7. 小明发现,向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮,加入的食盐越多,鸡蛋排开盐水的体积就越小。于是提出问题:能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计? 小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆(轻质均匀的圆柱体)等器材进行实验探究。(水的密度为 $1\ \mathrm{g/cm}^3$)

(1)如图1,小明将直杆放入水中,直杆倾倒后漂浮在水面上,此时直杆受到的浮力
(2)为了让直杆能立在水中,小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置,分别放入水中,直杆在水中所处的状态如图2所示。分析图①、②、③可知:要使直杆竖直漂浮在水中,应在直杆的
(3)直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时,浸在液体中的深度也不同。因此,将直杆上液面所对应的位置,标注为该液体的密度。则在图3中的a点标注的密度值为
(4)将直杆放入密度已知的不同液体中,当直杆在液体中稳定竖直漂浮时,在直杆上液面所在的位置做标记,并测量出直杆浸入液面以下部分的长度 $H$;将数据记录在下表中,并将对应的密度值标注在直杆上,制成密度计;

分析表中数据可知:此密度计所标刻度的位置越靠上,对应液体的密度值越
(5)如图4,是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景,若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,选
(1)如图1,小明将直杆放入水中,直杆倾倒后漂浮在水面上,此时直杆受到的浮力
等于
重力;(2)为了让直杆能立在水中,小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置,分别放入水中,直杆在水中所处的状态如图2所示。分析图①、②、③可知:要使直杆竖直漂浮在水中,应在直杆的
底部
位置缠绕金属丝;分析图③、④、⑤可知:当金属丝缠绕的位置一定时,适当增加
(选填“增加”或“减少”)金属丝的缠绕量,直杆更容易竖直漂浮在水中;(3)直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时,浸在液体中的深度也不同。因此,将直杆上液面所对应的位置,标注为该液体的密度。则在图3中的a点标注的密度值为
1
$\mathrm{g/cm}^3$;(4)将直杆放入密度已知的不同液体中,当直杆在液体中稳定竖直漂浮时,在直杆上液面所在的位置做标记,并测量出直杆浸入液面以下部分的长度 $H$;将数据记录在下表中,并将对应的密度值标注在直杆上,制成密度计;
分析表中数据可知:此密度计所标刻度的位置越靠上,对应液体的密度值越
小
(选填“大”或“小”),刻度线分布越疏
(选填“疏”或“密”);(5)如图4,是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景,若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,选
B
(选填“A”或“B”)密度计测量更准确。(A、B放入另一种液体中,均不会沉入底部)答案
7.(1)等于 (2)底部 增加 (3)1
(4)小 疏 (5)B
[(1)如图1,直杆漂浮在水面上,受到的浮力等于重力。
(2)图①在中部缠绕,直杆并未竖直漂浮在水中,图②在中下部分缠绕,直杆并未竖直漂浮在水中,图③在底部缠绕,直杆接近竖直漂浮在水中,故分析图①、②、③可知,要使直杆竖直漂浮在水中,应在直杆的底部位置缠绕金属丝;分析图③、④、⑤可知:当金属丝缠绕的位置一定时,金属丝的缠绕量慢慢增加,直杆越来越接近竖直位置漂浮在水面上,故适当增加金属丝的缠绕量,直杆更容易竖直漂浮在水中。
(3)由于此时直杆竖直漂浮在水中,故a点标注的密度值等于水的密度,为$1\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4)分析表中数据可知:此密度计所标刻度的位置越靠上,浸入液面以下部分的长度越长,对应液体的密度值越小,刻度线越疏。
(5)密度计的工作原理基于阿基米德原理:密度计漂浮在液体中时,其所受浮力等于自身重力等于排开液体的重力。由$F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}gSh$可知,密度计浸入液体的深度与液体密度成反比,即密度越大,浸入深度越浅;密度深度越小,浸入深度越深;密度计的精确度取决于其在目标密度附近的灵敏度,即密度变化引起的浸入深度变化量,变化量越大,刻度间隔越宽,读数越容易分辨,因此更精确;图④中,A浸入液体中的部分更短,B浸入液体中的部分更长;若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则浸入液面以下的部分会增加,B的变化量更大,因此B密度计测量更准确。]
(4)小 疏 (5)B
[(1)如图1,直杆漂浮在水面上,受到的浮力等于重力。
(2)图①在中部缠绕,直杆并未竖直漂浮在水中,图②在中下部分缠绕,直杆并未竖直漂浮在水中,图③在底部缠绕,直杆接近竖直漂浮在水中,故分析图①、②、③可知,要使直杆竖直漂浮在水中,应在直杆的底部位置缠绕金属丝;分析图③、④、⑤可知:当金属丝缠绕的位置一定时,金属丝的缠绕量慢慢增加,直杆越来越接近竖直位置漂浮在水面上,故适当增加金属丝的缠绕量,直杆更容易竖直漂浮在水中。
(3)由于此时直杆竖直漂浮在水中,故a点标注的密度值等于水的密度,为$1\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4)分析表中数据可知:此密度计所标刻度的位置越靠上,浸入液面以下部分的长度越长,对应液体的密度值越小,刻度线越疏。
(5)密度计的工作原理基于阿基米德原理:密度计漂浮在液体中时,其所受浮力等于自身重力等于排开液体的重力。由$F_{浮}=G=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}gSh$可知,密度计浸入液体的深度与液体密度成反比,即密度越大,浸入深度越浅;密度深度越小,浸入深度越深;密度计的精确度取决于其在目标密度附近的灵敏度,即密度变化引起的浸入深度变化量,变化量越大,刻度间隔越宽,读数越容易分辨,因此更精确;图④中,A浸入液体中的部分更短,B浸入液体中的部分更长;若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则浸入液面以下的部分会增加,B的变化量更大,因此B密度计测量更准确。]
登录