题目内容

10.测量大米的密度有多种方法,但原理都相同,即ρ=$\frac{m}{V}$.
用量简直接测量大米体积(图乙),所测得的体积值与准确值比偏大(选填“偏大”、“偏小”),结果ρ测< ρ真.(选填“=”、“<”、“>”)(注:米粒之间存在空隙)
按图甲的方法测量大米的质量,使用托盘天平称取5g大米.称量过程中发现天平指针偏向右边,接下来的操作是向左盘中添加大米直至天平平衡.
用排空气的方法测量大米的体积(图丙):将大米与空气密封在一个注射器内,测出注射器内气体和大米的总体积及气体的体积,其差值就是大米的体积.
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值,即p1V1=p2V2.
现把称取的5g大米装入注射器内,从注射器的刻度上读出大米和气体的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内气体压强为p;而后将注射器内的气体缓慢压缩,注射器内气体压强增大为2p时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、气体的温度均不变),记录相关数据如表.
注射器内气体压强注射器内气体和大米的总体积注射器内气体体积
压缩前p23cm3V
压缩后2p13cm30.5V
计算得注射器内大米的体积为3cm3.由实验测得大米的密度为1.67g/cm3.

分析 测量密度的实验包括测固体的密度和测液体的密度,它们的原理都是相同的,都要依据密度的公式.
因为大米之间存在空隙,所以用量筒直接测量大米的体积,会使测量值偏大;
明确了要称量出的大米的质量,应固定砝码,向左盘中添加大米,直到天平平衡;

解答 解:测定物质密度的原理是密度公式ρ=$\frac{m}{V}$.
因为大米之间存在空隙,所以用量筒直接测量大米的体积,会使测量值偏大,结果ρ测<ρ真;
因为下面实验中用的大米的质量为5g,所以5g的砝码是不能改变的,故应当向左盘中添加大米直到横梁平衡为止;
根据温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值.所以压缩前注射器内空气的体积:V=23ml-V大米;压缩后注射器内空气的体积:0.5V=13ml-V大米.
根据题意可以得到:P×(23ml-V大米)=2P×(13ml-V大米),
所以大米的体积V大米=3ml=3cm3,所以大米的密度ρ=$\frac{m}{{V}_{大米}}$=$\frac{5g}{3c{m}^{3}}$=1.67g/cm3
故答案为:$\frac{m}{V}$;<;向左盘中添加大米直至天平平衡;3;1.67.

点评 此题中因为大米的体积不好直接测量,因此用到间接测量法.通过“温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值”来求出大米的体积,再根据公式ρ=$\frac{m}{V}$求出大米的密度.间接测量法的应用很值得借鉴和学习.

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