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小红用量筒、一根细铁丝和一块已知密度为ρ木的小木块测量液体的密度．请将实验步骤填写完整并写出ρ液的表达式：（1）在量筒内放入适量的待测液体，记录量筒中液面处的刻度V1（2）将-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

小红用量筒、一根细铁丝和一块已知密度为ρ木的小木块测量液体的密度．请将实验步骤填写完整并写出ρ液的表达式：
（1）在量筒内放入适量的待测液体，记录量筒中液面处的刻度V1
（2）将木块放入量筒中漂浮，______．
（3）用细铁丝将木块全部压入液体中，______．表达式ρ液=______．
题型：问答题  难度：中档

答案

（2）将木块放入量筒中漂浮，记录量筒中液面处的刻度V2，计算木块排开液体的体积V排=V2-V1；
故答案为：记录量筒中液面处的刻度V2，计算木块排开液体的体积V排=V2-V1．
（3）用细铁丝将木块全部压入液体中，使木块浸没在液体中，记录量筒中液面处的刻度V3；
计算木块的体积V木=V3-V1；木块的质量m=ρ木V木=ρ木（V3-V1），木块漂浮在液面上时，
木块受竖直向下的重力G=mg=ρ木（V3-V1），受竖直向上的液体的浮力F浮=ρ液V排=ρ液（V2-V1），
木块在重力与浮力作用下静止，处于平衡状态，由平衡条件得：G=F浮，
即：ρ木（V3-V1）=ρ液（V2-V1），则液体的密度ρ液=
V3-V1
V2-V1
ρ木；
故答案为：使木块浸没在液体中，记录量筒中液面处的刻度V3，计算木块的体积V木=V3-V1；
V3-V1
V2-V1
ρ木．

据专家权威分析，试题“小红用量筒、一根细铁丝和一块已知密度为ρ木的小木块测量液体的密..”主要考查你对  物体的浮沉条件及其应用，液体密度的测量  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

物体的浮沉条件及其应用液体密度的测量

考点名称：物体的浮沉条件及其应用

  • 物体浮沉条件:
    上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
    F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+N=G
    实心物体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物
    V排=V物    		 ρ液>ρ物
    V排<V物    		 ρ液>ρ物
    V排=V物
    处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终条件 是“下沉”过程的最终状态
    处于静态，受平衡力

  • 漂浮和悬浮的异同：
    悬浮 漂浮
    区别 物体在液体中的位置 物体可以静止在液体内部任一位置 物体静止在液体表面上
    物体实心时，ρ物和ρ液的大小 ρ物=ρ液 ρ物<ρ液
    物体体积V物与物体排开液体体积V排的大小 V物=V排 V物>V排
    相似 物体都处于平衡状态，各自所受的浮力与重力式一对平衡力

  • 利用浮力知识求物体或液体的密度:
    1．对于漂浮的物体，浮力等于重力，而浮力F浮= ρ液gV排，重力G物=ρ物gV排，因F浮≈G物，只要知道V排与V物的关系和ρ液(或ρ物)就可求出ρ物(或ρ液)。
    例1：将密度为0．6×103kg／m3，体积125cm3的木块放入盐水中，木块有1／2的体积露出盐水面，则木块受到的浮力为____N，盐水的密度____________ kg／m3(g取10N／kg)
    解析：木块漂浮，所受浮力等于重力，F=G= Mg=p木Vg=0．6×103kg／m3×0．125×10-3m3× 10N／kg=0．75N，盐水的密度：
    =1.2×103kg/m3

    2. 若，物体完全浸没在液体中，根据阿基米德原理，及称重法，可求出，又因为，此时，可得。根据此式，已知ρ液，可求出ρ物，已知ρ物可求出ρ液。

    液面升降问题的解法：

    1. 组合物体漂浮类型
    要看液面是上升还是下降，关键是比较前后两次物体排开液体的体积的变化。设物体原来排开液体的体积为V排，后来排开液体的体积为V‘排，若V’排>V排，则液面上升，若V’排<V排，则液面下降；若V’排=V排，则液面高度不变，又根据阿基米德原理知，物体在液体中所受的浮力，故，因为液体的密度ρ液不变，固物体的排开液体的体积取决于物体所受的浮力，所以只要判断出物体前后所受浮力的变化情况，即可判断出液面的升降情况。

    例1一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯，若将小铁球取出放入水槽里，烧杯仍漂浮在水槽中，则水面将(   )
    A．上升  B．不变 C．下降 D．无法判断
    解析：铁球和烧杯漂浮在水中，装有铁球的烧杯所受的浮力F浮与烧杯和铁球的总重力平衡，则有：。把铁球放入水槽中，铁球下沉，铁球单独受到的浮力，；烧杯单独受到的浮力为。铁球放入水槽中后，铁球和烧杯所受浮力之和为F浮2，因此，烧杯和铁球后来排开水的体积之和小于原来排开的水的体积，所以水面下降，故正确选项为C。

    2．纯冰熔化类型：
        此类题的规律技巧：若冰块漂浮于水中，则冰熔化后液面不变；若冰块漂浮于密度大于水的液体中，则冰熔化后液面上升；若冰块漂浮于(或浸没于)密度小于水的液体中，则冰熔化后液面下降。
        要判断液面的升降，必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系。冰未熔化时，若它漂浮在液面上，则所受的浮力与重力相等，即。冰块所受的，冰块的重力，由此可得；冰熔化后，化成水的体积。所以当冰块漂浮于水中时，，液面不变；当时，，液面上升。若冰块浸没液体中，则冰块排开液体的体积等于冰块的体积，而冰熔化后的体积小于冰的体积，故液面下降。

    例2如图所示，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平，待这些冰全部熔化后(   )

    A．将有水从杯中溢出
    B．不会有水从杯中溢出，杯中水面也不会下降
    C．烧杯中水面下降
    D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出
    解析：冰熔化后烧杯中的水面将保持不变，故不会有水溢出。
    答案：B

    漂浮物体切去露出部分后的浮沉情况：
          漂浮物体，如将露出液面的部分切去后，物体的重力减小，而浸在液体中的部分没有变，根据F浮= ρ液gV排知物体所受浮力不变。这时浮力大于重力，剩余部分上浮。
    例1长为L的蜡烛底部粘有一铁块，使其竖直停留在水中，如图所示，这时露出水面的长度为L0，将其点燃，直到自然熄灭，设燃烧掉的长度为d，则(   )

    A．d<L0
    B．d=L0
    C．d>L0
    D．无法判断
    解析：假设将露出的部分一次切去，再分析剩余部分的沉浮情况就很容易得出结论。如将露出水面的部分切去，这时蜡烛的重力减小，而在水中的部分未变，即排开的水的重力——浮力未变，显然这时浮力大于重力，剩余部分将上浮。可见，蜡烛燃烧过程是逐渐上浮的，所以最终烧掉的长度大于L0，故正确选项为C。
    答案：C

  • 密度计：
        在物理实验中使用的密度计是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中，待密度计平稳后，从它的刻度处读出待测液体的密度。常用密度计有两种，一种测密度比纯水大的液体密度，叫重表；另一种测密度比纯水小的液体，叫轻表。
       
         密度计的原理是：F浮=ρ液gV排=G计(不变)。密度计在不同的液体中所受浮力相同，ρ液增大时，V排减小，密度计在液面以上的部分增大，刻度越靠下密度值越大。

    气体的浮力：
          气体的浮力与液体的同理，物体在空气中时，上下表面受到空气的压力差就是空气的浮力。故物体在空气中称得的重量，并不是物体真正的重量，但因其所受的浮力很小可以忽略不计。不但空气如此，物体在任何气体中，均受到气体的浮力。
         氢气球和热气球浮沉原理比较：
    上升 下降
    氢气球 充入密度小于空气的氢气 放掉球内部分气体，使球体积减小
    热气球 充入加热后的热空气 停止加热，热空气冷却，热气球内空气密度增大

    饺子的浮沉:
         生饺子被放入锅中时便沉到锅底，煮熟的饺子就浮起来了，如果把饺子放凉，再放入锅中，又会沉到锅底这是为什么呢?因为生饺子放人锅中，由于浮力小于重力而下沉；煮熟的饺子因为饺子内气体受热膨胀，浮力增大，当浮力大于重力时，饺子上浮；凉的熟饺子因遇冷体积缩小使浮力减小，浮力小于重力而下沉。

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。 

     

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