Question

【題目】下面是小明測(cè)量物體密度的實(shí)驗(yàn)：

(1)實(shí)驗(yàn)原理是_____________；

(2)首先，小明利用天平和量筒測(cè)合金球密度，做了如下實(shí)驗(yàn)，如圖所示：

①把天平放在水平工作臺(tái)上，游碼移至標(biāo)尺左端的_________處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤(pán)中線的左側(cè)如圖甲，他應(yīng)向________（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，直至橫梁平衡；

②如圖乙，用天平測(cè)出合金球的質(zhì)量為_________ g；

③小明將合金球放入裝有30mL水的量筒中，水面上升到圖丙所示的位置，讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與液面______；

④由以上數(shù)據(jù)可知，該合金球的密度為________kg/m3；

⑤此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若將②③順序?qū)�換，則測(cè)得合金球密度將_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

(3)接著，小明又測(cè)量臺(tái)球的密度（已知ρ臺(tái)球>ρ水），天平被其他小組借走了，于是他找到如圖丁所示盛有水的玻璃容器，并借助保鮮盒、細(xì)線和記號(hào)筆，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：

①將空保鮮盒放在容器中，使其豎直漂浮在水面上，標(biāo)記出水面的位置A；

②將臺(tái)球放入保鮮盒中，使其豎直漂浮在水面上，標(biāo)記出水面的位置C；

③用細(xì)線拴在臺(tái)球，將臺(tái)球從保鮮盒取出并浸沒(méi)在水中（保鮮盒仍然漂�。�，標(biāo)記出水面的位置B；

④將保鮮盒和臺(tái)球取出，向玻璃容器中加水至標(biāo)記點(diǎn)C；

⑤打開(kāi)閥門(mén)向量筒中放水，待水面下降到B點(diǎn)時(shí)，讀出量筒中水的體積為66cm3，繼續(xù)向該量筒中放水，待水面下降到A點(diǎn)時(shí)，再次讀出量筒中水的體積為154cm3；

⑥小明測(cè)得臺(tái)球的密度ρ臺(tái)球=________g/cm3；

(4)在步驟③中，從保鮮盒里取出臺(tái)球，保鮮盒重新漂浮時(shí)，盒外壁上粘有水珠，這會(huì)使臺(tái)球的密度測(cè)量值_____________ （選填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。

Answer 1

【答案】 零刻度線 右 57.6 相平 偏大 無(wú)影響

【解析】

(1)[1]測(cè)量物體密度是利用密度公式。

(2)[2]把天平放在水平臺(tái)上，游碼放在標(biāo)尺左端的零刻度線處，再調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母，使指針指在分度盤(pán)的中央。

[3]由圖甲知，指針指在分度盤(pán)的左側(cè)，說(shuō)明天平的左端下沉，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)，所以平衡螺母向右移動(dòng)。

[4]物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量(標(biāo)尺的分度值為0.2g)，如圖乙用天平測(cè)出合金球的質(zhì)量為

m=50g+5g+2.6g=57.6g

[5]量筒測(cè)量液體體積時(shí)，需要將視線與凹液面相平。

[6]小明將合金球放入裝有30mL水的量筒中，水面上升到圖丙所示的位置，水和合金球的體積為42mL。

則合金球的體積為

V=42cm3 -30cm3=12cm3

由以上數(shù)據(jù)可知，該合金球的密度為

[7]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若將②③順序?qū)�換，在量筒中拿出小球會(huì)帶走一些水分，測(cè)得小球的質(zhì)量偏大，密度偏大。

(3)[8]實(shí)驗(yàn)步驟：

①將空保鮮盒放在容器中，使其豎直漂浮在水面上，標(biāo)記出水面的位置為A。

②將臺(tái)球放入保鮮盒中，使其豎直漂浮在水面上，標(biāo)記出水面的位置為C。

③用細(xì)線拴住臺(tái)球，將臺(tái)球浸沒(méi)在水中(保鮮盒仍然漂浮)，標(biāo)記出水面的位置為B。在②中，合金球和保鮮盒處于漂浮狀態(tài)，F浮2=G球+G盒，受到浮力最大，根據(jù)阿基米德原理，排

開(kāi)水的體積最大，故C點(diǎn)是步驟②的標(biāo)記點(diǎn)。

④將保鮮盒和臺(tái)球取出，向玻璃容器中加水至標(biāo)記點(diǎn)C。

⑤打開(kāi)閥門(mén)向量筒中放水，待水面從C點(diǎn)下降到B點(diǎn)時(shí)放出水的體積為V1=66cm3，(在兩個(gè)過(guò)程中，保鮮盒可認(rèn)為都漂浮，排開(kāi)水的體積不變，合金球借助保鮮盒得以漂浮時(shí)排開(kāi)水的體積與合金球本身體積的差即為V1)，故

繼續(xù)向這個(gè)量筒中放水，待水面下降到A點(diǎn)時(shí)，再次讀出量筒中水的體積V2=154cm，故

V球=V2-V1=154cm3- 66cm3=88cm3

由上面兩式得

m球=ρ水V2=1.0g/cm3×154cm3=154g

⑥臺(tái)球的密度

(4)[9]盒外壁沾的水珠來(lái)自于容器中的水，使得容器中水面比原來(lái)的位置就低了，但盒外壁沾的水使盒子變重又增加了排升的水面，兩者剛好抵消持平，故對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并無(wú)影響。