初中物理物质的属性解答题

在研究性学习活动中，小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究

（1）南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水，穿过黄河，直通北京。两地海岸高度差约 $100m$，经过工程师的精心设计，实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是由　重力势　能转化而来的。渠水在贯穿黄河时，工程师设计了图甲所示的穿黄隧洞，整个穿黄隧洞相当于一个　　。

（2）穿黄隧洞由两条并排的，直径和长度都相同的圆形隧洞组成，单个隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为 $4260m$。小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”，能随渠水以相同速度流动。将”浮子”放入南岸进水口处，经 $23\mathit{min}40s$的时间到达北岸出水口。则穿黄隧洞中水的平均流速为多少？

（3）查资料知，水的压强随深度变化的关系图象如图乙所示，在深度为 $h=30m$的穿黄隧洞底部，水在面积为 $1c{m}^2$的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力？ $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，不考虑水面大气压的影响）

（4）如果每条穿黄隧洞的直径约为 $8m$，求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米？ $(\pi$取 $3)$

小明发现橙子放入水中会下沉，于是想办法测量它的密度。

（1）将托盘天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在　 　，表示天平平衡。

（2）用天平测量橙子质量，天平平衡时砝码和游码的示数如图所示，橙子质量为　　 $g$．小明利用排水法测得橙子的体积为 $150c{m}^3$，则橙子的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）做实验时，小明若先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子质量，这样测得的密度值将比真实值　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（4）小亮不用天平，利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材，也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整，已知水的密度为 ${\rho }_{水}$。

①用弹簧测力计测出橙子的重力 $G$；

②　　；

③橙子密度的表达式为： ${\rho }_{橙}=$　　（用测出的物理量和已知量的字母表示）。

小芳的爸爸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，于是在学校实验室借了一些器材来测出它的密度。

（1）她将天平放在水平桌面上，把游码轻轻地拨至标尺的　   　，稳定时发现分度表盘如图甲所示。要使横梁水平平衡，应将右侧的平衡螺母往　　（选填“左”或“右” $)$调。

（2）将挂饰放在已调好的天平上测出其质量为 $21.6g$。

（3）当她想测量挂饰的体积时发现忘了借量筒，她利用浮力的知识解决了这个问题。她的测量过程如下：

①往烧杯中倒入适量的水，用调好的天平测出烧杯和水的总质量为 $150g$。

②用细绳将挂饰系好并浸没在水中，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，此时天平的读数为　　 $g$，则挂饰的体积为　　 $c{m}^3$．（已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

（4）小芳计算出金属挂饰的密度为　　 $g/m^3$；通过检查密度表对照可知该金属挂饰可能是　　饰品。

物质	金	银	铜	铁	铝
密度 $/(\mathit{kg}·m^{-3})$	$19.3\times {10}^3$	$10.5\times {10}^3$	$8.9\times {10}^3$	$7.9\times {10}^3$	$2.7\times {10}^3$

实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上，甲的密度为 $0.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，质量为 $12\mathit{kg}$、底面积为 $4\times {10}^{-2}$

$m^2$，乙的质量为 $5.4\mathit{kg}$，边长分别为 $0.1m$、 $0.2m$、 $0.3m$， $(g$取 $10\mathit{Nkg})$

（1）求乙的密度

（2）求甲直立时对水平地面的压强

（3）若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后、甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强的最小值，求甲截去的高度。

小红去昌江棋子湾游玩时，捡到一块漂亮的小彩石。回到学校后，他应用所学的物理知识测量这块彩石的密度，实验操作如下：

（1）如甲图所示，用细线拴住彩石，挂在弹簧秤上，根据弹簧秤的示数可知，彩石的重力是　　 $N$。

（2）如乙图所示，将彩石浸没水中，根据弹簧秤的示数可计算出彩石所受的浮力是　　 $N$。

（3）利用以上测量数据计算出这块彩石的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

学完质量和密度后，小明和小军利用托盘天平和量筒测某种油的密度。

（1）他们把天平放在水平桌面上，当游码移至零刻度处时，指针偏向分度盘的右侧。这时他们应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右” $)$调，使横梁平衡；

（2）天平平衡后，他们开始测量，测量步骤如下：

$A$．用天平测出烧杯和剩余油的总质量；

$B$．将待测油倒入烧杯中，用天平测出烧杯和油的总质量；

$C$．将烧杯中油的一部分倒入量筒，测出倒出到量筒的这部分油的体积。

请根据以上步骤，写出正确的操作顺序：　　（填字母代号）；

（3）若在步骤 $B$中测得烧杯和油的总质量为 $55.8g$，其余步骤数据如图所示，则倒出到量筒的这部分油的质量是　　 $g$，体积是　　 $c{m}^3$。

（4）根据密度的计算公式可以算出，该油的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

小明同学到钢铁厂参加社会实践活动，师傅教他加工零件，他很想知道这个质地均匀的零件是什么材料做成的，于是把它带回学校利用天平和量筒来测这个零件的密度。具体操作如下：

（1）把天平放在水平台上，并将游码移至标尺左端零刻度线处；调节天平横梁平衡，发现指针在分度盘标尺上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节。

（2）用调节好的天平测零件的质量，天平平衡时，砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，则零件的质量为　　 $g$，用量筒测得零件的体积如图丙所示，由此可算得金属零件的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（3）该零件磨损后，它的密度将　　（选填“变大”“变小“或“不变” $)$。

如图所示将边长为 $10\mathit{cm}$的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时，从杯中溢出水的质量为 $0.6\mathit{kg}(g$取 $10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$，试计算：

（1）木块受到的浮力；

（2）木块的密度；

（3）木块下表面受到的水的压强。

某兴趣小组的同学，做了探究实验：天平的使用

①把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻线处。待横梁静止时，指针指在分度标牌中央刻度线的右侧，如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡，则应将横梁右端的平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$端移动。

②在已调节好的天平左盘上放置一个笔袋，天平再次平衡后，右盘中所放砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则笔袋的质量为　　 $g$。

小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度（摆动中人离开中心的最大距离）决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如表。

实验 序号	小球到固定点 距离 $l$（摆长） $/$米	小球质 量 $/$克	摆动幅 度 $/$米	小球往返摆动 20次的时间 $/$秒	小球往返摆动 一次的时间 $/$秒
1	0.7	20	0.05	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2.0
3	1.0	30	0.05	39.8	2.0
4	1.0	30	0.08	39.7	2.0
5	1.3	20	0.05	45.3	2.3

请回答下列问题：

（1）要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、　　；

（2）从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由　　决定；

（3）实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是　　；

（4）摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调　　（选填“长”或“短” $)$。

如图甲所示，不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中，物块的质量为 $0.2\mathit{kg}$，物块的底面积为 $50c{m}^2$，物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连，当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置，停止注水，此时，物块上表面距水面 $10\mathit{cm}$，绳子竖直拉直，物块水平静止，绳子的拉力为 $2N$．已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg}$。求：

（1）物块的重力；

（2）物块的密度；

（3）注水过程中，绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时，水对物块下表面压强的变化范围。

如图所示，质量为 $500g$的薄壁容器放在水平地面上，容器底面积为 $80c{m}^2$，内装 $1.5L$的水，已知 $g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，求：

（1）容器对水平桌面的压强；

（2）水对容器底部的压力。

小亮同学利用"等效替代法"测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示。请在下列空格中填写适当内容：

（1）如图甲，选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中，发现花生米下沉至杯底，则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力 　 　重力（选填"大于"、"等于"或"小于" $)$ 。

（2）如图乙，往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌，直至观察到花生米处于 　　状态，随即停止加盐。

（3）如图丙，取出花生米，用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为 　　 $g$ 。

（4）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，用天平测出空烧杯的质量为 $59g$ ，如图丁，用量筒测出盐水的体积为 　　 $\mathit{mL}$ 。

（5）通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度，本实验中花生米的密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ （结果保留两位小数）。

将平底薄壁直圆筒状的空杯，放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力 $F$ 随杯中饮料的高度 $h$ 变化的图象如图。饮料出口的横截面积 $S_1=0.8c{m}^2$ ，饮料流出的速度 $v=50\mathit{cm}/s$ ，杯高 $H=10\mathit{cm}$ ，杯底面积 $S_2=30c{m}^2$ ， $g$ 取 $10N/k{g}_o$

（1）装满饮料时，杯底受到饮料的压力为多大？

（2）饮料的密度为多大？

（3）设杯底与杯座的接触面积也为 $S_2$ ，饮料持续流入空杯 $5s$ 后关闭开关，杯对杯座的压强为多大？

小明要测量木块的密度。实验器材有：木块、弹簧测力计 $(0~5N)$ 、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

（1）先用弹簧测力计测木块的重力，如图甲，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，木块在水中静止时测力计示数为 $1.6N$ ．木块的体积为 　　 $m^3$ ，密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ ．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 $1.0N$ 刻度处应标注为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ ，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）。