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12.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能竖直漂浮在液体中.
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为 H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,测得浸入的长度为 h.用 ρ 水、ρ 液分别表示水和液体的密度,则 ρ <ρ (选填“=”、“>”、“<”),用 F 、F 分别表示吸管在水和液体中受到的浮力,则 F = F (选填“=”、“>”、“<”),此外 h 与 ρ 、ρ 及 H 的关系式为 h=$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$.
(3)小明根据图(a)在吸管上标出 1.0 刻度线(单位 g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了 0.8、0.9、1.1、1.2 的刻度线(图中未画出).结果发现,1.1 刻线在 1.0 刻线的下(选填“上”、“下”)方,相邻刻线的间距不均匀(选填“均匀”、“不均匀”).
(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量.但操作时却出现了图(c)所示的情形,这让他很扫兴.难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:向容器中加油(换成直径较小的容器).

分析 (1)因为密度计是一根两端封闭即空心的,为了使它保持竖直的漂浮,就在其下端塞人适量金属丝;
(2)从图(a)和图(b)中可以看出,吸管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力,根据公式F=ρgV通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小,同时可得出h与ρ、ρ,及H的关系式.
(3)根据(2)得出的结论,密度计的刻度线上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密.
(4)由图可知,密度计沉底了,然后再用这个密度计测量,意思是限制了对密度计结构的更改.所以正确的做法是再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度.

解答 解:
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
所以F=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,
所以F=ρgV,V排a>V排b
所以ρ<ρ
设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,
F浮水=F浮夜,即ρgSH=ρgSh,
h=$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$.
(3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀.
(4)图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度.
故答案为:(1)竖直漂浮;(2)>;=;$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$;(3)下;不均匀;(4)再向容器中加油(或者直径较小的容器).

点评 密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,有一定的难度.

练习册系列答案
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2.阅读下列三篇短文,按要求完成后面提出的问题.
A.蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离.
B.如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,再用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的②和水量有关.如果调节适当,可演奏出简单的曲谱,由此我们不难知道古代“编钟”的原理.
C.许多年前,“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于“亚声”,这是一种人耳听不到的声波,频率低于20Hz,当声波的频率在2-10Hz时,人会产生恐惧、恶心、头晕等症状,其中5Hz的声波对人危害最大,这是因为此时人的内脏的固有频率和“亚声”的频率极为相似,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而使人丧生.
(1)请你将上面短文A、B 中①和②两处补上恰当的文字:①超声;  ②音调.
(2)短文C中的“亚声”是指我们学过的次声波.
(3)从短文C 中可以看出,人体内脏的固有频率大致在20Hz左右.
(4)综合上面的短文,请你写出声波的一个利用:蝙蝠靠声波的回声定位来确定目标和距离,利用了声音能传递信息.

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