内容正文:
1.(2020福建)在测量某液体密度的实验中。
(1)把托盘天平在水平工作台上,将游码移到标尺左端______刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______调节,使天平横梁平衡;
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为______g;
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为______mL。称得剩余液体和烧杯的总质量为22g,则液体的密度为______g/cm3;
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=______ (用ρ水及测得的物理量表示)。
【答案】零 右 82 50 1.2 ⋅ρ水
【解析】
(1)[1][2]实验前,将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻线处,调节平衡螺母,使天平静止时指针指在分度盘的中央刻度线上,图中指针偏向分度盘的左侧,将平衡螺母向右调节。
(2)[3]天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;由图知,标尺的分度值为0.2g,则待测液体和烧杯的总质量
m总=50g+20g+10g+2g=82g
待测液体和烧杯的总质量为82g。
(3)[4]如图乙所示, 量筒的分度值为1 mL,量筒中液体的体积为50cm3。
[5]量筒内液体的质量
m=82g−22g=60g
液体的密度为
ρ===1.2g/cm3
待测液体的密度为1.2g/cm3。
(4)[6]由题知,金属块在被测液体中受到的浮力
F浮=F1−F3
根据阿基米德原理得
F1−F3=ρVg
所以
V=
金属块在水中受到的浮力
F′浮= F1−F2
根据阿基米德原理得
F1−F2=ρ水Vg
所以
V=
因为金属块浸没在被测液体中和浸没中水中的体积相等,所以
=
则未知液体密度的表达式
ρ=⋅ρ水
2.(2020宁夏)75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒,小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精,说明书如图甲所示,小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格:
【产品名称】75%酒精消毒液
【规格】500 mL/瓶 30瓶/箱
【品牌】
【有效成分含量】乙醇含量为75%±5%(V/V)
【卫生许可证号】鲁卫消证字(2002)第0000号
【执行标准】Q/1400ALX013
(1)小刚取适量该酒精进行实验:
①为使测量结果更准确,以下实验操作步骤合理顺序是____(用字母表示)。
A.计算酒精的密度
B.用天平测出烧杯的质量52.4g
C.在烧杯中盛适量的酒精,用天平测出酒精和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的酒精倒入量筒中,读出其体积,如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图丙所示,则总质量为____
g,该酒精的密度是______。
③根据测量结果,小刚能否鉴定该产品是否合格?并说明理由。______
(2)在学完浮力的知识后,小刚又想到可以利用弹簧测力计,水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度,实验操作步骤如下:
a.用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1
b.在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2
c.算出小石块的体积V石
d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在酒精中,读出测力计示数F3
根据上述操作步骤,请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______(表达式用测量量的字母表示,水的密度用表示,推导过程要有必要的文字说明)。
【答案】DCEBA 105.2 0.88g/cm3 根据测量结果,小刚能鉴定该产品是合格的,理由是:在实验误差允许范围内,该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合 ρ水
【解析】
(1)[1][2][3][4]为使测量结果更准确,实验操作步骤合理顺序是:DCEBA;测量酒精和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图丙所示,则总质量为105.2g,所以酒精的质量为
m=105.2g-52.4g=52.8g
由图乙知酒精的体积为60cm3,所以酒精的密度为
===0.88g/cm3
根据测量结果,小刚能鉴定该产品是合格的,理由是:在实验误差允许范围内