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在物理课外小组活动时，老师拿来了外观上没有什么差别的两杯液体，并且告诉小明和小丽，两杯液体分别是清水和酒精，让小明和小丽把它们区分开．反应敏捷的小明马上凑到两杯液-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  零零社区

题文

在物理课外小组活动时，老师拿来了外观上没有什么差别的两杯液体，并且告诉小明和小丽，两杯液体分别是清水和酒精，让小明和小丽把它们区分开．反应敏捷的小明马上凑到两杯液体前，用鼻子闻了闻就区分出来了．老师笑了笑，又拿出两杯外观完全一样的液体，告诉小明和小丽：“现在一杯是清水，另一杯是盐水，不能用嘴尝，你们打算用什么方法区分？”
小丽在实验室借来了两个完全相同的烧杯，一个量筒和一台没有砝码的天平．小明则借来了一个弹簧测力计，一个钩码，一个烧杯．
（1）小明闻一闻就区分开水和酒精，是利用了______现象．
（2）请你根据小明和小丽所准备的器材，设想出他们要采用的方法：
小丽的方法：（简述操作过程）______．
小明的方法：（简述操作过程）______．
题型：问答题  难度：中档

答案

（1）水是无色、无味的液体，而酒精有刺鼻的气味．所以小丽用鼻子闻了闻就区分出来了水和酒精．
故答案为：气味不同．
（2）①小丽在实验室借来了两个完全相同的烧杯，一个量筒和一台没有砝码的天平．小丽的实验依据是盐水的密度大于清水的密度，相同体积的盐水和清水，盐水的质量大于清水的质量．
故答案为：用量筒量出相同体积的水和盐水，分别倒入两个烧杯中，再将两个烧杯放在天平左右两盘，质量大的为盐水．
②小明的实验依据是阿基米德原理，F浮力=G排，受到浮力小的钩码用的拉力大．
故答案为：将钩码分别浸没在水和盐水中，用测力计分别测出拉力，拉力大的为水．

据专家权威分析，试题“在物理课外小组活动时，老师拿来了外观上没有什么差别的两杯液体..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，液体密度的测量，与密度有关的物理现象  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理液体密度的测量与密度有关的物理现象

考点名称：浮力及阿基米德原理

  • 浮力：
    （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
    （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
    （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
    阿基米德原理：
    （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
    （2）公式：，式中ρ液表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

  • 浮力大小跟哪些因素：
    有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

  • 阿基米德原理的五点透析：
    (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。

    (2)G排指被物体排开的液体所受的重力，F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

    (3)V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排=V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排<V物。

    (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。

    (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ液应该为ρ气。

    控制变量法探究影响浮力大小的因素:
         探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
    例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
    问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
    问题2：浮力大小与哪些因素有关?
    为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
    (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
    (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
    (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。

    解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
    (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V排和ρ液不变，改变深度。
    (3)在V排不变时，改变ρ液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ液有关。
    答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度

    公式法求浮力:
         公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F浮=G排=ρ液gV排)。此方法适用于所有浮力的计算。
    例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
    解析由阿基米德原理可知，F浮=G排=10N。
    答案10

    实验法探究阿基米德原理:
         探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入小桶。
    例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中，小明同学的一次操作过程如图所示。

     (1)测出铁块所受到的重力G铁；
    (2)将水倒入溢水杯中；
    (3)把铁块浸入溢水杯中，读出弹簧测力计示数F；
    (4)测出小桶和被排开水的总重力G；
    (5)记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材。
    分析评估小明的实验，指出存在的问题并改正。
    解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中，探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力，所以实验时，需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论，因此实验过程中需要测空小桶的重力G桶，并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
    答案:存在的问题：
    (1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
    改正：(1)测空小桶的重力G桶(2)将溢水杯中的水加至溢水口处

  • 浮力知识梳理：

  • 曹冲称象中的浮力知识：
       例曹冲利用浮力知识，巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____，另外，他所用到的科学研究方法是：_____和______.
      
       解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上，在水面处的船舷上刻一条线，然后把大象牵上岸。再往船上放入石块，直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止，称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平，根据阿基米德原理可知，为了让两次船排开水的体积相同，进而让两次的浮力相同，再根据浮沉条件，漂浮时重力等于浮力可知：船重+大象重=船重+石头重，用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量，这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
     
       答案:浮沉条件  阿基米德原理  等效替代法化整为零法

考点名称：液体密度的测量

  • 测量密度的原理：
    原理：由密度公式可知，要测量某种物质的密度，需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。

    测量方法：
    液体的体积可用直接用量筒（或量杯）测出，其质量就要通过“质量差法”来测定，即先称出容器的质量，再称出容器与液体的总质量，两者之差就是倒入容器内液体的质量，再根据求得密度。

  • 液体密度测量方法：
    一、常规法：
    器材：烧杯、量筒、天平、待测液体
    步骤：
    1.用天平称出烧杯的质量M1；
    2.将待测液体倒入烧杯中，测出总质量M2；
    3.将烧杯中的液体倒入量筒中，测出体积V；
    4.计算表达：ρ=（M2-M1）/V

    二、等容法
    器材：烧杯、水、待液体、天平。
    步骤：
    1.用天平称出烧的质量M1；
    2.往烧杯内倒满水，称出总质量M2；
    3.倒去烧杯中的水，往烧杯中倒满待测液体，称出总质量M3；
    4.计算表达：ρ=ρ水（M3-M1）/（M2-M1）

    三、浮力法
    器材：弹簧秤、水、待测液体、小石块、细绳子
    步骤：
    1.用细绳系住小石块，用弹簧秤称出小石块的重力G；
    2.将小块浸没入水中，用弹簧秤称出小石的视重G1；
    3.将小块浸没入待测液体中，用弹簧秤称出小石块的视重G2；
    4.计算表达：ρ=ρ水（G-G2）/（G-G1） 

    四、压强法
    用刻度尺、两端开口的直玻璃管（一端有橡皮膜）、烧杯、适量的水、足量的牛奶、细线。计一种测量奶密度的方法。
    实验步骤：
    1.在玻璃管内倒入一定深度的牛奶；
    2.将管竖直放入水中，带橡皮膜水平时，用刻度尺量出管底到牛奶面和水面的深度，分别为h1、h2；
    3.根据p1=p2得表达式：ρ牛奶=h2ρ水/h1 

    五、U形管法：
    器材：U形管、水、待测液体、刻度尺步骤：
    1.将适量水倒入U形管中；
    2.将待测液体从U形管的一个管口沿壁缓慢注入；
    3.用刻度尺测出管中水的高度h1，待测液体的高度h2；
    4.计算表达：ρ=ρ水h1/h2 

    （用此种方法的条件是:待测液体不溶于水,待测液体的密度小于水的密度）

    六、密度计法：
    器材：密度计、待测液体
    方法：将密度计放入待测液体中，直接读出密度。 

     

  •  

考点名称：与密度有关的物理现象

  • 密度知识的应用：
    应用 适用范围 方法
    求物体的质量 不便于直接称量质量的物体 （1）查出该物质的密度ρ，测出体积V
    （2）根据ρ=m/v的变形公式m=ρV，求出质量
    求物体的体积 形状不规则或不便于直接测量体积的物体 （1）查出物质的密度ρ，用天平测出其质量
    （2）根据ρ=m/V的变形公式V=m/ρ求出体积
    求物质的密度 鉴别物质 （1）根据ρ=m/v算出物质的密度
    （2）对照密度表，鉴别出什么物质

  • 密度的应用：
    密度的应用主要有四个方面：①选择材料；②鉴别物质；③由体积求质量；④由质量求体积。

    1．选材料问题
    例1  在生产和生活中，人们常以密度作为所选材料的主要考虑因素，如：用密度较小的铝合金作为飞机外壳的主材料等。下面属于主要从密度的角度考虑选材的是(   )
    A．用塑料做电源插座的外壳
    B．用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”
    C．用水作为汽车发动机的冷却液
    D．用橡胶做汽车轮胎
    解析：用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”，利用了塑料泡沫密度小的特性。
    答案：B

    2. 鉴别物质问题    （详见【密度与物质鉴别知识点】）

    3. 求质量问题
    例3一块石碑的体积为5米3，取一小块作为这块石碑的样品，测得它的质量是130克，用量简装入100厘米3的水，再把石碑样品完全浸入水中，水面升高到150厘米3处，请你根据以上数据，计算出整块石碑的质量为__kg。
    解析：石碑密度

    所以石碑总质量

    答案：1.3×104

    4. 求体积问题
    例4“五·一”黄金周，征征和妈妈到无锡旅游，买了一只宜兴茶壶，如图所示。她听说宜兴茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的，很想知道这种材料的密度。于是她用天平测出壶盖的质量为44．4g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中，并测得溢出水的质量是14．8g。

    (1)请你帮征征算出这种材料的密度是多少?
    (2)若测得整个空茶壶的质量为159g，则该壶所用材料的体积为多大?
    解析：（1）=14.8cm3


    答案：（1）3.0g/cm3（2）53cm3

  • 密度的特殊用途：
        密度的特殊用途密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料。铅可用作网坠，铸铁用作落地扇的底座、塔式起重机的压铁等，都是冈为它们的密度比较大。铝合金用来制造飞机，玻璃钢用来制造汽车的外壳，泡沫塑料用来制作救生器件，氢气、氦气是气球的专用充气材料等，都因为它们的密度比较小。

    怎样判断物体是否空心：
        判断物体是实心还是空心，解决问题的方法很多，实质上都是根据密度的定义式，比较实际物体与实心物体的质量、体积或密度之间是否存在差异，即：比较质量法、比较体积法或比较密度法。如果存在差异，则实际物体为空心物体。
    1．如果物体是实心的，则该物体的密度应该和组成物体的物质密度相同。因此只要用“比较密度法”比较，即可确定该物体的空实性。
    2．假设物体是实心的，可以由求得等质量实心物体的体积是多少，再跟该物体的真实体积相比较，即可确定物体的空实性，这种方法称为“比较体积法”。
    3．假设物体是实心的，可以由m=ρV求得等体积的实心物体的质量是多少，再跟该物体的真实质量相比较，即可确定物体的空实性，这种方法称为“比较质量法”。
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