Question

8．本題有兩小題

（1）在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，同學(xué)們選擇粗細(xì)均勻的塑料吸管，在其下端加適當(dāng)?shù)呐渲兀�并將這一端封閉起來，使其能豎直的漂浮在液體中，制成了四個(gè)密度計(jì)如圖1所示，正確的是乙．小明用正確的吸管密度計(jì)來測量某種液體的密度，已知吸管的橫截面積為S，浸入水中的深度為H，浸入另一種液體中時(shí)，吸管在液體中的深度是h，則該液體的密度是ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$．實(shí)驗(yàn)過程中小華認(rèn)為做好的密度計(jì)刻度之間的距離太小，不方便讀數(shù)，她想重新制作一個(gè)密度計(jì)使得刻度線之間的距離大一些，則應(yīng)該用更細(xì)的吸管或適當(dāng)增大配重．
（2）用壓強(qiáng)計(jì)探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，首先要進(jìn)行觀察裝置是否漏氣，若發(fā)現(xiàn)不符合實(shí)驗(yàn)要求，緊接著要進(jìn)行的操作是用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果U形管中的液體能靈活升降，則說明裝置不漏氣．壓強(qiáng)計(jì)調(diào)節(jié)正常后，小明將金屬盒先后浸入到兩杯液體中（已知其中一杯為水，另一杯為鹽水），如圖2（a）和（b）所示，他發(fā)現(xiàn)圖（a）中U形管兩邊的液柱高度差較小，由此確定圖（b）杯子中盛的是水．小明的結(jié)論是否正確否，理由是觀察圖a和b可知，在a中金屬盒浸入液體中較深，但壓強(qiáng)小，由P=ρgh可以判斷出a中液體的密度小于b中液體密度，故a杯子中盛的是水．

Answer 1

分析 （1）①密度計(jì)是利用物體漂浮時(shí)浮力與重力相等的條件工作的；因?yàn)槊芏扔?jì)是一根兩端封閉即空心的，所以能使密度計(jì)浮在液體表面，為了使它保持豎直的漂浮，就在管的底部封存適當(dāng)?shù)呐渲兀?br />②密度計(jì)的質(zhì)量一定，在液體中受力平衡，受到的浮力總是等于重力，被測液體的密度越大，排開液體的體積越小，浸入液體部分也越小，據(jù)此分析回答；
③為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，使密度計(jì)上兩條刻度線之間的距離大一些，因?yàn)椤鱒=sh，所以可知減小S，即可使h變大；由漂浮條件和阿基米德原理可知，適當(dāng)增大配重可以使密度計(jì)排開液體的體積變大，使h變大；據(jù)此設(shè)計(jì)．
（2）①壓強(qiáng)計(jì)是通過橡皮膜來感受壓強(qiáng)的，當(dāng)橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí)，軟管中的氣體壓強(qiáng)變大，大于大氣壓強(qiáng)就會(huì)將U形管中的液面出現(xiàn)高度差，高度差越大，表示橡皮膜受到的壓強(qiáng)越大；若和橡皮膜連接的軟管出現(xiàn)漏氣，不論橡皮膜是否受到壓強(qiáng)，軟管中氣體的壓強(qiáng)都等于大氣壓，壓強(qiáng)計(jì)中液面就不會(huì)出現(xiàn)高度差；
②影響液體壓強(qiáng)的因素有液體的密度和液體的深度，分析兩圖中液體的深度和壓強(qiáng)大小關(guān)系，判斷出液體的密度關(guān)系．

解答 解：（1）①密度計(jì)是物體的沉浮條件的實(shí)際應(yīng)用，利用物體漂浮時(shí)浮力與重力相等的條件工作的；在吸管下端塞入一些重物作為配重，這樣做目的是讓密度計(jì)豎直漂浮在液體中；
②密度計(jì)是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，保持不變，如果液體的密度越大，則密度計(jì)浸入液體中的體積越小，即越往上浮，則露出液面部分的長度越長；所以密度計(jì)的刻度是越往下值越大；
因?yàn)槊芏扔?jì)是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，則F_浮水=F_浮液=G，即ρ_水gSH=ρ_液gSh=G，
則h=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{液}}$H，h_液和ρ_液是反比例函數(shù)，
所以，刻度分布不均勻，且密度計(jì)的刻度由上至下數(shù)值逐漸增大；液體密度變大時(shí)h_液越變化越小，故C正確；
由以上分析可知，液體的密度為：ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$
③因?yàn)椤鱒=sh，所以使h變大，應(yīng)減小S即可，具體做法是：用更細(xì)的吸管；適當(dāng)增加配重會(huì)使密度計(jì)排開液體的體積增大，實(shí)現(xiàn)漂浮，會(huì)使h變大．
（2）①壓強(qiáng)計(jì)是通過U形管中液面的高度差來反映被測壓強(qiáng)大小的，用壓強(qiáng)計(jì)探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，首先要進(jìn)行觀察裝置是否漏氣；具體的操作是用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果U形管中液體能靈活升降，則說明裝置不漏氣；
②觀察圖a和b可知，在a中金屬盒浸入液體中較深，但壓強(qiáng)小，由p=ρgh可以判斷出a中液體的密度小于b中液體密度，故a杯子中盛的是水；所以小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）豎直的漂�。灰�；ρ_液=$\frac{H}{h}{ρ}_{水}$；用更細(xì)的吸管或適當(dāng)增大配重；
（2）裝置是否漏氣； 用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果U形管中的液體能靈活升降，則說明裝置不漏氣；否；觀察圖a和b可知，在a中金屬盒浸入液體中較深，但壓強(qiáng)小，由P=ρgh可以判斷出a中液體的密度小于b中液體密度，故a杯子中盛的是水．

點(diǎn)評 本題考查了密度時(shí)和壓強(qiáng)計(jì)的使用及工作原理，難度不大；要明確密度計(jì)是物體的沉浮條件的實(shí)際應(yīng)用，要結(jié)合阿基米德原理和沉浮條件分析有關(guān)問題：放入不同的液體，液體密度越大，排開體積越小，類似現(xiàn)象：輪船從江中駛?cè)氪蠛＃?/p>