初中物理能源的利用和对环境的危害实验题

小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度ρ_水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。
实验步骤：
①水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₁；
②将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₂；

③                                       。
翠玉手镯密度的数学表达式：ρ=            。

资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”——在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。
（1） 纯牛奶是_________________ （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2） 分别将“浮标”浸入A、B两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A和B，如图乙所示。比较标线A和B的上下位置，可知A、B牛奶的密度为ρ_A_____ρ_B，由此可知A、B牛奶品质的优劣。
（3） 在实际凋量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议___________________________________。

某实验小组同学发现，漂浮在不同液面上的实心物体浸入液体的体积不同，于是他们猜想：物体的密度、物体的体积、液体的密度可能会对漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积有影响。
为验证猜想，他们选用了若干不同的实心圆柱体和足够深的不同液体进行实验（实验时物体均能漂浮在液面），并将物体的密度、物体的体积、液体的密度，以及物体浸入液体的体积记录在表一、表二和表三中。
表一

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
1	0.4×10^3	15	1.0×10^3	6
2	0.4×10^3	20	1.0×10^3	8
3	0.4×10^3	25	1.0×10^3	10

表二

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
4	0.6×10^3	15	1.0×10^3	9
5	0.6×10^3	15	1.2×10^3	7.5
6	0.6×10^3	15	1.5×10^3	6

表三

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
7	0.8×10^3	15	1.0×10^3	12
8	0.8×10^3	15	1.2×10^3	10
9	0.8×10^3	15	1.5×10^3	8

① 分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件，可得的初步结论是：密度相同的
实心物体漂浮在同种液体中，      （11）      。
② 分析比较实验序号     （12）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：密度和体积相同的实心物体漂浮在不同液体中，浸入液体的体积与液体密度成反比。
③ 分析比较实验序号     （13）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：体积相同的实心物体漂浮在同种液体中，浸入液体的体积与物体密度成正比。
④ 实验小组同学对表一、表二、表三中2、3、4列数据进行了一定的运算，并结合相关条件，可得出的进一步结论是：
（a）当             （14）                     时，物体浸入液体的体积相同；
（b）当             （15）                                        。

小明同学利用如图所示的小烧杯、大水槽、量筒、水、滴管、记号笔、细线等器材测量一块金属块的密度，他设计了如下实验步骤。

(1)将金属块放入烧杯中，使烧杯直立在漂浮大水槽中，用签字笔在烧杯上标出水面的位置； 
(2)用量筒测出________ 的体积为V₁；
(3)将烧杯直立漂浮在大水槽中，向烧杯中倒入适量的水，使_________________；
(4)用量筒测出烧杯中水的体积V₂；
(5)金属块密度的表达式为ρ_金=" ____________________" .

受阿基米德辨别真假皇冠故事的启发，小明设计了一个测量碗的密度的探究实验，实验步骤及实验数据如图所示。根据实验数据，填写计算结果：
（1）碗的体积为      cm³；
（2）碗的质量为      g；
（3）碗的密度为      g/cm³。

资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”― 在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。
(1)纯牛奶是________________ （选填“纯净物”或“混合物＂) .
(2)分别将“浮标”浸人A 、B 两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A 和B ，如图乙所示。比较标线A 和B 的上下位置，可知A 、B 牛奶的密度为ρ_A_______ρ_B，由此可知A 、B 牛奶品质的优劣。
(3)在实际测量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议___________________________________。

小敏同学想测出一个塑料实心球的密度，但是发现塑料球放入水中会漂在水上，无法测出它的体积。小敏设计了以下实验步骤：

A．用天平测出塑料球的质量，天平如图a所示。记录塑料球的质量为m 。

B．把适量水倒入量筒中，如图b所示，记录此时水的体积为Vb

C．用细线栓一个铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为Vc

D．剪断细线，让铁块单独静止于水中如图d 所示，记录此时量筒示数为Vd

E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）试验中使用天平测出塑料球的质量m=    g ，塑料球体积V=         cm³，计算出塑料球的密度ρ=   kg/m³
（2）本实验如果没有天平，但是有弹簧测力计，那么应该修改步骤    ，请写出你的操作方法                                          。
（3）根据你修改的实验步骤，写出计算塑料球密度的表达式                

小明发现妈妈在腌制萝卜块时，新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的，浸泡几天后，原来漂浮的萝卜块又沉在了容器底．
他与几位同学对这一现象进行探究，提出如下猜想：
猜想1：可能是由于水的蒸发，盐水密度增大，导致萝卜块下沉；
猜想2：可能是浸泡几天后，萝卜块质量变大，导致萝卜块下沉；
猜想3：可能是浸泡几天后，萝卜块体积变小，导致萝卜块下沉．
经过一番讨论后，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定的原因是　                                           　．
接着他们就猜想2和猜想3进行了如下实验操作．
①取三块新鲜的萝卜块，编上编号A、B、C，分别测出它们的质量和体积；
②配制一大杯盐水；
③将三块萝卜块放在盐水中，起初处于漂浮状态．几天后，发现萝卜块沉底后将其捞出擦干，分别测出其质量和体积，并记录实验数据如下表．

萝卜块编号	质量/g	体积/cm^3
放入盐水前	放入盐水后	放入盐水前	放入盐水后
A	63.6	58.2	54.8	48.5
B	47.3	42.5	42.2	35.4
C	79.3	69.8	70.8	58.2

请分析上表实验数据可知：
（1）猜想2是　  　（选填“正确”或“错误”）的．
（2）有同学认为猜想3是正确的，他认为萝卜块体积变小，浮力变小，导致萝卜块下沉．但也有同学认为这种分析错误的，理由是　          　．
（3）综合分析上表数据，导致萝卜块下沉的原因是　                                     　．

资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”― 在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。

(1)纯牛奶是________________ （选填“纯净物”或“混合物＂) ．
(2)分别将“浮标”浸人A 、B 两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A 和B ，如图乙所示。比较标线A 和B 的上下位置，可知A 、B 牛奶的密度为ρ_A_______ρ_B，由此可知A 、B 牛奶品质的优劣。
(3)在实际测量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议___________________________________。

某同学在学习浮力的知识后，认为“体积相同的不同物体，浸在水中时所受浮力相同”。请利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明他的观点是错误的。写出实验步骤和实验现象。

甲乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究．
（1）甲同学的探究方案
实验器材：弹簧测力计（量程0～5N，分度值0.2N）、天平（带砝码盒）、量筒及水、蜡块（10g左右）
探究问题：蜡块的上浮条件．
实验过程：
①首先测量蜡块的重力：方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力；方案二是用天平测出蜡块的质量，再求出重力．
你支持方案          ，理由是                                     ．
②测量蜡块受到的浮力：量筒中放入适量的水，把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．你认为上述操作存在的问题是             
                              ．
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体上浮的条件．
（2）乙同学的探究方案
实验器材：装有水的大烧杯、蜡块、铁钉（见图）．

探究问题：蜡块的下沉条件．
实验过程：把蜡块浸没在水中，松手后，发现
蜡块要上浮直至漂浮在水面．为了使浸没在水中的蜡块会下沉，设计了两种实验方案．
方案一：将一根铁钉全部插入蜡块中，然后将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块沉入水底．
方案二：用同样的铁钉，但只将其部分插入蜡块中，将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块也沉入水底．
①从物体受力的角度看，在蜡块中插入铁钉是为了改变            的大小．
②能够得到的实验结论是：                                    ．
③虽然两种方案的实验结果基本一致，但老师认为方案一更科学．你认为老师这样评价的主要理由是                                             ．

学习浮力的应用时，老师让同学们观察密度计（如图18）的结构特点，并
练习使用密度计测量液体的密度。小明经过观察发现：

（1）密度计的外型是一根两端封闭、上端有刻度部分粗细均匀的玻璃管。管的底
部封存少许铅粒，这样做目的是_______________________。
（2）密度计另一个特点，刻度由上至下数值逐渐____________ 。
小明对上述现象做了下列解释：
（３）漂浮在液体中的密度计，受力特点是____________ 。密度计所受的重力
不变，浮力也不变。密度计漂浮在密度大的液体中，排开液体体积_______ 。
（4）学了液体密度计的使用后，老师又向同学们提出一个问题：给一杯水、一些盐、一颗绿豆，请同学们设计实验测出这颗绿豆的密度。请你写出实验的思路。

 如图所示，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变        来实现的；潜水艇在上浮过程中，未露出水面之前，所受的浮力将      （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（每空1分）

某小组同学探究“浸在水中时，物体所受浮力的大小”。
①首先，他们进行“比一比，谁的小船货物装得多”的活动，装载货物前后的实验现象如图所示。请你仔细观察、比较图（a）和（b），并简要描述相关现象：                  （15）                   。

由此，三位同学提出了不同的猜想A、B和C。
猜想A：浮力的大小跟物体浸入水中的深度有关。
猜想B：浮力的大小跟物体排开水的多少有关。
猜想C：浮力的大小跟物体所受重力的大小有关。
②接着，该小组同学利用弹簧测力计、溢水杯、小桶（不计重力）、水等器材进行实验。他们先在可密封的圆柱体内装一些小铅粒，然后用细线将圆柱体悬挂在测力计下。当此圆柱体分别在空气中和水中不同的深度处保持静止时，测力计的示数和小桶中的水量如图所示。他们通过思考图中“测力计示数变化的原因”，得到浮力测量的方法。
根据图（c）和（d）所示的测力计示数、小桶中水量等变化情况，可排除猜想 （16） 
（选填“A”、“B”或“C”）；
在猜想 （17） 的基础上（选填“A”、“B”或“C”），进一步分析并形成假设D：物体在水中所受浮力的大小等于 （18） 。

③为了验证假设D，继续实验，他们记录了圆柱体在空气中、水中静止时的测力计示数F和小桶所收集的排开水的重力G_排，其部分数据见表一。随后，他们又在该圆柱体添加了若干铅粒，重复上述实验，其部分数据见表二。
（a）分析、比较表一或表二的数据，初步验证假设D是 （19） 。（选填“正确”或“错误”）
（b）分析、比较表一和表二的数据，可得出其它的初步结论是         （20）         。

实验桌上有两只大烧杯，其中一杯盛有纯净水，另一杯盛有盐水。老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度，希望她用压强计将它们区别开。如图14-14所示，小敏将压强计的金属盒（探头）先后浸没到甲、乙两杯液体中，分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h_甲和h_乙。她发现h_甲小于h_乙，于是认为乙杯子中盛的是盐水。老师指出小敏的实验过程是不正确的。小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量，并提出了新的实验思路如下：将压强计的金属盒（探头）先后浸没到甲、乙两杯液体中，压强计U形管          

两侧的液柱高度差分别用hˊ_甲和hˊ_乙表示，使hˊ_甲与hˊ_乙      ，比较            
               ， 则                                   的一定是盐水。请你将小敏的实验思路补充完整。