Question

【题目】小华同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物，该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水，与水无反应，具有一定的吸水性。学完力学知识后，小华想利用所学知识测出条状物的密度。

(1)小华将天平放在桌面上，把游码移至称量标尺左端零刻线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向____________________ (选填“左”或“右”)调节；

(2)他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是____________________g；

(3)将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀)，稳定后读出水和条状物的总体积。如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值____________________ (选填“偏大”或“偏小”)；

(4)为了更加准确地测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物的总体积是____________________cm3，密度为ρ=____________________g/cm3。

(5)小华想利用已知密度的条状物和小圆柱形容器，用如图丙所示的步骤测出盐水的密度，请你根据他的实验步骤写出盐水密度的表达式；

①在小圆柱形容器中倒入适量盐水，用刻度尺量出了盐水的深度为h1；

②将一支干燥的条状物用保鲜膜包好密封，放入容器中，条状物漂浮，用刻度尺量出此时盐水的深度为h2；

③用细长针将条状物完全压住浸没在盐水中，用刻度尺量出此时盐水的深度为h3；

④盐水密度的表达式为ρ盐水=____________________ (用字母表示，条状物密度用“ρ”表示)；

(6)小华还想用弹簧测力计和金属圆柱体测量盐水的密度。于是他找来一只弹簧测力计，但他发现该测力计的刻度盘已经模糊不清，就找来台秤按如图丁所示步骤来完成测量；

①将金属圆柱体的一半浸入水中，记下台秤的示数为m1=102g；

②将圆柱体全部浸入水中，记下台秤的示数为m2=152g；

③将圆柱体全部浸入与水等质量的盐水中，记下台秤的示数m3=182g；

④算出盐水的密度ρ盐水=____________________g/cm3。

Answer 1

【答案】左 8.4 偏大 12 0.7 1.3

【解析】

[1]根据天平使用方法，将天平放在水平桌面上，把游码归零后，往右边偏转，则需将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[2]看图可知这两支条状物的质量是

[3]把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀)，由于物体吸水，稳定后读出水和条状物的总体积就会偏小，计算出的密度就会偏大了。

[4][5] 条状物的体积为

条状物的密度为

[6]设小圆柱形容器的横截面积为S，条状物漂浮时，受到的浮力与重力相等，所以条状物的质量为

完全浸没后，可计算出条状物的体积为

则盐水的密度为

即

[7]金属圆柱体的一半浸入水中时，排开水的质量为

则水的质量为

把金属圆柱完全浸没在水中时，排开水的质量为

排开水的体积即金属块的体积为

金属块全部浸入盐水中时排开盐水的质量为

则盐水的密度为