
1.物理興趣小組想在物理實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量一杯鹽水的密度。
(1)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作如下:
①將天平放在水平桌面上,將游碼移至“0”刻度線上,發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖甲所示,則需將平衡螺母向 調(diào)節(jié)。
②往燒杯中倒入適量鹽水,測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為 g(如圖乙所示);
③將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中,讀出鹽水的體積(如圖丙所示);
④測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量為15g;
⑤計(jì)算出鹽水的密度為 kg/m3。
(2)小剛設(shè)計(jì)了如下方案:
①用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1;
②往燒杯中倒入適量鹽水,測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2;
③將燒杯中的鹽水倒入量筒中,測(cè)出鹽水的體積V;
④利用ρ=計(jì)算出鹽水密度。
經(jīng)小組討論發(fā)現(xiàn)小剛的實(shí)驗(yàn)方案會(huì)使測(cè)量結(jié)果 (選填“偏大”或“偏小”)。
(3)回家后小亮想測(cè)量一個(gè)石塊的密度,但是手頭的實(shí)驗(yàn)器材只有:一個(gè)沒有刻度的杯子、天平、水、細(xì)線和吸水紙,利用這些器材,他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容將他的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。(水的密度為
ρ水)
①用天平稱出石塊的質(zhì)量m;
②在杯子中裝滿水,用天平稱出杯子和水的總質(zhì)量m1;
③ ;
④石塊密度的表達(dá)式ρ石塊= (用測(cè)量的物理量和已知量的符號(hào)表示)。
2.小亮想測(cè)量一個(gè)小木塊(不吸水)的密度,他有天平、圓柱形玻璃杯、適量的水、細(xì)針等器材,經(jīng)過思考,想出了如下的實(shí)驗(yàn)方法。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
(1)圖甲是小亮在調(diào)節(jié)天平時(shí)的情景,小麗指出了他在操作上的錯(cuò)誤,你認(rèn)為錯(cuò)誤之處是: 。
(2)小亮糾正錯(cuò)誤后調(diào)節(jié)好天平,按照以下步驟繼續(xù)實(shí)驗(yàn):
①將小木塊放在天平左盤,用 向右盤加砝碼并移動(dòng)游碼,天平平衡時(shí)右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示,則小木塊的質(zhì)量為 g。
②在玻璃杯中裝滿水,用細(xì)針緩慢地將木塊壓入水中,使之浸沒,利用排水法,測(cè)出溢出水的質(zhì)量為30g,則小木塊的體積為 cm3。
③算出小木塊的密度ρ木= kg/m3。
【交流反思】受小亮實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),小麗在實(shí)驗(yàn)時(shí)除了利用原有的圓柱形玻璃杯、適量的水和細(xì)針外,又找了一把刻度尺,不用天平也測(cè)出了木塊的密度,請(qǐng)你將下列測(cè)量步驟補(bǔ)充完整:
①在玻璃杯中裝入適量的水,用刻度尺測(cè)出杯中水的深度為h0。
②將木塊輕輕放入玻璃杯中,待它漂浮時(shí), 。
③用細(xì)針緩慢地把木塊壓入水中,使之浸沒,用刻度尺測(cè)出杯中水的深度為hm。
④寫出小木塊密度的表達(dá)式:ρ木= (用測(cè)量的物理量和已知量的符號(hào)表示)。
3.小明在戶外撿到一個(gè)小石塊,想知道石塊的密度是多少,他用天平(含砝碼)、量筒進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)量過程如下。
(1)把天平放在水平臺(tái)上,將游碼移至標(biāo)尺左端的 處,此時(shí)指針如圖甲所示,應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直至橫梁平衡。
(2)橫梁平衡后,用天平測(cè)得小石塊的質(zhì)量,如圖乙所示,小石塊的質(zhì)量 g;用量筒測(cè)得小石塊的體積,如圖丙所示,小石塊的體積為 cm3,由此可算出小石塊的密度為 kg/m3。
(3)小明利用彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯,細(xì)線及已測(cè)得的小石塊的密度ρ石,測(cè)出了鹽水的密度,如圖丁所示,他進(jìn)行了如下操作:
①在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛著石塊,靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為G;
②將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的石塊浸沒在鹽水中,靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F。
鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水= (用G、F、ρ石表示)。若在②操作中,石塊未完全浸入水中,測(cè)得的密度值將會(huì) (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
4.小圓學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后,分別進(jìn)行了液體和固體密度的測(cè)量。
(1)小圓在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量鹽水密度。
①如圖1,用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為 g。
②如圖2,將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中,測(cè)出量筒中鹽水的體積為 cm3。
③用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量為32.4g,則量筒中鹽水的質(zhì)量為 g。
④計(jì)算出鹽水的密度為 g/cm3。
(2)媽媽送給小圓一個(gè)雪容融“掛件”。小圓利用廚房里的電子秤、茶壺、茶杯和水,按如圖所示的步驟測(cè)量了“雪容融”的密度。
①根據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)可算出“雪容融”的密度為 g/cm3。
②小圓按A、B、C、D、E的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差較大,為了減小誤差,更合理的實(shí)驗(yàn)順序是 。
5.為了測(cè)量液體的密度,小鄭和小賈采用了不同方法。
(1)小鄭用天平和量筒做了如下實(shí)驗(yàn):她將天平放在水平工作臺(tái)上,把游碼放在標(biāo)尺 ,發(fā)現(xiàn)指針指在分度標(biāo)尺的右側(cè),要使橫梁平衡,應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)。
(2)①用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為17g;
②在燒杯中倒入適量液體,測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量如圖甲所示;
③將燒杯中的液體全部倒入量筒中,液體的體積如圖乙所示。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得燒杯中液體的質(zhì)量為 g,液體的密度為 kg/m3,小鄭用這種方法測(cè)出的液體密度會(huì) (選填“偏大”、“偏小”)。為了使實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,小鄭可以把實(shí)驗(yàn)(2)中的實(shí)驗(yàn)步驟的順序更改為 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
(4)小賈利用簡(jiǎn)易密度計(jì)來測(cè)量另外一種液體密度。
①取一根粗細(xì)均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口。塞入金屬絲的目的是使吸管能在液體中豎直漂浮。
②將吸管放到水中的情景如圖丙(a)所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為H;放到該液體中的情景如圖丙(b)所示,浸入的長(zhǎng)度為h,且H大于h。從圖像可知該液體密度 水的密度(選填“大于”、“小于”或“等于”),若用ρ液、ρ水分別表示該液體和水的密度,那么液體密度可表示為ρ液= 。(用題目中的字母表示)
6.在測(cè)小石塊密度實(shí)驗(yàn)中:
(1)天平調(diào)平衡后,把石塊放在天平左盤中,天平再次平衡后,放在右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示,這個(gè)石塊的質(zhì)量是 g。
(2)用量筒測(cè)石塊體積,石塊放入前后量筒中水面位置如圖乙所示,則石塊的密度是 kg/m3。
(3)使用溢水杯(如圖丙所示)、小燒杯、量筒、大燒杯、細(xì)線和水也能測(cè)小金屬塊密度,請(qǐng)將設(shè)計(jì)方案及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充完整。(表達(dá)式中水的密度用ρ水表示,其他各量用所測(cè)物理量字母表示)。
①將溢水杯裝滿水,把小燒杯放在溢水杯中漂浮,測(cè)出溢出水的體積為V1。
②再把小金屬塊輕輕放入小燒杯中,小燒杯仍漂浮,測(cè)出溢出水的體積為V2。
③小金屬塊質(zhì)量的表達(dá)式m金= 。
④取出小燒杯和小金屬塊,將溢水杯 水。
⑤用細(xì)線拴住小金屬塊,將小金屬塊浸沒在溢水杯中,測(cè)出溢出水的體積為V3。
⑥小金屬塊體積表達(dá)式V金= 。
⑦小金屬塊密度的表達(dá)式ρ金= 。
7.小明利用托盤天平和量筒測(cè)某種液體的密度,如圖1所示:
(1)他把天平放在水平桌面上,當(dāng)游碼移至零刻度處時(shí),指針偏向分度盤的右側(cè),這時(shí)他應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào),使橫梁平衡。
(2)天平平衡后,他們開始測(cè)量,測(cè)量步驟如下:
A.用天平測(cè)出燒杯和剩余油的總質(zhì)量;
B.將待測(cè)油倒入燒杯中,用天平測(cè)出燒杯和油的總質(zhì)量;
C.將燒杯中油的一部分倒入量筒,測(cè)出倒入量筒的這部分油的體積;
請(qǐng)根據(jù)以上步驟,寫出正確的操作順序: (填字母代號(hào))。
(3)若在步驟B中測(cè)得燒杯和油的總質(zhì)量為55.8g,其余步驟的數(shù)據(jù)如圖1所示,根據(jù)密度的計(jì)算公式可以算出,該油的密度是 kg/m3。
(4)小紅提出另一種測(cè)量待測(cè)液體密度的方案,器材有彈簧測(cè)力計(jì)金屬塊、水和兩個(gè)燒杯。簡(jiǎn)要步驟:
如下:
①分別往兩個(gè)燒杯中裝適量的水和待測(cè)液體;
②將金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)記為F1;
③將掛著的金屬塊浸沒在水中(未接觸燒杯),靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)記為F2;
④將掛著的金屬塊浸沒在待測(cè)液體中(未接觸燒杯),靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)記為F3;
⑤液體的密度ρ液= (用ρ水及測(cè)得的物理量表示)。
(5)如圖2所示,是天宮課堂“水油分離”實(shí)驗(yàn)的情景,油漂在水上方是因?yàn)? 。
8.小明在學(xué)習(xí)物理過程中非常注重總結(jié)和反思,他利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了測(cè)定固體和液體密度的方法,如圖所示,忽略細(xì)繩的質(zhì)量和體積,請(qǐng)根據(jù)要求完成以下問題:(已知水的密度為1.0×103kg/m3)
(1)由于沒有天平,他自制了如圖甲所示的杠桿,要使杠桿在水平位置平衡并靜止,應(yīng)將左端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。將待測(cè)金屬塊P用細(xì)線掛在杠桿左側(cè)A點(diǎn),用相同的細(xì)線將兩個(gè)相同圓柱體掛在杠桿右側(cè)B點(diǎn)時(shí),杠桿重新在水平位置保持靜止。已知右側(cè)每個(gè)圓柱體的質(zhì)量均為360g,則該金屬塊的質(zhì)量為 g。
(2)他從杠桿上取下金屬塊P掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,逐漸浸入水中,如圖丙和圖丁,由圖中信息可以計(jì)算出金屬塊P的密度為 kg/m3,可初步得出浸入水中的物體所受到的浮力與 有關(guān)。
(3)他將金屬塊P從水中提出,擦干后又浸入某種鹽水中,如圖戊所示,根據(jù)圖中信息可知該鹽水的密度為 kg/m3。
9.小明用天平和量筒測(cè)量某蠟塊的密度。
(1)小明將天平放在水平臺(tái)上,應(yīng)先將游碼移到 處,調(diào)整好后發(fā)現(xiàn)天平的指針如圖甲所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)節(jié),直至天平水平平衡。
(2)用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)蠟塊的質(zhì)量,當(dāng)天平再次平衡時(shí),所加砝碼及游碼位置如圖乙所示,則蠟塊的質(zhì)量為 g。
(3)已知蠟塊體積為10cm3,則該蠟塊的密度為 kg/m3。
(4)同學(xué)小芳不用天平,將重物和蠟塊用細(xì)線系住,借助量筒按圖丙步驟測(cè)量蠟塊的密度:
①在量筒中倒入適量水,記錄液面示數(shù)V1;
②輕輕將重物浸沒在量筒內(nèi)的水中,記錄液面示數(shù)V2;
③緩緩將重物繼續(xù)下移,直至蠟塊也完全浸沒在量筒內(nèi)的水中,記錄液面示數(shù)V3;
④取出重物和蠟塊,然后輕輕將蠟塊放入量筒內(nèi)的水中,記錄液面靜止時(shí)的示數(shù)V4;則蠟塊密度的表達(dá)式為 (用V1、V2、V3、V4和ρ水表示);這種方法測(cè)出的蠟塊密度值與真實(shí)值相比 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
10.某同學(xué)學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后,對(duì)測(cè)量物質(zhì)的密度產(chǎn)生了濃厚的興趣。
(1)他利用天平和量筒測(cè)量土豆的密度。具體過程如下:
①天平放在 ,將游碼移至零刻度線處,然后調(diào)節(jié) ,使天平橫梁平衡;用調(diào)好的天平測(cè)量土豆的質(zhì)量,天平平衡時(shí)如圖甲所示,則土豆的質(zhì)量是 g。
②他用一個(gè)大燒杯自制溢水杯,將土豆緩慢浸沒在大燒杯中,同時(shí)用小桶收集溢出的水,將小桶收集的水倒入量筒后如圖乙所示,則土豆的密度為 kg/m3(結(jié)果保留2位小數(shù)),測(cè)出的土豆密度值 (選填“偏大”或“偏小”)。
(2)他想知道胡麻油的密度,于是找來了透明容器、普通玻璃杯A,適量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、記號(hào)筆和一個(gè)底面積為S粗細(xì)均勻的玻璃杯B。測(cè)量過程如下:
①透明容器中加入適量的水,將A杯放入透明容器中如圖甲所示;
②在B杯中加入適量的水,用刻度尺測(cè)量出水柱的高,并標(biāo)記水面位置如圖乙所示;
③將B杯中適量的水倒入A杯中,用記號(hào)筆標(biāo)記出A杯與水面相交的位置如圖丙所示,并用刻度尺量出B杯中剩余水柱的高度h1;
④接下來他的操作是:將A、B杯中的水倒凈后擦干, ,然后將B杯中胡麻油倒入A杯,使標(biāo)記2處再次與水面相平,測(cè)出B杯中剩余胡麻油的高度h2;則胡麻油的密度表達(dá)式是:ρ= 。(用測(cè)量量和已知量的符號(hào)表示,已知水的密度為ρ水)
11.小聰和小圖同學(xué)想測(cè)量某果汁的密度,他們分別選用不同的實(shí)驗(yàn)器材和方法來進(jìn)行測(cè)量。
(1)使用前,正確調(diào)節(jié)天平平衡后,小聰在燒杯中倒入果汁,用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)量燒杯和果汁的總質(zhì)量,
操作情景如圖甲所示,錯(cuò)誤之處是 。
(2)糾正錯(cuò)誤后稱出燒杯和果汁的總質(zhì)量為95g;將燒杯中一部分果汁倒入量筒中,如圖乙所示,再用天
平測(cè)量燒杯和剩余果汁的總質(zhì)量時(shí),天平平衡時(shí)所用的砝碼和游碼位置如圖丙所示,則果汁的密度ρ= 。
(3)小麗同學(xué)用如圖所示裝置來測(cè)量果汁的密度,操作步驟如下:
①如圖丁所示,向管內(nèi)倒入適量的果汁,隨著果汁量的增加,橡皮膜越向下凸起,用刻度尺測(cè)出玻璃管中果汁柱的高度為h1;
②如圖戊所示,在燒杯中裝入適量的水,將裝有果汁的玻璃管緩慢浸入水中,直至橡皮膜 為止,用刻度尺測(cè)出管底到水面的深度為h2(選填“水平”、“上凹”或“下凸”);
果汁的密度表達(dá)式:ρ汁= (用ρ水、h1、h2表示)。
12.如圖1所示,小明利用天平、水、量筒和燒杯來測(cè)量不規(guī)則礦石(不吸水)的密度:
(1)把托盤天平放在水平臺(tái)上,將標(biāo)尺上的游碼移到零刻度處,發(fā)現(xiàn)天平指針如圖1甲所示,則應(yīng)將天平的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);用調(diào)節(jié)好的托盤天平測(cè)量這塊兒小礦石的質(zhì)量,往右盤中加減砝碼,并移動(dòng)游碼,天平平衡后,砝碼、標(biāo)尺上的游碼如圖1乙所示;如圖1丙、丁所示,把小礦石放入裝有適量水的量筒中,則小礦石的密度為 g/cm3。
(2)小明想,利用浮力相關(guān)知識(shí)也能測(cè)出石塊的密度,那如何測(cè)量這樣的小石塊密度呢?小明利用小空桶、大量筒、水進(jìn)行了如下列操作:
第一步:如圖2甲所示,在大量筒中倒入適量的水,把小空桶放入大量筒中,使其漂浮在水面上,此時(shí)大量筒中液面對(duì)應(yīng)的刻度為V1;
第二步:如圖2乙所示,把小礦石放入小空桶中,使小空桶和礦石漂浮在水面上,此時(shí)大量筒中液面對(duì)應(yīng)的刻度為V2;
第三步: (步驟補(bǔ)充完整);
第四步:利用上述數(shù)據(jù)及密度公式計(jì)算出礦石的密度。
請(qǐng)根據(jù)步驟及題意完成下列問題:
①把實(shí)驗(yàn)操作“第三步”補(bǔ)充完整:
②推導(dǎo)出礦石密度的表達(dá)式:ρ礦石= (表達(dá)式用操作步驟中已知量的字母表示,已知水的密度用ρ水表示)。
推導(dǎo)過程: 。
13.疫情防控期間,每個(gè)班配備酒精消毒液。瓶身上貼有說明,75%的醫(yī)用酒精密度范圍是0.885~0.859g/cm3,某興趣小組想通過測(cè)量該酒精的密度來鑒定其產(chǎn)品是否合格,準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材后,操作步驟如下:
(1)調(diào)節(jié)天平平衡,天平放置在水平臺(tái)上,將 移動(dòng)到零刻度線處,調(diào)整 ,使指針指向刻度盤中央。
(2)調(diào)節(jié)平衡后,測(cè)出空燒杯的質(zhì)量53g,在燒杯中盛適量的酒精,用天平測(cè)出酒精和燒杯的總質(zhì)量,此時(shí)天平讀數(shù)如圖丙所示為 g。
(3)然后將燒杯中的酒精倒入量筒中,如圖乙所示,讀出其體積。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算該酒精的密度是 g/cm3,根據(jù)測(cè)量結(jié)果,判斷該酒精是否合格。 (選填“是”或“否”)
(4)評(píng)估交流,實(shí)驗(yàn)完成后小組內(nèi)交流,認(rèn)為測(cè)量結(jié)果 (選填“偏大”或“偏小”),原因是 。
14.小亮想測(cè)量酒精的密度,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)步驟。
(1)在燒杯中裝入適量的酒精,用已經(jīng)調(diào)好的天平稱出它們的總質(zhì)量,天平平衡時(shí)砝碼和游碼位置如圖甲所示,質(zhì)量為 g。
(2)將燒杯中的酒精倒入量筒中一部分如圖乙所示,讀出體積為 cm3。
(3)用天平稱出燒杯和剩余酒精的總質(zhì)量為80.6g。酒精的密度ρ= kg/m3。
(4)小亮實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn):兩次測(cè)量質(zhì)量時(shí)所用到的同一個(gè)20g的砝碼生銹了。測(cè)得酒精的密度與真實(shí)值相比 (填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。
(5)小亮又想利用浮力和杠桿知識(shí)來測(cè)量金屬塊的密度,他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
①將杠桿吊起,調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,這樣做的目的是便于測(cè)量 。
②將兩個(gè)完全相同的金屬塊掛在杠桿兩端,使杠桿在水平位置重新平衡,用刻度尺測(cè)量出支點(diǎn)O到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1,如圖丙所示。
③將左側(cè)金屬塊浸沒在燒杯內(nèi)的水中,調(diào)節(jié)右側(cè)金屬塊的位置,使杠桿在水平位置再次平衡,用刻度尺測(cè)量出支點(diǎn)O到B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2,如圖丁所示。
④金屬塊密度的表達(dá)式為:ρ金屬塊= (已知水的密度為ρ水)。
15.用天平和量筒測(cè)量醬油的密度:
(1)將天平放在水平桌面上,把游碼移到標(biāo)尺上的 ,發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤右側(cè),這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 端調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(2)稱出空燒杯的質(zhì)量為50g,將適量的醬油倒入燒杯,稱出燒杯和醬油的總質(zhì)量如圖甲所示,則燒杯中醬油的質(zhì)量為 g,接著,將燒杯中的醬油倒入量筒中,示數(shù)如圖乙所示,醬油的密度為 g/cm3。
(3)本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得醬油的密度產(chǎn)生誤差的主要原因是 。
(4)小茗同學(xué)不用天平和量筒,進(jìn)行如下操作,也可以測(cè)出醬油的密度:
①向水槽中加適量的水,讓平底空玻璃管豎直漂浮在水中,如圖丙所示,用刻度尺測(cè)量平底玻璃管在水中的深度為h。
②向平底玻璃管中緩緩倒入醬油,使其緩慢下沉,當(dāng)平底玻璃管底剛好接觸水槽底時(shí)停止向平底玻璃管倒入醬油,此時(shí),平底玻璃管對(duì)水槽底壓力為零,如圖丁所示。用刻度尺測(cè)量水槽中水的深度為h2。
③從水槽中取出平底玻璃管,用刻度尺測(cè)量 中液體的深度h3。
④醬油密度的表達(dá)式為ρ醬油= (水的密度用ρ水表示)。
16.在學(xué)習(xí)密度的測(cè)量后,小虎動(dòng)手測(cè)量了小石塊和某種液體的密度。
(1)小石塊密度的測(cè)量;
①天平平衡時(shí)所加砝碼和游碼位置如圖甲所示,則小石塊的質(zhì)量為 g;在量筒中倒入適量的水,測(cè)出水的體積為20mL,用細(xì)線系住石塊并將其浸沒在水中,示數(shù)如圖乙所示,則小石塊的密度為 kg/m3。
②對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行交流與評(píng)估:如果在①操作步驟中,先測(cè)石塊的體積然后馬上測(cè)其質(zhì)量,則測(cè)出小石塊的密度會(huì) (選填“偏大”、“偏小”或“不變”),原因是 。
(2)自制簡(jiǎn)易密度計(jì)測(cè)量某液體的密度;
①取一根粗細(xì)均勻長(zhǎng)為L(zhǎng)的吸管,在其下端塞入適量沙子并用石蠟封口,使其豎直漂浮在液體中;
②將“吸管”放入水中靜止時(shí)如圖丙(a)所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為H;放到待測(cè)液體中靜止時(shí)如圖丙(b)所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為h,則該液體密度的表達(dá)式ρ= 。(用題中已知量和測(cè)量量的符號(hào)表示,已知水的密度為ρ水)
③圖丁是三支不同粗細(xì)吸管制成的密度計(jì)豎直漂浮在水面上的情形。為使所測(cè)液體密度更準(zhǔn)確,應(yīng)選密度計(jì) (選填字母)。
17.如圖所示,廈門中學(xué)生助手利用天平和量筒測(cè)量石塊的密度,進(jìn)行如下測(cè)量:
(1)把天平放在水平臺(tái)上,游碼移到標(biāo)尺左端零刻度線處,指針在分度盤的位置如圖甲所示,為使天平橫梁平衡,應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)節(jié)(選填“左”或“右”)。
(2)用天平測(cè)石塊質(zhì)量,當(dāng)橫梁平衡時(shí),放在右盤中的砝碼和游碼位置如圖乙所示,則石塊質(zhì)量為 g;用量筒測(cè)出石塊體積為6cm3,則石塊密度為 kg/m3。
(3)廈門中學(xué)生助手猜想能否使用刻度尺和杠桿等器材測(cè)量石塊密度,于是他進(jìn)行如下探究:(杠桿重力不計(jì))
①如圖丙所示,杠桿處于水平位置且平衡。
②保持石塊的懸點(diǎn)位置A不變,將石塊浸沒在盛水的杯中(未與杯底、杯壁接觸),調(diào)整重物的懸點(diǎn)位置至C點(diǎn),使杠桿再次處于水平位置且平衡,則C點(diǎn)應(yīng)該在B點(diǎn)的 側(cè)(選填“左”或“右”),用刻度尺測(cè)量OC的長(zhǎng)度l3。
③石塊密度的表達(dá)式ρ= (用字母ρ水、l1、l2、l3表示)。
(4)閱讀了教材“自制密度計(jì)”的課外小實(shí)驗(yàn)后,廈門中學(xué)生助手的小曾決定嘗試做一個(gè)密度計(jì)。
①小曾選擇了一個(gè)由某種特殊材料制成的條形長(zhǎng)方體A來制作密度計(jì),測(cè)得A的質(zhì)量為12g。
②小曾查閱了相關(guān)資料,在得知該材料的密度后,作出了如圖丙所示的ρ﹣V圖象,據(jù)圖可以找到關(guān)于A的一些信息。他發(fā)現(xiàn)A的質(zhì)量可以在ρ﹣V圖中用陰影部分面積表示出來,請(qǐng)你在圖丙中用細(xì)線畫出這一陰影部分。
③小曾想用理論推導(dǎo)的方法,在A上標(biāo)注出各種密度值。他先標(biāo)注水的密度,再測(cè)量出A的長(zhǎng)度為20cm后,作出了圖丁中所示的示意圖,經(jīng)過計(jì)算,他確定出水面位置距A上表面h= cm處,并作了標(biāo)記。(ρ水=1.0×103kg/m3)
④為驗(yàn)證結(jié)果,小曾將A放入足夠多的水中,發(fā)現(xiàn)它不容易豎直漂浮。小曾在A的下端密繞了適量的金屬絲(金屬絲體積可忽略不計(jì)),制成了“密度計(jì)”B,小曾經(jīng)過思考后發(fā)現(xiàn),B的刻度應(yīng)該與A不同,為了重新標(biāo)注,小曾測(cè)出金屬絲的質(zhì)量是2g。按照這種方法,他在B上標(biāo)出了水、酒精等液體對(duì)應(yīng)的刻度值,一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)就制成了,則A、B在標(biāo)注水對(duì)應(yīng)的刻度值時(shí),其兩刻度的距離為 cm。
18.小王想利用自己學(xué)過的物理知識(shí),測(cè)量一些常見液體的密度,g取10N/kg。
(一)用彈簧測(cè)力計(jì)改裝成一個(gè)密度秤,如圖甲。
器材:彈簧測(cè)力計(jì)(0~5N)、易拉罐、細(xì)繩、水和食用油、記號(hào)筆。
步驟:
①用易拉罐和細(xì)繩制作成一個(gè)小桶,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶的重力為0.4N;
②在小桶內(nèi)倒入適量的水,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶和水的總重力為1.9N,在刻度盤上標(biāo)注相應(yīng)密度值,并在水面處做好記號(hào);
③在小桶內(nèi)倒入食用油至 ,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶和食用油的總重力為1.6N;
(1)應(yīng)在彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤 N處標(biāo)注0g/cm3;
(2)食用油的密度為 g/cm3;
(3)改裝后的密度秤刻度盤上,越往下密度越 ;
(4)在不更換彈簧測(cè)力計(jì)的情況下,若要增大密度秤的量程,可進(jìn)行的操作是 。(寫出一條措施即可)
(二)用一個(gè)圓柱形塑料桶改裝成一個(gè)密度桶:
器材:彈性較好的橡皮筋(實(shí)驗(yàn)中不會(huì)拉斷)、細(xì)繩、透明圓柱形塑料桶、水、鹽水(ρ=1.1×103kg/m3)、刻度尺、記號(hào)筆,如圖乙;
步驟:
④通過細(xì)繩將透明圓柱形塑料桶懸掛在橡皮筋下面,在桶內(nèi)裝入適量的水,并記錄下橡皮筋最低點(diǎn)的位置,在水面處用記號(hào)筆標(biāo)記“1.0g/cm3”;
⑤將水倒出并擦干,在透明圓柱形塑料桶內(nèi)倒入鹽水,直到橡皮筋的長(zhǎng)度與上次相同,在鹽水液面處用記號(hào)筆標(biāo)記“1.1g/cm3”,并用刻度尺量出水和鹽水液面差為0.4cm;
⑥將鹽水倒出并擦干,在透明圓柱形塑料桶內(nèi)倒入待測(cè)液體,直到橡皮筋的長(zhǎng)度與上次相同,在液面處用記號(hào)筆標(biāo)記,并用刻度尺量出水和未知液面差為0.6cm且在“1.0g/cm3”的上方。
(5)未知液體的密度為 g/cm3;
(6)小王發(fā)現(xiàn)上述測(cè)量過程中兩種液體液面位置非常接近,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差較大,大王說選擇 (a/b)桶替換原來的塑料桶來提高密度桶精確程度,如圖丙。
19.興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了浮力的知識(shí)后,想借助不吸水的泡沫塊A(ρA<0.3g/cm3)、電子秤、小滑輪、輕質(zhì)細(xì)線來測(cè)量液體的密度。
(1)請(qǐng)幫他們完善實(shí)驗(yàn):
A.把小滑輪固定在容器底部,再在容器中盛上適量的待測(cè)液體,將容器放在電子秤上(如圖甲所示),讀出電子秤示數(shù)m1;
B.將泡沫塊A輕輕地放入容器中,如圖乙,讀出電子秤示數(shù)m2;
C.用細(xì)線拴住泡沫塊A,并將細(xì)線繞過小滑輪,拉動(dòng)細(xì)線,直到 時(shí),讀出電子秤示數(shù)m3;剛拉動(dòng)細(xì)線那陣,會(huì)感到越來越費(fèi)力,這是因?yàn)楦×Φ拇笮『? 有關(guān)。
(2)泡沫塊A的質(zhì)量= ;
(3)請(qǐng)推導(dǎo)待測(cè)液體的密度ρ液的表達(dá)式(用物理量m、m2、m3和ρA表示,并寫出必要的文字說明及推導(dǎo)過程);
(4)整理器材時(shí),發(fā)現(xiàn)電子秤上濺上了一些液體,經(jīng)回想,是在實(shí)驗(yàn)第一步(甲圖)時(shí)濺上的液體,若電子秤上濺出的液體質(zhì)量并沒有改變,則以上測(cè)得液體的密度與真實(shí)值相比 。
20.如何應(yīng)用密度知識(shí)解決實(shí)際問題呢?
(1)實(shí)驗(yàn)小組甲用圖1所示方法測(cè)量某金屬環(huán)的密度。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①如圖甲所示,用已調(diào)節(jié)平衡的天平測(cè)出金屬環(huán)的質(zhì)量為 g;
②如圖乙所示,用量筒測(cè)出金屬環(huán)的體積為 cm3;
③金屬環(huán)的密度是 g/cm3。
④若先測(cè)體積后測(cè)質(zhì)量,測(cè)量結(jié)果偏 (選填“大”或“小”)。
(2)實(shí)驗(yàn)小組乙利用天平、刻度尺采用一種“稱地圖,算面積”的方法估算某地區(qū)的面積S,如圖2;
①將縮小為的濕地圖形畫在一張質(zhì)量、厚度均勻的硬紙板上;
②剪下畫在硬紙板上的“地圖”,用天平稱出它的質(zhì)量m圖;
③ ;
④濕地實(shí)際面積S= (用測(cè)量量表示)。
21.小強(qiáng)同學(xué)在家中自主學(xué)習(xí),他利用家庭實(shí)驗(yàn)室的器材欲測(cè)一小石塊的密度,他可用的器材有:托盤天平(含砝碼)、燒杯、細(xì)線、水和小石塊:
(1)將托盤天平放在水平桌面上,將游碼移至標(biāo)尺左端零刻線處,調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡;
(2)在燒杯中放入適量的水,用細(xì)線拴住小石塊,將小石塊浸沒水中,在水面到達(dá)的位置上作標(biāo)記,用天平測(cè)出水和燒杯總質(zhì)量m1;
(3)將小石塊從水中取出,用天平測(cè)出剩余水和燒杯的總質(zhì)量m2;
(4)向燒杯中加水到標(biāo)記處,再用天平測(cè)出此時(shí)水和燒杯的總質(zhì)量m3;
(5)上述實(shí)驗(yàn)過程可簡(jiǎn)化為圖,小石塊的質(zhì)量m石= ;
(6)設(shè)水的密度為ρ水,則小石塊體積的表達(dá)式:V石= (用所測(cè)物理量的字母表示),小石塊密度的表達(dá)式:ρ石= (用所測(cè)物理量的字母表示);
(7)如步驟(3)中取出小石塊時(shí)帶走了一些水,小強(qiáng)所測(cè)的小石塊質(zhì)量 (選填“大于”“小于”“等于”)小石塊的真實(shí)質(zhì)量。
22.小亮和小陽在實(shí)驗(yàn)室做測(cè)量密度的實(shí)驗(yàn)。
(1)小亮同學(xué)把天平放在水平桌面上,然后調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平橫梁在水平位置平衡如圖甲所示,請(qǐng)你指出小亮同學(xué)調(diào)節(jié)天平橫梁平衡的過程中遺漏的操作步驟 ;
(2)完成遺漏的操作步驟后,為了調(diào)節(jié)橫梁平衡,需要向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母;
(3)他想測(cè)量酒精的密度,正確的操作步驟應(yīng)該是: ;
A.用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量記為m1;
B.將酒精全部倒入量筒中,用量筒測(cè)出酒精的體積記為V;
C.用天平測(cè)出燒杯和酒精的總質(zhì)量記為m2;
(4)在上述B步驟中,量筒的示數(shù)如圖乙所示,則量筒中酒精的體積為 mL;在上述C步驟中,天平的示數(shù)如圖丙所示,則燒杯和酒精的總質(zhì)量為 g;
(5)同組的小陽用另外的方法來測(cè)量酒精的密度,他取來一塊密度為ρ的鵝卵石,利用電子秤繼續(xù)測(cè)量,設(shè)計(jì)了如下方案:
①先用電子秤測(cè)出鵝卵石的質(zhì)量M1;
②在燒杯中放入適量的酒精將鵝卵石浸沒,在液面到達(dá)的位置上作標(biāo)記,用電子秤測(cè)出總質(zhì)量為M2;
③將鵝卵石從酒精中取出,用電子秤測(cè)出剩余酒精和燒杯的總質(zhì)量為M3;
④向燒杯中加酒精到標(biāo)記處,再用電子秤測(cè)出此時(shí)酒精和燒杯的總質(zhì)量為M4;
為了使測(cè)出來的酒精密度盡可能的準(zhǔn)確,在小陽記錄的上述數(shù)據(jù)中,步驟 (選填“①”“②”“③”“④”)記錄的數(shù)據(jù)是多余的,則酒精的密度是ρ酒= (用測(cè)出來的物理量表示)。小陽測(cè)量完畢之后,取下電子秤上的燒杯發(fā)現(xiàn)電子秤的示數(shù)并不為0,而是顯示為“0.5g”,則他測(cè)得的酒精密度將 (選填“偏大”、“偏小”或“不受影響”)。(已知M2>M4)。
23.某物理興趣小組需要密度為1.1g/cm3的鹽水,為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)提供的鹽水是否合格,于是進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
(1)測(cè)量前,應(yīng)將天平放在 桌面上,把游碼歸零后,發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)的位置如圖甲所示,則應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)節(jié),直到天平平衡:小孫在稱量空燒杯的過程中出現(xiàn)如圖乙所示的操作,請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤: 。
(2)同組的小麗擬定的實(shí)驗(yàn)步驟為:
①用天平測(cè)量空燒杯的質(zhì)量為m1;
②往燒杯中倒入適量鹽水,用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2;
③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中,測(cè)出鹽水的體積為V;
④可以根據(jù)密度公式計(jì)算出鹽水的密度ρ鹽水= 。(用m1、m2、V表示)
(3)同組的小華同學(xué)指出:在小麗擬定的實(shí)驗(yàn)中,燒杯內(nèi)壁會(huì)沾有少量鹽水,這會(huì)導(dǎo)致測(cè)量出的鹽水的密度值比真實(shí)值偏 ;經(jīng)過仔細(xì)分析后,將實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了如下調(diào)整,具體的實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
①往燒杯中倒入適量鹽水,用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為82.2g;
②將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中,測(cè)出鹽水的體積如圖丙所示,為 mL;
③用天平測(cè)量空燒杯(包含殘留鹽水)的質(zhì)量如圖丁,為 g。
(4)計(jì)算鹽水的密度ρ鹽水= kg/m3;現(xiàn)取40mL該鹽水倒入燒杯中,為配制合格鹽水,需要向燒杯里加 (選填“鹽”或“水”),應(yīng)該加 g。
24.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)在“測(cè)量某種液體的密度”實(shí)驗(yàn)中,操作步驟如下:
(1)把天平放在水平桌面上,游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖甲所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到橫梁水平平衡。
(2)將適量待測(cè)液體裝入燒杯,并放在天平的左盤,測(cè)量其質(zhì)量,待天平平衡時(shí),如圖乙所示。然后將燒杯中的液體全部倒入量筒中,如圖丙所示。再測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為28g。由此計(jì)算出液體的密度為 kg/m3。
(3)同學(xué)們想按照教材中“綜合實(shí)踐活動(dòng)”要求制作簡(jiǎn)易密度計(jì)來測(cè)量液體密度。
①取一根粗細(xì)均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口。塞入適量金屬絲的目的是使吸管能豎直 在液體中。
②將吸管放到水中的情景如圖(a)所示,測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為H;放到另一液體中的情景如圖(b)所示,浸入的長(zhǎng)度為h。用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度,用ρ水、h及H表達(dá)液體密度的關(guān)系式 。(寫出推導(dǎo)過程)
③根據(jù)上述表達(dá)式標(biāo)出刻度后測(cè)量食用油的密度,操作時(shí)出現(xiàn)了如圖(c)所示的情形,這是因?yàn)槊芏扔?jì)的重力 (選填“大于”或“小于”)它所受到的浮力。在不更換食用油和密度計(jì)的情況下,仍用此密度計(jì)能正常測(cè)量食用油的密度,可以進(jìn)行的改進(jìn)操作是: (僅要求寫一種,合理即可)。
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