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小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度,他设计了如图所示的实验...

小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度,他设计了如图所示的实验方案并按顺序完成了甲、乙、丙、丁、戊的实验操作。根据图中内容,完成以下(ρ1.0×103kg/m3g10N/kg

(1)分析以上步骤,木块的重力为______N

(2)小明对比分析步骤甲和乙的测力计示数,石块所受浮力为______N,密度为______kg/m3

(3)小明分析丁、戊两步骤中弹簧测力计示数,木块浸没在水中所受到的浮力为______N,木块的密度为______kg/m3

(评估)小勇却认为小明所测木块密度的方案中有缺陷,实验中只用完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了,且得到的结果更准确。你认为小勇的看法______(选填“合理”或“不合理”)。按小勇的方案测出木块的密度将比小明所测得的密度值______(选填“大”或“小”)些,原因是:小明实验方案中所测得的木块浮力______(选填“偏大”或“偏小”)。

 

1.2 1.2 2.5×103 2.2 0.55×103 合理 大 偏大 【解析】 (1)图甲中弹簧测力计的示数是3.0N,图丙中弹簧测力计的示数是4.2N,所以木块的重力是G木=4.2N-3.0N=1.2N;(2)由甲、乙两图,石块在水中所受的浮力F浮=G-F=3.0N-1.8N=1.2N;因为F浮=ρ液gV排,所以石块的体积等于石块排开水的体积,V石=V排===1.2×10-4m3,因为G=mg,石块质量m===0.3kg,所以石块密度ρ===2.5×103kg/m3;(3)分析丁、戊两步骤中弹簧测力计示数,木块浸没在水中所受到的浮力为F浮木=3.2N-1.0N=2.2N,木块的体积为:V木=V排木===2.2×10-4m3;木块质量:m木===0.12kg, 木块密度:ρ木==≈0.55×103kg/m3; 【评估】小勇的看法是合理的,原因是小明实验中,戊这一步木块表面会带有水或木块会吸水,导致此步骤中拉力增加量偏大,则小明测得木块所受的浮力偏大;同理小明测得木块的体积偏大,在质量不变时,据密度公式可得,小明测得木块的密度偏小,小勇测量的准确,所以小勇的测量值比小明的测量值偏大。  
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考点分析:
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小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤,主要制作步骤如下:

①如图所示,将烧杯放入A端的托盘中,改变物体M悬挂点的位置至B,使木筷在水平位置静止;

②在A端的烧杯内注入体积为V0的水,改变物体M悬挂点的位置至C,使木筷在水平位置再次静止,在C点标注水的密度值为1.0g/cm3

③在A端的烧杯内注入体积为______的其他液体,重复步骤②,在密度秤上标注刻度。

(1)从制作的步骤上分析,小明制作密度秤的原理是______

(2)B点所标密度值为______g/cm3;要在该密度秤上标出密度为0.5g/cm3的刻度线,则所标刻度线______(选填“在”或“不在”)BC的中间位置。

(3)小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度秤测量液体密度时误差较大。为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是______

A.增大物体M的质量

B.换长些的木筷制作密度秤

C.换更轻的木筷制作密度秤

D.标密度秤的刻度线时,适当增大装入烧杯的液体的体积

(4)小明最终所制成的密度秤,OA的长度为4cmOB的长度为2cmOD的长度为10cm,物体M的质量为100g,每次测量时,在A端烧杯内均倒入体积为100cm3的液体,则该密度秤所能测量的液体的最大密度是______g/cm3g10N/kg)。

 

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小刚同学到河边玩,拾到一块漂亮的鹅卵石,他想知道鹅卵石的密度,可是鹅卵石体积较大,无法放到量筒中,于是设计了如图甲所示的实验装置。先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向不计质量的矿泉水瓶中逐渐加水,当加入225mL的水时,瓶子在如图甲所示的位置平衡;拿掉水杯后,再向瓶中加入150mL的水,此时瓶子在如图乙所示的位置平衡。若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略绳重及摩擦,g10N/kg

(1)鹅卵石在水中受到的浮力是______N

(2)鹅卵石的体积是______cm3

(3)鹅卵石的密度是______g/cm3

(4)图甲中,若鹅卵石接触到了杯底,则可能导致所测密度值偏______(选填“大”或“小”)。

(拓展)若有一体积较小的黄蜡石,可以用量筒直接测量,小刚又设计了如图所示的实验装置:

细线两端各系一个完全相同的空塑料瓶,细线的右端再系上黄蜡石,向左瓶中逐渐加水至15mL时装置恰好平衡;接着用排水法测黄蜡石的体积,量筒读数如图丁所示,细线右端系一个空塑料瓶的目的是______,黄蜡石的密度是______g/cm3(不考虑黄蜡石的吸水性和装置的摩擦)。

 

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小明想测量小石块的密度,他进行了如下实验(g10 N/kg)

(1)用细线将小石块挂在弹簧测力计下,弹簧测力计示数如图甲所示,则小石块的质量为________g

(2)再将小石块浸没在盛满水的烧杯中,如图乙所示,用一个小桶收集它排出的水,然后将排出的水倒入量筒中,如图丙所示;

(3)由此可知小石块的体积为________cm3,则小石块的密度为________kg/m3

(4)小明用此方法测量出的密度值比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)

(拓展)小明还想测量某液体(密度大于小石块)的密度,于是将小石块放入盛满该液体的溢水杯中,当小石块漂浮在液面时,溢出液体的体积为40 mL,再用细铁丝使小石块浸没在液体中,此时又溢出10 mL该液体,则此液体的密度为______g/cm3,此时小石块受到的浮力比漂浮时增大了______N

 

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测量小石块的密度.

1)将天平放在水平台面上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,为使横梁平衡,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节.

2)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示,天平平衡,则小石块的质量_____________________g

3)没有量筒,用下列两种方案测量小石块的体积.

方案一:

图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块

①浸没在水中,在烧杯壁的上记下水面位置;

②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量152.4g

③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量165.2g

方案二:

①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量

②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;

③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量

4)根据方案一测量结果计算出小石块的密度为__________

5)你认为方案_________________测量结果计算出的小石块密度更精确;方案______测出的小石块密度与真实值相比_______________________(选填“偏大”或“偏小”)

 

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小军的妈妈买了一件工艺品,小军想测量一下它的密度,于是利用天平,大、小烧杯和水等器材,进行了以下测量:

(1)小军测工艺品质量的操作步骤如下:

A.将天平放在水平桌面上,调节横梁平衡时,应先______;然后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央;

B.称量时,发现指针偏向分度盘的左侧,应在右盘中______或移动游码使天平重新恢复平衡,测出工艺品的质量为m

(2)小军测工艺品体积的操作步骤如下:

A.测出小空烧杯的质量m1

B.把装了水的大烧杯和空的小烧杯如图甲放置;

C.把工艺品缓缓浸没于大烧杯中,大烧杯部分水溢进小烧杯;

D.测出承接了溢出水的小烧杯的总质量m2

上面实验操作B中的一处错误是:______。若按这种错误的方式测出的工艺品的密度会偏______(选填“大”或“小”)。

(3)若测工艺品体积步骤B中的错误已改正,则工艺品密度的表达式ρ工艺品______(用本题出现过的物理量符号表示,水的密度用ρ表示)。

(拓展)小军又用弹簧测力计、纯水和烧杯测量工艺品的密度,他首先将重为4.5N的金属块和工艺品用细线与弹簧测力计连接,如图乙所示;然后将工艺品浸入纯水中,他发现当工艺品浸入水中一半时弹簧测力计示数为8N,刚好全部浸没时测力计示数为7N,则可确定工艺品的密度为______kg/m3g10N/kg)。

 

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