Question

8．本题有两小题

（1）在综合实践活动中，同学们选择粗细均匀的塑料吸管，在其下端加适当的配重，并将这一端封闭起来，使其能竖直的漂浮在液体中，制成了四个密度计如图1所示，正确的是乙．小明用正确的吸管密度计来测量某种液体的密度，已知吸管的横截面积为S，浸入水中的深度为H，浸入另一种液体中时，吸管在液体中的深度是h，则该液体的密度是ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$．实验过程中小华认为做好的密度计刻度之间的距离太小，不方便读数，她想重新制作一个密度计使得刻度线之间的距离大一些，则应该用更细的吸管或适当增大配重．
（2）用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中，首先要进行观察装置是否漏气，若发现不符合实验要求，紧接着要进行的操作是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气．压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中（已知其中一杯为水，另一杯为盐水），如图2（a）和（b）所示，他发现图（a）中U形管两边的液柱高度差较小，由此确定图（b）杯子中盛的是水．小明的结论是否正确否，理由是观察图a和b可知，在a中金属盒浸入液体中较深，但压强小，由P=ρgh可以判断出a中液体的密度小于b中液体密度，故a杯子中盛的是水．

Answer 1

分析 （1）①密度计是利用物体漂浮时浮力与重力相等的条件工作的；因为密度计是一根两端封闭即空心的，所以能使密度计浮在液体表面，为了使它保持竖直的漂浮，就在管的底部封存适当的配重；
②密度计的质量一定，在液体中受力平衡，受到的浮力总是等于重力，被测液体的密度越大，排开液体的体积越小，浸入液体部分也越小，据此分析回答；
③为了使测量结果更准确，使密度计上两条刻度线之间的距离大一些，因为△V=sh，所以可知减小S，即可使h变大；由漂浮条件和阿基米德原理可知，适当增大配重可以使密度计排开液体的体积变大，使h变大；据此设计．
（2）①压强计是通过橡皮膜来感受压强的，当橡皮膜受到压强时，软管中的气体压强变大，大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差，高度差越大，表示橡皮膜受到的压强越大；若和橡皮膜连接的软管出现漏气，不论橡皮膜是否受到压强，软管中气体的压强都等于大气压，压强计中液面就不会出现高度差；
②影响液体压强的因素有液体的密度和液体的深度，分析两图中液体的深度和压强大小关系，判断出液体的密度关系．

解答 解：（1）①密度计是物体的沉浮条件的实际应用，利用物体漂浮时浮力与重力相等的条件工作的；在吸管下端塞入一些重物作为配重，这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中；
②密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，保持不变，如果液体的密度越大，则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；
因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则F_浮水=F_浮液=G，即ρ_水gSH=ρ_液gSh=G，
则h=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{液}}$H，h_液和ρ_液是反比例函数，
所以，刻度分布不均匀，且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大；液体密度变大时h_液越变化越小，故C正确；
由以上分析可知，液体的密度为：ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$
③因为△V=sh，所以使h变大，应减小S即可，具体做法是：用更细的吸管；适当增加配重会使密度计排开液体的体积增大，实现漂浮，会使h变大．
（2）①压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的，用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中，首先要进行观察装置是否漏气；具体的操作是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中液体能灵活升降，则说明装置不漏气；
②观察图a和b可知，在a中金属盒浸入液体中较深，但压强小，由p=ρgh可以判断出a中液体的密度小于b中液体密度，故a杯子中盛的是水；所以小明的结论是错误的．
故答案为：（1）竖直的漂浮；乙；ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$；用更细的吸管或适当增大配重；
（2）装置是否漏气； 用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气；否；观察图a和b可知，在a中金属盒浸入液体中较深，但压强小，由P=ρgh可以判断出a中液体的密度小于b中液体密度，故a杯子中盛的是水．

点评 本题考查了密度时和压强计的使用及工作原理，难度不大；要明确密度计是物体的沉浮条件的实际应用，要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题：放入不同的液体，液体密度越大，排开体积越小，类似现象：轮船从江中驶入大海．