Question

【題目】小明用一根粗細(xì)均勻兩端開(kāi)口的薄壁玻璃管、薄橡皮膜、刻度尺、燒杯和水(已知ρ水=1.0×103kg/m3)來(lái)測(cè)量某種液體的密度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

①將玻璃管的一端用薄膜扎好。

②將玻璃管扎有薄膜的一端逐漸放入裝有水的燒杯中。

③往玻璃管內(nèi)緩慢地加入待測(cè)液體直到薄膜變平為止(如圖所示)；測(cè)出薄膜到水面和液面的距離分別為h1和h2。

④計(jì)算待測(cè)液體的密度ρ液。

回答下列問(wèn)題：

⑴小明將玻璃管扎有薄膜的一端放入水中，薄膜向上凸起，說(shuō)明 ；玻璃管浸入水中越深，薄膜向上凸起程度____________(選填“越大”、“越小”或“不變”)

⑵在下面空白處畫(huà)出小明收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。

⑶待測(cè)液體的密度ρ液=_______________kg/m3。

⑷已知玻璃管的橫截面積為5cm2、質(zhì)量為20g，厚度忽略不計(jì)。當(dāng)薄膜變平后，小明松開(kāi)手，玻璃管將____________（選填“向上”或“向下”）運(yùn)動(dòng)；玻璃管靜止后，薄膜到水面的距離__________cm。（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】（1）液體內(nèi)部有向上的壓強(qiáng) 越大 （2）見(jiàn)下表

薄膜到水面的距離h1/cm	薄膜到液面的距離h2/cm	液體密度ρ液/kg.m-3

（3）1.2×103 （4）向下 10

【解析】

試題分析：⑴因?yàn)橐后w內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，所以小明將玻璃管扎有薄膜的一端放入水中，薄膜會(huì)向上凸起；因?yàn)橐后w的壓強(qiáng)隨深度的增加而增加，所以玻璃管浸入水中越深，薄膜向上凸起程度越大；⑵因?yàn)橐�記錄的�?shù)據(jù)有薄膜到水面的距離、薄膜到液面的距離和液體密度，所以應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)2行3列的表格；⑶薄膜變平時(shí)，薄膜上下的液體壓強(qiáng)相同，可得：ρ液gh2=ρ水gh1，所以

ρ液=ρ水h1/h2=1.0×103kg/m3×0.06m/0.05m=1.2×103kg/m3；

玻璃管內(nèi)液體的質(zhì)量為m液=ρ液V液=1.2×103kg/m3×5×10-4m2×0.05m=0.03kg，玻璃管和液體的重力為G=（m+m液）g =（0.02kg+0.03kg）×10N/kg=0.5N。小明松開(kāi)手前，排開(kāi)液體的體積V排=Ｓh1= 5×10-4m2×0.06m=3×10-5m3,此時(shí)玻璃管受到的浮力F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×3×10-5m3=0.3N< 0.5N，所以 玻璃管會(huì)向下運(yùn)動(dòng)；玻璃管玻璃管靜止后，會(huì)漂浮在水面上，漂浮時(shí)F浮=G=（m+m液）g =（0.02kg+0.03kg）×10N/kg=0.5N,此時(shí)玻璃管排開(kāi)液體的體積V排/=F浮/ρ液g=0.5N/(1.0×103kg/m3×/10N/kg)=5×10-5m3，薄膜到水面的距離h3=V排/S=5×10-5m3/5×10-4m2=0.1m=10cm