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专题20 质量和密度实验
1、(2021·重庆市A卷·T16)“沉睡三千年,一醒惊天下”,三星堆遗址在2021年3月出上了大量文物,如图所示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小张把天平放在水平台上,将游码拨到______,此时指针偏向分度标尺中线的左侧,应向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡;
(2)调好后小张将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图甲所示,则模型的质量为______g;
(3)小张又进行了如图乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145g;
②用细线拴住模型并______在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出模型,用装有40mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到______处,量筒中的水位如图丙所示;
(4)旁边的小敏发现取出的模型粘了水,不能采用量筒的数据,于是测出图乙③中烧杯和水的总质量为155g,小敏计算出模型的密度为______g/cm3;
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则实验过程中模型带出水的体积为______cm3,小敏计算出的密度值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】零刻线(或标尺的左端或标尺的零刻线) 右 84 浸没 标记 8.4 2 相等
【解析】(1)[1]天平使用前应将游码拨至标尺左端零刻线处。
[2]指针偏向分度标尺中线的左侧,依照左偏右调的原则,应向右调节平衡螺母。
(2)[3]物体质量等于砝码质量加游码对应刻度值,则物体质量
m=50g+20g+10g+4g=84g
则模型的质量为84g。
(3)[4]用细线拴住模型并浸没在水中,使排开水的体积等于物体体积。
[5]取出模型,用装有40mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到标记处,使加入水的体积等于物体体积。
(4)[6]加入水的质量
m水=155g-145g=10g
物体体积
物体密度
则模型的密度为。
(5)[7]由丙图可知,量筒中倒入烧杯中的水的体积
则实验过程中模型带出水的体积
则实验过程中模型带出水的体积为2cm3。
[8]小敏计算的是由初始位置到标记处的水的体积,不会受到模型带出水的影响,小敏计算出的密度值与实际值相等。
2、(2020·重庆市A卷·T17)小张发现外婆家的盐蛋咸味适中恰到好处,猜想可能和盐水的密度有关,他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
(1)将天平放在水平工作台上,游码移到标尺的_______刻度处,观察到指针偏向分度盘的左侧(图甲),应将平衡螺母向_______调节,使天平平衡。
(2)调节天平平衡后,进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量m0,天平平衡时,砝码及游码位置如图乙,m0=_______g
②向烧杯中倒人适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g:然后将盐水全部倒入量筒(图丙),读数时视线与凹液面底部_______,读出体积V=_______mL;
③算出盐水的密度ρ=_______g/cm3
(3)小华指出:以上测量过程中,烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大,于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
进行了以下实验操作:
①取密度为8g/cm3的合金块,用电子秤测得其质为为80.0g(图甲);
②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水,得杯、盐水,水,合金块的总质量为100.0g(图乙);
③取出合金块向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.0g(图丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ=_______g/cm3,若每次测量值均比真实值大1g左右,则以上步骤测得的盐水密度与真实值相比_______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】零 右 32.0 相平 20 1.15 1.1 偏大
【解析】(1)[1]调节天平水平平衡前,需将游码调至零刻度线处。
[2]指针偏左,需将平衡螺母向右调节。
(2)①[3]砝码总质量为30g,游码示数为2.0g,测得m0=32.0g。
②[4]用量筒测量体积时,实现应与凹液面的最低处相平。
[5]由丙图可知,示数为20mL。
③[6]根据密度公式得
(3)③[7]由图甲可知,合金块质量为80.0g, 图乙得此时合金块、盐水和溢水杯的总质量为100.0g,则此时溢水杯和杯中盐水质量为20.0g;图丙可知,加满盐水后总质量为31g,则加入盐水的质量为11g。此时加入盐水的体积等于合金块的体积,即
则盐水的密度为
[8]测量值比真实值大1g,则甲、乙、丙图的真实值分别为79.0g、99.0g、30.