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(双缺型)小明设计了一个利用如图装置测不规则石块密度的实验。 a.在使用弹簧测力...

(双缺型)小明设计了一个利用如图装置测不规则石块密度的实验。

a.在使用弹簧测力计之前要在______方向调零,然后将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使水满过溢水口流入空杯中;

b.当水不再流出时弹簧测力计的示数分别为G1G2,如图甲所示。

c.将一个小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,此时溢出的水全部流入另一杯中,当水不再流出时,弹簧测力计的示数分别为G3G4,如图乙所示。

(1)小石块的体积V______,小石块的密度ρ______。(用题中字母表示)

(2)若此小石块具有轻微吸水性,则他测得的小石块密度比真实值______(选填偏大/偏小/不变)

(拓展)小军看后觉得小明的方案太麻烦,他利用弹簧测力计、水和烧杯来测出石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。

a.用弹簧测力计测出石块在空气中的重力,记作G

b______,记作F

c.石块密度的表达式为ρ______。(用测量量的字母表示,水的密度为ρ

 

竖直 ρ水 偏大 用弹簧测力计拉着石块,将石块浸没在水中,读出测力计的示数 ρ水 【解析】 (1)由图知,石块排开水的重力为G排=G4-G2,因为ρ=,G=mg,所以石块排开水的体积,即石块的体积为V石=V排===;石块的重力为G石=G3+(G4-G2)-G1=G3+G4-G1-G2,石块的密度为ρ====ρ水;(2)由于小石块具有轻微吸水性,导致排开水的体积略小于本身体积,由公式ρ=知,所测密度偏大;【拓展】根据称重法测浮力,由已知条件,石块浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F①,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV物②,由①②得石块的体积:V=V排==,所以石块密度ρ石===ρ水。  
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考点分析:
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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:

(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

 

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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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