第11讲 测量物质的密度
命题分析
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
测量物质的密度 ___ ___ ___ 省题21 省题17
[课程标准]
1.2.3 会测量固体和液体的密度。
4.1.2 测量固体和液体的密度。
例 用天平、量筒等测量小石块和盐水的密度。
1.实验原理:用天平测出物体的质量,用量筒测出物体的体积,利用公式ρ=计算物体的密度。
2.量筒的使用:
(1)量筒是用来测量液体的体积的工具,常用mL做单位。1 mL=1 cm3,1 L=1 dm3。
(2)在使用量筒测量液体体积时,无论液面是下凹还是上凸,测量者在读数时视线都应与凹液面的底部或凸液面的顶部相平。
3.测量形状不规则固体密度的实验步骤:
(1)用调节好的天平测出固体的质量m;
(2)在量筒内加入适量的水,记下水的体积为V1;
(3)将被测固体用细线系牢,并缓缓浸入量筒内的水中(或用细针将物体压入水中),记下水和被测固体的总体积记为V2,则被测固体的体积为V=V2-V1;
(4)固体密度的表达式为ρ=。
思维点拨
(1)“适量的水”有两重含义:一是能使固体全部浸入;二是水和被测固体的总体积不能超过量筒的量程。
(2)误差分析:测量不规则固体密度的实验中,应先测固体质量,再测固体体积,如果先测体积,固体沾上水后,会使测得的质量偏大,从而导致密度偏大。
4.测量液体密度误差较小的实验步骤(剩余法):
(1)把适量液体倒入烧杯中,用调节好的天平测出烧杯和液体的总质量m1;
(2)将烧杯中的被测液体倒入量筒中一部分,测量烧杯和剩余液体的质量m2;
(3)读出倒入量筒中被测液体的体积V;
(4)液体密度的表达式为ρ=。
思维点拨
误差分析:若先测空杯质量,再倒入液体测总质量,然后把液体直接倒入量筒中读出体积,求密度的测量方法(空杯法),会因为把液体倒入量筒时,会有一小部分液体残留在烧杯壁上,导致测量的体积偏小,密度偏大。
实验一 测量固体的密度
例1 在一次户外实践活动中,小明发现了一块小岩石,他想知道这块岩石的密度,于是带回学校和小组同学做了如下实验:
[设计与进行实验]
(1)小明把天平放在水平台上,将________移至标尺左端零刻度线处,此时发现指针位置如图甲所示,接下来应进行的操作是______________________________________________。
(2)天平调平后,小明按如图乙所示的方法来测量岩石块的质量,他的实验操作有两点错误,请你帮他找出:①________________________________________________________________;
②_____________________________________________________________________________。
(3)改正错误后,小明按________________(选填“先大后小”或“先小后大”)的顺序依次增加砝码,当他加上质量最小的砝码后,发现指针向左偏,则小明接下来的正确做法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)测质量时天平平衡时盘中的砝码和游码的位置与测体积时的情景如图丙、丁所示,小明设计了记录数据的表格如下,请你将其补充完整并填入对应的数据。
岩石块的质量m/g 量筒内水的体积V1/cm3 ________________________________ 岩石块的体积V/cm3 ____________
______ 20 ______ ______ ______
[交流与评估]
(5)若切下岩石块的一小部分,此时剩下的部分密度________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)(难点·误差分析)小明在整理器材时发现右盘中砝码有一个缺了角,该情况会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值________(选填“偏大”或“偏小”),原因是_______________。
[拓展设问]
(7)实验结束后,整理器材时发现实验时所用的砝码有一个生锈了,则所测岩石块密度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(8)若先用量筒和水测出岩石块的体积,再用天平测出岩石块的质量,这样测出的密度将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是___________________________
________________________________________________________________________。
(9)同组的小红在整理器材时,发现天平的左盘有一个缺口,则所测岩石的密度____________(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
(10)(替代法)同组的小伟不用量筒也测出了岩石块的密度,他设计的实验步骤如下,请你将空白处补充完整:(已知岩石块的质量为m,水的密度用ρ水表示)
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
②如图所示,用细线将岩石块轻轻放入水中并使其浸没,在烧杯壁上标记出水的位置;
③将岩石块从水中取出,______________________________,测出此时烧杯和水的总质量m2;
④岩石块的密度表达式为ρ石=____________________(用测量量和已知量表示)。若考虑岩石块吸水,则利用该方法测得的岩石块密度________(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
(11)①(浮力法测密度)如图所示,小明不用天平和量筒,也巧妙测出了岩石块的密度。
①用细线拴住岩石块,用弹簧测力计测出岩石块的重力G1;
②把岩石块浸没在水中,弹簧测力计的示数为G2;
③岩石块的密度ρ=________________(用测得物理量和已知量表示,水的密度为ρ水)。
(12)(电子秤测密度)小明利用家用的电子秤进行如图所示的实验,则岩石块的密度为_____ kg/m3。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3)
答案 (1)游码 向右移动平衡螺母,直至指针指在分度盘中央刻度线处(或向右移动平衡螺母,直至天平横梁在水平位置平衡) (2)①物体与砝码的位置放反 ②测量时调节平衡螺母 (3)先大后小 向右移动游码,直至天平在水平位置平衡 (4)量筒内岩石块和水的总体积V2/cm3 岩石块密度ρ/(g·cm-3) 77 40 20 3.85 (5)不变 (6)偏大 右盘中加入缺角的砝码,会导致所测岩石的质量偏大,体积测量值准确,由ρ=可知,所测岩石块密度值偏大 (7)偏小 (8)偏大 将岩石块从水中取出时其表面沾有少量的水,导致其质量测量值偏大,体积测量值准确,由ρ=可知,测得的岩石块密度偏大 (9)仍然准确 (10)③向烧杯内加水至标记处 ④ 偏大 (11)③ρ水 (12)3.9×103
实验二 测量液体的密度
例2 小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.05 g/cm3的盐水,为检验配制的盐水是否合格,小明用天平和量筒做了如下实验:
[设计与进行实验]
(1)将天平放在水平桌面上,游码归零后指针偏向分度盘右侧,此时应该向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡。
(2)正确调节天平后,实验步骤如下:
①用天平测出空烧杯的质量为18 g;
②在烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示,则盐水的质量为_____ g;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中盐水的体积为________ cm3,测得的盐水密度为________ g/cm3。
[交流与评估]
(3)小明用这种方法测出的盐水密度会__________(选填“偏大”或“偏小”),同组的小刚认为只需将(2)中实验步骤稍作调整,就能使测量结果更加准确,合理的顺序是__________(填序号)。然后根据调整之后的方案设计了一个记录实验数据的表格。
烧杯和盐水的总质量m1/g 烧杯的质量m2/g 盐水的质量m/g 盐水的体积V/cm3 盐水的密度ρ/(g·cm-3)
(4)调整顺序后,测出盐水密度稍大于1.05 g/cm3,为配制合格的盐水,小明需要继续向盐水中________(选填“加盐”或“加水”)。
(5)(特殊方法测密度)由于实验过程中,不小心将量筒打碎了,于是小明添加了一个烧杯、干抹布和适量的水,设计了如下方案,请你将其补充完整。(已知水的密度为ρ水)
①用调好的天平测出空烧杯的质量为m0;
②给烧杯中装入适量的水并在液面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③将水倒出并用干抹布将烧杯擦干净,________________________________,用天平测出烧杯和盐水的总质量为m2;
④盐水的密度表达式为ρ盐水=__________________(用已知量和测量量表示)。
答案 (1)左 (2)②44 ③40 1.1 (3)偏大 ②③① (4)加水 (5)③向烧杯中加盐水至标记处 ④ρ水
实验一 测量固体的密度
1.(2023·广州越秀区期中)用天平和量筒测量某固体密度,步骤如图所示,下列描述正确的是( )
A.甲图,托盘天平左盘偏高,应先将左侧平衡螺母向右旋转
B.乙图,正确调平天平后,测量固体的质量为32.4 g
C.丙图,固体的体积为38 cm3
D.经计算,该固体密度为1.5 g/cm3
答案 B
解析 使用天平时,应该先把游码移到零刻度处,若指针右偏,向左调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,故A错误;由题图乙可知,天平的分度值是0.2 g,则固体的质量为:m=20 g+10 g+2.4 g=32.4 g,故B正确;由题图丙可知,固体的体积为:V=38 mL-20 mL=18 mL=18 cm3,故C错误;固体的密度为:ρ===1.8 g/cm3,故D错误。
2.以下是某同学测量木塞(木塞不吸水)体积的四个实验步骤,其中不需要的是( )
A.甲 B.乙、丁 C.丙 D.甲、丙
答案 D
解析 木塞放在水中,木塞漂浮在水面上,要测量木塞的体积,采用针压法或下吊金属块法,由题图可知,是利用下吊金属块法测量木塞的体积,不需要甲和丙,故D正确。
3.(2023·江门蓬江区模拟)一容器加满水后容器和水总质量为m1,若在容器内放一质量为m的小金属块A后再加满水,总质量为m2,若在容器内放一质量为m的实心小金属块A和一质量也为m的实心小金属块B后再加满水,总质量为m3,已知水的密度为ρ,则金属块A的密度为________,金属块A和B的密度之比为________。
答案
解析 假设A密度ρ1,体积V1;B的密度ρ2,体积V2,容器的容积V容,则有ρ1V1=m,ρ2V2=m,ρ水V容=m水;
对于放进A的情况
m1=m水+m容,
m容+m+ρ水(V容-V1)=m2,
即m容+m+ρ水V容-ρ水V1=m2,
即ρ水V1=m+m1-m2①
同对第二种情况计算,可得ρ水V2=m+m2-m3②
由①可得V1=,
则金属块A的密度ρ1==;
由①②可得=,
根据ρ=可得===。
4.小明用玻璃刀划一块玻璃放在调好的托盘天平的左盘,如图甲所示,其质量为________ g,若其玻璃的体积为10 cm3,则玻璃的密度为____________ kg/m3;小明根据所测数据,在图乙上描出一个对应的点A,接着他又换用另一块不同颜色的玻璃重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表两块玻璃的密度,则ρA________(选填“>”“<”或“=”)ρB。
答案 27.4 2.74×103 <
解析 如题图甲所示,天平标尺的分度值是0.2 g,玻璃的质量:m=20 g+5 g+2.4 g=27.4 g;玻璃的密度为:ρ===2.74 g/cm3=2.74×103 kg/m3;同种物质的质量与体积成正比,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,A、B两个点分别连接原点O,由ρ=可知,图象的倾斜程度越大,表示物体的密度越大,故ρA<ρB。
5.各种复合材料由于密度小、强度大,广泛应用于汽车、飞机等制造业。如图所示是小丽测量一块实心复合材料的密度的一些步骤。
(1)用调好的天平测量该物块的质量时,增减砝码后指针仍如图甲所示,则应_____________。
(2)当天平平衡时盘中所加砝码和游码位置如图乙,所测物块质量为________ g,因复合材料的密度小于水,小丽在该物块下方悬挂了一铁块,按照如图丙所示①、②、③顺序,测出了这种材料的密度是__________ kg/m3。
(3)用以上方法测得复合材料的密度________(选填“偏小”或“偏大”),为减小实验误差,应将图丙所示实验顺序调整为__________。
(4)整理实验器材时发现,天平的左盘有一个缺角,则测量结果______________(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
答案 (1)向右调节游码,使天平再次平衡 (2)16.4 0.82×103 (3)偏小 ①③② (4)仍然准确
解析 (1)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏向分度盘中线左侧,说明此时右盘所放砝码的质量较小,所以应该向右调节游码,使天平再次平衡。
(2)由题图乙可知,此时天平标尺的分度值是0.2 g,则所测物块质量是:m=10 g+5 g+1.4 g=16.4 g;由题图丙中②可知,此时水、复合材料、铁块的总体积为60 mL=60 cm3,由③可知,水、铁块的总体积为40 mL=40 cm3,则复合材料的体积是:V=60 cm3-40 cm3=20 cm3;该材料的密度是:ρ===0.82 g/cm3=0.82×103 kg/m3。
(3)由于从②到③过程中,复合材料上面会沾有一些水,则使得测量的体积偏大,由密度公式可知,测量的质量是准确的,所以密度测量的偏小;为了使测量结果更加准确,只需将题图丙中的步骤“②”和步骤“③”的测量先后顺序对调即可。
(4)天平的左盘有一个缺角,在调节天平平衡后,左右两盘质量相等,测量物体质量时,左右两盘质量也相等,所以对测量结果没有影响,天平的左盘有一个缺角,则测量结果仍然准确。
实验二 测量液体的密度
6.(2023·广州越秀区模拟)小丽在瓶子中多次装入某种液体,直至把容器装满。她测出了每次装入液体的体积V及液体和瓶子的总质量m,记录的部分实验数据如表。则下列判断错误的是( )
V/cm3 10 20 30 40 50 ①
m/g 36 47 58 69 80 85.5
A.瓶子的质量为25 g B.表中①处数据应为60
C.液体的密度为1.1 g/cm3 D.该瓶子能装下55 g的水
答案 B
解析 设瓶子的质量为m0,液体密度为ρ,根据题意有m=m0+ρV,把表格中前两组数据代入公式,得36 g=m0+ρ×10 cm3,47 g=m0+ρ×20 cm3,联立解得m0=25 g,ρ=1.1 g/cm3,故A、C正确;把m=85.5 g代入公式m=m0+ρV得,85.5 g=25 g+1.1 g/cm3×V,解得V==55 cm3,故B错误;该瓶子装液体的最大体积为55 cm3,则装水的最大体积也为V水=55 cm3,可得质量为m水=ρ水V水=1 g/cm3×55 cm3=55 g,故D正确。
7.(科学思维)某实验小组测定盐水密度的实验步骤如下:
(1)用天平测出空矿泉水瓶的质量m0;
(2)在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量m1;
(3)在另一相同矿泉水瓶中装满盐水,用天平测出总质量m2;
(4)将盐水全部倒入量筒中,用量筒测出矿泉水瓶里所盛盐水的体积V;
(5)用天平测量倒出盐水后矿泉水瓶的质量m3;
(6)计算盐水的密度。
有三位同学分别选用了其中部分实验步骤,测量出盐水的密度,并写出了表达式(ρ水已知):
①ρ=;②ρ=;③ρ=ρ水
你认为较合理且误差较小的表达式有( )
A.①②③ B.②③ C.①③ D.①②
答案 C
解析 由实验步骤可知,若不用量筒,可选用(1)(2)(3)测量盐水的密度,则水的质量m水=m1-m0,盐水的质量m盐水=m2-m0,盐水的体积V盐水=V水=,盐水的密度:ρ==ρ水,故表达式③合理;用V表示盐水的体积,则一定是将盐水全部倒入量筒中测量体积,即选用(1)(3)(4)进行测量,盐水的质量:m盐水=m2-m0,盐水的体积:V盐水′=V,盐水的密度ρ==,该方案中,将盐水全部倒入量筒中测量体积,会有部分盐水附着在矿泉水瓶的内壁上,使得测量的体积V小于(3)矿泉水瓶中盐水的体积,由ρ=可知,计算出的盐水密度偏大,故表达式②不合理;若使用量筒,则应先测量矿泉水瓶与盐水的总质量,将部分盐水倒入量筒测量体积,再测量剩余盐水与矿泉水瓶的总质量,即选用(3)(4)(5)进行测量,盐水的质量:m盐水′=m2-m3,盐水的体积:V盐水′=V,盐水的密度:ρ==,故表达式①合理。
8.(创新实验)某同学做“测量液体密度”的实验后,进行了操作总结和新的探索。没有量筒,只用天平、烧杯、水,也能测出某种未知液体的密度。他先测出空杯的质量和装满水时的质量分别为32.2 g和132.2 g。再用这只烧杯装满待测液体后,天平示数如图所示,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3。以下说法正确的是( )
A.用手直接在右盘中加减砝码
B.测量时为使横梁平衡,可移动平衡螺母
C.待测液体的密度是0.8×103 kg/m3
D.待测液体的密度是0.9×103 kg/m3
答案 C
解析 天平称量物体质量时,不能用手向右盘中加减砝码,要用镊子,故A错误;测量时为使横梁平衡,可通过增减砝码和调节游码,不能移动平衡螺母,故B错误;水的质量m水=m总1-m烧杯=132.2 g-32.2 g=100 g,由ρ=可得,水的体积V水===100 cm3;烧杯所能容纳液体的体积V=V水=100 cm3;待测液体的体积V液=V=V水=100 cm3;这只烧杯装满待测液体后总质量m总2=100 g+10 g+2.2 g=112.2 g,待测液体的质量m液=m总2-m烧杯=112.2 g-32.2 g=80 g,待测液体的密度ρ液===0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3,故C正确,D错误。
9.小明将天平放在水平桌面上,将游码归零,调节平衡螺母使天平平衡,他用质量相同的瓶装了体积均为10 mL的不同液体,分别放在已正确调平的天平的左右盘上,如图,天平已经重新平衡,已知乙液体为水,ρ水=1 g/cm3,则下列说法正确的是( )
A.甲瓶和液体总质量为15 g B.甲瓶和液体总质量为5 g
C.甲瓶液体密度为0.9 g/cm3 D.甲瓶液体密度为1.1 g/cm3
答案 D
解析 天平平衡,则甲瓶内液体的质量等于乙瓶内液体的质量与游码指示的质量值之和。
由题意可知,水的质量m水=ρ水V=1 g/cm3×10 cm3=10 g,
由题图可得m甲+m瓶=m水+m游码+m瓶,则甲瓶内液体质量m甲=m水+m游码=10 g+1 g=11 g,
由于不知道甲瓶的质量,甲瓶和液体的总质量无法算出,但可以判断甲瓶内液体质量等于11 g,故A、B错误;
甲瓶内液体的密度ρ甲===1.1 g/cm3,故C错误,D正确。
10.小州小组在实验室测量酸奶的密度,他准备了量筒(如图甲所示)和天平。
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向________调,使天平横梁平衡。
(2)他先用天平测出空烧杯的质量为30 g,接着他将酸奶倒入烧杯,用天平测量烧杯和液体的总质量,天平平衡时的情景如图乙所示,则烧杯和酸奶的总质量m1=________ g。然后他打算将烧杯中的酸奶倒入量筒中,由于酸奶比较黏稠且不透明,容易粘在筒壁上,对测量影响较大;于是他找到了5 mL针筒(如图丙所示),用针筒抽取V1=5 mL酸奶,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=58.7 g;则酸奶的密度为__________ kg/m3。
(3)同组的小苏同学在实验中发现了一个“问题”,他发现5 mL针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,这会导致测得的酸奶密度比实际值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);于是,小苏和小州想出了一种正确测量方法,小苏接着做出了正确的操作:将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3,记下此时__________________,则酸奶密度表达式:ρ酸奶=__________________(表达式用题中已知物理量m1、m2、m3、V1及测得的物理量表示)。
答案 (1)右 (2)64 1.06×103 (3)偏大 针筒内剩余酸奶的体积V2
解析 (1)天平称量质量前,发现指针指在分度盘的左侧,根据左偏右调、右偏左调的原则,所以应将平衡螺母向右调节。
(2)由图乙可知,标尺的分度值为0.2 g,烧杯和酸奶的总质量:m1=50 g+10 g+4 g=64 g;
用针筒抽取的酸奶质量:m=m1-m2=64 g-58.7 g=5.3 g,
用针筒抽取的酸奶V=5 mL=5 cm3,
则酸奶的密度:ρ===1.06 g/cm3=1.06×103 kg/m3。
(3)由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,使得针筒内测量的酸奶体积偏小,由ρ=可知,酸奶质量不变,体积偏小,测量出酸奶密度会偏大;
根据题意知,将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3,记下此时针筒内剩余酸奶的体积V2,从而得出返回烧杯内酸奶的质量和体积,根据密度公式求出酸奶密度表达式;
返回烧杯内酸奶的质量:m′=m3-m2,
返回烧杯内酸奶的体积:V′=V1-V2,
则酸奶密度表达式:ρ酸奶==。
11.(2020·广东)受“曹冲称象”(如图甲所示)的启发,小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度,如图乙所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整)。
①如图a,取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置。
②如图b,往量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1。
③如图c,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2。
④如图d,将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面________,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3。
完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量)。
(1)小玻璃珠的总体积为V=__________。
(2)小玻璃珠的总质量为m=________。
(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=__________。
(4)在不改变实验方法的前提下,请提出一条提高测量精度的措施:____________________
_______________________________________________________________________________
(示例:在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)。
答案 ④相平 (1)V2-V1 (2)ρ水(V2-V3) (3) (4)取出碗中所有的小玻璃珠,慢慢放入量筒中,注意不要溅出水(或测量水的体积时,视线要以凹液面为准)
解析 ④如题图d将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3;
(1)量筒中水的体积V1,取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2,小玻璃珠的总体积为V=V2-V1;
(2)取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用油性笔在碗外壁上标记水面的位置;
取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2。
将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,根据等效替代法,量筒中减小的水的质量即小玻璃珠的总质量,
减小水的体积:ΔV=V2-V3,
减小水的质量:m=ρ水(V2-V3),
(3)小玻璃珠密度的表达式为:ρ==;
(4)在不改变实验方法的前提下,提高测量精度的措施:取出碗中所有的小玻璃珠,慢慢放入量筒中,注意不要溅出水(或测量水的体积时,视线要以凹液面为准)。
12.(2019·广东)学校创新实验小组欲测量某矿石的密度,而该矿石形状不规则,且无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:
(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺的________处,并调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,先估计烧杯和水的质量,然后用__________往天平的右盘____________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示,则烧杯和水的总质量为________ g。
(3)如图乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144 g,则矿石的体积为__________m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(4)如图丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174 g,则矿石的密度为__________ kg/m3。
答案 (1)零刻度线 (2)镊子 从大到小 124 (3)2×10-5 (4)2.5×103
解析 (1)将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺的零刻线处。
(2)要测量水和烧杯的质量,需要根据估测用镊子按从大到小的顺序试加砝码,并移动游码,直至天平平衡;
水和烧杯的总质量:m1=100 g+20 g+4 g=124 g。
(3)用线拉着物体浸没在水中,增加的重力等于物体的重力减去拉力,所以增加的重力大小等于浮力大小,即(m2-m1)g=F浮=ρ水gV排,
矿石的体积就是排开水的体积:V石=V排===20 cm3=2×10-5 m3。
(4)放入物体后增加的重力就是物体的重力,所以增加的质量就是物体的质量即m矿石=m3-m1=174 g-124 g=50 g;
矿石的密度:ρ===2.5 g/cm3=2.5×103 kg/m3。