初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 跨学科实践：制作微型密度计优秀同步测试题

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 跨学科实践：制作微型密度计优秀同步测试题，文件包含104跨学科实践制作微型密度计-知识点梳理+练习含答案解析docx、104跨学科实践制作微型密度计-知识点梳理+练习docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。

知识点一、制作微型密度计
1.微型密度计的工作原理：微型密度计的制作基于阿基米德原理，即任何浸入液体中的物体都会受到一个向上的浮力，该浮力等于它所排开的液体所受的重力。
2.设计基本思路：如图所示，把塑料吸管的下端用蜡封口并缠上铜丝，设法让它能竖直漂浮在水面上。这就是一个最简单的密度计。
3.设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素：一个是密度计的质量，另一个是标度杆的直径。
(1)估算密度计的质量：对于100 mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测 量时排开1~2 mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出。1~2 mL酒精的质量为1g 左右，因此我们设计的微型密 度计的质量也应为1g左右。
(2)估算标度杆的直径：可以认为消毒酒精的密度为0.86×10³~0.88×10 kg/m³ 是合格的。如图所示，若密度计漂浮在0.86×10³kg/m³ 的酒精中，液面位于标度杆的A位置；漂浮在 0.88×10³kg/m³的酒精中，液面位于标度杆的B位置，则测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。A、B间的长度过小，不便于观察者分辨。为此，可设定A、B 间的长度不少于4mm。
这样，根据圆柱体的体积公式，就可以计算标度 杆的横截面积和直径了。通过估算，可以知道标度杆 的横截面积约为0.07 cm², 直径约为3mm。
(3)设计微型密度计的结构：为了使微型密度计能在酒精中竖直漂浮，需要在标 度杆下部增加配重(如绕一些铜丝),但绕铜丝后的标度杆放在酒精中会下沉，因此还要在标度杆上固定一个 浮子来增大浮力。这样，微型密度计由标度杆、浮子和 配重三部分组成(图10.4-4),配重位于最下方，浮子 位于上方。
4.制作
(1)选择材料浮子：可以用小泡沫塑料球作为浮子，也可以截一段稍粗点的塑料管，将其两头封口作为浮子。
①标度杆：直径约为3mm 的细塑料管、做棉签的实心塑料杆 以及细的圆珠笔芯等，都可以用来做标度杆。
②配 重：可以在实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝，或者在空 心的细塑料管下端插入一段粗铁丝作为配重。改变铜丝 或铁丝的长度就可以调节配重。
（2）制成作品：①用制作棉签的实心塑料杆(直径约为3mm)作为 标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个密度计。
实心塑料杆
塑料球
铜丝-
8cm
②把这个密度计漂浮在水中调节配重。改变铜丝的长 度，使密度计在水中漂浮时浮子浸没在水中，水面上方 露出一截塑料杆。
③把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待 微型密度计静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号。最后，用4 mm 宽的彩色胶布中心对着记号贴在 塑料杆上，微型密度计就做好了如图所示。
小强同学取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，确保制成一个能始终竖直 在液体中的简易密度计，用这个简易密度计来测量某液体的密度，实验步骤如下：
（1）用刻度尺测出密度计的长度是10cm；
（2）将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是4cm；
（3）将密度计取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止时所受的浮力 在水中所受的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”），并测出密度计露出液面的长度是2cm；
（4）被测液体的密度是 g/cm3。
问题一：制作微型密度计
【角度1】制作微型密度计
【典例1】综合实践活动课上，小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。如图甲，先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态，用笔在吸管上标记水面位置为O点；取出吸管，量出O点至封口端的距离H。通过分析与计算，除O点外，还在吸管上相应位置分别标上、、、密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
（1）O位置处的刻度值为 ；
（2）如图乙，吸管漂浮在其他液体中时，吸管底部距离液面的深度 （用、、H表示）；
（3）观察简易密度计，管壁上标注的刻度线分布是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（4）如图丙，若小明将密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，用重新“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

1、密度计的原理是利用物体的浮沉条件和阿基米德原理，通过测量物体在液体中所受的浮力来推断液体的密度。
【变式1-1】小明用吸管、铁丝制作了一只简易密度计，将其放入水中时，密度计不能直立，应 （选填“增加”或“减少”）吸管中铁丝质量；改进后，分别用它测量甲、乙两种液体的密度，如图所示，则甲、乙两种液体的密度关系是 （选填“>”、“ρ乙 F1> F2 B．ρ甲>ρ乙 F1= F2
C．ρ甲