题目内容

1.某校科学兴趣小组想利用食盐、水、新鲜冬瓜和自制密度计(制作方法:在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整)对植物吸水、失水的原理展开探究.他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”,并在“冬瓜碗”中加入240g密度为1.2g/cm3的食盐水.并在食盐水溶液中放置自制密度计(如图甲所示),通过观察一段时间后自制密度计浸没深度的变化,分析研究冬瓜得失水分的状况,若自制密度计在溶液中浸没的深度随时间的变化曲线如图乙所示,请你帮助该兴趣小组完成试验的探究和分析.(假设食盐溶解于水后,液体体积基本不变)
(1)实验过程中,自制密度计所受的浮力不变(增大/减小/不变),根据自制密度计浸没深度的变化情况可知,冬瓜在盐水中失水(吸水/失水).
(2)根据图象数据通过计算可知,一段时间后盐水的密度是1.125g/cm3.
(3)综合以上数据通过粗略计算可知实验过程中冬瓜得失水的总质量是120g.
(4)为了提高该实验中自制密度计的精确程度,可以采取的办法是“密度计”测量时浸没的深度变化大,测量更精确些,因此可以选用更细的吸管等方法.

分析 密度计的质量一定,在液体中受力平衡,受到的浮力总是等于重力,被测液体的密度越大,排开液体的体积越小,浸入液体部分也越小,据此分析回答;根据漂浮的条件(浮力等于物体重力)分析,根据土密度计浸没深度的变化情况可知,排开液体的体积变化,由阿基米德原理计算即可.为了使测量结果更准确,应使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,因为△V=sh,所以可知减小S,即可使h变大,据此设计即可.

解答 解:(1)实验过程中,土密度计始终处于漂浮,所受的浮力与密度计重力,而重力不变,所以浮力不变.根据图象可知:土密度计浸没深度逐渐变大,则V排变大,而浮力不变,由阿基米德原理F浮=ρ盐水gV排可知,ρ盐水变小,即盐水里的水增加,所以冬瓜在盐水中失水;.
(2)根据图象数据算可知:开始时浸没深度为h1=6cm,则F浮1=G,即ρ盐水1gSh1=G;一段时间后浸没深度为h2=6.4cm,则F浮2=G,即ρ盐水2gSh2=G;
所以,ρ盐水2gSh2=ρ盐水1gSh1;盐水的密度ρ盐水2$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$ρ盐水1=$\frac{6cm}{6.4cm}$×1.2g/cm3=1.125g/cm3.为了使测量结果更准确,应使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,因为△V=sh,所以可知减小S,即可使h变大,据此设计即可.
(3)设冬瓜得失水的总质量为m,则密度为ρ盐水2=$\frac{{m}_{1}+m}{\frac{{m}_{1}}{{ρ}_{盐水1}}+\frac{m}{{ρ}_{水}}}$;m=$\frac{\frac{1}{{ρ}_{盐水}}-\frac{1}{{ρ}_{盐水1}}}{\frac{1}{{ρ}_{水}}-\frac{1}{{ρ}_{盐水2}}}$×m1=$\frac{\frac{1}{1.125g/cm3}-\frac{1}{1.2g/cm3}}{\frac{1}{1g/cm3}-\frac{1}{1.125g/cm3}}$×240g=120g;
(4)为了使测量结果更准确,应使“密度计”测量时浸没的深度变化大,根据△V=sh,所以可知减小S,即可使h变大,因此可以选用更细的吸管等方法.
故答案为:(1)不变;失水;(2)1.125;(3)120;(4)“密度计”测量时浸没的深度变化大,测量更精确些,因此可以选用更细的吸管等方法.

点评 解决此类问题要利用物体的漂浮条件和阿基米德原理进行分析解答,关键是知道冬瓜失水后水中盐的质量不变,由于水份的增加,盐水的密度减小.

练习册系列答案
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甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:
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请回答问题:
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电流I/A00.120.160.200.220.250.270.290.31
灯泡发光情况不发光发光,由暗渐渐变亮
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