资源简介

专项训练(一)　凸透镜成像规律及其应用
(限时：30分钟)

一、选择题
1.[2018·北京]小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35 cm刻度线处,如图ZX1-1所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是 (　　)

图ZX1-1
A.光屏上呈现的是烛焰的虚像
B.光屏上呈现的是烛焰正立的像
C.光屏上呈现的是烛焰放大的像
D.该实验现象能说明照相机的成像特点
2.[2018·福建]在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图ZX1-2所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,调节光屏位置,可在光屏上看到 (　　)

图ZX1-2
A.缩小的实像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.放大的虚像
3.[2019·衡阳]当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜,影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是 (　　)
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
4.[2019·自贡]小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片,如图ZX1-3所示,结合图片分析,下面说法不正确的是 (　　)

图ZX1-3
A.照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
5.[原创]甲凸透镜固定在光具座的50 cm位置,如图ZX1-4所示,观察到在光屏上呈现烛焰倒立、等大的实像(像未画出),现将甲凸透镜更换成乙凸透镜,再向右移动光屏,在光屏上可以观察到烛焰清晰的像。下列推理中错误的是 (　　)

图ZX1-4
A.甲凸透镜的焦距为10 cm
B.乙凸透镜的焦距小于甲凸透镜的焦距
C.更换为乙凸透镜后光屏上呈现倒立、放大的实像
D.乙凸透镜成像时与投影仪的原理相同
6.在“探究凸透镜成像规律”实验中,保持凸透镜的位置不变,蜡烛分别放在a、b、c、d四点并分别调整光屏的位置,如图ZX1-5所示,探究后总结出下列说法,其中正确的是 (　　)

图ZX1-5
A.照相机是利用蜡烛放在b点时的成像特点制成的
B.放大镜是利用蜡烛放在c点时的成像特点制成的
C.投影仪是利用蜡烛放在a点时的成像特点制成的
D.蜡烛放在b点时成的像比它放在c点时成的像小

二、填空题
7.[2019·咸宁]用如图ZX1-6所示装置探究凸透镜成像规律,调整物距u,测量对应的像距v,部分数据如下表所示。根据表中数据可知该凸透镜的焦距是　　　　cm;如果u=27 cm,移动光屏可得到倒立、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像,　　　　(选填“幻灯机”或“照相机”)应用了这一原理。?

图ZX1-6
u/cm 60 30 20 15 13 …
v/cm 12 15 20 30 45 …

8.[2019·黄冈]为了加强管理,某单位利用人工智能技术,实行刷脸考勤制度。如图ZX1-7所示,当人靠近摄像头时,光源自动打开,照亮　　　　(选填“人脸”或“显示屏”),人脸通过摄像头成一个倒立、　　　　的实像,并与录入的信息进行比对,从而记录考勤。?

图ZX1-7
9.[2019·盐城]在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的　　　　方,为使像成到光屏中央,合理的操作是　　　　　　　　或　　　　　　　　。?
10.图ZX1-8为一段物理创新实验视频的截图：图甲为原图,图乙为隔着空茶杯看此图片,图丙为隔着装满水的茶杯看此图片,茶杯到图片的距离相同。产生图丙情形是因为光的　　　　(选填“直线传播”“反射”或“折射”)所形成的　　　　(选填“实像”或“虚像”)。此成像特点类似于　　　　(选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)。?

图ZX1-8

三、实验题
11.[2019·淮安]如图ZX1-9所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,已知凸透镜的焦距为10 cm。

图ZX1-9
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该　　　　(选填“较亮”或“较暗”)一些。?
(2)组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　　　　上。?
(3)如图所示,当蜡烛距离凸透镜40 cm时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰倒立、　　　　(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。日常生活中　　　　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。?
(4)将图中的凸透镜换成焦距为30 cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,　　　
(选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰地呈现在光屏上,理由是
。?
12.[2019·南京]用如图ZX1-10所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。


图ZX1-10
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、　　　　的实像。?
(2)若在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处,则将光屏移动到　　　　cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。?
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向　　　　(选填“左”或“右”)移动才能再次看到清晰的像。?
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向　　　　移动,“烛焰尖部”又会成清晰的像。?
【参考答案】
1.C　[解析]蜡烛放置在35 cm刻度线处,物体在1倍焦距和2倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,此时成的是倒立、放大的实像。光屏上可以承接的像都是实像,故A错误;所成的像是倒立、放大的,故B错误,C正确;照相机成的是倒立、缩小的实像,与该实验现象不同,故D错误。
2.A　[解析]由图可知,此时的物距为20 cm,像距为20 cm,像距等于物距,则物体在2倍焦距处,此时成的是倒立、等大的实像;保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,物距变大,像距会变小,像变小,则成倒立、缩小的实像,故选A。
3.B　[解析]监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,故 A错误。监控摄像头是利用物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故B正确,D错误。凸透镜成实像时,物远像近像变小,则当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误。
4.C　[解析]照相机的镜头是凸透镜,老花镜也是凸透镜,属于同一类透镜,故A正确,不符合题意。当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故B正确,不符合题意。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,在物距不变的条件下,乙照片中的花菜大些,则拍摄乙照片时镜头的焦距需调得大些,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
5.B　6.D
7.10　缩小　照相机
[解析]由凸透镜成像规律可知,当物距等于像距时,成倒立、等大的实像,此时物距、像距均等于二倍焦距。在表中所示数据中,物距等于20 cm时像距也等于20 cm,则该凸透镜焦距为10 cm。当物距u=27 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机应用了这一原理。
8.人脸　缩小
[解析]人脸应当“发出”足够亮的光才能被摄像头拍照,所以光源应该照亮人脸。摄像头拍照时,人脸离镜头较远,光屏离镜头很近,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
9.上　将凸透镜向下移动　将光屏向上移动
10.折射　实像　幻灯机
11.(1)较暗　(2)主光轴　(3)缩小　照相机
(4)不能　物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距应大于二倍焦距,则光屏的位置应在110 cm的右侧,光具座的长度不够,所以无法在光屏上成清晰的像
12.(1)放大　(2)75　(3)右　(4)左
[解析](1)由图甲知,焦距f=60 cm-50 cm=10 cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。
(2)在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处时,物距为u=55 cm-35 cm=20 cm=2f,则成倒立、等大的实像。此时像距等于物距,则光屏应移到75 cm刻度线处。
(3)凹透镜对光线有发散作用,会使像会聚在光屏的后方,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。
(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体流速大的位置压强小,则“烛焰尖部”向左移动,物距增大,像距应减小,故应将光屏向左移动,才能使“烛焰尖部”又成清晰的像。
专项训练(二)　特殊方法测物质的密度
(限时：50分钟)

1.利用弹簧测力计测量石块的密度：(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)用细线将石块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图ZX2-1甲所示,石块重　　　　N。?

图ZX2-1
(2)将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,石块受到的浮力F浮=　　　　N。?
(3)石块的密度ρ石块=　　　　g/cm3。?
(4)完成上述实验后,同学们又将挂在弹簧测力计下的石块浸没到某种液体中,弹簧测力计的示数为3.2 N,则该液体的密度ρ液体=　　　　g/cm3。?
2.在“测量物质的密度”实验中：

图ZX2-2
(1)用调节好的天平测金属块质量,天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图ZX2-2甲所示,金属块的质量m为　　　　g。?
(2)用细线系住金属块放入装有20 mL水的量筒内,如图乙所示,则金属块的体积V为　 cm3。?
(3)计算出金属块密度ρ=　　　　g/cm3。?
(4)实验中所用细线会对测量结果造成一定影响,导致所测密度值　　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。?
(5)在上面实验的基础上,利用弹簧测力计和该金属块,只需增加一个操作步骤就能测出图丙烧杯中盐水的密度。增加的步骤是
。
盐水密度的表达式ρ盐水=　　　　(用所测物理量符号表示)。?
3.下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)在量杯中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1。
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量杯使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据　　　　　　　
原理可求出橡皮泥的质量。?
(3)再把橡皮泥团成实心球,放入量杯使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3。
(4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式为ρ=　　　　　　。?
(5)图ZX2-3是整个实验的操作情景,由图中示数可算出橡皮泥的密度是　　　　kg/m3。?

图ZX2-3
4.小晨设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下：
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图ZX2-4甲所示;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20 mL,如图乙所示;
③将烧杯中20 mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙所示;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为44 mL,如图丁所示。

图ZX2-4
请回答下列问题：
(1)被测金属块的密度是　　　　g/cm3。?
(2)在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将　　　　(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。?
5.小明想测量一块塑料的密度,由于其密度小于水,在水中不能下沉,小明在该塑料块下方悬挂了一铁块,按照如图ZX2-5甲、乙、丙、丁所示顺序,测出了该塑料块的体积和质量。

图ZX2-5
(1)图丁中塑料块的质量是　　　　g。?
(2)这种塑料的密度是　　　　　kg/m3。?
(3)仔细分析实验过程,你认为小明在实验过程中存在的误差是
(写出一条即可)。?
(4)为了减小实验误差,你认为合理的顺序是　　　 　。(将图重新排序)?
6.[2018·福建] 小明要测量木块的密度。实验器材有：木块、弹簧测力计(0~5 N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10 N/kg)

图ZX2-6
(1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图ZX2-6甲所示,示数为　　　　N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙所示,木块在水中静止时测力计示数为1.6 N。木块的体积为　　　　 m3,密度为　　　　kg/m3。本实验中滑轮的作用是　　　　　　　。?
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的密度计。原测力计的1.0 N刻度处应标注为　　　　kg/m3,该“密度计”的刻度分布　　　　(选填“均匀”或“不均匀”)。?
(3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有　　　　　　　　(写出一种即可)。?
7.小刚在实验室中利用浮力知识来测量物体密度。

图ZX2-7
(1)测量一个石块浸没在水中的浮力：小刚先用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为5 N,然后将石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数如图ZX2-7乙所示,则石块所受的浮力为　　　　N;继续让石块在水中下沉一些,但未碰到容器底,弹簧测力计的示数将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。若把石块浸没在某种液体中,弹簧测力计的示数为2.6 N,则液体的密度是　g/cm3。(最后一空保留两位有效数字,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(2)同组的小明提出这样的疑问：对于漂浮的物体能否利用上述方法来测量密度呢?为了解决这样的疑问,小明同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材,进行了如下实验来测量一形状不规则的小塑料块的密度。
①如图丙所示,将塑料块用细线系住挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F1;
②如图丁所示,小明还应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,静止时弹簧测力计的示数为F2;?
③则该塑料块的密度ρ=　　　　　　。(已知水的密度为ρ水,忽略绳重与摩擦)?
8.小明同学到宜兴龙背山森林公园游玩,在山洞里捡到一个形状不规则、不溶于水的物体,在物理老师的帮助下到实验室进行了如下操作：
(1)把该物体放入装有适量水的透明玻璃杯中,发现物体下沉至杯底,如图ZX2-8甲所示,说明该物体的密度
　　　　水的密度,此时物体所受浮力　　　　物体的重力,对杯底的压力　　　　物体的重力。(均选填“大于”“等于”或“小于”)?

图ZX2-8
(2)小明往杯中逐渐加盐并搅拌,直至观察到待测物体悬浮,随即停止加盐,如图乙所示。
(3)小明测出一只待用的空烧杯的质量为63.8 g。
(4)他取出玻璃杯中的待测物体,把盐水倒入空烧杯,用调好的天平测杯子和盐水的总质量,如图丙所示,天平的示数为　　　　g。?
(5)将烧杯中的盐水全部倒入量筒,如图丁所示,量筒内盐水的体积为　　　　mL。?
(6)通过以上实验,可以得到待测物体的密度为　　　　kg/m3。?
(7)一同做实验的小华认为只要稍微改变一下实验的顺序,就可以减小实验误差,你认为小华是怎样改变实验顺序的：　 。?
[将步骤(1)~(6)重新排序]
9.小芳的爸爸在外出差给她带回来一件小金属挂饰(实心),小芳想知道金属挂饰的材质,于是从学校实验室借了一些器材来测量它的密度。
(1)她将天平放在水平桌面上,把游码轻轻拨至标尺　　　　零刻度线处,稳定时发现分度盘如图ZX2-9甲所示,要使横梁水平平衡,应将右侧的平衡螺母往　　　　(选填“右”或“左”)调。?

图ZX2-9
(2)将挂饰放在已调好的天平上,测出其质量为21.6 g。
(3)当她想测量挂饰的体积时,发现忘了借量筒,在她沮丧之时突然想到利用浮力的知识可以帮自己解决问题。她的测量过程如下：
①往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为150 g。
②用细绳将挂饰拴好并浸没在水中(如图乙所示,挂饰不接触杯底,无水溢出)。在右盘中加减砝码并移动游码,当天平平衡后,右盘中砝码和游码的位置如图乙所示,此时天平的示数为　　　　g,则挂饰的体积为　　　　
cm3。?
(4)小芳计算出金属挂饰的密度为　　　　g/cm3;通过对照密度表(见下表)可知该金属挂饰可能是　　　　制品。?
物质 金 银 铜 铁 铝
密度/(103 kg·m-3) 19.3 10.5 8.9 7.9 2.7

10.某实验小组利用杠杆平衡条件测固体密度。

图ZX2-10
[实验器材] 待测小石块,杠杆及支架,细线,钩码数个,刻度尺,烧杯,适量水。
[实验过程] (1)把杠杆的中点固定在支架上,并调节杠杆在水平位置平衡。
(2)用细线将小石块拴好,把小石块和钩码m分别挂在杠杆的两边,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡,如图ZX2-10甲所示。
(3)分别量出小石块悬挂处与支点间的距离L和钩码悬挂处与支点间的距离l,由杠杆平衡条件得出小石块的质量为　　　　。?
(4)在烧杯内加入适量水,将小石块浸没在水中,保持L不变,调节钩码m的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图乙所示。
(5)量出钩码所挂处与支点间的距离d,则小石块所受水的浮力为　　　　　　。?
(6)若水的密度为ρ,由阿基米德原理得出小石块的体积为　　　　　　。?
(7)由密度公式求出小石块的密度为　　　　。?
11.某学生制作了直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：如图ZX2-11甲所示,选择一根长杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡;在左侧离支点10 cm的位置A用细线固定一个质量为110 g、容积为50 mL的容器,右侧用细线悬挂一质量为50 g的钩码(细线的质量忽略不计)。

图ZX2-11
[测量过程] 将下列实验空白处补充完整：
(1)调节杠杆平衡时,发现杠杆左端下沉,须将平衡螺母向　　　　调节;测量液体时,往A处容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。该“密度天平”的“零刻度”应标在支点O的右侧　　　　cm处。?
(2)若测量某种液体密度时,钩码在距离支点右侧30 cm处,则此种液体的密度为　　　　g/cm3。?
(3)若此“密度天平”的量程不够大,应采用　　　　　　　　方法增大量程。?
[拓展] (4)若杠杆足够长,用此“密度天平”还可以测量固体的密度。先在容器中加满水,再将待测固体轻轻浸没在水中,溢出部分水后,调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,测出钩码离支点O的距离为56 cm;用量筒测出溢出水的体积如图乙所示,待测固体的体积为　　　　cm3。则此固体的密度为　　　　　g/cm3。?
12.在实验室做实验时,爱动脑筋的贾铭同学把一瓶口香糖开封后,取出几粒放入装有20 cm3水的量筒中,发现口香糖沉入量筒底且没有溶化,贾铭灵机一动,想测一下口香糖的密度是多少。

图ZX2-12
(1)贾铭同学读出了量筒中水和口香糖的总体积(如图ZX2-12甲所示)为　　　　cm3。?
(2)他把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向　　　　调。?
(3)他用调好的天平测出了剩余的口香糖和瓶的总质量(如图乙所示)为　　　　g,已知原来瓶子和口香糖的总质量为32 g,则口香糖的密度为　　　　g/cm3。?
(4)贾铭对测密度充满兴趣,回到家后他又想测量一下妈妈刚榨的一杯果汁的密度,但是家里既没有天平也没有量筒,最后他想到了用刻度尺和剩余的多半瓶口香糖、水及一只水杯(如图丙所示)测果汁的密度。下面是他的实验过程,请将实验步骤补充完整,并写出果汁密度的表达式。
①在水杯中装入适量水,将口香糖瓶放入水杯中使其竖直漂浮,用刻度尺测出口香糖瓶浸入水中的深度为h1;
②将水杯中水倒出后,再装入适量果汁,将口香糖瓶　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　为h2;?
③果汁密度的表达式：ρ果汁=　　　　。(水的密度用ρ水表示)?
13.小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。

图ZX2-13
(1)如图ZT2-13甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中(ρ水>ρ酒精),密度计受到的浮力　　　　
(选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是　　　　(选填“甲”或“乙”)。?
(2)小明将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙所示);为了给该密度计标上刻度,他进行了如下实验：
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0 g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9 g/cm3;
c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1 g/cm3,将整个铅笔均匀标上刻度;
d.他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8 g/cm3刻度处。
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9 g/cm3应该在　　　　(选填“p”或“q”)点。?
②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度对不对?　　　　。若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图丁所示)、自制密度计的质量为m、铅笔的横截面积为S,请你推导出h与ρ液的关系式h=　　　　　　。(用给定的字母表示)?

【参考答案】
1.(1)4.8　(2)2
(3)2.4　(4)0.8
[解析](3)石块的体积V=V排==
=2×10-4 m3=200 cm3,
石块的质量m==0.48 kg=480 g,则石块的密度ρ==2.4 g/cm3。
(4)将挂在弹簧测力计下的石块浸没到某种液体中,弹簧测力计的示数为3.2 N,所以F'浮=G-F'示=4.8 N-3.2 N=1.6 N,液体的密度ρ液==0.8×103 kg/m3=0.8 g/cm3。
2.(1)27　(2)10
(3)2.7　(4)偏小
(5)将金属块挂在弹簧测力计下方,浸没于盐水中,读出弹簧测力计的示数F　
3.(2)阿基米德　(4)　(5)1.75×103
4.(1)3.2　(2)不变
[解析](1)根据题图甲与图乙的对比,得出金属块的体积V=20 mL=20 cm3;将金属块取出,即图丙中液面离溢水杯口的体积为20 cm3,然后将金属块放入小空筒,此时又溢出水44 cm3,小空筒漂浮,此时金属块和小空筒排开水的总体积V排=20 cm3+44 cm3=64 cm3,且此时小空筒受到的浮力大小等于金属块的重力大小,因此金属块的总质量为排开水的质量,即金属块的重力G=F浮=ρ水V排g,金属块的质量m==ρ水V排=1.0 g/cm3×64 cm3=64 g,故金属块的密度ρ==3.2 g/cm3。
(2)在实验步骤①和②中测得的金属块的体积一定,在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,相当于减少了小空筒排开水的重力,增加了小空筒和金属块排开水的重力,而且减少量等于增加量,故金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,则其重力、质量不变,所以根据ρ=可知,测出的金属块密度不变。
5.(1)16.2　(2)0.81×103
(3)先测了体积后测量质量,会造成质量测量值偏大(或按题图乙、丙顺序测量体积会造成体积测量值偏大)
(4)丁、甲、丙、乙
[解析](3)实验中先测了塑料块的体积,然后测量其质量,会使得质量的测量值偏大;或者在测量体积时按题图乙、丙顺序测量会造成体积测量值偏大。
(4)为了减小误差,应先测量塑料块的质量,再读取铁块的体积,最后浸没塑料块,因此合理的顺序应为丁、甲、丙、乙。
6.(1)2.4　4×10-4　0.6×103　改变力的方向
(2)0.85×103　均匀
(3)换用更大量程的弹簧测力计(或换用体积更小的木块,或换用密度更大的物块)
[解析](1)木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为2.4 N。(2)图乙所示的木块浸没在水中时,木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图乙中F拉=1.6 N,木块受到的浮力：F浮=G+F拉=2.4 N+1.6 N=4 N;木块的体积：V=V排==4×10-4 m3。木块的质量m==0.24 kg,木块的密度：ρ木==0.6×103 kg/m3;图乙中使用的是定滑轮,可以改变力的方向。(2)当测力计的示数为1 N时,所受浮力F'浮=G+F'=2.4 N+1 N=3.4 N,液体的密度,ρ液==0.85×103 kg/m3。物体完全浸没在液体中,排开液体体积V排一定,G、g也是定值,所以F示和ρ液是一次函数关系,则密度计的刻度是均匀的。(3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法：可以换用更大量程的弹簧测力计(或换用体积更小的木块,换用密度更大的物块)。
7.(1)2.2　不变　1.1
(2)②向上拉动弹簧测力计,使塑料块完全浸没在水中　③
[解析](1)由题图可知,石块重为5 N,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.8 N,石块在水中受到水的浮力F浮=G-F示=5 N-2.8 N=2.2 N;因F浮=ρ水V排g,石块在水中下沉时,排开水的体积不变,故石块受到水的浮力不变。将该石块放入另一种液体中使其浸没,弹簧测力计的示数为2.6 N,则石块在这种液体中受到的浮力F浮'=G-F示'=5 N-2.6 N=2.4 N;由F浮=ρ水gV石、F浮'=ρ液gV石得,即,解得ρ液=ρ水=×1 g/cm3≈1.1 g/cm3。
(2)①塑料块挂在弹簧测力计上,测量塑料块的重力G=F1=mg,所以塑料块的质量为m=。②向上拉动弹簧测力计,使塑料块完全浸没在水中。③静止时塑料块受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用,且受力平衡,所以F浮=G+F2=F1+F2,由阿基米德原理得ρ水gV=F1+F2,所以V=,塑料块的密度为ρ=。
8.(1)大于　小于　小于　(4)121
(5)55　(6)1.04×103
(7)　(1)(2)(4)(5)(3)(6)
[解析](7)在将盐水倒入量筒中时,烧杯壁会附着一些盐水,致使盐水不能全部倒入量筒,测得的体积偏小,由密度ρ=可知,该测量值比真实值偏大,因此实验顺序可改为(1)(2)(4)(5)(3)(6)。
9.(1)左端　右　(3)152.4　2.4　(4)9.0　铜
10.(3)m　(5)mg　(6)m　(7) ρ
11.(1)右　22　(2)0.8
(3)增加杠杆的长度(或增加钩码的质量)
(4)20　7
[解析](1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心偏左,要使它在水平位置平衡,左、右两端的螺母(或一端的螺母)都要向杠杆上翘的右端调节。根据杠杆的平衡条件公式F1l1=F2l2得,0.11 kg×g×10 cm=0.05 kg×g×l2,解得,l2=22 cm。
(2)测某种液体密度时,设容器中加满液体的质量为m,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,(m1+m)gl1'=m2gl2',　
已知：m1=0.11 kg,m2=0.05 kg,l1'=10 cm,l2'=30 cm,代入上式解得m=40 g,
则液体的密度ρ==0.8 g/cm3。
(3)当钩码的质量适当增大时,说明杠杆右侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,左侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大;增加杠杆的长度也可增大量程。
(4)由题图乙可知,量筒中水的体积是20 mL,所以待测固体的体积是20 mL=20 cm3;容器中加满水,水的总质量m水=ρ水V=1 g/cm3×50 cm3=50 g,
溢出水的质量m溢出=ρ水V溢出=1 g/cm3×20 cm3=20 g,
则容器内剩余水的质量m剩=m水-m溢出=50 g-20 g=30 g=0.03 kg,
由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,(m1+0.03 kg+m')gl1″=m2 gl2″,
则(0.11 kg+0.03 kg+m')×g×10 cm=0.05 kg×g×56 cm,
解得m'=0.14 kg=140 g,
则此固体的密度ρ==7 g/cm3。
12.(1)30　(2)左　(3)20　1.2
(4)②放入果汁中使其竖直漂浮,用刻度尺测出口香糖瓶浸入果汁中的深度　③ρ水
13.(1)不变　乙
(2)①p　②不对　
[解析](1)当密度计置于水和酒精中,因为密度计漂浮,所以F浮1=G物,F浮2=G物,即F浮1=F浮2,ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,因为ρ酒精<ρ水,所以V排1(2)①已知V排1②V=Sh,F浮=G物,即ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物,h浸=,则密度计处于漂浮状态时,浸没的深度与液体密度成反比,所以,密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度不对。③自制密度计的质量为m,则G=mg,若被测液体的密度为ρ液,密度计处于漂浮状态时,F浮=G,即ρ液gV排=mg,V排=Sh,ρ液gSh=mg,h=。
专项训练(三)　密度、压强和浮力综合
(限时：30分钟)

一、选择题
1.2015年3月19日,我国首次用水下机器人在南海3000 m深的海底插上国旗。若不计海水密度的变化及水的阻力,机器人在下潜过程中 (　　)
A.受到的重力逐渐减小
B.受到海水的浮力逐渐减小
C.受到的浮力大于重力
D.受到海水的压强逐渐增大
2.“东方之星”游轮翻沉事故发生后,潜水员进行水下救援。潜水员在逐渐上浮的过程中(未露出江面),受到江水的 (　　)
A.压强和浮力都不变 B.压强增大,浮力增大
C.压强减小,浮力减小 D.压强减小,浮力不变
3.在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满不同液体,把两个完全相同的小球分别放入甲、乙烧杯内,静止时如图ZX3-1所示,则下列判断正确的是 (　　)

图ZX3-1
A.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
B.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
C.甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强
D.若向下按压甲杯中的小球,甲杯中液体对烧杯底的压强会减小
4.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图ZX3-2所示,下列说法正确的是 (　　)

图ZX3-2
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p'甲>p'乙=p'丙
5.把一小球放入盛满酒精的溢水杯中,它将下沉到杯底,从杯中溢出8 g酒精。若该小球放入盛满水的溢水杯中,静止时它漂浮在水面上,测从溢水杯中溢出水的质量(ρ酒精<ρ水) (　　)
A.等于8 g,因为小球在酒精和水中所受浮力一样大
B.大于8 g,因为所溢出酒精的质量小于小球的质量,而所溢出水的质量等于小球的质量
C.小于8 g,因为小球所排开液体的体积变小,所受浮力变小
D.无法判断,因为液体的密度变大,而小球所排开液体的体积变小了
6.小李同学在探究某种液体密度的实验中,用弹簧测力计悬挂一个正方体金属块,浸没在液体中,如图ZX3-3甲所示,缓慢地将金属块从液体中竖直提起,该过程中弹簧测力计示数F随金属块提起高度h的关系如图乙所示,g取10 N/kg,则根据图像信息可以确定 (　　)

图ZX3-3
A.该金属块的边长为6 cm
B.在高度h由2 cm变化到6 cm的过程中,金属块所受浮力逐渐增大
C.该液体的密度约为1.56×103 kg/m3
D.甲图中刚提起金属块时上表面受到的液体压强为250 Pa
二、填空题
7.[2018·南京]如图ZX3-4所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p1'和p2',两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为p1　　　p2,p1'　　　p2',F1　　　F2,若图乙中小玩具鸭的质量为15 g,它排开水的体积是　　　　cm3。?

图ZX3-4
8.[2018·烟台]水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图ZX3-5所示。两小球所受浮力的大小关系为FA　　　　FB;两小球所排开液体重力的大小关系为GA　　　　GB;甲、乙两种液体对烧杯底的压强的大小关系为p甲　　　　p乙。(均选填“>”“=”或“<”)?

图ZX3-5
9.[2018·德州]在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图ZX3-6所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲　　　 F乙、两杯液体的密度ρ甲　　　 ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲
　　　　p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)?

图ZX3-6
10.有一质量为540 g、体积为300 cm3的铝球,它是　　　　(选填“空心”或“实心”)的;若空心的话,在其空心部分装满水,总质量是　　　　g。(ρ铝=2.7 g/cm3)?
11.[2018·连云港]如图ZX3-7所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力
　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)小球所受的重力。剪断绳子后,小球上升过程中所受浮力
　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强　　　　。?

图ZX3-7
12.如图ZX3-8所示,底面积为S1的圆柱体放在水平桌面上,当把一质量为m的物体A放在它上面时,圆柱体对桌面压强的变化量为　　　　。另有一个底面积为S2、内装某液体的薄壁圆柱形容器,也放在同一水平桌面上,当把物体A浸没在液体中时(液体未溢出),液体对容器底压强的变化量与圆柱体对桌面压强的变化量相等。若物体A的密度为ρ,则该液体的密度为ρ液=　　　　。(用物理量符号表示)?


图ZX3-8
13.如图ZX3-9所示,一圆柱形容器底面积为8×10-2 m2,把它放在水平桌面上,在容器内放入一个底面积为 2×10-2 m2、重为20 N的圆柱形物块,物块的密度为0.8×103 kg/m3,则物块对容器底的压强是　　　　Pa。向容器中缓慢注水使物块刚好离开容器底,此时容器中水的深度是　　　　m。(g取 10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3)?

图ZX3-9
14.在弹簧测力计下悬挂一金属块,此时示数是8.1 N。当把金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数是5.1 N。则金属块浸没在水中时受到的浮力为　　　N,金属块的密度为　　　　kg/m3。(已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)?
15.[2018·齐齐哈尔]如图ZX3-10甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30 cm2,装满水后水深0.1 m。如图乙所示,现将一个体积为50 cm3的木块缓慢放入水中,静止后有的体积露出水面。则图乙中水对杯子底部的压强是　　　　Pa,木块的密度是　　　　g/cm3。(g取10 N/kg)?

图ZX3-10








【参考答案】
1.D　
2.D　[解析]由液体压强公式p=ρ液gh可知,潜水员在上浮过程中所处深度h减小,受到的压强减小。由F浮=ρ液gV排可知,潜水员在上浮过程中(未露出江面),液体的密度和排开液体的体积不变,所受浮力不变。
3.C　[解析]由题图可知,小球在甲中漂浮,则ρ球<ρ甲,在乙中悬浮,则ρ球=ρ乙,故ρ甲>ρ乙, A错误;小球在甲中漂浮,则F浮甲=G,在乙中悬浮,则F浮乙=G,故F浮甲=F浮乙,B错误;烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力,由题图可知,甲烧杯内液体的体积大于乙烧杯内液体的体积,又知ρ甲>ρ乙,根据ρ=和G=mg可知甲烧杯内的液体重力大于乙烧杯内液体的重力,两烧杯、两小球的重力均相等,故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力,烧杯的底面积相等,根据p=可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,C正确;因为甲杯中盛满液体,若向下按压甲杯中的小球,甲杯中液体的深度不变,密度不变,根据p=ρ液gh可知,甲杯中液体对烧杯底的压强不变,D错误。
4.D　[解析]根据物体的浮沉条件及题图可知ρ甲>ρ水,ρ乙<ρ水,ρ丙=ρ水,因三小球的体积相等,所以m甲>m丙>m乙,故A错误。设甲、乙、丙的体积为V,它们在水中排开水的体积分别为V1、V2、V3,由图知,V1=V3=V>V2,根据阿基米德原理F浮=ρgV排,得F甲=F丙>F乙,故B错误。根据液体压强公式p=ρgh,由于烧杯相同,且装满水,所以放入三个小球之后,水的深度仍然相同,故三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲=p乙=p丙,故C错误。设烧杯与原来装有水的总质量为m,放入三个球后,三个烧杯分别溢出水的重力为F甲、F丙、F乙,由题可知F甲mg,F压乙=mg+m乙g-F乙=mg,F压丙=mg+m丙g-F丙=mg,所以F压甲>F压乙=F压丙;又因三个烧杯与桌面的接触面积相同,由p=得p'甲>p'乙=p'丙,故D正确。
5.B　6.C
7.=　=　>　15
[解析]甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对缸底的压强相等,即p1=p2。因完全相同的甲、乙两个玻璃缸装满水时,水的质量相等,甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等;由于玩具鸭都漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,所以漂浮着玩具鸭时的玻璃缸甲、乙对桌面的压力仍然相等;由于玻璃缸完全相同(底面积相同),则由p=可知,此时缸对桌面的压强相等,即p1'=p2'。根据图示可知,甲缸中玩具鸭排开水的体积大,根据阿基米德原理可知,甲缸中鸭子受到的浮力大,即F1>F2;若图乙中小玩具鸭的质量为15 g,则G排=F浮=G物,即m排g=m物g,所以m排=m物=15 g,则排开水的体积V排==15 cm3。
8.=　=　>
9.等于　小于　小于
10.空心　640
11.大于　变小　变小
12.　ρ
[解析]圆柱体对水平桌面压力的变化量ΔF=GA=mg,压强的变化量Δp1=。物体A浸没在液体中,物体A排开液体的体积为V排=VA=;当把物体A浸没在液体中时(液体未溢出),液面升高的高度Δh=;由题知,液体对容器底压强的变化量Δp2=Δp1=;所以Δp2=ρ液gΔh=ρ液g,解得ρ液=ρ。
13.1000　0.1
[解析]物块对容器底的压力F=G物=20 N, 物块对容器底的压强p==1000 Pa。当物块刚好离开容器底时：F浮=G物=20 N; 因为F浮=ρ水gV排, 所以物块排开水的体积V排==2×10-3 m3,物块浸入水中的深度即容器中水的深度h水==0.1 m。
14.3　2.7×103
15.1×103　0.6
专项训练(四)　电路识别与电路设计
(限时：20分钟)

一、选择题
1.如图ZX4-1所示电路中,下列关于灯泡L1、L2、L3连接方式的说法中不正确的是 (　　)

图ZX4-1
A.S1、S2都断开,L1、L3串联
B.S1、S2都闭合,L2、L3并联
C.S2断开、S1闭合,L1、L3串联
D.S2断开、S1闭合,只有L3能发光
2.如图ZX4-2所示,要使两个小灯泡L1、L2并联,应(　　)

图ZX4-2
A.断开开关S1、S2,闭合开关S3
B.断开开关S1、S3,闭合开关S2
C.断开开关S1,闭合开关S2、S3
D.断开开关S2,闭合开关S1、S3
3.如图ZX4-3所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。则下列说法正确的是 (　　)

图ZX4-3
A.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
B.开关S1闭合、S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d
C.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
4.如图ZX4-4所示,甲、乙、丙分别可能是灯泡L2、电流表或电压表,关于它们的连接情况,下列说法正确的是 (　　)

图ZX4-4
A.若甲是灯泡L2,乙是电流表,丙是电压表,则灯泡L1和L2并联
B.若甲是电流表,乙是灯泡L2,丙是电压表,则灯泡L1和L2并联
C.若甲是电压表,乙是灯泡L2,丙是电流表,则灯泡L1和L2串联
D.若甲是灯泡L2,乙是电压表,丙是电流表,则灯泡L1和L2串联
5.[2018·遂宁]如图ZX4-5所示是某品牌榨汁机,为保障安全,该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1。当杯体放在主机上时,S1自动闭合,此时再闭合S,电动机才能启动,开始榨汁。电路图ZX4-6符合上述要求的是 (　　)

图ZX4-5

图ZX4-6
6.现代社会倡导文明出行,过人行横道时行人应遵守交通信号灯的指示。小天发现人行横道的红、绿灯是独立工作的,他设计了如图ZX4-7所示的几种电路图,其中合理的是(　　)

图ZX4-7
7.家用电吹风工作时,可以单独吹冷风,也可以吹热风,但不能只发热不吹风,图ZX4-8中的电动机和电热丝连接方式符合要求的是 (　　)

图ZX4-8
8.某电热水壶正常状态下,闭合开关,指示灯L亮,同时电热丝R工作;断开开关,指示灯L熄灭,电热丝R不工作。小明用该电热水壶烧水时发现电热丝R断了,指示灯L仍然亮。四位同学设计了该电热水壶的模拟电路,如图ZX4-9所示,其中可能正确的是 (　　)


图ZX4-9
9.为了生活方便,卧室里的同一个照明灯通常用两个开关控制。一个安装在进门处,另一个安装在床头附近,操作任意一个开关均可以开灯、关灯。图ZX4-10是小明用电池作为电源设计的四个电路图,其中能满足要求的是(A选项图中的S1、S2及C选项图中的S1为单刀双掷开关) (　　)

图ZX4-10
二、填空题
10.在如图ZX4-11所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2　　　　联。如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2　　　　联。当开关　　　　闭合时,会造成电源短路。?

图ZX4-11
11.如图ZX4-12所示,要使L1和L2两灯并联,开关S同时控制两灯,则线头M应接在　　　　点上。要使L1和L2并联,开关S只控制L1,则线头M应接在　　　　点上。(均选填“C”“D”或“E”)?

图ZX4-12
12.如图ZX4-13所示,电源电压不变,闭合开关S,S0接b时,R1与R2是　　 　联的。闭合开关S,S0从接b拨到接a的过程中,电压表的示数　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。?

图ZX4-13




【参考答案】
1.C　2.D　3.A　4.A　5.B　6.B
7.D　[解析]D选项图中,电动机和电热丝并联连接,开关S1控制整个电路,S2控制电热丝;S1闭合,S2断开时,只有电动机工作,可以吹冷风;S1闭合,S2闭合时,电动机和电热丝同时工作,可以吹热风。按此电路连接的电吹风可以单独吹冷风,也可以吹热风,故D符合题意。
8.B　9.A
10.串　并　S1、S2、S3
11.D　E　12.串　变大

展开更多......

收起↑