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参考答案
加练2 特殊方法测量物体的密度(不涉及浮力)
1.(2)物体和砝码位置放反了 (3)7.2 (4)7.5 不变 (5)用量筒测量金属球的体积误差较大,用电子秤测量体积时,更精确
2.(1)将平衡螺母向左移动,使天平平衡 (2)DCEBA (3)物体和砝码放反了 58.2(4)
【解析】(1)由甲图可知,称量前指针偏右,故应将平衡螺母向左移动,使天平平衡;(2)测量质量前先调节天平,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,再测量倒出橙汁的体积,最后用天平测出空烧杯的质量,并计算橙汁的密度,故为了测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是DCEBA;(3)图乙存在的问题是物体和砝码放反了;此时右盘中烧杯总质量与游码对应质量的和等于左盘中砝码的质量,故烧杯总质量m=m砝码﹣m游码=(50g+10g)﹣1.8g=58.2g;(4)由题意可知,橙汁质量:m=m1﹣m0;与橙汁等深度的水的质量m水=m2﹣m0;橙汁的体积:V=V水;橙汁的密度:ρ橙汁。
3. 重物的悬点 (1)杠杆的平衡条件 (2)ADCB (3)2.6×103
4.(1)C (2)24 (3)8cm3 3(4)③标记 ④ 等于
【解析】(1)天平平衡后,把小吊坠放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后,发现指针偏向分度盘的右侧,接下来正确的操作步骤是把天平右盘的最小的砝码拿走,并向右移游码,使天平平衡,故C正确;(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以吊坠的质量为m=20g+4g=24g;(3)由图丙知,水和吊坠的体积为38mL,所以吊坠的体积为:V=38mL﹣30mL=8mL=8cm3;吊坠的密度为:ρ3g/cm3。(4)③将小吊坠从水中取出,向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3;由步骤②③,根据等效替代法可知,加入水的体积即为鹅卵石的体积:V;鹅卵石密度的表达式:ρ吊•ρ水;若步骤③中取出鹅卵石时会带走一些水,在测量m3时是以添加到标记为准,测量的体积不会因为鹅卵石带走水而变化,根据ρ可知,小明所测的鹅卵石密度等于真实鹅卵石密度.
5.(2)42 (3)2.1 (4)2 方案一 方案二中取出石块带出水,会导致体积测量偏大,计算所得密度会偏小,所以方案二的误差较大 (4)80 4×103
【解析】(2)由图知,石块的质量m=20g+20g+2g=42g。(3)方案一:排开水的质量m排=m3﹣(m1﹣m)=142g﹣(164g﹣42g)=20g,根据ρ可得石块的体积:V=V排20cm3,所以,石块的密度ρ2.1g/cm3。方案二:向烧杯中加入水的体积即为石块体积V′=150cm3﹣129cm3=21cm3,石块的密度ρ2g/cm3.方案一中提出石块时所带出的水,在后面加水到标记处时,补充进去,不影响实验结果;而方案二中取出石块带出水,会导致体积测量偏大,计算所得密度会偏小,所以方案二的误差较大,即误差相差较小的是方案一.(4)根据弹簧测力计的读数G2=0.4N、G4=1.2N;可得排开水的重力G排=G4﹣G2=1.2N﹣0.4N=0.8N,排开水的质量m排0.08kg=80g,
因为金属块浸没,所以小石块的体积V石=V排80cm3,小石块的重力G=G3+G排﹣G1=4.4N+0.8N﹣2N=3.2N小石块的质量m0.32kg=320g,
小石块的密度ρ金属4g/cm3=4×103kg/m3.
6.(1)水平 零刻度 右 (2)54.6 (3)③ 偏大 将小碗从水中取出时,小碗上带有水,使大碗中剩余的水减少,测得青枣的体积偏小
【解析】(1)测量时,应将托盘天平放置在水平桌面上,先将标尺上游码移到零刻度处,若发现指针指在分度盘的左侧,则应将平衡螺母向右调节,使天平横梁平衡;(2)由图甲知,天平标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度值为4.6g,则鸡蛋的质量:m=50g+4.6g=54.6g;
(3)根据实验步骤可知,青枣的体积等于排出水的体积,排出水的质量为m′=m3﹣m2,青枣的体积为:;则青枣的平均密度为:;将小碗从水中取出时,小碗上带有水,使大碗中剩余的水减少,测得青枣的体积偏小,由可知,用这种方法测得青枣的平均密度偏大.
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加练2 特殊方法测量物体的密度(不涉及浮力)
1.小明同学利用以下器材设计甲和乙两种方案测量金属球的密度,按图所示完成以下步骤.
方案甲:
器材:天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计,不吸水)
第1题图
(1)他先将天平放在水平桌面上,游码置于“0”刻度线,调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)接着他按如图A所示的方法来称量金属球的质量,其中有两个错误:
① ;②用手拿取砝码.
(3)改正错误后,正确测出金属球的质量和体积,如图B和图C所示;密度的测量值是
g/cm3;
方案乙:
器材:电子秤、溢水杯、水
第1题图
①用电子秤测出金属球的质量,如图D所示;
②将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图E所示;
③缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量,如图F所示;
(4)金属球密度的测量值是 g/cm3.实验中取出金属球时会带出一些水,则金属球密度的测量值将 (选填“偏大”“不变”或“偏小”).
(5)评估:在所有操作均正确的情况下,小明同学发现两种方案测量结果依然有差异,进一步分析发现产生差异的原因是 .
2.小明进行“测量橙汁的密度”实验.
第2题图
(1)小明将天平放在水平桌面进行调节平衡,游码移至标尺零刻度线处,指针静止时如图甲所示,则接下来的操作是: .
(2)为了测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是 (用字母表示).
A.计算橙汁的密度
B.用天平测出空烧杯的质量
C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中,读出橙汁的体积
(3)小明测量橙汁和烧杯总质量时,如图乙所示操作,请你指出他的不妥之处 ,若如图乙测量,则总质量为 g.
(4)不用量筒,只需添加一个完全相同的烧杯和适量的水,也可以完成该实验.
实验步骤如下:
a.用已调好的天平测出空烧杯的质量,记为m0;
b.向一个烧杯倒入适量橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,记为m1;
c.向另一个相同烧杯中倒入与橙汁等深度的水(如图丙),用天平测出水和烧杯的总质量,记为m2;
d.橙汁的密度ρ橙汁= (水的密度用ρ水表示).
3.杨强同学在山上找到了一块坚硬的石块,他仅用直尺这一测量工具测出了石块的密度,装置如图所示,主要实验步骤如下:
第3题图
A.用细线将轻质直杆悬起来,悬点为O,并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点;
B.保持 不变,将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点,直杆处于水平静止,用直尺测得该点到O点的距离为39.0cm;
C.在溢水杯中装满水,将待测石块缓慢浸没在杯中,让溢出的水全部流入轻质塑料袋中;
D.保持重物的悬点不变,将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点,直杆处于水平静止,用直尺测得该点到O点的距离为15.0cm;
(1)实验中主要应用的力学规律是 (选填“阿基米德原理”或“杠杆的平衡条件”);
(2)上述实验步骤最佳顺序是 (填入步骤前的字母);
(3)已知水的密度为1.0×103kg/m3,可求得待测石块密度为 kg/m3.
4.小晨同学买了一个小吊坠(如图甲所示)作为母亲节的礼物送给妈妈,他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定.
第4题图
(1)将天平平衡调好;解去挂绳的小吊坠放在左盘,往右盘加减砝码,当最后放入5g的砝码时,发现指针指在分度盘中线的右侧,则他下一步的操作是 .
A.向右移动游码 B.向左移动平衡螺母 C.取出5g砝码
(2)天平再次平衡后,砝码和游码的位置如图乙所示,则该小吊坠的质量为 g.
(3)先向量筒中加入30mL的水,将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中,水面如图丙所示,则小吊坠的体积为 ,测得的密度为 g/cm3.
(4)同组的小渝利用天平和烧杯也测量出小吊坠的密度,设计方案如图丁所示:
①先用天平测出小吊坠的质量为m1;
②在烧杯中放入适量的水使小吊坠浸没(小吊坠不吸水),在水面到达的位置作标记,用天平测出总质量m2;
③将小吊坠从水中取出,向烧杯中加水到 处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3;
④水的密度为ρ水,小吊坠密度的表达式:ρ吊= (用题中的字母符号表示);若步骤③中取出小吊坠时会带走一些水,小渝所测的小吊坠密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实小吊坠密度.
5.小华利用烧杯、天平、细绳、水,测量一块形状不规则小石块的密度.请将他的步骤补充完整并完成相关问题:
第5题图
(1)把托盘天平放在水平台上,将标尺上的游码移到标尺左端零刻度线处,再调节平衡螺母,使天平平衡.
(2)用天平测量小石块的质量,天平再次平衡时,砝码和标尺上的游码如图1甲,则小石块的质量m= g.
(3)如图1乙所示:
方案一:步骤A:往烧杯中加入适量的水,把小石块缓慢浸没在水中,在水面到达位置做上标记,然后测得烧杯、小石块和水的总质量m1=164g;
步骤B:取出水中的小石块,再向烧杯中缓慢加水,直到标记处如图C,然后测得烧杯和水的总质量m2=142g.根据数据m、m1和m2,算得小石块密度是 g/cm3.
方案二:步骤A:往烧杯中加入适量的水,把小石块缓慢浸没在水中,在水面到达的位置做上标记;
步骤B:取出水中的小石块,取一只量筒,在量筒中装入水的体积V1=150mL,将量筒中的水缓慢倒入烧杯,直到标记处,如图C,读出量筒中剩余水的体积为V2=129mL.根据数据m、V1和V2,算得小石块密度是 g/cm3;
不计细绳的影响,上述两种计算方案中,误差相差较小的方案是 (选填“方案一”或“方案二”),原因是: .
(4)学习了弹簧测力计后,小华又设计的一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验装置图(图2),该实验的主要步骤和实验记录如下:
①如图(a)将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使水满过溢水口流入空杯中;
②当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G1=2.0 N和G2=0.4 N;
③如图(b)将小金属块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,此时溢出的水全部流入另一杯中,当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G3=4.4 N和G4=1.2 N;
根据以上数据,可知小金属块的体积是 cm3,小金属块的密度是 kg/m3.
6.小明设计了以下实验测量青枣的密度.
第6题图
(1)测量前,将托盘天平 放置在桌面上,将游码移到标尺左端的 处,若发现指针指在分度盘的左侧,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡.
(2)利用调节好的天平测得青枣的质量如图甲所示,则青枣的质量为m1= g.
(3)由于青枣过大无法直接使用量筒测出其体积,于是小明改用其它器材完成青枣密度的测量,操作如图乙所示,步骤如下:
①用电子秤测出一个空的大杯的质量为m2;
②将装满水的小杯放入大杯中,轻轻放入青枣并用细针轻压使青枣完全浸没,溢出的水全部收集在大杯中;
③取出小杯与青枣,且无水溢出大杯,用电子秤测出此时大杯的质量为m3,分析计算得出青枣的平均密度ρ= (用m1、m2、m3与ρ表示).利用上述方法测量青枣的平均密度会 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 .
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