小明想测量一块石头的密度.但是由于石头的质量和体积比较大.无法用托盘天平.量筒和水完成测量．小阳同学建议他用弹簧测力计.大烧杯.水.轻质细线和杠杆来进行实验.请你将实验过程补充完整:(1)将如图甲所示的装置放在水平桌面上.发现杠杆的左端高于右端.则应调节杠杆两端的螺母向左移动.直到杠杆水平平衡,(2)杠杆水平平衡后.如图乙所示.将石头用细线系好悬挂� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．小明想测量一块石头的密度，但是由于石头的质量和体积比较大，无法用托盘天平、量筒和水完成测量．小阳同学建议他用弹簧测力计、大烧杯、水、轻质细线和杠杆来进行实验，请你将实验过程补充完整：

（1）将如图甲所示的装置放在水平桌面上，发现杠杆的左端高于右端，则应调节杠杆两端的螺母向左（选填“左”或“右”）移动，直到杠杆水平平衡；
（2）杠杆水平平衡后，如图乙所示，将石头用细线系好悬挂在杠杆A点，则应该用弹簧测力计通过细线套在B（选填“B”、“C”或“D”）点施加竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡；读出测力计的示数F₁，将F₁记录在表格中；
（3）如图丙所示，在大烧杯内装入适量的水，石块的位置不变，将石块浸没在水中（石块不接触烧杯），测力计的位置也不变，依然对杠杆施加竖直向上的拉力，使杠杆水平平衡，读出测力计的示数F₂，将F₂记录在表格中；
（4）已知水的密度为ρ_水，利用测量出的物理量和ρ_水计算石块的密度ρ=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$•ρ_水，并将计算结果记录在表格中．

分析（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
（2）由于石块的质量较大，根据杠杆平衡条件，需要动力臂较大，才能省力；
（4）两次杠杆均平衡，分析受力情况，列出平衡方程，可表示出石块的密度．

解答解；（1）杠杆的左端高于右端，平衡螺母向左移．
（2）石头的质量较大，超过弹簧测力计的量程，则由F₁l₁=F₂l₂可知，为了省力，应使动力臂较大，故应该用弹簧测力计通过细线套在B点，竖直向上拉；
（4）设杠杆上的一个小格长为L，由于力与杠杆垂直，乙图中，动力臂L₁=6L，阻力臂L₂=3L，
由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，即：F₁×6L=G×3L，
所以，石块所受重力：G=2F₁，
则石块的质量m=$\frac{G}{g}$=2$\frac{{F}_{1}}{g}$；
丙图中，动力臂与阻力臂不变，石块对杠杆的拉力：F_拉=G-F_浮=2F₁-F_浮，
由杠杆平衡条件可得：F₂×6L=F_拉×3L，
则：F₂×6L=（2F₁-F_浮）×3L，
所以，F_浮=2（F₁-F₂），
因为石块浸没在烧杯的水中，由F_浮=ρ_水gV_排可得石块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2（{F}_{1}-{F}_{2}）}{{ρ}_{水}g}$，
所以石块密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{2{F}_{1}}{g×\frac{2（{F}_{1}-{F}_{2}）}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$•ρ_水．
故答案为：（1）左；（2）B；（4）$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$•ρ_水．

点评此题以杠杆平衡条件为主线，考查了杠杆的平衡条件、阿基米德原理、密度的计算等知识点，综合性强，难度较大，确定等量关系列出方程，仔细解答是得到正确答案的关键．

练习册系列答案

（1）由图②、③、④所示实验得出的结论是：液体密度相同，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大．
（2）由图④⑤所示实验得出的结论是：物体浸没在液体中时，所受浮力的大小与深度无关．
（3）小明由图③、⑦所示实验，得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论，他的分析过程是错误（选填“正确”或“错误”）的．
（4）把物体从弹簧测力计取下，放入装有某种液体的烧杯中如图⑧所示，物体恰好处于悬浮状态，那么这种液体的密度为6.25×10³kg/m³
（5）第⑥图中物体所受的浮力是0.8N．

11．甲同学要测定标有“4.5V”字样小灯泡的电功率，乙同学要测定一个未知电阻的阻值，他们分别选取了电源电压、滑动变阻器规格等完全相同的两套实验器材．他们都正确连接电路并规范地进行实验．闭合电键，他们各自将数据记录在表三、表四的序号1中．接着他们移动变阻器滑片的位置．又记录了两组数据在表格中（未全）．其中甲同学在读取序号2的数据时，滑恰好在变阻器的中点处，又记录了两组数据在表格中（未全）．其中甲同学在读数序号2的数据时，滑片恰好在变阻器的中点处（连入电路的阻值为最大值的一半）；乙同学的读取序号3的数据时，滑片处在变阻器的另一端．
表三（甲同学）

序号物理量	电压（伏）	电流（安）	功率（瓦）
1	2.0	0.16	0.32
2	4.5	0.22	0.99
3	5.5	0.24	1.32

表四（乙同学）

序号物理量	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）
1	3.0	0.14	21.4
2	5.5	0.26	21.2
3	10	0.46	21.7

（1）表三序号3中灯泡的亮度比正常发光时亮（选填“亮”或“暗”）．表四中进行3次实验的目的是为了减小误差（选填“寻找普通规律”或“减小误差”）．
（2）表三种所确定额数据是0.22、0.99，表四中所缺的数据是10、21.7．

8．

小明利用最大刻度值标有 2.5mL 的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量
其实验步骤如下：
a先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔援
b用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示援当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为 7.5N援
c测出注射器全部刻度的长度为 4cm
d根据测量数据，算出大气压的值援
（1）实验所用的器材为：注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和刻度尺
（2）此注射器活塞的横截面积是0.625cm²根据实验数据计算出大气压强是1.2×10⁵Pa．
（3）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；②活塞与注射器筒壁间有摩擦；③弹簧测力计的示数没有读准；④活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因一定会使测量值大于真实值的是C
A①B②C③D④
（4）小红对小明所做实验进行改进，在完成 a、b 步骤，活塞回到注射器底端后，添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽，再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒，记下弹簧测力计的示数为 1.2N”，则活塞与注射器筒内壁间的摩擦力约为1.2N．则实验时大气压应为1.008×10⁵Pa．

15．

英国科学家胡克发现弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即F=kx，式中的k称为弹簧的劲度系数．小明组的同学们在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，也来探究弹力与弹簧伸长量的关系．下表是他们的实验数据．实验时弹簧始终未超过弹性限度．g取10N/kg．

砝码质量m/g	0	30	60	90	120	150
弹簧总长度l/cm	6.0	7.2	8.3	9.5	10.6	11.8

（1）根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图象；
（2）根据上述数据得到弹簧的劲度系数是25.7N/m．

5．“生活处处有物理，留心观察皆学问”．下面对有关现象的解释，正确的是（　　）

	A．	塑料吸盘能贴在光滑的墙上是利用了大气压强
	B．	用高压锅煮食物容易熟，是因为液体沸点随气体压强的增大而降低
	C．	家庭电路中的电灯、插座、电视机是串联的
	D．	保险丝熔断后，可以用铜丝替代

12．