专题13 物理仪器原理探究 考情分析 密度计，浮力秤等工具都是物理中常见的模型，是利用所学过的知识点加以应用，更能考察学生对知识点的综合理解应用。 密度计 浮力秤 杠杆平衡 考向1 密度计 小嘉同学利用假期参观酒厂，了解到白酒酿制和相关工艺流程、并知道了白酒“度数”的含义，于是决定和同学一起通过项目化学习，制作一个基于密度计原理测量白酒度数的仪器。（白酒的“度数”不是质量分数，而是体积分数，例如53°的白酒表示20℃时，100mL白酒中含有53mL酒精。） （1）如图所示为该项目化学习小组制作的测量白酒“度数”的仪器，制作时发现仪器不能竖直漂浮在液体中，可采用的方法是 。 （2）已知该仪器的总体积为30cm3，若把它置于70°白酒中依然能漂浮于液面，则它的质量不能大于多少克？ 附：20℃时白酒“度数”与密度对照表 白酒的度数/V 38° 53° 62° 65° 70° 密度g/mL 0.951 0.924 0.905 0.898 0.886 （3）标刻度时，须先将它置于水中，待该仪器稳定后，水面与A处相平，此时A处应标注的刻度为 （选填“0”或“1.0”）。 【解答】解：（1）制作时发现仪器不能竖直漂浮在液体中，说明此时配重较小，可以在下端增加增加铅粒质量； （2）因为该仪器漂浮在液面，则F浮＝G， 当仪器恰好浸没在液体中时，仪器的质量最大， 则有：ρ液Vg＝mg， 则该仪器的最大质量为：m＝ρ液V＝0.886g/cm3×30cm3＝26.58g； （3）标刻度时，须先将它置于水中，待该仪器稳定后，水面与A处相平，此时酒精含量为0，所以A处应标注的刻度为0。 故答案为：（1）增加铅粒质量； （2）该仪器的最大质量为26.58g； （3）0。 科学兴趣小组同学在老师指导下，用塑料吸管、橡皮泥和一些小钢珠自制了一个密度计：在吸管底部塞入一段橡皮泥，塞入一些小钢珠后用橡皮泥封住，初步做成了一支简易密度计（如图甲）。为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作： a.用刻度尺测出吸管的长度L，将其放入盛有380mL水的烧杯中，竖直静止后，在吸管与液面相交处标上刻度ρ1，此时液面上的吸管长度h1（如图乙所示）。 b.在水中加入适量食盐，测出液面上的吸管长度h2，在吸管与液面相交处标上刻度ρ盐水（如图丙所示）。 （1）在步骤a到b的过程中，密度计受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）ρ1处应标 g/cm3；在丁图中，刻度ρ盐水应该在 （选填“p”或“q”）点。 （3）小明认为，只需要根据步骤a中已知的L，h1，ρ1，就可以推导出ρ盐水和h2的关系，从而在密度计上标注出盐水的密度值。请你根据已学知识推导出ρ盐水与h2的关系式： （用L，h1，p1，h2来表示ρ盐水）。 【解答】解：（1）密度计测液体密度时漂浮在液体中，受到的浮力等于自身重力，所以密度计受到的浮力不变； （2）在水中时：F浮＝ρ水gV排1＝ρ1gV排，所以ρ1处应标水的密度1g/cm3； 密度计受到的浮力不变，根据F浮＝ρ液gV排可知液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，根据V＝Sh可知在丁图中，刻度ρ盐水应该在的ρ1下面，即q处； （3）因为浮力等于重力，因此两次浮力相等，即ρ水gS（L﹣h1）＝ρ盐水gS（L﹣h2）， 化简后可得：ρ盐水 ρ水； 故答案为：（1）不变；（2）1；q；（3）ρ盐水 ρ水。 考向2 浮力秤 项目学习小组利用学到的浮力知识制作一个能够测物体质量大小的浮力样。 浮力秤制作方法： ①找一个足够长的饮料瓶（瓶身为圆柱体），剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖处系一块质量适当的小石块，使塑料瓶能倒置并竖直在水中（如图甲）。 ②确定零刻度线和测量范围。 ③标注刻度线：使用时，只要把被测物体放入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。 （1）系小石块的目的是 。 （2）浮力秤的零刻度线如何确定？ 。 （3）标记零刻度线后，距离 ... ...
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