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如图所示,小阳同学制作了一支密度计,密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管,...

如图所示,小阳同学制作了一支密度计,密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管,长为10cm,横截面积为0.5cm2,管下部分还有一个玻璃泡.整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g.小阳同学在玻璃泡中装进1cm3的水银后,请实验室老师用酒精喷灯封闭玻璃管,当把它插进水中时,水面距上端4cm.请你帮助小阳同学推算出:
(1)整个密度计的体积;
(2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值.(水银的密度为13.6×103kg/m3)(结果保留三位有效数字)

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(1)求出密度计受到的重力,把密度计放在水里漂浮,利用物体的漂浮条件求受到水的浮力;再利用阿基米德原理求排开水的体积,进而求密度计的体积. (2)当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时,所测液体密度值为最大,再利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求解. 【解析】 (1)管内水银的质量: m=ρ水银v水银 =13.6g/cm3×1cm3 =13.6g, 密度计的总质量: M=2.4g+13.6g =16g. 设整个密度计的体积为v,当置于水中时, ∵密度计漂浮, ∴F浮=G物, 即:ρ水gv排=Mg 1g/cm3×(v-4cm×0.5cm2)=16g ∴v=18cm3. (2)当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时,所测液体密度值为最大,密度值为ρ最大, ∵F浮=G物, 即:ρ最大gv排′=Mg ρ最大×(18cm3-10cm×0.5cm2)=16g ∴ρ最大≈1.23g/cm3=1.23×103kg/m3. 答:(1)整个密度计的体积为18cm3; (2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值为1.23×103kg/m3.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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