题目内容

5.苹果是一种智慧之果,它具有传奇般的色彩.下面就让我们来一次有关苹果的探索之旅吧!

(一)测量苹果的密度:
方法一:如图甲所示,用天平测得苹果的质量为162.4g;若苹果的体积为200cm3,则苹果的密度为0.812g/cm3;
方法二:将苹果轻放入装满水的溢水杯中,静止时,苹果漂浮在水面上,测得从杯中溢出水的体积为V1;再用细针缓缓地将苹果全部压入水中,从杯中又溢出了体积为V2的水.已知水的密度为ρ0,则苹果密度的表达式为ρ苹果=$\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$.
(二)科学探究:苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系.
在苹果中插入铜片和锌片,就能自制成为一个苹果电池,铜片是电池的正极,锌片是负极.那么,苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度之间有怎样的关系呢?某实验小组用如图乙所示的实验器材对该问题进行探究.
(1)实验时,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度;
(2)某小组同学测得的实验数据如表;
电极插入的深度h/cm12345
苹果电池电压U/V0.120.180.220.270.3
分析表格中的数据,你能得到的实验结论是:其它条件一定时,电极插入深度越深,苹果电池的电压越大;
(3)科学猜想:苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类(或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等)有关;
(4)一只苹果电池的电压比较低,可以将多只苹果电池串联,从而获得较高的电压.

分析 (一)(1)砝码与游码的示数之和为苹果的质量,已知苹果的质量与体积,由密度公式可求出苹果的密度;
(2)苹果漂浮在水面上时,对苹果进行受力分析,由平衡条件求出苹果所受的重力,然后由浮力公式的变形公式求出苹果的质量,根据苹果完全浸入水中时排出水的总体积求出苹果的体积,然后根据密度公式求出苹果的密度表达式;
(二)(1)实验要探究苹果电池电压U大小与电极插入苹果的深度h的关系,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度h;
(2)分析表中数据,找出电池电压与电极插入深度间的关系从而得出结论;
(3)可从苹果的种类、苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等方面猜想,
影响电池电压大小的因素;
(4)当电池串联时,可以得到更高的电压

解答 解:(1)由图示天平可知,标尺的分度值为0.2g,苹果质量为m=100g+50g+10g+2.4g=162.4g;
苹果的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{162.4g}{200c{m}^{3}}$=0.812g/cm3;
(2)苹果静止地漂浮在水面上时,F浮=G;
因为苹果所受到的浮力F浮=ρ水gV1,所以ρ水gV1=mg,
苹果质量m=ρ水V1=ρ0V1;
苹果完全浸入水中时所排开水的体积等于苹果的体积,由题意知苹果体积V=V1+V2,
苹果的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$;
(二)(1)实验时,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度h;
(2)由表中实验数据可知,随电极插入深度的增加,电池电压增加;
(3)苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类(或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等)有关;
(4)苹果电池工作时将化学能转化成电能,电池串联时,得到的电压是每个电池的电压之和.
故答案为:(一)162.4;0.812;$\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$;(二)(1)电极插入苹果的深度;(2)其它条件一定时,电极插入深度越深,苹果电池的电压越大;(3)苹果的种类(或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等);(4)串.

点评 本题通过利用苹果进行探究,考查了天平的读数、密度的测量及对水果电池电压的影响因素的探究,关键要掌握实验的目的,学习分析实验数据正确得出结论.

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