题目内容

17.实验室有如下器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯、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量金属块的密度,步骤是:
①在量筒中倒入20mL水;
②把金属块浸没在量筒的水中,如图甲所示,此时液面对应示数为40mL;
③把天平放在水平桌面上,如图乙所示,接下来的操作是:
a.将游码移到零刻线处;
b.向右调节平衡螺母,使天平平衡;
c.把金属块放在左盘,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图丙所示,金属块的质量m=157.8g;
④计算金属块的密度是7.89×103kg/m3.该实验所测密度与金属块实际的密度相比较偏大.
(2)二组选用器材:弹簧测力计、金属块、细线、量筒、未知液体
主要实验步骤:
①用弹簧测力计测金属块的重力G;
②用弹簧测力计测金属块浸没在装有适量未知液体的量筒中(未接触烧杯底),读出弹簧测力计的示数为F,测出金属块的体积为V;
③未知液体密度的表达式:ρ=$\frac{G-F}{Vg}$.

分析 (1)①量筒的读数:确定每一个大格和每一个小格代表的示数,读出液面对应的刻度值.
②根据天平的正确使用进行判断:
把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度;
调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡;
物体放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘,使天平的横梁重新平衡;
物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值.
③物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值.
物体的体积等于物体浸没水前后水面对应刻度值的差.
知道物体的质量和体积,根据密度公式求出物体的密度.
(2)利用比被测液体密度大的金属块,测量金属块在空气中的重力,把金属块浸没在被测液体中,读出弹簧测力计的示数,求出浮力,根据阿基米德原理,列出等式,求出被测液体的密度.

解答 解:
(1)②图中量筒的分度值为1ml,水和金属块的总体积是40ml,已知水的体积是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+2.8g=157.8g.
④金属块的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{157.8g}{20c{m}^{3}}$=7.89g/cm3=7.89×103kg/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,导致质量的测量值偏大,所以金属块密度的测量值偏大.
(2)实验步骤: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用弹簧测力计测金属块浸没在装有适量未知液体的量筒中(未接触烧杯底),读出弹簧测力计的示数为F,测出金属块的体积为V;
液体密度表达式的推导:
金属块受到的浮力:F浮=G-F,
因为金属块全部浸没,所以金属块排开水的体积:V排=V,
根据阿基米德原理得:G-F=ρVg,
③液体密度的表达式:ρ=$\frac{G-F}{Vg}$.
故答案为:
(1)②40;③a、将游码移到零刻线处;b、右;c、157.8;④7.89×103;偏大;
(2)③$\frac{G-F}{Vg}$.

点评 本题考查了固体和液体的密度,这两个实验都是初中最重要的实验,尤其缺少天平或缺少量筒,给实验带来很大的难度.

练习册系列答案
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