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某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度,他们手边只有以下器材: 天平一台,...

某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度,他们手边只有以下器材:

天平一台,但没有砝码两个质量相近的烧杯量筒(其内径略小于矿石块的尺寸,无法将石块直接放入其中),细线、滴管和足量的水(已知水的密度为ρ),该小组利用上述器材设计了如下实验方案,请你帮助他们完善方案。

实验方案(主要实验步骤):

(1)将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上,各注入适量的水(保证后面的操作中水均不会从烧杯溢出),使天平平衡。如果在后面的步骤中要将矿石块放到左盘上的烧杯内,则对左盘烧杯的注水量还应有何要求:_____

(2)向量筒中加入适量的水,记下体积V1

(3)手提细线吊住矿石块,将它浸没在左盘的烧杯中,且不与烧杯接触,用滴管将量筒中的水滴入_____盘的烧杯中,直到天平平衡。

(4)记下此时量筒中剩余水的体积V2.矿石块所受浮力F_____

(5)_____,再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡。

(6)记下量筒中最后剩余水的体积V3

(7)矿石块的密度ρ=_____

 

能够浸没石块 右 松开细线让矿石块沉入杯底 【解析】 (1)将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上,各注入适量的水(水能够浸没石块),使天平平衡。(2)向量筒中加入适量的水,记下体积V1。(3)手提细线吊住矿石块,将它浸没在左盘的烧杯中,且不与烧杯接触,用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡。(4)记下此时量筒中剩余水的体积V2.由题意知,因为左盘增加的压力等于石块所受的浮力(力的作用是相互的),天平平衡后,两盘增加的压力相等,故浮力等于右盘增加的水的重力,F浮=G加水=ρ水g(V1﹣V2)。(5)松开细线让矿石块沉入杯底,再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡;(6)矿石的重力等于加入水的重力,G石=G水=ρ水g(V1﹣V3),矿石的质量:m==ρ水(V1﹣V3), 矿石的密度ρ==;  
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考点分析:
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五一假期时,小明同学从一废弃的矿坑里捡回了一块坚硬的矿石,他利用实验室的器材测出了这块矿石的密度.测量过程中,他选用的器材有:天平(最大称量为200g)、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计(量程为05N)、细线、水.

1)小明同学首先进行估测,他感觉矿石比一瓶500ml的矿泉水还沉,于是他没有直接用天平来测矿石的质量.你认为他不用天平的理由是 ________

2)小明借助杠杆来测量矿石质量,他安装好杠杆,调节杠杆平衡时,发现杠杆左端下沉,应将平衡螺母向_______调节(选填“左”或“右”).

3)小明同学将杠杆调至水平位置平衡,按照图甲所示的装置进行测量,读出的弹簧测力计示数为2.4N,则该矿石的质量m=_______kg.(g=10N/kg

4)接着他用如图乙所示的方法测出了矿石的体积,他的做法是:

A.将矿石放入烧杯,往烧杯中加入适量的水,让矿石浸没,在水面到达的位置做上标记;取出矿石;用量筒往烧杯中加水,直至达到标记位置为止.

B.在用量筒往烧杯中加水时,他先加了100mL水,接着又取了50mL水,继续往烧杯中加,水面达到标记位置后,量筒中剩余的水如图丙所示.则矿石的体积V=______ cm3,矿石的密度ρ=_______kg/m3

 

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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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小明利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线和适量的水测量某未知液体的密度。如图是小明正确测量过程的示意图。已知水的密度为1×103kg/m3g10N/kg,实验步骤如下,请你将空白处补充完整。

(1)将适量的水倒入量筒中,如图甲所示,记录量筒中水的体积是________cm3

(2)将栓有石子的物块置于量筒内的水中,如图乙所示,量筒中水面所对应的示数为66cm3,则石子和物块在水中所受的总浮力为________N

(3)将待测液体倒入另一量筒中,如图丙所示,记录量筒中待测液体的体积;

(4)__________________置于量筒内的待测液体中,如图丁,量筒中液面所对应的示数为70cm3

(5)整理实验器材,计算出待测液体的密度为______kg/m3

 

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悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竞有多大,于是她取了一些涪江水,在学校实验室找了下列器材:天平及砝码,量筒(刻度清晰但没有数字),烧杯,铜块(已知它的密度为ρ1),细线,利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度,请你帮小红完善实验探究过程:

(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘中线左侧,此时应向_____(选填)调节平衡螺母,使天平横梁平衡.

(2)用天平测出铜块的质量m1

(3)在量筒内倒人适量的涪江水,用细线拴住铜块,将它缓慢慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A,然后取出铜块.

(4)在烧杯内倒人适量的涪江水,用天平测出水和烧杯的总质量m2

(5)_____.(请你写出这一步的操作方法)

(6)用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量m3,砝码和游码位置如图,则m3=_____g.

(7)计算涪江水的密度,则涪江水密度的表达式为ρ=_____(物理量用符号表示).根据以上实验方案,小红测出的涪江水密度比真实值_____.(选填偏大偏小”)

 

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(缺量筒)小明想利用台秤、细针、烧杯和水测量西红柿的密度,实验方案如下所示:

(1)选取一个底面积为10 cm2的烧杯,装20 cm深的水,先将烧杯放在台秤上,如图甲所示,则空烧杯的质量为______g

(2)先将西红柿放在水中,发现它漂浮在水面上,说明西红柿的密度______(选填大于/小于/等于)水的密度,然后用细针将西红柿按压入水中,当西红柿浸没在水中时,台秤示数如图乙所示;

(3)然后移开细针,西红柿逐渐浮出水面,静止时台秤示数如图丙所示,分析三图可知容器底所受液体压强最大的为______图(选填甲//丙);小明分析电子秤的数据后可知,西红柿的密度为______g/cm3(保留小数点后两位)。

(拓展)(1)同桌小刚认为,小明的实验操作乙至丙过程中,西红柿上会沾水,所测西红柿质量偏大,导致西红柿的密度偏大,你认为该说法是______的(选填正确/错误)。

(2)图甲中水对烧杯底部的压强为______Pa

 

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