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2025年中考物理二轮培优压轴题练习挑战16 实验探究题(力学综合32题)(解析版)
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TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc31833" 【题型1 探究影响压力作用效果的因素】1
\l "_Tc31833" 【题型2 探究液体内部的压强】2
\l "_Tc5338" 【题型3 探究浮力大小与哪些因素有关】11
\l "_Tc31833" 【题型4 物体的浮沉条件及其应用】18
\l "_Tc31833" 【题型1 探究影响压力作用效果的因素】
1.(2023•宁夏)某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材,探究“影响压力作用效果的因素”的实验,探究过程如图所示:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)对比 两图,可以探究压力作用效果与受力面积的关系。
(3)对比甲、乙两图可以得出结论:当受力面积一定时, ,压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例: 。
2.(2023•深圳)琴琴同学探究压强与受力面积的关系,得出了一个错误的结论。
(1)谁的压力大 ,谁的受力面积大 。(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见: 。
(3)对比甲图选择下面的 对比探究压强和压力大小的关系。
\l "_Tc31833" 【题型2 探究液体内部的压强】
3.(2023•内蒙古)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:
(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来应该的操作是 (选填选项字母)。
A.从U形管内向外倒出适量的水 B.拆除软管重新安装
调整后,他用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置
(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是: 。
4.(2023•四川)小何同学用图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)该压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)实验前,若压强计两侧液面已有高度差,他首先应该 (填字母)。
A.拆除软管,待液面稳定后重新安装
B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
C.往U形管右侧中加入密度更大的液体
(3)小何同学利用调试好的压强计进行实验,比较图乙、丙可得到:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
(4)比较图丙和图 还可以得到:液体的压强与液体密度有关。
5.(2023•东营)如图1是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)组装好压强计,将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是 。
A.从管中倒出适量液体 B.取下软管重新组装
(2)调试好压强计后开始实验,把探头放进液体中,进行不同操作,记录的相关数据如上表所示:
a.比较第1、2、3、4组数据,可得出结论: ;
b.比较第1、5、6组数据,可得出结论: ;
c.比较第 组数据,可得出结论:液体压强与液体的密度有关。
(3)有同学提出,如果不使用压强计,选用一个较深的容器,用隔板分成左右两部分,边缘密封好,在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封,也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计实验,写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】:自制的带隔板容器(如图2)、水、硫酸铜溶液。
【实验步骤】: 。
【分析与论证】: 。
6.(2023•岳阳)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,
(1)气密性良好的微小压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)甲、乙两图中, (选填“甲”或“乙”)图中探头上的橡皮膜受到的压强大,这是因为,同种液体内部的压强随深度的增加而 。
(3)丙图中,A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
7.(2023•苏州)小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的 来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 ;
A.向U形管中注入一些水 B.将U形管中水倒出一些 C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与 是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较, (能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
8.(2023•重庆)小莉在“物理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验;然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如表:
①分析表中 (填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大;
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体 越大,压强越大;
③根据表中数据,小莉估算出硫酸铜溶液的密度为 g/cm3。
(3)①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越 ;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其 表面橡皮膜形变更明显,从而分析出 产生的原因;
②让浮筒浸没后继续下降,浮筒受到的浮力将 。
9.(2023•重庆)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(2023•常州)小明探究影响液体内部压强的因素。
(1)用手轻按橡皮膜,现象如图甲所示,说明橡皮膜受到压强大小可以用U形管两侧液面的 来表示。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:在同种液体中,液体内部的压强随 的增大而增大。
(3)比较 、丁两图,可得结论: 。
11.(2023•北京)小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
(1)实验中液体内部的压强是通过微小压强计 反映。
(2)甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与 有关;乙、丙两图所示的实验说明液体内部的压强与 有关。
12.(2023•牡丹江)【分析归纳,拓展应用】
研究液体内部压强实验的装置如图所示。将压强计探头分别放入水和盐水中,改变探头朝向和浸入深度,观察U形管液面高度差并记录,如表所示。
(1)分析①②③④次实验表明,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。
(2)分析②⑤⑥或⑦⑧⑨次实验表明,同种液体的压强随 增加而增大。
(3)分析 两次实验表明,在深度相同时,液体压强还与液体的 有关。
(4)实验中通过观察U形管液面高度差来反映 。
(5)下潜深度是潜水器的一个重要指标,制造深海潜水器多采用钛合金材料,就是利用材料 的性质。
13.(2023•朝阳)小明在研究“液体内部的压强”实验中:
(1)如图甲所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)他通过比较乙、丙两图可以得出:同种液体, ,压强越大。
(3)若丙图中,探头在水中的深度为5cm时,请你计算该处水的压强为 Pa。
(4)小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向丙图烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断的增大,于是得出液体密度越大,压强越大的结论。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
14.(2023•赤峰)小亮学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离有关。为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
(1)小亮向小明介绍自己的实验推理过程:在甲、乙两烧杯中,A、B两点到烧杯底部的距离是不同的;通过观察压强计U形管两侧 ,判断出pA pB;由此可以得出结论:液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。
(2)小明反驳说:你在实验中没有控制 相同,所以你的结论是错误的。在你的实验基础上, (选填序号),才能得出正确结论。
A、把甲杯中的探头上移5cm或把乙杯中的探头下移5cm
B、从甲杯中抽出5cm深的水或向乙杯中加入5cm深的水
15.(2023•黄冈)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 ;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: ;
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
16.(2023•衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的 有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
17.(2023•齐齐哈尔)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会 ,U形管左右两侧液面就会产生 。
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与 的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成 (选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状。
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论: 。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是 (选填“正确”或“错误”)的,判断的依据是: 。
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜 ;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水= (用h1、h2、ρ水表示)。
\l "_Tc5338" 【题型3 探究浮力大小与哪些因素有关】
18.(2023•广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零。
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象。
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 (选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
19.(2023•黑龙江)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮= N;
(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度 (选填“无关”或“有关”);
(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与 和 有关;
(4)经进一步计算可知物体体积V= m3,物体的密度ρ= kg/m3。
20.(2023•德阳)小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,做了以下的部分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量:
(1)乙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为 N。
(2)分析乙图、丙图,说明浮力的大小与 有关。
(3)本实验数据可计算出盐水的密度为 kg/m3。(已知水的密度为1.0×103kg/m3)
21.(2023•乐山)如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N。
(2)比较D和E,可以得出:浮力大小与 有关。
(3)比较 和 ,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
(4)本实验采用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(5)该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:
①物块完全浸没于水中所受浮力为 N;
②物块密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
22.(2023•吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如甲图。
(1)将瓶子浸没在水中,如乙图,此时瓶子受到的浮力为 N。
(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示数如丙图。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与 有关。
(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ= kg/m3。
23.(2023•兰州)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。
(1)表格中所缺数据为 ,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像。
(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大? 。
(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是: 。
24.(2023•湖北)如图是小青“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验,弹簧测力计示数的大小关系是:F1>F2>F3。
(1)乙图中物块受浮力大小的表达式F浮乙= ;
(2)小青比较甲、乙、丙三图,得出浮力大小与深度有关的结论,有同学指出这个结论不可靠,原因是 ;
(3)如果实验中水的密度大于液体的密度,则弹簧测力计示数大小关系应满足F3 F4(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
25.(2023•烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小? 。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小?(用图中的序号表示) 。
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系? 。
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作? 。
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么?(写出一条即可) 。
26.(2023•哈尔滨)在探究“浮力大小与什么因素有关”实验中:
(1)东宝测量物体A在水中所受浮力的方法如图,由图可知,物体受到的重力为
N,物体受到的浮力为 N,浮力的方向是 。
(2)伟鹏同学在实验中获得如表的数据,分析表中的数据能否得到浮力大小与物体排开液体体积的定量关系?若能,请写出主要分析过程(可省略计算步骤)及结论;若不能,请说明理由。
27.(2023•常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关。
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关。
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
28.(2023•江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关:
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为 N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状 。
【交流】
(1)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为 。
(2)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与 无关。
(3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究? 。
29.(2023•天津)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务:
【实验探究】
通过图1所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论: 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如图2所示。
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在图2中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮= 。
\l "_Tc31833" 【题型4 物体的浮沉条件及其应用】
30.(2023•淮安)小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
(1)他取来一根长度为20.00cm的吸管并将底端密封,将一定数量的小钢珠放入吸管内作为配重,使其能够竖直漂浮在水中,如图甲所示。在吸管上标出水面的位置,测出该位置到吸管底端的距离为H=10.00cm。
(2)吸管横截面积为S,在水中漂浮时它所受重力与浮力相等,所以G=ρ水gSH;若漂浮在其他液体中,则浸入的深度为h,此时G=ρ液gSh,由以上两式可得:。
(3)根据上式的数量关系,补全表格中的数据。(结果保留两位小数,ρ水=1.0g/cm3)
(4)根据表中的数据,小明在吸管上标出对应的刻度线,刻度线分布 (选填“是”或“不是”)均匀的,此密度计所能标注的最小密度值为 g/cm3。
(5)为了检验小明制作的密度计是否准确,小华将密度计放在密度为0.8g/cm3的煤油中,为了用更少的煤油完成实验,小华应该选择图乙四种圆柱形容器(已知A和B容器的深度为10cm,C和D容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求)中的 容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中,密度计底端所受压强越来越 。
(6)利用多种液体检验后,小华认为小明制作的密度计比较准确,于是用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度计上,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值将 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体密度的真实值。
31.(2023•长春)物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案(仅用于不吸水、不溶于水的固体)。如图甲所示,将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中,大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“O”,在大容器的水面位置标出初始水位线。
(1)请在图中画出圆筒受到的重力的示意图。(图中的O点为圆筒的重心)
(2)为使圆筒静止后竖直漂浮在水面,在沙粒、泡沫粒中应选择 作为圆筒的配重颗粒。
(3)将待测金属块用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线的质量、体积忽略不计,金属块始终不触底)如图乙所示,与图甲相比圆筒所受的浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”)。分别测出圆筒静止后水面到“O”点和到初始水位线的距离h1和h2,则该金属块的密度表达式为ρ金属= (用h1、h2和ρ水表示)。
32.(2023•苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。
制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为 g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h= (用ρ水、ρ液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离 (相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将 。
序号
容器液体种类
探头的朝向
探头在液体中深度/cm
U形管两侧液面高度差/cm
1
水
向下
4
3.9
2
水
向右
4
3.9
3
水
向上
4
3.9
4
水
向左
4
3.9
5
水
向下
8
7.8
6
水
向下
12
11.7
7
浓盐水
向下
8
8.6
序号
液体种类
探头C深度hC/cm
高度差ΔhA/格
探头D深度hD/cm
高度差ΔhB/格
1
水
3
6
5
10
2
水
4
8
6
12
3
硫酸铜溶液
3
9
5
15
4
硫酸铜溶液
4
12
6
18
次数
探头朝向
探头浸入深度/cm
U形管液面高度差/cm
水
盐水
①
上
5
5
—
②
下
5
5
—
③
左
5
5
—
④
右
5
5
—
⑤
下
10
9
—
⑥
下
20
17
—
⑦
下
5
—
6
⑧
下
10
—
11
⑨
下
20
—
20
物块下表面所处深度h/cm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
弹簧测力计示数F/N
4.6
4.2
3.8
3.4
3.0
2.6
2.2
2.2
2.2
2.2
物块所受浮力F浮/N
0
0.4
0.8
1.6
2.0
2.4
2.4
2.4
2.4
实验次数
浮力F浮/N
液体密度ρ液/(g/cm3)
排开液体体积V排/cm3
1
0.4
0.8
50
2
0.9
0.9
100
3
0.5
1.0
50
4
2.2
1.1
200
5
0.6
1.2
50
液体密度ρ液/(g•cm﹣3)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入深度h/cm
12.50
11.11
10.00
9.09
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