液體的內(nèi)能比乙的大
B.溫度升高液體分子運動變慢
C.甲液體的比熱容比乙的大
D.乙液體的比熱容比甲的大
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【題目】為了探究某合金塊浸沒在水中所受浮力和它排開水的重力之間的關(guān)系,并借用水的密度ρ水求出該合金塊的密度ρx , 某同學進行了如圖甲、乙、丙、丁四次測量(彈簧測力計讀數(shù)分別為F1、F2、F3、F4).
(1)你覺得合理的實驗順序是;
(2)實驗表明,(合金塊所受浮力)(合金塊排開水的重力)(用F1、F2、F3、F4表示);
(3)則ρx=(用ρ水、F2、F3、F4表示).
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【題目】常見的家用熱水器有太陽能熱水器、電熱水器、燃氣熱水器.若使用太陽能熱水器將12L水由20℃加熱到45℃,則水需要吸收太陽能J;若改用功率為“220V,1000W”的電熱水器正常加熱,則需要加熱s;若用燃氣熱水器加熱,則需要完全燃燒m3的燃氣.(已知水的比熱容為4.2×103J/(kg℃),燃氣的熱值為4.2×107J/m3;不考慮能量轉(zhuǎn)換過程中的損失)
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【題目】如圖所示,老王騎車上班途中,前方停在路邊的轎車司機突然打開車門,老王剎車不及撞上車門受傷。請你利用所學的物理知識解釋發(fā)生這一現(xiàn)象的原因,為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生,請?zhí)岢鲆粭l合理建議。
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【題目】小鶯做“驗證阿基米德原理”實驗的步驟如圖所示,處理數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)實驗步驟有所遺漏,遺漏的步驟為______________若將遺漏的步驟標注為d,實驗步驟a、b、c、d中,彈簧測力計的示數(shù)依次為Fa、Fb、Fc、Fd。若這些示數(shù)之間的關(guān)系滿足(用所給的字母表示)___________________,則可驗證阿基米德原理。
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【題目】鈔票的某些位置用熒光物質(zhì)印上了標記,在紫外線下識別這些標記,是一種有效的防偽措施.某同學在較暗的環(huán)境中做了下列三次實驗:
(1)如圖甲所示,他用紫外線燈照射面值為100元的鈔票,看到“100”字樣發(fā)光。這表明紫外線能使___發(fā)光。
(2)如圖乙所示,他用紫外線燈照射一塊透明玻璃,調(diào)整透明玻璃的位置和角度,看到鈔票上的“100”字樣再次發(fā)光。這表明紫外線能被透明玻璃______。
(3)如圖丙所示,他把這塊透明玻璃放在紫外線燈和鈔票之間,讓紫外線燈正對玻璃照射,在另一側(cè)無論怎樣移動鈔票,“100”字樣都不發(fā)光。他做這次實驗是為了探究________。
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【題目】小莉根據(jù)下列表中的數(shù)據(jù),得出下列四個結(jié)論,其中不正確的是( )
物質(zhì) | 密度ρ/(kg/m﹣3) | 物質(zhì) | 熔點/℃ | 物質(zhì) | 比熱容 | |
煤油 | 0.8×103 | 銅 | 1083 | 干泥土 | 0.84×103 | |
純水 | 1.0×103 | 鋁 | 660 | 水 | 4.2×103 | |
銅 | 8.9×103 | 鉛 | 328 | 銅 | 0.39×103 | |
鋁 | 2.7×103 | 錫 | 232 | 鋁 | 0.88×103 |
A.質(zhì)量相等的純水和煤油,純水的體積較小
B.質(zhì)量相等的銅塊和鋁塊,放出相等熱量,鋁快溫度降低得較多
C.用來熔化錫的器皿可以用銅制成
D.質(zhì)量相等的干泥土和水,吸收相等熱量,干泥土溫度升高得較多
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