实验专攻 浮力法测密度 1.(跨学科实践)(2025·南宁模拟)“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。 (1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直 漂浮 状态,根据 二力平衡 原理可知,此时密度计所受浮力等于所受重力。 (2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1 g/cm3、1.2 g/cm3的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为 1.2 g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施: 减小吸管的底面积 。 (3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2,则F1 = (选填“<”“=”或“>”)F2,忽略细铜丝的体积,盐水的密度ρ盐水= ρ水 (用ρ水、H、h表示)。 (4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用 B (选填“A”或“B”)密度计。 2.(跨学科实践)(2025·南宁模拟)某项目小组在学习浮力知识后,开展“制作浮沉子”的项目活动。 【材料选取】大塑料瓶、小玻璃瓶、水。 【项目制作】在小玻璃瓶中装入适量的水,将其开口朝下,倒扣入装有适量水的大塑料瓶中,使小玻璃瓶漂浮后,拧紧瓶盖,就做成了“浮沉子”。在瓶外施加大小不等的力,就能使浮沉子在水中上浮或下沉。 (1)当浮沉子漂浮时,所受重力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力。 (2)用力捏大塑料瓶时,观察到浮沉子下沉,此时大塑料瓶内上方气体压强 变大 ,浮沉子内水的质量 变大 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”) 【拓展研究】项目组同学发现,挤压大塑料瓶,浮沉子下沉到一定深度后悬浮,此时浮沉子到液面的距离为临界深度h,如图甲所示。项目组同学利用该浮沉子进行实验,根据实验数据绘制出临界深度h与小玻璃瓶内空气柱长度l的关系图像如图乙所示。 (3)分析图乙可得:空气柱越长,临界深度越 大 。结合探究成果,在其他条件相同时,下列浮沉子中临界深度最大的是 B 。 【交流分析】 (4)在实验中,有的小玻璃瓶倒放入水中后直接下沉不会上浮,可通过适当 减少 (选填“增加”或“减少”)小玻璃瓶内的水量来解决。 (5)在工业中,浮沉子的相关原理被运用到潜艇技术和固、液密度测量等方面。如图丙所示,某浮沉子恰好悬浮在水面下,此时浮沉子中水的高度为3.8 cm,空气柱的长度为1.75 cm。玻璃的质量为6 g,浮沉子的内横截面积为2 cm2,水的密度为 1 g/cm3,则玻璃的密度为 2.4 g/cm3。(不计浮沉子中的空气质量) 3.(2024·南宁模拟)下面是小明测量盐水密度的实验。 (1)小明将天平放在 水平 桌面上,把游码移至标尺左端 零刻度线 处,发现指针指在如图甲所示位置,此时他应将平衡螺母适当向 右 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;再将装有盐水的烧杯放在天平的左盘,在右盘中放入50 g、20 g、10 g砝码各一个时,天平刚好再次平衡; (2)将杯中的一部分盐水倒入量筒中,盐水的体积如图乙所示,为 40 cm3,用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量如图丙所示,则所测盐水的密度是 1.05× 103 kg/m3。 (3)上述实验结束后,小明利用刚刚测出了密度的盐水和其他一些工具,又想测量一个木块的密度,请帮他将实验步骤补充完整: ①用调好的天平测出木块的质量m1; ②容器内装有适量的盐水,将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮,如图丁所示; ③向瓶中倒入适 ... ...
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