问题详情:
实验室有如下器材:天平、量筒、烧杯(2个)、*簧测力计、金属块、细线(质量和体积不计)、足量的水(密度已知)、足量的未知液体(密度小于金属块的密度).
(1)*组选用上述一些器材测量金属块的密度,步骤是:
①在量筒中倒入20mL水;
②把金属块浸没在量筒的水中,如图*所示,此时液面示数为 mL;
③把天平放在水平桌面上,如图乙所示,接下来的*作是:
a. ;
b.向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
c.在左盘放金属块,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图*所示,金属块的质量m= g.
④计算金属块的密度是 kg/m3.
该实验所测密度与金属块实际的密度相比较 (填“偏大”或“偏小”).
(2)乙组选用上述一些器材(没有天平),设计了一种测量未知液体密度的实验方案,请写出他们的实验过程.
选用器材:
主要实验步骤:
未知液体密度的表达式:ρ= (用字母表示)
【回答】
解:(1)②量筒每一个大格代表10ml,每一个小格代表1ml,水和金属块的总体积是40ml,
水的体积是20ml,
所以金属块的体积:V=40ml﹣20ml=20ml=20cm3.
③a. 把天平放在水平桌面上,移动游码到零刻度线上.
b.如图横梁右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使天平平衡.
c.金属块的质量:m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g.
④计算金属块的密度是:ρ===7.89g/cm3=7.89×103kg/m3.
由于先测量金属块的体积,然后测量金属块的质量,金属块上会沾有一些水,导致质量测量值偏大,所以金属块密度测量值偏大.
(2)方法一:
实验步骤:①用细线把金属块拴好,用*簧测力计测金属块的重力G;
②在量筒中倒入适量水,体积为V1;
③把金属块浸没在量筒的水中,此时液面示数为V2;
④烧杯中倒入适量水,用*簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F.
分析:金属块受到的浮力:F浮=G﹣F,金属块排开水的体积:V排=V2﹣V1,
根据阿基米德原理得:G﹣F=ρ(V2﹣V1)g,
所以,未知液体密度的表达式:ρ=.
所以实验需要的器材:*簧测力计、量筒、金属块、细线、水、烧杯.
方法二:
主要实验步骤:
①用细线把金属块拴好,用*簧测力计测金属块的重力G;
②烧杯中倒入适量被测液体,用*簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③烧杯中倒入适量水,用*簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2.
分析:金属块在被测液体中受到的浮力:F浮=G﹣F1,根据阿基米德原理得:G﹣F1=ρVg,所以V=,
金属块在水中受到的浮力:F'浮=G﹣F2,根据阿基米德原理得:G﹣F2=ρ水Vg,所以V=,
因为金属块浸没在被测液体中和浸没中水中的体积相等,
所以, =,
所以,未知液体密度的表达式:ρ=ρ水.
所以实验需要的器材:*簧测力计、金属块、细线、水、烧杯.
故*为:(1)40;将游码移到零刻线处;右;157.8;7.89×103;偏大;
(2)方法一:
选用器材:*簧测力计、量筒、金属块、细线、水、烧杯;
主要实验步骤:
①用*簧测力计测金属块的重力G;
②在量筒中倒入适量水,体积为V1;
③把金属块浸没在量筒的水中,此时液面示数为V2;
④用*簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F.
未知液体密度的表达式:ρ=.
方法二:
选用器材:*簧测力计、金属块、细线、水、烧杯;
主要实验步骤:
①用*簧测力计测金属块的重力G;
②用*簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③用*簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2.
未知液体密度的表达式:ρ=ρ水.
【点评】本题考查了固体和液体的密度,这两个实验都是初中最重要的实验,尤其缺少天平或缺少量筒,给实验带来很大的难度.
知识点:测量物质的密度
题型:实验,探究题