2026年作业本浙江教育出版社八年级科学上册浙教版第80页答案
9. 校科技节上,某同学利用底面积为$5\mathrm{cm}^2$、总质量为$10\mathrm{g}$的圆柱体小桶(底部放有配重)制作了一个能测量液体密度的密度计,单位为$\mathrm{g/cm}^3$。
制作过程:
①取一个大桶,装入适量的清水。
将小桶竖直漂浮在盛有水的大桶中
,并在小桶左侧液面处标记 “0”。
③在小桶中倒入20mL清水,使其竖直漂浮在大桶中,并在小桶左侧液面处标记 “1”。
④将刻度 “0~1” 之间分为10等份,每一份表示$0.1\mathrm{g/cm}^3$。
使用说明:在小桶中倒入20mL待测液体,并使其漂浮在清水中(如图),小桶左侧液面对应的刻度值即为待测液体的密度值。
(1)将②中标记 “0” 刻度线的操作步骤补充完整:
将小桶竖直漂浮在盛有水的大桶中

(2)通过计算求 “$1\mathrm{g/cm}^3$” 的刻度线距小桶底部的高度。
(3)若想提高该密度计测量的精确度,请提出一种可行的改进方法:
换用底面积更小的圆柱体小桶(合理即可)

答案

9. (1) 将小桶竖直漂浮在盛有水的大桶中 (2) 6cm (3) 换用底面积更小的圆柱体小桶(合理即可)

解析

【分析】
本题利用密度计的工作原理(漂浮时浮力等于总重力)解题,需明确刻度标记的逻辑,结合阿基米德原理和体积公式计算刻度高度,再根据刻度间距的影响因素提出改进方法。
(1)“0”刻度对应小桶自身漂浮、未加额外液体时的液面位置;
(2)“1”刻度对应小桶加20mL清水后的漂浮状态,通过总重力等于浮力求排开液体体积,再结合底面积计算浸入深度;
(3)提高精确度需增大刻度间距,从深度与底面积的关系分析改进方向。
【解析】
(1)标记“0”刻度线的操作:将小桶竖直漂浮在盛有水的大桶中,此时小桶内未倒入额外液体,小桶左侧液面位置即为“0”刻度线。
(2)计算“1g/cm³”刻度线距底部的高度:
小桶总质量$m_{桶}=10\mathrm{g}$,加入20mL清水的质量$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1\mathrm{g/cm^3}×20\mathrm{cm^3}=20\mathrm{g}$,总质量$m_{总}=10\mathrm{g}+20\mathrm{g}=30\mathrm{g}$。
小桶漂浮时,浮力等于总重力,即$F_{浮}=G_{总}$,结合阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可得$\rho_{水}gV_{排}=m_{总}g$,化简得$V_{排}=\frac{m_{总}}{\rho_{水}}=\frac{30\mathrm{g}}{1\mathrm{g/cm^3}}=30\mathrm{cm^3}$。
小桶底面积$S=5\mathrm{cm^2}$,则浸入深度(刻度线距底部高度)$h=\frac{V_{排}}{S}=\frac{30\mathrm{cm^3}}{5\mathrm{cm^2}}=6\mathrm{cm}$。
(3)提高精确度的改进方法:换用底面积更小的圆柱体小桶,相同质量变化时,排开液体体积变化对应的深度变化更大,刻度间距更明显,测量更精确。
【答案】
(1) 将小桶竖直漂浮在盛有水的大桶中;(2) 6cm;(3) 换用底面积更小的圆柱体小桶(合理即可)
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、密度计算
【点评】
本题结合密度计的实际制作,考查浮力知识的应用,需理解刻度标记的原理,通过计算明确刻度间距的影响因素,是力学浮力部分的典型应用题目。
【难度系数】
0.5