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1.【制作水油沙漏】
小闽在商店发现了如图1所示的水油沙漏，他分析其原理并自制了一个水油沙漏，$\rho_{油}=0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。请完成下列问题。
【任务一】分析水油沙漏的原理
(1)古代的人们充满智慧，很早就会利用自然界中的现象制作测量工具，沙漏可粗略测量的物理量是
(2)将沙漏摇晃后静置在水平货架上，发现水和油逐渐分离，这是因为油的密度比水的密度
【任务二】制作水油沙漏
(3)找来两个相同的透明塑料瓶分别装满食用油和水，将两瓶的瓶盖连接密封、打孔后用两根吸管连接，快速拧上瓶子就制成了水油沙漏。把沙漏放在水平桌面上，很快水油流动起来，如图2所示。此时吸管中滴落的是上层塑料瓶里装着的
(4)继续观察，他测得上层液体全部漏完的时间是40 s。如果要制作一个1 min的沙漏，下列改进方法中可行的是
A. 将两个瓶子都换成小的
B. 只将装水瓶子换成大的
C. 将吸管都换成细一点的
D. 换成两个瓶盖大一点的瓶子
小闽在商店发现了如图1所示的水油沙漏，他分析其原理并自制了一个水油沙漏，$\rho_{油}=0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。请完成下列问题。
【任务一】分析水油沙漏的原理
(1)古代的人们充满智慧，很早就会利用自然界中的现象制作测量工具，沙漏可粗略测量的物理量是
时间
。(2)将沙漏摇晃后静置在水平货架上，发现水和油逐渐分离，这是因为油的密度比水的密度
小
，最后油会处于上层。【任务二】制作水油沙漏
(3)找来两个相同的透明塑料瓶分别装满食用油和水，将两瓶的瓶盖连接密封、打孔后用两根吸管连接，快速拧上瓶子就制成了水油沙漏。把沙漏放在水平桌面上，很快水油流动起来，如图2所示。此时吸管中滴落的是上层塑料瓶里装着的
水
。(4)继续观察，他测得上层液体全部漏完的时间是40 s。如果要制作一个1 min的沙漏，下列改进方法中可行的是
C
。A. 将两个瓶子都换成小的
B. 只将装水瓶子换成大的
C. 将吸管都换成细一点的
D. 换成两个瓶盖大一点的瓶子
答案
1.(1)时间 (2)小 (3)水 (4)C
解析
【分析】
本题围绕水油沙漏的原理与制作展开，需结合密度的性质、计时工具的常识、影响液体流速的因素逐一分析：
(1) 沙漏是通过物质流动的固定时间来计量时间，属于常见的计时工具；
(2) 不相溶液体混合时，密度小的液体会上浮，油在水上方，说明油密度更小；
(3) 油密度小于水，连接两瓶后，密度大的水会通过吸管流出，故上层瓶中是水；
(4) 延长沙漏时间需减慢液体流速，结合各选项分析流速变化即可。
【解析】
(1) 沙漏利用物质流动的时间固定性粗略测量时间，故答案为时间；
(2) 油浮在水的上层，说明油的密度比水小，故答案为小；
(3) 因油密度小于水，两瓶连接后，密度大的水通过吸管流出，因此上层塑料瓶里装的是水，故答案为水；
(4) 要延长漏完时间需减慢液体流速：
A选项：换小瓶子会减少液体体积，漏完时间缩短，不可行；
B选项：仅换装水瓶为大的，无法改变液体流速，时间不变，不可行；
C选项：换细吸管，液体通过的通道变窄，流速减慢，漏完时间延长，可行；
D选项：瓶盖大小不影响液体流速，无法延长时间，不可行；
故选C。
【答案】
(1)时间 (2)小 (3)水 (4)C
【知识点】
密度的应用、时间的测量、液体流速的影响因素
【点评】
本题结合生活中的水油沙漏，考查密度性质、计时常识及流速影响因素，注重理论联系实际，难度适中，能较好考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕水油沙漏的原理与制作展开，需结合密度的性质、计时工具的常识、影响液体流速的因素逐一分析：
(1) 沙漏是通过物质流动的固定时间来计量时间，属于常见的计时工具；
(2) 不相溶液体混合时，密度小的液体会上浮，油在水上方，说明油密度更小；
(3) 油密度小于水，连接两瓶后，密度大的水会通过吸管流出，故上层瓶中是水；
(4) 延长沙漏时间需减慢液体流速，结合各选项分析流速变化即可。
【解析】
(1) 沙漏利用物质流动的时间固定性粗略测量时间，故答案为时间；
(2) 油浮在水的上层，说明油的密度比水小，故答案为小；
(3) 因油密度小于水，两瓶连接后，密度大的水通过吸管流出，因此上层塑料瓶里装的是水，故答案为水；
(4) 要延长漏完时间需减慢液体流速：
A选项：换小瓶子会减少液体体积，漏完时间缩短，不可行；
B选项：仅换装水瓶为大的，无法改变液体流速，时间不变，不可行；
C选项：换细吸管，液体通过的通道变窄，流速减慢，漏完时间延长，可行；
D选项：瓶盖大小不影响液体流速，无法延长时间，不可行；
故选C。
【答案】
(1)时间 (2)小 (3)水 (4)C
【知识点】
密度的应用、时间的测量、液体流速的影响因素
【点评】
本题结合生活中的水油沙漏，考查密度性质、计时常识及流速影响因素，注重理论联系实际，难度适中，能较好考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.6
2. 小浪所在的项目式学习小组在老师的指导下开展跨学科实践“制作水油沙漏”。他们选取了两个相同的500 mL透明瓶子，将两瓶盖顶部粘接并在中间开孔，把两根吸管插入孔中并密封吸管与孔间间隙，在两瓶中分别装满水和油后迅速拧上瓶盖（假设没有水和油洒出），将装有油的瓶子置于底层放置，如图是项目成果展示。已知$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，不考虑吸管的体积，求：
(1)瓶中所装水的质量是多少？
(2)装入液体前小浪将整个空装置放在电子秤上称出质量为150 g，装满液体后称出总质量为1.1 kg，瓶中所用油的密度是多少？
(1)瓶中所装水的质量是多少？
(2)装入液体前小浪将整个空装置放在电子秤上称出质量为150 g，装满液体后称出总质量为1.1 kg，瓶中所用油的密度是多少？
答案
2. (1) 500 g
(2) 0.9 g/cm³
【解析】(1)水的质量为$m_{水}=V\rho_{水}= 500\ \mathrm{cm}^3 × 1\ \mathrm{g/cm}^3= 500\ \mathrm{g} = 0.5\ \mathrm{kg}$。
(2)油的质量$m_{油}=m_{总}-m_{空}-m_{水}= 1.1\ \mathrm{kg}-150 × 10^{-3}\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg} = 0.45\ \mathrm{kg} = 450\ \mathrm{g}$，
油的密度$\rho_{油}=\frac{m_{油}}{V}=\frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3}= 0.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
(2) 0.9 g/cm³
【解析】(1)水的质量为$m_{水}=V\rho_{水}= 500\ \mathrm{cm}^3 × 1\ \mathrm{g/cm}^3= 500\ \mathrm{g} = 0.5\ \mathrm{kg}$。
(2)油的质量$m_{油}=m_{总}-m_{空}-m_{水}= 1.1\ \mathrm{kg}-150 × 10^{-3}\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg} = 0.45\ \mathrm{kg} = 450\ \mathrm{g}$，
油的密度$\rho_{油}=\frac{m_{油}}{V}=\frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3}= 0.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
解析
【分析】
本题考查密度公式的应用，解题时需明确：两个瓶子容积相同，水和油的体积均等于瓶子的容积；利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，结合已知条件逐步计算水的质量和油的密度，同时注意单位的统一。
【解析】
(1) 已知瓶子容积为$500\ \mathrm{mL}$，则水的体积$V_{水}=500\ \mathrm{mL}=500\ \mathrm{cm}^3$，水的密度$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3$，根据密度公式可得水的质量：
$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3×500\ \mathrm{cm}^3=500\ \mathrm{g}$。
(2) 先统一单位：空装置质量$m_{空}=150\ \mathrm{g}=0.15\ \mathrm{kg}$，总质量$m_{总}=1.1\ \mathrm{kg}$，水的质量$m_{水}=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$；
油的质量：$m_{油}=m_{总}-m_{空}-m_{水}=1.1\ \mathrm{kg}-0.15\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg}=0.45\ \mathrm{kg}=450\ \mathrm{g}$；
油的体积等于瓶子容积，即$V_{油}=500\ \mathrm{cm}^3$，则油的密度：
$\rho_{油}=\frac{m_{油}}{V_{油}}=\frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3}=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1) $500\ \mathrm{g}$；(2) $0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
【知识点】
密度公式应用、质量与密度计算
【点评】
本题结合实际制作水油沙漏的情境，考查密度公式的基础应用，解题关键是明确液体体积等于瓶子容积，需注意单位统一，题型基础，贴近生活。
【难度系数】
0.5
本题考查密度公式的应用，解题时需明确：两个瓶子容积相同，水和油的体积均等于瓶子的容积；利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，结合已知条件逐步计算水的质量和油的密度，同时注意单位的统一。
【解析】
(1) 已知瓶子容积为$500\ \mathrm{mL}$，则水的体积$V_{水}=500\ \mathrm{mL}=500\ \mathrm{cm}^3$，水的密度$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3$，根据密度公式可得水的质量：
$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3×500\ \mathrm{cm}^3=500\ \mathrm{g}$。
(2) 先统一单位：空装置质量$m_{空}=150\ \mathrm{g}=0.15\ \mathrm{kg}$，总质量$m_{总}=1.1\ \mathrm{kg}$，水的质量$m_{水}=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$；
油的质量：$m_{油}=m_{总}-m_{空}-m_{水}=1.1\ \mathrm{kg}-0.15\ \mathrm{kg}-0.5\ \mathrm{kg}=0.45\ \mathrm{kg}=450\ \mathrm{g}$；
油的体积等于瓶子容积，即$V_{油}=500\ \mathrm{cm}^3$，则油的密度：
$\rho_{油}=\frac{m_{油}}{V_{油}}=\frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3}=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1) $500\ \mathrm{g}$；(2) $0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
【知识点】
密度公式应用、质量与密度计算
【点评】
本题结合实际制作水油沙漏的情境，考查密度公式的基础应用，解题关键是明确液体体积等于瓶子容积，需注意单位统一，题型基础，贴近生活。
【难度系数】
0.5
