题目内容
【题目】实验室有如下器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯(2个)、弹簧测力计、金属块、细线(质量和体积不计)、足量的水(密度已知)、足量的未知液体(密度小于金属块的密度)。
(1)一组选用上述一些器材测金属块密度,步骤如下
①在量筒中倒入20ml水
②把金属块浸没在量筒的水中,如图所示,由此可知金属块的体积是_______cm3
③把天平放在水平桌面上,如图甲所示,接下来的操作是
a.将游码拨到零刻度线处
b.向_______(填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡
c.取出量筒中的金属块直接放在左盘,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图乙所示,金属块的质量为m=_______g,则金属块的密度是_______kg/m3.该实验所测密度比金属块的实际密度_______(填“偏大”或“偏小”)
(2)二组选用上述一些器材,设计了一种测量未知液体密度的实验方案。主要实验步骤如下
①用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力G
②用弹簧测力计悬挂金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底),其示数为F1
③用弹簧测力计悬挂金属块浸没在水中(未接触烧杯底),其示数为F2
④未知液体密度的表达式:ρ=_______(用所测字母G、F1、F2表示,已知水的密度为ρ0)
【答案】20右157.47.87×103偏大ρ0
【解析】
(1)②量筒每一个大格代表10mL,每一个小格代表1mL,水和金属块的总体积是40mL,水的体积是20mL,所以金属块的体积:V=40mL-20mL=20mL=20cm3;③a.把天平放在水平桌面上,移动游码到零刻度线上,b.如图横梁右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使天平平衡,c.金属块的质量:m=100g+50g+5g+2.4g=157.4g;④计算金属块的密度是:ρ==7.87g/cm3=7.87×103kg/m3;由于先测量金属块的体积,然后测量金属块的质量,金属块上会沾有一些水,导致质量测量值偏大,所以金属块密度测量值偏大;(2)①用细线把金属块拴好,用弹簧测力计测金属块的重力G;②烧杯中倒入适量被测液体,用弹簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;③烧杯中倒入适量水,用弹簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2;金属块在被测液体中受到的浮力:F浮=G-F1,根据阿基米德原理得:G-F1=ρVg,金属块排开液体的体积:V1=GF1ρg,金属块在水中受到的浮力:F'浮=G-F2,根据阿基米德原理得:G-F2=ρ水Vg,金属块排开水的体积:V2=,因为金属块浸没在被测液体中和浸没中水中的体积相等,所以,,所以,未知液体密度的表达式:ρ=。