题目内容
【题目】利用一根吸管制作一个简易密度计
(1)在吸管下端装入适量的钢珠,并用蜡封住吸管的下端使底部平整,然后让它竖直漂浮在水中,如图所示。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度________(越长/越短/不变),受到的浮力大小________(变大/变小/不变)
(3)①测得吸管底面积为3×10-5m2,浸入水中的深度为8×10-2m,吸管受到的浮力为____N。(g取10N/kg)
②根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),若将该吸管放入某液体中,吸管浸入液体的深度为10cm。则在该处标记_____刻度线。小明的同学也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是_______。
A.换大的容器做实验
B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计
D.适当减小密度计的配重
(4)通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计.下列图乙四种刻度的标示合理的是______
【答案】 越短 不变 0.024 0.8 B C
【解析】(2)密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,故浮力保持不变;如果液体的密度越大,根据阿基米德原理可知,密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长;所以密度计的刻度是越往下值越大;
(3)①吸管浸在水中,排开水的体积:V排 =Sh=3×10-5 m2 ×8×10-2m=2.4×10-6 m3 ;因此吸管受到的浮力:F浮=ρ水gV排 =1.0×103 kg/m3×10N/kg×2.4×10-6m3 =2.4×10-2 N;
②因为△V=S△h,所以,要使△h变大,应减小S,具体做法是:用更细的吸管;故选B;
(4)因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,浮力大小不变;则F浮水=F浮液=G,即ρ水 gSH水=ρ液gSh液 =G,则h液=ρ水/ρ液H水,h液 和ρ液 是反比例函数;所以,密度计的刻度分布不均匀,且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大;当液体密度的变化大时h液 变化越小,故C正确。