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- 2021-11-07 发布
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p乙=p丙,故C正确为答案。 【点睛】根据物体浮沉条件推断出三种液体密度的大小关系,然后由液体压强公式p=ρgh判断容器底部受到的液体压强大小关系。 11. 如何外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻R,附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大。电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A.湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联,电流表测串联电路的电流。当Rx变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大;植物含水量变高,Rx变大,电路的总电阻变大,电路中电流变小;故A不符合题意。 B.湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,当Rx变小,根据串联分压原理,Rx两端电压变小,由串联电路电压关系,定值电阻R0两端电压变大,则电压表示数变大;同理,当Rx变大,则电压表示数变小;故B不符合题意。 C.湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联,电压表测Rx两端的电压,当Rx变小,根据串联分压原理,Rx两端电压变小,则电压表示数变小;同理,当Rx变大,则电压表示数变大;故C符合题意为答案。 D.湿敏电阻Rx与定值电阻R0串联,电压表测电源电压,所以电压表示数不变,故D不符合题意。 【点睛】分析动态电路问题,认清电路的连接方式和电表的作用是关键。 12. 如图甲所示,将双面吸盘小的一面紧贴在竖直玻璃上,挂上锅铲后静止;如图乙所示,将该吸盘大的一面紧贴在竖直玻璃上,挂上同一锅铲后静止,从甲图到乙图 A. 吸盘对玻璃的压力变大,玻璃对吸盘的摩擦力变大 B. 吸盘对玻璃的压力变大,玻璃对吸盘的摩擦力不变 C. 吸盘对玻璃的压力不变,玻璃对吸盘的摩擦力变大 D. 吸盘对玻璃的压力不变,玻璃对吸盘的摩擦力不变 【答案】B 【解析】 【详解】挤净吸盘里的空气,在大气压的作用下,吸盘紧贴在竖直玻璃上,根据F=PS可知,吸盘面积越大,吸盘对玻璃的压力越大; 吸盘紧贴在竖直玻璃上,挂上同一锅铲后静止,此时吸盘处于平衡状态,玻璃对吸盘的摩擦力和锅铲的重力是一对平衡力,大小相等,因此玻璃对吸盘的摩擦力不变; 综上,B正确为答案。 【点睛】本题考查了大气压的综合应用、摩擦力大小的影响因素,物体在平衡状态下受平衡力,找出平衡力是解题的关键。 13. 为避免司机低头观察汽车仪表、忽略路况造成事故,厂商开发出抬头显示器:汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,司机平视,借助透明挡风玻璃看到竖直的仪表显示的像,如图所示。则 A. 像是实像 B. 像是由于光的折射形成的 C. 像比驾驶台上的仪表显示要小 D. 司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45o 【答案】D 【解析】 【详解】由题,挡风玻璃相当于平面镜,司机借助透明挡风玻璃能看到仪表显示的像,属于平面镜成像,因此 A.像是虚像,故A错误。 B.像是由于光的反射形成的,故B错误。 C.根据平面镜成像的特点,像与物大小相等,所以像与驾驶台上的仪表大小相等,故C错误。 D.汽车仪表安装在驾驶台上、显示面水平朝上,仪表在挡风玻璃上的像是竖直的,根据像与物连线与镜面垂直,像与物到镜面的距离相等,像与物关于镜面对称,所以司机前面的挡风玻璃与水平面的夹角应为45o,故D正确。 故答案为D。 【点睛】本题考查平面镜成像在实际中的应用。知道平面镜成像的特点和原理是解答的关键; 14. 蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎风蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应 A. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸 B. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩 C. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸 D. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩 【答案】A 【解析】 【详解】比较甲、乙两图,乙的像更大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,为了拍摄照片乙,应减小物距,相机适当靠近蝴蝶,同时增大像距,镜头略向外伸,故A正确为答案。 【点睛】根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据这一原理工作的。 15. 如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则 A. 电源电压为20V B. EF是V1表示数随A表示数变化的图像 C. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω D. 整个电路的最大功率为14.4W 【答案】D 【解析】 【详解】AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。当滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2 示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误。 C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,,故C错误。 D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大P=UI=12V×1.2A=14.4W,故D正确为答案。 【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路的动态分析,关键是从图象中获取有用的信息。 二、填空作图题 16. 如图所示,用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的干棉花冒烟燃烧,压缩过程能量的转化方式是 _______能转化为 _______能。 【答案】 (1). 机械 (2). 内 【解析】 【详解】用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,活塞对气体做功,将机械能转化为内能,内能增大,温度升高,达到棉花的燃点,棉花冒烟燃烧。 【点睛】做功可以改变物体的内能。对物体做功,物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减小; 17. 印度的月球卫星“月船1号”已失联八年,地面测控中心通过计算预测“月船1号”会经过月球北端上空165km高处的A点,便在某时刻向该处发射_______(电磁波/超声波)信号,2.6s后收到回波信号,从而确信“月船1号”依然在轨道运行,测控中心距离A点____ km.(v电磁波=3×108m/s,v声=340m/s) 【答案】 (1). 电磁波 (2). 3.9×105 【解析】 【详解】声音的传播需要介质,真空不能传声,在月球上没有空气,所以超声波信号不能传播。电磁波的传播不需要介质,因此在某时刻向该处发射电磁波信号; 已知电磁波的速度v电磁波=3×108m/s,电磁波信号从地球传到A点所需时间, 则测控中心距离A点。 【点睛】知道从测控中心到A点的距离是电磁波传播距离的一半是解答的关键。 18. 测电笔可以测试导线是火线还是零线。如图所示,持笔方式正确的是_______;将笔尖与导线接触,若氖管发光,此导线为_______。 【答案】 (1). 甲 (2). 火线 【解析】 【详解】测电笔可以测试导线是火线还是零线。持笔正确的方式是手应接触笔尾金属体,故甲是正确的;将笔尖与导线接触,若氖管发光,此导线为火线; 【点睛】本题考查测电笔的使用方法,使用时,手应接触笔尾金属体,注意绝不允许接触笔尖金属体。 19. 某列高铁的时刻表如表所示。从上海至北京的全程时间为_______ h,全程平均速度是_______ km/h。高铁站台安全黄线与站台边缘的距离大于普通火车站台,这是因为_______。乘客发现:放置在过道内的行李箱突然自行向车头方向移动,此时列车正在_______(减速/匀速/加速)前行。 【答案】 (1). 4.5 (2). 300 (3). 高铁车速大于普通火车,空气流速越大压强越小 (4). 减速 【解析】 【详解】由列车时刻表可知:从上海至北京的全程时间为t=13:30-09:00=4.5h; 则全程平均速度是。 因为高铁车速大于普通火车,车厢附近空气流速更大,空气流速越大压强越小,压强差越大,所受到的压力越大,为了安全起见,因此高铁站台安全黄线与站台边缘的距离大于普通火车站台; 原来行李箱随火车一起做匀速直线运动,当火车减速时,由于行李箱具有惯性,会保持原来的运动状态继续运动,则行李箱自行向车头方向移动,所以此时列车正在减速; 【点睛】一切物体都具有惯性,分析行李箱的运动状态推断火车运动状态的变化,如果行李箱突然向车尾方向移动,则说明火车正在加速; 20. 如图所示,不计空气阻力,货物随水平传送带一起向右做匀速直线运动时,货物_______(受到向左的/不受/受到向右的)摩擦力;货物被传送到水平桌面上滑动时,货物_______ (受到向左的/不受/受到向右的)摩擦力。 【答案】 (1). 不受 (2). 受到向左的 【解析】 【详解】由题,不计空气阻力,货物随水平传送带一起向右做匀速直线运动时,货物相对于传送带静止,没有相对运动,货物不受摩擦力; 货物被传送到水平桌面上滑动时,货物相对于桌面向右滑动,受到向左的摩擦力; 【点睛】本题考查摩擦力产生的条件和摩擦力的方向,摩擦力总是阻碍相对运动的,方向与相对运动方向相反; 21. 三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为_______(N/S)极,B端为_______ (N/S)极。 【答案】 (1). N (2). N 【解析】 【详解】由磁感线可知,D端与条形磁体N极极性相同,故D端为N极; C端与D端分别为磁体的两个磁极,D端为N极,则C端为S极;磁体B端与C端为异名磁极,所以B端为N极。 【点睛】记住同名磁极和异名磁极磁感线的特征是正确判断的依据,是一道基础题。 22. PM2.5是漂浮于空气中,直径小于等于2.5μm、即_______m的颗粒物,某方案提出:利用大型鼓风机向空中喷射大量水滴,吸附空气中的PM2.5下落至地面,但专家认为该方案欠妥:按1s喷射2L水计算,持续喷射1h就需喷水_______t ;盛夏,喷射出的水滴还未落地就已______成水蒸气;寒冬,喷射出的水滴很快______成冰粒,危及道路安全。(ρ水=1×103kg/m3) 【答案】 (1). 2.5×10-6 (2). 7.2 (3). 汽化 (4). 凝固 【解析】 【详解】(1)PM2.5是漂浮于空气中,直径小于等于2.5μm=2.5×10-6m的颗粒物。 (2)按1s喷射2L水计算,持续喷射1h就需喷水V=2L/s×3600s=7200L=7200×10-3m3=7.2m3, 根据密度公式可得, 水的质量; (3)盛夏,气温较高,喷射出的水滴还未落地就已变成气态汽化成水蒸气;寒冬,气温较低,喷射出的水滴很快由液态变为固态凝固成冰粒,危及道路安全。 【点睛】在治理大气污染方面,少使用化石燃料,加大环境绿化,加强大气质量监测才是根本途径; 23. 太阳能充电宝上表面贴有太阳能板,可利用太阳能为内部锂电池充电,但销量低迷。某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1kW・h、合______J。在充足阳光下太阳能板产生5V电压、0.25A电流为锂电池充电,充电效率为80%,将锂电池从无电状态下充满,太阳能板需要输出______J的电能,若每天充足太阳光照10小时,需要______天才能将锂电池充满。 【答案】 (1). 3.6×105 (2). 4.5×105 (3). 10 【解析】 【详解】(1)某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1kW・h=0.1×3.6×106J=3.6×105J; (2)将锂电池从无电状态下充满,需要电能W=3.6×105J, 太阳能板需要输出的电能。 (3)由W=UIt可得,将锂电池充满所需时间 , 若每天充足太阳光照10小时,则需要(天)。 【点睛】太阳能充电器与传统充电器相比,具有无污染、节约常规能源、使用方便等优点; 24. 如图所示,体操运动员站立在平衡木上,处于静止状态,请在图中画出运动员受到所有力的示意图 【答案】 【解析】 【详解】体操运动员站立在平衡木上,受到重力和支持力的作用,处于静止状态,则重力和支持力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。过重心分别作竖直向上和竖直向下的带箭头的线段,使线段长度相等,并标上力的符号F支和G,示意图如下: 【点睛】因为重力和支持力大小相等,所以要用相同长度的线段来表示。 25. 透镜左侧有一点光源S发出两条光线,经透镜折射后在右侧的出射光线如图所示,请在图中通过光路作图标出点光源S的位置 【答案】 【解析】 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过另一侧的焦点,过光心的光线传播方向不变,两条入射光线的交点即为点光源S的位置。光路图如下: 【点睛】凸透镜的三条特殊光线:①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过另一侧的焦点;②过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;③过光心的光线传播方向不变; 三、解答探究题 26. 小组同学择究“冰的熔化特点”,实装置如图甲所示 (1)图乙中的温度计示数为_____℃. (2)小明绘制的温度—时间图像如图丙所示.由图可知:冰是_____(晶体/非晶体),理由是_____;0~2min升温比5~10min快,原因是______________。 (3)小明实验后,小华重新加冰、温水,也做了该实验,绘制的温度一时间图像如图丁所示,丙、丁图像的差异是因为小华在实验中_____(回答一点即可). 【答案】 (1). -2 (2). 晶体 (3). 熔化过程中温度保持不变(即有熔点) (4). 冰的比热容比水小 (5). 加入冰的质量较大(或温水温度较低,或温水质量较小) 【解析】 【详解】(1)由图可知,该温度计的分度值为1℃,液柱下方的数值大,说明此时是零下,温度值为-2℃; (2)由温度—时间图像可知,冰熔化过程中,吸收热量温度保持0 ℃不变,具有一定的熔化温度,即有熔点,所以冰是晶体。 在0~2min冰处于固态,在5~10min熔化结束,冰处于液态,因为冰的比热容比水小,质量相同的冰和水,吸收相同的热量,冰的温度变化快,所以0~2min升温比5~10min快。 (3)比较小华和小明的实验图像可知,小华实验过程中,冰吸热升温时间长,冰熔化时间长,熔化结束水吸热升温较慢。由于采用“水浴法”加热,造成差异的原因可能是加入冰的质量较大(或温水温度较低,或温水质量较小)的原因。 【点睛】温度计的读数要注意量程和分度值,根据液面上下刻度变化规律,认清是零上还是零下温度。 27. 小明用光具座、F光源、凸透镜镜、光屏等器材,探究“凸透镜成像规律” (1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在______cm刻度处,凸透镜的焦距是_____cm. (2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向_____(左/右)调节,可得______(倒立/正立)、______(缩小/放大)的清晰像. (3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的____ 【答案】 (1). 70 (2). 10 (3). 左 (4). 倒立 (5). 缩小 (6). C 【解析】 【详解】(1)由题,将光源放在30cm刻度处时,物距u=50cm-30cm=20cm,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,则此时u=v=2f,凸透镜的焦距。 此时光屏的位置在50cm+v=50cm+20cm=70cm。 (2)把光源向左移至20cm刻度处时,根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”,像距变小,应将光屏向左调节,可得倒立、缩小的清晰像。 (3)把光源放在45cm刻度处时,此时物距u=50cm-45cm=5cm<f,成正立、放大的虚像, 移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的C。 【点睛】本题考查凸透镜成像规律,当物距等于像距等于二倍焦距时成倒立、等大的实像,应用这一特点可以得出焦距的大小,这一点很重要。 28. 如图所示为小明家卫生间电路的原理图,电源电压为220V,照明灯的规格为”220V 40W"( 灯丝电阻不变),暖风机的规格为“220V 400W”,电热水器的规格为“220V 880W”. 问: (1)照明灯的电阻为多少? (2)卫生间干路的最大工作电流为多大? 【答案】(1)R灯=1210Ω (2)I总=6A 【解析】 【详解】解:(1)已知照明灯的额定电压和额定功率,根据可得, 照明灯的电阻为; (2)由电路图可知,照明灯泡、暖风机和电热水器并联,当它们共同工作时,卫生间干路的电流最大,由P=UI可得 最大电流; 答:(1)照明灯的电阻为;(2)卫生间干路的最大工作电流为6A; 【点睛】家庭电路中各用电器并联,干路电流等于各支路电流之和。总功率越大,干路电流越大。 29. 南极冰面上,科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱,运输货物. (1)木箱底面积为5m2,质量不计,水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa,g取10N/kg,求木箱内可装货物的最大质量? 某次运输过程中,拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km、消耗柴油1kg,牵引木箱做功的功率为9kW,q柴油=4.5×107J/kg. (2)求该运输过程中,冰面对木箱的摩擦力大小? (3)求该运输过程,柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率? 【答案】(1)mmax=5000kg (2)f=900N(3)η=20% 【解析】 【详解】解:(1)木箱对水平冰面的压力等于其重力,根据可得, 木箱的最大重力 G=F=pS=1×104Pa×5m2=5×104N, 所以,木箱内可装货物的最大质量。 (2)已知木箱在水平冰面上的速度v=36km/h=10m/s,根据P=Fv可得, 木箱所受到的牵引力, 因为木箱做匀速直线运动,所受的摩擦力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以冰面对木箱的摩擦力f=F=900N; (3)运输过程中,牵引力所做的功W=Fs=900N×10000m=9×106J, 柴油完全燃烧释放的热量Q=qm=4.5×107J/kg×1kg=4.5×107J, 因此,拖拉机牵引木箱做功的效率; 答:(1)木箱内可装货物的最大质量mmax=5000kg;(2)该运输过程中,冰面对木箱的摩擦力为900N;(3)柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率为20%; 【点睛】在水平冰面上,木箱对冰面的压力等于其重力,然后利用F=PS求出压力的大小,即木箱重力的大小,再根据G=mg得出木箱的最大质量。所以熟练掌握基本的计算公式和变形公式十分重要。 30. (一)小明发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墙上开关,于是动手自制夜间照明电路. 器材:6V新蓄电池、规格为“2.5V 0.5A”的新灯泡L、定值也R0,开关S、导线. (1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接.要求:夜晚闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;白天断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭. ___________ (2)定值电阻R0=________Ω. (3)灯泡的规格也可标记为“2.5V ____W”. (二)数月后,小明发现:闭合开关S,灯泡发光,亮度有所下降. 小明猜想:可能是长期使用,蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低. (4)闭合开关,如图乙所示,电压表显示旧著电池的输出电压为_____V. 小明还猜想:可能是长期使用,灯泡自身发生了变化.因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑 (5)灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生了______ A.先升华后凝华 B. 先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先升华后凝固 (三)小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I-U图像____________ (6)请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接.要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端 . __________ (7)请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格________ (8)请在图戊中画出旧灯泡的I-U图像. (9)小明发现旧灯泡的I-U图像不是正比例函数图像,原因是_____. 由第⑥组数据可知,长时间使用后,同样在2.5V额定电压下,旧灯泡的电阻____(小于/等于/大于)新灯泡的电阻。 【答案】 (1). (2). 7 (3). 1.25 (4). 4.5 (5). A (6). (7). 0.40 (8). (9). 灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大 (10). 大于 【解析】 【详解】(1)由电路图可知,灯泡L与R0串联,串联电路的开关控制整个电路,闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭。因此电压表测电源电压,并联在电源和开关两端,电路图如下: (2)已知灯泡的额定电压UL=2.5V,所以灯泡正常发光时,电阻R0两端的电压 U0=U-UL=6V-2.5V=3.5V, 由串联电路电流的特点可知,IL=I0=0.5A, 根据欧姆定律可得,。 (3)小灯泡正常发光时的电功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W, 因此,灯泡的规格也可标记为“2.5V 1.25W”。 (4)如图乙所示,电压表选用0~15V量程,分度值为0.5V,示数为4.5V。 (5)灯泡发光过程中,钨丝由固态直接变为气态,升华为钨蒸气。钨蒸气遇到冷的灯泡玻璃壳内壁,由气态直接变为固态,凝华附着在灯泡壳内壁上,形成黑色物质。所以经历的物态变化是先升华后凝华,答案为A。 (6)滑动变阻器接线柱应采用“一上一下”方式连入电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端,此时滑动变阻器连入电路阻值最大,因此应将B接线柱连接灯泡右接线柱,连图如下: (7)由图丁,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。 (8)用“描点法”画出旧灯泡的I-U图像如下: (9)因为灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,所以灯泡的I-U图像不是正比例函数图像。 由第⑥组数据可知,长时间使用后,同样在2.5V额定电压下,通过灯泡的电流变小,由可知,旧灯泡的电阻大于新灯泡的电阻。 【点睛】 本题综合考查了与灯泡有关的物理知识,涉及电路连接、电功率、电压表和电流表的读数,滑动变阻器的连接,以及灯丝所发生的物态变化,难度不大,属于基础题,解答时要细心。 31. 兴小组自制液体密度计,请选择其中一种方法完成计算,(两种都做,以方法一为准) 我选择方法____(一/二)完成计算 方法一:精确测量比水小的液体密度 步骤: ①取一上端开口的薄壁厚底玻璃筒,有0~50mL体积刻度 ②空玻璃筒开口向上放入水中(ρ水=1×103kg/m3),玻璃筒竖直漂浮,向玻璃简内加水至50mL刻度线时,在玻璃筒与外测水面相平处做记号线。 ③将空玻璃筒开口向上放入酒精中(ρ酒精=0.8×103kg/m3),向玻璃筒内加水至30mL刻度线时,外侧酒精液面恰好与玻璃记号线重合。 ④将空玻璃简开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至外侧待测液体液面与玻璃的记号线重合时,利用玻璃筒内水的体积刻度,可测得待测液体的密度。 g取10N/kg,问: (1)每次实验,玻璃记号线与外侧液面相平时,其排开外侧液体的体积是多大? (2)玻璃筒的重力有多大? (3)该密度计能够测量的液体密度的最小值有有多大? 方法二:精确测量比水大的液体密度 步骤: ①取一上端开口的薄壁厚底玻璃筒,标有0~50mL体积刻度. ②将空玻璃筒开口向上放入水中(ρ水=1×103kg/m3),玻璃筒竖直漂浮,在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线. ③将空玻璃筒开口向上放入盐水中(ρ盐水=1.2×103kg/m3),向玻璃筒内加水至20mL刻度线时,外侧盐水液面恰好与玻璃筒记号线重合. ④将空玻璃筒开口向上放入待测液体中,向玻璃筒内加水至外侧待测液体液面与玻璃筒记号线重合,利用玻璃筒内水的体积刻度,可测得待测液体的密度. g取10N/kg,问: (1)每次实验,玻璃筒记号线与外侧液面相平时,其排开外侧液体的体积是多大? (2)玻璃筒的重力有多大? (3)该密度计能够测量的液体密度的最大值有多大? 【答案】(1)V排=100mL(2)G筒=0.5N (3)ρmin=0.5×103kg/m3 (1)V排=100mL(2)G筒=1N(3)ρmin=1.5×103kg/m3 【解析】 【详解】解:方法一:精确测量比水小的液体密度 (1)(2)由①②可知,玻璃筒在水和酒精中漂浮,外侧液体液面恰好与玻璃筒记号线相平,则玻璃筒两次所排开的液体的体积相等。设玻璃筒的重力为G筒,根据阿基米德原理和漂浮条件可得: ……………..① ……………② 可得: 解得: G筒=0.5N, 即玻璃筒的重力为0.5N。 代入①式可得:, 则玻璃筒排开外侧液体的体积是 。 (3)将空玻璃简开口向上放入待测液体中,玻璃筒外侧待测液体液面与玻璃筒的记号线重合时,此时排开液体的体积一定,玻璃筒内不加水时,待测液体的密度最小, 即, 则能够测量的液体密度的最小值。 方法二:精确测量比水大的液体密度 (1)(2)由①②可知,玻璃筒在水和盐水中漂浮,外侧液体液面恰好与玻璃筒记号线相平,则玻璃筒两次所排开的液体的体积相等。设玻璃筒的重力为G筒,根据阿基米德原理和漂浮条件可得: ……………..① ……………② 可得: 解得:G筒=1N, 即玻璃筒的重力为1N。 代入①式可得:, 则玻璃筒排开外侧液体的体积是 。 (3)将空玻璃简开口向上放入待测液体中,玻璃筒外侧待测液体液面与玻璃筒的记号线重合时,此时排开液体的体积一定,玻璃筒内加水至满刻度线时,待测液体的密度最大。即 , 则能够测量的液体密度的最大值。 【点睛】本题考查利用自制密度计测量液体的密度,是一道综合性题目,难度较大。实验中注意玻璃筒外侧液面恰好与记号线相平,目的是保证排开液体的体积相同;
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