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(缺量筒)小明想利用台秤、细针、烧杯和水测量西红柿的密度,实验方案如下所示: (...

(缺量筒)小明想利用台秤、细针、烧杯和水测量西红柿的密度,实验方案如下所示:

(1)选取一个底面积为10 cm2的烧杯,装20 cm深的水,先将烧杯放在台秤上,如图甲所示,则空烧杯的质量为______g

(2)先将西红柿放在水中,发现它漂浮在水面上,说明西红柿的密度______(选填大于/小于/等于)水的密度,然后用细针将西红柿按压入水中,当西红柿浸没在水中时,台秤示数如图乙所示;

(3)然后移开细针,西红柿逐渐浮出水面,静止时台秤示数如图丙所示,分析三图可知容器底所受液体压强最大的为______图(选填甲//丙);小明分析电子秤的数据后可知,西红柿的密度为______g/cm3(保留小数点后两位)。

(拓展)(1)同桌小刚认为,小明的实验操作乙至丙过程中,西红柿上会沾水,所测西红柿质量偏大,导致西红柿的密度偏大,你认为该说法是______的(选填正确/错误)。

(2)图甲中水对烧杯底部的压强为______Pa

 

200 小于 乙 0.95 错误 2 000 【解析】 (1)容器为圆柱状,所以容器中水的质量:m水=ρ水V水=1 g/cm3×10 cm2×20 cm=200 g,由图甲知,容器和水的总质量m甲=400 g,所以容器的质量:m容器=m甲-m水=400 g-200 g=200 g;(2)西红柿放入水中后漂浮在水面上,则说明西红柿的密度小于水的密度;(3)比较甲、乙、丙图知,乙图中水深度最大,由p=ρgh可知,乙容器底所受液体压强最大;由图甲、丙可得西红柿的质量m西红柿=m丙-m甲=495.8 g-400 g=95.8 g,乙中西红柿浸没中水中,受到竖直向上的浮力、竖直向下的压力和重力,且三个力平衡,结合图甲、乙可知:F浮=G排=G西红柿+F=(m乙-m甲)g,则:m排=ρ水V排=m乙-m甲,所以V西红柿=V排===100.8 cm3,西红柿的密度:ρ西红柿==≈0.95 g/cm3;【拓展】(1)实验操作由乙至丙过程中,西红柿上会沾水,但由乙到丙的操作中西红柿、水和容器的总质量并不会发生改变,所以由甲、丙得到西红柿的质量正确,不会造成测西红柿密度偏大,所以小刚说法错误;(2)图甲中水的高度为20 cm,则对烧杯底部的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2 000 Pa。  
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考点分析:
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(缺天平)小明学习了“探究物质的密度”以后,来到实验室测量糖水的密度。

(1)实验前小明将天平放在水平桌面上,应将游码移到标尺左端的______处,此时发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向______端调节,使天平横梁平衡。

(2)将质量为32 g的烧杯放在天平的左盘上,取适量的白糖倒入烧杯中, 向右盘中加减砝码并调节游码,直至天平平衡,如图乙所示,白糖的质量是______g

(3)用量筒测出水的体积,如图丙所示,然后将烧杯中的白糖倒入量筒中,待白糖完全溶解后,量筒中液面的位置如图丁所示,配制糖水的密度______kg/m3

(4)小亮也想进行测量,但是天平被小红借走了,于是小亮找来了一个试管和记号笔,利用原来的量筒和水测出了糖水的密度, 实验步骤如下:

在量筒内倒入适量的水,将试管放入量筒的水中竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V1

在试管内倒入适量的水,先在水面上做好标记,然后将试管放入量筒内水中竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V2

将试管内的水倒净,再向试管中倒入糖水至标记处,然后再将试管放入量筒内水中竖直漂浮,读出量筒内水面所对的刻度V3

根据以上步骤,可得糖水的体积为______,糖水的密度表达式为ρ糖水______(用已知量和测量量表示,水的密度用ρ 表示)

 

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(特殊物质)小明和同学们想测量家中热水瓶中软木塞的密度,于是切下一块干软木,进行了实验,实验步骤如下:

调节天平横梁平衡;用天平测出软木块的质量m,示数如图甲所示;在量筒中装入适量的水,如图乙所示;读出水的体积V1用细线系住软木块和铁块,将铁块浸没在水中,如图丙,读出水和铁块的总体积V2将软木块和铁块同时浸没在水中,如图丁所示,读出水、铁块和软木块的总体积V3

请回答以下问题:

(1)根据上述步骤可知:软木块的质量为______g,软木块的密度为______kg/m3

(2)小红同学发现在上述步骤中,有一个步骤是多余的,这个步骤是______(填序号)。

(3)同学们经过评估交流后,发现干软木具有吸水性,则所测密度应______(选填大于/小于/等于)实际密度。

(4)实验时量筒中装入适量的水“适量的水”的含义是______

(评估)对具有吸水性物质的体积测量提出一种改进方法:______

 

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如图甲所示装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。 其制作过程和原理如下:选择一根长1 m的杠杆,O为中点,调节两边平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。 在杠杆左侧离O10 cmA位置用细线固定一个质量为150 g、容积为80 mL的容器。 右侧用细线悬挂一质量为50 g的钩码(细线的质量忽略不计)。 测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。

(1)在调节平衡螺母使该“密度天平”平衡时,若左端下沉,应该将右侧平衡螺母向______调节,直到杠杆平衡。

(2) 密度天平”的“零刻度”应标在杠杆右端距支点______cm处。

(3)该“密度天平”的最大称量密度值为______kg/m3

(4)若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将______(选填增大/减小/不变)。

(拓展)该同学还想利用此装置测量一小石块的密度,测量步骤如下:

如图乙所示,用细线将小石块和钩码拴好,分别挂于杠杆支点两侧,并改变二者位置,使杠杆在水平位置平衡;

分别测出小石块和钩码到支点的距离L1 L2

③在容器中盛适量的水,将小石块浸没于水中,向______(选填左/右)移动钩码,使杠杆在水平位置再次平衡,测出钩码到支点的距离L2

小石块的密度ρ______。(用测量的物理量表示,水的密度为ρ

 

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某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,探究杠杆的平衡条件。

(1)如图甲所示,A点挂有2个质量均为50 g的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个质量均为50 g的钩码;杠杆平衡后,小王便得出了杠杆的平衡条件为:F1L1F2L2,同组同学小勇认为他这样得出的结论不合理,这是因为______

(2)在小勇的建议下接着完成了3次实验,每次实验均用同样的测量器材,测量方法和读数均无误,记录的数据如表所示。通过实验数据总结出杠杆平衡条件是______(用字母表达)

实验次数

F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

1

1.5

6

1.0

9

2

2.0

6

1.5

8

3

2.5

3

1.5

5

 

(3)分析实验数据时,小勇认为:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡。为了验证这个说法的正误,该同学设计了图乙的装置,具体做法是:保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,______,利用相关数据代入上式进行验证。

(拓展)小勇又利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡的条件,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1 L2的大小,他测力臂的方法是______(选填正确/错误)的。如果将两边的硬币以相同的速度同时匀速向支点移动,则杠杆______(选填 仍平衡/左端下沉/右端下沉)。

 

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某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来探究杠杆的平衡条件。

(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆处于______(选填平衡/非平衡)状态,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。

(2)某次实验如图乙所示,若在BD处同时增加一个钩码,杠杆将______(选填仍保持静止/顺时针转动/逆时针转动)。

(3)若在图乙中,小亮保持B点处钩码数量不变,去掉D处的钩码,若在A点或C点使用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应将弹簧测力计挂在______点,且拉力的方向为______

(4)某同学在探究后分析得到F1L1F2L2的错误结论,请你想出一个快速证明该结论错误的操作方法______

(拓展)小组的小柳同学用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒他不要采用这种方式,原因是______

 

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