题目内容
17．用天平和量筒测量小石块密度的实验：
（1）调节天平平衡时，将天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度线后，指针静止时的位置如图甲所示，若使天平平衡则应将平衡螺母向右移．
（2）天平平衡后，测量小石块质量时，又出现了如图甲所示的情况，为了使天平平衡，在不加减砝码的情况下，应该向右移动游码，使天平平衡，最终右盘中砝码和标尺上游码的位置如图乙所示，则小石块的质量是27.2g．
（3）用细线系住石块放入装有50mL水的量筒中，量筒中的水面如图丙所示，则石块的体积为10cm3；石块的密度是2.72×103kg/m3．
（4）为了培养小明设计实验的能力，老师将量筒取走，让他只用天平、烧杯、水、细线和记号笔测出石块的密度，他设计了实验方案如下，请你补充完整：
①用天平测出石块的质量m1；
②在烧杯中注适量的水，在水面对应的位置用笔在烧杯壁上做标记，用天平测出烧杯和水的总质量m2；
③将烧杯内的水倒出，用细线把小石块栓好放入烧杯，向烧杯内注入水，使水面到达标记处，测出这时的总质量为m3；
④石块的密度表达式为ρ=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}}$•ρ水（水的密度为ρ水）
分析 （1）调节天平平衡时，指针左偏右调；
（2）在称量过程中，不能再调节平衡螺母，通过加减砝码或移动游码使天平平衡；
且物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（3）读出石块和水的总体积，计算出石块的体积，根据公式ρ=$\frac{m}{V}$得出石块的密度；
（4）根据等效替代法，石块的体积等于石块排开水的体积．
解答 解：（1）指针左偏，所以应将平衡螺母向右端调节；
（2）如图，指针左偏，说明砝码的质量偏小，若不加减砝码，则需向右移动游码使天平平衡；
由图乙知，标尺的分度值为0.2g，示数为20g+5g+2.2g=27.2g；
（3）由图丙知，石块和水的总体积为60ml，则石块的体积V=60ml-50ml=10ml=10cm3；
石块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{27.2g}{10c{m}^{3}}$=2.72g/cm3=2.72×103kg/m3；
（4）要测出石块的体积，在第③步，需在烧杯内倒入水，使水面到达标记处，则水的质量为m3-m1，排开水的质量m水=m2-（m3-m1）=m1+m2-m3；
石块的体积V=V水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}}{{ρ}_{水}}$；
则石块的密度ρ=$\frac{m}{V}$$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}}$•ρ水．
故答案为：（1）平衡螺母；右；（2）向右移动游码，使天平平衡；27.2；（3）10；2.72×103；（4）③向烧杯内注入水，使水面到达标记处；④$\frac{{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}}$•ρ水．
点评 本题是测量石块的密度的实验，考查了常用的测量方法，同时考查了没有量筒的情况下，等效替代法的应用，常用于测量体积较大的物体的体积．
应用题作业本系列答案
（1）请根据电路在图乙的方框中画出电路图．
（2）王锐按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是电阻断路（或滑动变阻器的阻值为零、或滑动变阻器短路）．（写出一个）
（3）王锐在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示．
| U（V） | 0.5 | 1.0 | 1.6 | 1.9 | 2.5 | 3.0 |
| I（A） | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
（5）王锐在实验中所用电阻R的阻值为5Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R消耗的电功率为0.25W．
（6）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动：增加一节干电池（或增大电源电压），并将电压表的量程改为0～15V．
同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时得出了滑轮组机械效率高低与被提升物体重力有关的结论：请你利用提供器材和提示图设计实验证明：
如图所示，是检查视力时的示意图．这是利用了光的反射现象，人通过平面镜观察到的是视力表的虚像（选填“实像”或“虚像”）．若测视力时，要使被测试者看到的“视力表”被测者相距5m，则人距离其背后的视力表为0.6m．研究“电流与电压关系”实验中要保持电阻不变，该实验方法称为控制变量法．
（1）请在图1方框内设计实验探究电路．
以下数据是小明、小华、小红三位同学分别通过实验得到的数据．
（实验中小明使用10Ω定值电阻，小华使用5Ω定值电阻，小红使用“2.5V 1.25W”小灯泡完成实验探究
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压U/V | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 电流I/A （小明） | 0.12 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
| 电流I/A （小华） | 0.24 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
| 电流I/A （小红） | 0.35 | 0.40 | 0.45 | 0.50 | 0.52 |
（3）除了小华、还有哪位同学的实验数据能得到以上电流与电压的关系小明；
（4）根据以上两位同学的实验数据还可以发现定值电阻两端电压与通过它的电流的比值有什么规律为一定值，而这个“电压与电流比值”的大小等于电阻；
（5）如果电流用字母I表示，电阻用字母U表示，电阻用字母R表示，请你用表达式表示上一小题所得到的规律I=$\frac{U}{R}$，这是就欧姆定律的表达式；
（6）根据以上得到的规律，某元件两端电压为12V时，流经元件的电流为200mA，则该元件的电阻为60Ω，当电压降低到3V时，流经该元件的电流为0.05A，当通过元件电流为零时，该元件电阻为60Ω；
（7）另外一位同学的实验数据为什么不符合这规律？这是由于实验误差导致的吗？请说说你的看法不是误差；灯丝的电阻随温度的升高而增大
（8）小明、小华、小红三位同学完成“探究电流与电压关系”实验后，小红用同样电路对“电流与电阻关系”进行探究，她首先将5Ω的定值电阻接入电路，电路连接完全正确，闭合开关直接读出并记录电流表读数，然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作．
小红的实验操作过程是否有错误？有；①接5Ω的电阻闭合开关后，没有调节变阻器就读数了；②当换用10Ω、15Ω的电阻后，没有调节电阻两端的电压不变便读取数据．
如图为小明探究导体的电流与导体两端电压关系和串联电路电压关系的组合电路图．（1）小明在闭合开关后发现电流表、电压表V、电压表V1都有示数，但但电压表V2无示数，电路故障为R2短路．（选填：“R2开路”或“R2短路”）
（2）小明排除故障后，按实验操作规程操作并记录下了各电压表和电流表示数，具体数据见下表：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压表1 | 1.5V | 2V | 2.2V | 2.4V | 2.7V |
| 电压表2 | 3V | 2.5V | 2.3V | 2.1V | 1.8V |
| 电压表V | 4.5V | 4.5V | 4.5V | 4.5V | 4.5V |
| 电流表A | 0.15A | 0.2A | 0.22A | 0.24A | 0.27A |
（3）当电压表1示数为2V时，电路的总功率是0.9W．
