Question

小明用试管和砂石制成“土密度计”，用图示的方法测量液体的密度，“土密度计”在酒精中静止时露出液面的高度是2cm，在水中静

Answer 1

解题思路：土密度计无论是在水中还是在酒精、硫酸铜溶液中，始终处于漂浮状态，由物体的浮沉条件可知，浮力始终等于重力．也就是说土密度计在这三种液体中受到的浮力相等．就可以得到关于浮力的两个等式：F_水=F_酒；F_水=F_硫酸铜．从密度计露出液面高度的变化可以反映出V_排的不同，利用阿基米德原理分别把浮力表示出来，代入关于浮力的两个等式．从此入手即可．

土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态，所以浮力都等于重力，浮力相等．

即：F_水=F_酒=F_硫酸铜=G

设密度计平底试管的横截面积为S，长度为L

则：V_排水=S（L-3cm）、V_排酒=S（L-2cm）、V_排硫=S（L-3.8cm）

由阿基米德原理得：

F_水=ρ水gV_排水=ρ_水gS（L-3cm）=1×10³kg/m³gS（L-3cm）…①

F_酒=ρ_酒gV_排酒=ρ_酒gS（L-2cm）=0.8×10³kg/m³gS（L-2cm）…②

F_硫酸铜=ρ_硫酸铜gV_排硫=ρ_硫酸铜gS（L-3.8cm）…③

因为：F_水=F_酒

所以：1×10³kg/m³gS（L-3cm）=0.8×10³kg/m³gS（L-2cm）

解得：L=7cm

因为：F_水=F_硫酸铜

所以：1×10³kg/m³gS（L-3cm）=ρ_硫酸铜gS（L-3.8cm）

即：1×10³kg/m³gS（7cm-3cm）=ρ_硫酸铜gS（7cm-3.8cm）

解得：ρ_硫酸铜=1.25×10³kg/m³

故答案为：1.25×10³kg/m³

点评：

本题考点： 密度的计算；阿基米德原理．

考点点评： 此题要抓住两个关键点：①土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中浮力相等；②密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同．