题目内容
【题目】德化盛产陶瓷,小李同学想测量一块不规则瓷片的密度。
(1)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图1所示,则瓷片的质量为_____g;
(2)他发现瓷片放不进量筒,改用如图2所示的方法测瓷片的体积
a.往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置上作标记,然后取出瓷片;
b.先往量筒装入50mL的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图3所示,则测出瓷片的体积是_____ cm3。
(3)用密度公式计算出瓷片的密度ρ为_____g/cm3;
(4)根据以上步骤,你认为小李同学测出的瓷片密度值_____(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)物理兴趣活动小组的同学利用一只小玻璃杯、一个量筒和适量的水也测出瓷片密度,请你补充如下实验(已知水的密度ρ水):
①在量筒内倒入V1的水;
②___________________________________;
③将瓷片放入小玻璃杯中,让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,如图乙所示,读出此时体积记为V2;
④取出小玻璃杯,将瓷片沉没在量筒内的水中(如图丙所示),此时水面与V3刻度线相平;
⑤瓷片的密度表达式为_____(用上述的物理量符号表示)。
【答案】32 24 1.33 偏小 让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,读出此时体积记为
【解析】
(1)物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度。
(2)读数时视线要与凹液面的底部或凸液面的顶部相平,读数前要看清量筒的分度值;由等量代换即可得出瓷片的体积。
(3)直接根据密度公式即可求出瓷片的密度。
(4)根据测量的质量和体积分析即可。
(5)②不知道小玻璃杯的密度和体积,无法直接用密度变形公式来进行求解;所以要从玻璃杯漂浮在水面上这个漂浮条件入手分析;从实验的前两个步骤可以得到玻璃杯排开水的体积,即可求出玻璃杯所受浮力的大小;而物体漂浮在液体中时,所受浮力和自身重力相等,由此间接的求出玻璃杯的质量。
⑤瓷片的密度用公式计算,因此必须得到瓷片的质量和体积;由于瓷片放入小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,瓷片的质量等于②到③所排开的水的质量,瓷片的体积等于丙图水面指示的体积数值减去量筒中原有水的体积。
(1)[1]由图甲可知,瓷片的质量
m=20g+10g+2g=32g
(2)[2]由图丙可知,量筒中液体的凹液面的底部与26mL刻度线相平,即量筒里剩余水的体积为26mL,则瓷片的体积
V=50mL26mL=24mL=24cm3
(3)[3]瓷片的密度
(4)[4]因为取出瓷片时,瓷片上会沾有水,因此倒入水的体积大于瓷片的体积,即测得的体积偏大,由可知,测量结果偏小。
(5)②[5]让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,读出此时体积记为。
⑤[6]由②③可知,瓷片排开水的体积
根据阿基米德原理可得,瓷片的质量
由①④可知,瓷片的体积
则瓷片的密度