题目内容
15.小刚同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积.小刚设计了以下实验步骤:A.用天平测量塑料球的质量,天平平衡时如图a所示.记录塑料球质量为m;
B.把适量的水倒进量筒中如图b所示,记录此时水的体积为V1;
C.用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中,静止时如图c所示,记录此时量筒的示数为V2;
D.把小铁块单独放入水中静止时如图d所示,记录此时量筒的为V3;
E.利用密度公式计算出结果.
根据上述实验过程,回答下列问题.
(1)实验中使用天平测出塑料球的质量m=11.2g,塑料球的体积V=20cm3,计算出塑料球的密度ρ=0.56 g/cm3.
(2)实验拓展:本实验中若不用天平,只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度.请你写出这个操作步骤将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上,读出量筒示数V4.
(3)根据你补充的步骤,写出计算塑料球密度的表达式ρ=$\frac{{(V}_{4}-{V}_{1}){ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$.(用字母表示,水的密度为ρ水)
分析 (1)根据砝码和游码对应的刻度值计算塑料球的质量,读出塑料球和小铁块浸没水后水面到达的刻度,读出只有铁块浸没在水中时水面到达的刻度,求出塑料球的体积,根据密度公式计算物体的密度.
(2)实验中如果没有天平,利用浮力的方法求出塑料球的质量,让塑料球漂浮在装有适量水的量筒中,塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力,再求出塑料球的质量;
(3)浸没时排开水的体积等于塑料球的体积,利用密度公式求塑料球的密度.
解答 解:
(1)游码对应的刻度值,标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,游码对应的刻度值是1.2g.
塑料块的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=10g+1.2g=11.2g.
塑料球的体积=V2-V3=46ml-26ml=20ml=20cm3.
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{11.2g}{20c{m}^{3}}$=0.56g/cm3.
(2)若不用天平,利用浮力的方法求出塑料球的质量,让塑料球漂浮在图b的量筒中,记下水面到达的刻度V4;
(3)塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力,
所以,塑料球的质量=塑料球排开水的质量,
所以塑料球的质量:m=(V4-V1)ρ水,
塑料球的体积:V=V2-V3,
根据密度公式得:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{(V}_{4}-{V}_{1}){ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$.
故答案为:(1)11.2;20;0.56.
(2)将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上,读出量筒示数V4.
(3)ρ=$\frac{{(V}_{4}-{V}_{1}){ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$.
点评 测量固体的密度时,实验中有天平和量筒,分别测量固体的质量和体积.
实验中没有天平时,采用弹簧测力计测量重力求质量,或利用漂浮的物体浮力等于重力,再求质量.
实验中没有量筒或固体太大时,采用固体浸没在水中,利用阿基米德原理求体积,或利用溢水杯法,溢出水的体积等于固体体积.
总之,测量固体的密度时,要直接或间接测量固体的质量和体积,根据密度公式求密度.
(1)图中甲、乙、丙三名同学读温度计示数的方法正确的是乙;
(2)从实验数据可以看出,此时水的沸点是99℃,水的沸点低于100℃,可能的原因是水上方的气压小于(填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压;
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | … |
| 温度/℃ | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 99 | 99 | 99 | 99 | … |
(4)另一小组将水加热到沸腾时共用30min,导致加热时间过长的原因是水量过多或初温过低等(写一个).
| A. | 温度越高的物体所具有的内能越大 | |
| B. | 物体吸收热量,物体的温度一定升高 | |
| C. | 柏油马路被阳光晒热,是通过做功改变内能 | |
| D. | 四冲程内燃机每个工作循环中只有一个冲程对外做功 |
| A. | 移动通信利用了电磁波来传递信息 | |
| B. | 二极管使用的主要是超导材料 | |
| C. | 雷达是利用超声波进行定位和导航的 | |
| D. | 太阳能和核能都是可再生能源 |
| A. | 用湿手触摸开关 | B. | 家用电器外壳加接地保护 | ||
| C. | 大功率用电器同时使用 | D. | 灯与开关的连接 |