小明取一根饮料吸管，将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，初步做成一支密度计。为了给密度计标上刻度，他用刻度尺测出密度计的长度为L，然后将密度计放入水中，测出密度计露出水面的高度为；小明将该密度计放入待测液体中，密度计露出该液体表面的高度为，如图1所示。图1 图2

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1. 小明取一根饮料吸管，将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，初步做成一支密度计。为了给密度计标上刻度，他用刻度尺测出密度计的长度为L，然后将密度计放入水中，测出密度计露出水面的高度为；小明将该密度计放入待测液体中，密度计露出该液体表面的高度为，如图1所示。

图1 图2

(1) 已知水的密度为ρ_水，利用测量的物理量和ρ_水计算待测液体的密度，请写出待测液体密度的表达式：。

(2) 若将做成的密度计放入密度为0.9g/cm³的植物油中，静止时，液面可能在图2中（选填“A”或“B”）处。

(3) 小红也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是____。（选填选项前的字母） A. 换大的容器盛放液体做实验 B. 换细的吸管制作密度计 C. 换稍长的吸管制作密度计 D. 适当减小密度计的配重

【考点】

阿基米德原理; 物体的浮沉条件及其应用;

【答案】

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解答题困难

1. 浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。如图所示，浮标上部是封闭坚硬的壳体，壳体内部是液压式柱塞泵，柱塞泵内有油，壳体下部有可伸缩的弹性油囊，油囊自身的质量和体积忽略不计。柱塞泵下端与油囊连通，浮标可以通过液压式柱塞泵将泵内的油注入油囊或抽回泵内来实现浮沉。已知浮标壳体和柱塞泵的总质量为 40kg，油的总质量为20kg，油的密度为 $\text{[math]}$ 海水密度取 $\text{[math]}$ 当柱塞泵向油囊中压入 8kg油时，浮标悬浮于水中。请计算：

(1) 当向油囊中压入8kg油时，油囊的体积。

(2) 浮标悬浮时，浮标所受的浮力。

(3) 浮标上部封闭壳体的体积。

解答题困难

2. 如图是 Argo浮标，它一直在海洋中漂浮，浮标内有多种传感器，能自动测量海面到2000m水深之间的盐度、深度及各种气象信息等，广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示，由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成：当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊增大，油囊排开海水的体积增大，壳体上浮一些；当油囊中的油全部被抽回壳体内时，壳体下沉一些。已知浮标总质量为55kg，其中含油24kg，海水密度取 $\text{[math]}$

(1) Argo浮标壳体的沉浮是通过改变(选填“浮标重力”或“油囊排开海水的体积”)来实现的；

(2) Argo浮标随波漂浮时，浮标的整体密度____海水的密度； A. 等于 B. 大于 C. 小于

(3) 液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，Argo浮标排开海水的总体积为多少立方米?

解答题普通

3. 如图为太阳能热水器自动供水装置的模拟器，圆柱形容器的底面积为200cm² ，环形柱体A为重6N、底面积50cm²、高20cm的圆柱体，且能沿固定杆在竖直方向自由移动，当注水至一定深度时，柱体A开始上浮，直至压力传感器B受到1.5N压力时，进水口自动关闭，注水结束。不计柱体A与杆的摩擦。

(1) 柱体A刚要开始上浮时受到的浮力大小为牛。

(2) 柱体A漂浮时，A下表面离水面的距离为厘米。

(3) 注水结束时，柱体A的上表面离容器底部45cm，此时容器内水的体积为多少厘米³?

解答题困难