题目内容

20.如图甲所示,一生一熟两个鸡蛋,一起放入装有水的烧杯中,往水中边加盐边搅拌,观察到原来都沉底的鸡蛋有一个先浮出液面.

(1)为了探究先浮出液面的是生鸡蛋还是熟鸡蛋.小明先用调节好的天平正确称出一个生鸡蛋的质量为63.4g(天平横梁恢复平衡时,砝码数量和游码位置如图乙所示),将这一鸡蛋煮熟冷却后再称出其质量为62.6g.通过测量还发现鸡蛋煮熟后体积几乎不变,可以推出鸡蛋煮熟后的平均密度将变小(填“变大”、“变小”或“不变”).由此可判断:先浮出液面的是熟(填“生”或“熟”)鸡蛋.
(2)图甲中,从烧杯侧面观察水中的鸡蛋,所看到的是鸡蛋A
A.正立放大的虚像             B.正立放大的实像
C.正立等大的虚像             D.倒立等大的实像
(3)为测出生鸡蛋密度和浸没在水中的浮力,小明进行如下操作:
①用天平测量出鸡蛋的质量m1;
②用天平称出空烧杯的质量m2;
③将溢水杯装满水,把鸡蛋轻轻放入溢水杯中并用烧杯接住溢出的水;
④用天平测量烧杯和溢出的水的总质量m3.
则鸡蛋密度的表达式ρ=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$•ρ水.鸡蛋此时受到浮力的表达是F浮=(m3-m2)g(水的密度用ρ水表示).

分析 (1)物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度;根据质量与体积的变化,由密度公式分析答题;沉入液体底部的物体排开液体的体积一定,物体受到的浮力一定,密度小的物体重力小,当液体密度变大时,物体受到的浮力变大,密度小,重力小的物体先上浮.
(2)装满水的玻璃杯相当于凸透镜,可以对物体成正立、放大的虚像.
(3)把鸡蛋轻轻放入溢水杯中,排开水的质量m排=m3-m2;求出V排,而物体浸没水中时体积V=V排,用公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出物体的密度.根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,求得浮力.

解答 解:(1)由图可知,鸡蛋的质量m=50g+10g+3.4g=63.4g,鸡蛋煮熟后,质量变小,体积不变,由密度公式可知,其平均密度变小;向水中加盐,先浮出液面的是熟鸡蛋,此鸡蛋未露出液面的上浮过程中,受到的浮力大于重力.
(2)装满水的玻璃杯相当于凸透镜,它对水中的鸡蛋成正立、放大的虚像,故A正确.
(3)把鸡蛋轻轻放入溢水杯中,排开水的质量m排=m3-m2;
因为鸡蛋浸没,所以V排=V=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$,
物体的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$•ρ水.
鸡蛋此时受到浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g×$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$=(m3-m2)g.
故答案为:(1)63.4;变小;熟;(2)A;(3)$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$•ρ水;(m3-m2)g.

点评 测量固体的密度一般用天平测出固体的质量,根据排水法用量筒测出固体的体积,最后用公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出固体的密度;
在测固体的体积时,注意有时不用量筒,而是借助水这种特殊的物质,先计算出物体浸没水中受到的浮力,再根据阿基米德原理算出体积.

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