Question

【題目】小明按照教材中“綜合實踐活動”的要求制作簡易密度計

(1)取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口。塞入金屬絲的主要目的是增加配重______________，使吸管能豎直漂浮在液面上。

(2)將吸管放到水中的情景如圖(a)所示，測得浸入的長度為H；

放到另一液體中的情景如圖(b)所示，浸入的長度為h，用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度，則ρ液________ρ水(選填“＞”、“＜”或“=”)，ρ液與ρ水、h及H的關系式是ρ液=__________。

(3)小明根據圖(a)在吸管上標出1.0刻度線(單位g/cm3，下同)，再利用上述關系式進行計算，標出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線(圖中未畫出)，結果發現：1.1刻線是在1.2刻線的_______(選填“上”或“下”)方。

(4)為檢驗刻度誤差，小明取來食油，先用天平和量筒測量其密度，然后再用這個密度計測量。但操作時卻出現了圖(c)所示的情形，這讓他很掃興，難道實驗就此終止了嗎？根據經驗或思考，在不更換食油的情況下，你認為可以進行怎樣的簡便嘗試：____________。

Answer 1

【答案】質量 > ρ水 上 應向容器中加油或者將容器換成直徑細些的

【解析】

第一空．在吸管下端塞入金屬絲的主要目的是增加配重質量，降低吸管的重心，這樣做為了讓吸管能豎直漂浮在液體中；

第二空．由于吸管在(a)、(b)圖中均漂浮，所以F浮=G，
則吸管在水和另一種液體中受到的浮力相等，
由圖知V排a>V排b，根據F浮=ρgV排可知， ρ液>ρ水；

第三空．設吸管的底面積為S，由于吸管在水和另一種液體中受到的浮力相等，

則根據阿基米德原理可得ρ水gSH=ρ液gSh，

所以ρ液=ρ水；

第四空．根據(a)、(b)及以上計算可知，液體密度越大，簡易密度計在液體中的深度越小，將上端刻度與下端刻度進行比較，得到”密度計“刻度線的特點是上端刻度小、下端刻度大，所以1.1刻線是在1.2刻線的上方；

第五空．由圖c可知，密度計沉底了，因此不能再用這個密度計測量，應該使密度計漂浮在液體中，所以應向容器中加油或者將容器換成直徑細些的，以提高油的深度從而增大密度計受到的浮力。