如图是小科自制的一支密度计。取一根两端开口、粗细均匀的塑料管MN，塑料管长为30cm，质量m1为4g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2；在N端放入一些铁屑，并用橡皮泥封口防止漏水，铁屑和橡皮泥的总质量m2为20g，再在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，密度计就完成制作。如图乙所示，当密度计竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。请解答：

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1. 如图是小科自制的一支密度计。取一根两端开口、粗细均匀的塑料管MN，塑料管长为30cm，质量m₁为4g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm²；在N端放入一些铁屑，并用橡皮泥封口防止漏水，铁屑和橡皮泥的总质量m₂为20g，再在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，密度计就完成制作。如图乙所示，当密度计竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。请解答：

(1) 一端放入铁屑的目的是确保该密度计能；

(2) 该密度计竖直漂浮在水中时，受到的浮力大小及浸入水中的深度分别是多少？

【考点】

浮力大小的计算; 物体的浮沉条件及其应用;

【答案】

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解答题普通

1. 学校开展“自制潜水艇”项目挑战赛。

【提供器材】带瓶盖的矿泉水瓶（550mL）4个、注射器和配套的塑料软管、150克密封胶泥、1000克配重物等。

【明确问题】利用提供的器材设计制作能自由浮潜的潜水艇。

(1) 【项目原理】潜水艇通过实现自由浮沉。

【设计制作】小科小组设计的自制潜水艇如图所示。

【检验产品】小科小组利用评价量规测试本组的自制潜水艇。

自制潜水艇评价量规
评价指标	作品等级
评价指标	优秀	合格	待改进
功能舱分区设计	生活舱和水舱独立分开，生活舱大于水舱且不进水。	生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水	生活舱和水舱没有独立分开
平稳性	上浮和下潜过程都能保持水平	上浮或下潜过程都能保持水平	上浮或下潜过程都不能保持水平
浮潜情况	能实现漂浮、悬浮和下沉	能实现漂浮和下沉	不能悬浮和下沉

(2) 老师指出小科小组的潜水艇的“浮潜情况”指标为待改进，请通过计算说明原因（不计矿泉水瓶的质量， $\text{[math]}$ =1.0×10³kg/m³）

(3) 请依据评价量规，针对潜艇的“浮潜指标”提出一条改进建议。

解答题普通

2. 小明想利用弹簧测力计测量某种液体的密度，由于没有量筒，他找来两个完全相同的柱状烧杯，分别盛满水和该种液体。将一实心圆柱体挂在测力计下，逐渐浸入水和该液体中时，弹簧测力计的示数与圆柱体下表面离液面距离的关系图象如图甲、乙所示。

(1) 圆柱体浸没在水中时受到的浮力是N。

(2) 求该液体的密度？

(3) 当圆柱体下表面离水面的距离为4cm时，圆柱体从测力计的挂钩上脱落沉底，若烧杯的底面积为200cm² ，则烧杯对桌面的压强增加了多少帕？

解答题普通

3. 如图所示，将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米²的圆柱体放入底面积为50厘米²的容器中，并向容器内加水。

(1) 圆柱体的重力为N；

(2) 当水加到2厘米时，求圆柱体受到的浮力为N；

(3) 继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力刚好为0N时，求圆柱体露出液面的高度和加入容器内水的质量。

解答题普通