题目内容

9．小明在研究轮船漂浮原理时，做了甲乙两图所示的实验：甲图，取一片金属箔做成中空的小船，它可以漂浮在水面；乙图，如果将此金属箔揉成一团．它会沉入水底．他想，如果将烧杯换成量筒．就可以测量 两种情况下物体排开液体的体积，这样就能测出金属箔的密度．
（1）下面是他设计的实验步骤．请给他补充完整．
①向量筒中倒入适量的水，记下水的体积为V1
②把金属箔卷成空心形状，让其漂浮在量筒的水面上，记下水面达到的刻度为V2
③将金属箔揉成一团，沉入水底，记下水面达到的刻度为V3
（2）写出金属箔的密度表达式（用已知里和测量量表示）ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ水．

分析 把金属箔卷成空心形状，让其漂浮在量筒的水面上，利用排水法测出排开水的体积，再利用阿基米德原理求受到的浮力，根据漂浮条件可得金属箔的重力，利用G=mg求其质量；
将金属箔揉成一团，沉入水底，利用排水法测出排开水的体积，即金属箔的体积；
利用密度公式求金属箔的密度．

解答 解：
（1）实验步骤：
①向量筒中倒入适量的水，记下水的体积为V1；
②把金属箔卷成空心形状，让其漂浮在量筒的水面上，记下水面达到的刻度为V2；
③将金属箔揉成一团，沉入水底，记下水面达到的刻度为V3；
（2）计算：
由①②得金属箔排开水的体积：
V排=V2-V1，
受到的浮力F浮=ρ水V排g=ρ水（V2-V1）g，
因为金属箔漂浮，所以金属箔重力G=F浮=ρ水（V2-V1）g，
金属箔的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）g}{g}$=ρ水（V2-V1）；
由①③得金属箔的体积：
V=V3-V1，
金属箔的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）}{{V}_{3}-{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ水．
故答案为：
（1）②把金属箔卷成空心形状，让其漂浮在量筒的水面上，记下水面达到的刻度为V2；
③将金属箔揉成一团，沉入水底，记下水面达到的刻度为V3；
（2）ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ水．

点评 本题考查了固体密度的测量，因为没有天平，本题利用漂浮条件间接测量金属箔的体积，把金属箔卷成空心形状使其漂浮这是设计实验的突破口．

练习册系列答案
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19．阅读以下材料，回答问题．
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应．结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快．因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线．太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm．红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～1000μm之间．近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深，约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米．
红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热．冬天烤火，就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上，才能让我们感觉到热乎乎的．
根据红外线的热效应，人们还研究出了红外线夜视仪．红外线夜视仪在漆黑的夜晚也可以发现人的存在．夜间人的体温比周围草木或建筑的温度高，人体辐射出来的红外线就比它们强．可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆等．
因为红外线的波长比较长所以它的特性还有一条就是穿透云雾灰尘的能力很强．由于一切物体，都在不停地辐射红外线，并且不同物体辐射红外线的强度不同，利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接到的信号进行处理，就可以察知被测物体的形状和特征，这种技术叫做红外线遥感技术，可以在卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成．还有我们每天都要关注的天气预报，也是红外线遥感技术．
（1）夏天海边人们喜欢晒太阳日光浴，在晒太阳的过程中人体表面温度上升内能增加，这是利用热传递（做功、热传递）方式改变内能．
（2）红外线穿透能力强的原因是波长较长．
（3）已知电磁波在真空中的速度为3×108m/s，那么波长为1.50μm的红外线的频率是2×1014Hz．
20．如图1所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t的关系和物体运动速度v 与时间t 的关系分别如图2甲、乙所示．由图象可知当t=1s时，物体处于静止状态；t=5s时，物体受到的摩擦力是滑动摩擦力（填“滑动”或“静”），大小为2N．
17．2012年6月，我国自主研制的“蛟龙号”进行7000米級海试，成为世界上第五个拥有载人深潜技术的国家．当其下潜至2000米深度时，该处海水的压强约为2×107帕；该潜水器从1000米深处继续下潜，受到的压强将变大、浮力将不变．（选填”变大”、“不变”或“变小”）（g取10N/kg，海水的密度近似取：1×103千克/米3）
4．问题解决--测量密度．
用装有适量水的薄壁平底试管、刻度尺、细铁丝、橡皮泥，请你测出橡皮泥的密度．
要求：（1）说明测量的步骤；
（2）推导出测量密度的数学表达式．
14．生活中处处有物理，下面是跟纸相关的几个实验，请解答下列各题：
（1）要测量一张平放在水平桌面上的A4纸对桌面的压强，需测量纸对桌面的压力和纸的面积，再利用公式p=$\frac{F}{S}$可计算出纸对桌面的压强．如图甲是测量纸长度时的刻度示数，则纸的长度计作18.50cm．实际测量时会发现，无法用实验室的弹簧测力计测量一张纸的重力，究其原因是一张纸的重力小于弹簧测力计的分度值，可改用天平测量出其质量，再计算出纸的重力．
（2）如图乙所示，取两张白纸，让其平行地自然下垂，向两纸中间用力吹气；你观察到的现象是两纸向中间靠拢，可以得出的初步结论是气体流速越大，压强越小；
（3）如果丙所示，利用“纸船烧水”，用酒精灯加热装有水的用纸折叠的纸锅，纸锅竟然安然无恙，其主要原因是利用水沸腾时吸热但温度保持不变，使纸的温度达不到纸的着火点．

（4）某同学玩纸船载人实验，如图丁所示，如果实验中纸船及船桨的总质量5kg，要载55kg的人安全渡河，船浸入水中的体积至少为0.06m3．
6．图甲是“测量小灯泡功率”实验电路，电源电压3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）图中导线a端应与电压表上标有数字3（选填“3“或“15”）的接线柱相连．
（2）若要测量灯泡的额定功率，应移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时记下电流表的示数．向左移动变阻器滑片，会看到灯泡变亮（填“暗”或“亮”）．
（3）根据实验数据画出I-U图象，图乙所示，小灯泡的额定功率是0.625W．
3．如图所示，在水平方向用50N的力，将一个重10N的长方体木块A压在竖直的墙上保持静止不动，请在图中画出物体在竖直方向上受到的力的示意图．
4．在探究“近视眼的矫正”课外实验中：
（1）调整烛焰（模拟远处所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或吸收水量来调节）、光屏（模拟人眼视网膜）在光具座上的位置，如图所示，此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、缩小的实像．
（2）向水凸透镜内注入（填“注入”或“吸取”）适量的水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了．①若将光屏向靠近（靠近/远离）透镜的方向移动适当距离，能再次得到清晰的像．②若光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹（选填“凸”或“凹”）透镜，光屏上也能得到清晰的像．

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