6. 如图6-4-4所示,在测量油密度的实验中:

(1)把托盘天平放在
(2)小明测量的情况如下表所示,请将实验数据和测量结果填入表中。

(1)把托盘天平放在
水平台面上
,将游码移至“0”刻度线处,若指针偏向分度盘左侧,则应将平衡螺母向右
(左/右)调节,使横梁平衡。(2)小明测量的情况如下表所示,请将实验数据和测量结果填入表中。
答案
水平桌面上
右
37.4
17
20
0.85
右
37.4
17
20
0.85
解析
【分析】
1. 第(1)问:天平使用的第一步是将其放在水平桌面上,调平时遵循“左偏右调、右偏左调”的原则,指针偏向分度盘左侧,说明左盘较重,需将平衡螺母向右调节使横梁平衡。
2. 第(2)问:通过天平测量读取烧杯和油的总质量、倒出后烧杯与剩余油的质量,两者之差为倒出油的质量;结合量筒测得的倒出油的体积,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算油的密度,完成表格数据填写。
【解析】
(1) 把托盘天平放在水平桌面上,将游码移至“0”刻度线处,若指针偏向分度盘左侧,说明左盘质量偏大,应将平衡螺母向右调节,使横梁平衡。
(2) 根据实验测量和计算:
烧杯和油的总质量为$37.4\,\mathrm{g}$;
倒出后烧杯和剩余油的质量为$17\,\mathrm{g}$;
倒出油的质量:$m = 37.4\,\mathrm{g} - 17\,\mathrm{g} = 20\,\mathrm{g}$;
倒出油的体积为$20\,\mathrm{cm}^3$;
油的密度:$\rho = \frac{m}{V} = \frac{17\,\mathrm{g}}{20\,\mathrm{cm}^3} = 0.85\,\mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1) 水平桌面上;右
(2) 37.4;17;20;0.85
【知识点】
天平的使用;密度的测量;密度公式应用
【点评】
本题是测量液体密度的基础实验题,重点考查天平的基本操作、质量读取及密度公式的应用,要求学生掌握实验操作规范和数据处理方法,是力学实验常考题型。
【难度系数】
0.7
1. 第(1)问:天平使用的第一步是将其放在水平桌面上,调平时遵循“左偏右调、右偏左调”的原则,指针偏向分度盘左侧,说明左盘较重,需将平衡螺母向右调节使横梁平衡。
2. 第(2)问:通过天平测量读取烧杯和油的总质量、倒出后烧杯与剩余油的质量,两者之差为倒出油的质量;结合量筒测得的倒出油的体积,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算油的密度,完成表格数据填写。
【解析】
(1) 把托盘天平放在水平桌面上,将游码移至“0”刻度线处,若指针偏向分度盘左侧,说明左盘质量偏大,应将平衡螺母向右调节,使横梁平衡。
(2) 根据实验测量和计算:
烧杯和油的总质量为$37.4\,\mathrm{g}$;
倒出后烧杯和剩余油的质量为$17\,\mathrm{g}$;
倒出油的质量:$m = 37.4\,\mathrm{g} - 17\,\mathrm{g} = 20\,\mathrm{g}$;
倒出油的体积为$20\,\mathrm{cm}^3$;
油的密度:$\rho = \frac{m}{V} = \frac{17\,\mathrm{g}}{20\,\mathrm{cm}^3} = 0.85\,\mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1) 水平桌面上;右
(2) 37.4;17;20;0.85
【知识点】
天平的使用;密度的测量;密度公式应用
【点评】
本题是测量液体密度的基础实验题,重点考查天平的基本操作、质量读取及密度公式的应用,要求学生掌握实验操作规范和数据处理方法,是力学实验常考题型。
【难度系数】
0.7
7. 为了测量某液体的密度,小明进行了如下实验:
① 用托盘天平测出空矿泉水瓶的质量$m_0$;
② 往矿泉水瓶里装满水,用托盘天平测出它们的总质量$m_1$;
③ 往矿泉水瓶装满该液体,用托盘天平测出它们的总质量$m_2$;
④ 用量筒测出矿泉水瓶里所盛该液体的体积V;
⑤ 计算该液体的密度。
这些步骤中可以省去的是(
A.①
B.②或④
C.③
D.②和④
① 用托盘天平测出空矿泉水瓶的质量$m_0$;
② 往矿泉水瓶里装满水,用托盘天平测出它们的总质量$m_1$;
③ 往矿泉水瓶装满该液体,用托盘天平测出它们的总质量$m_2$;
④ 用量筒测出矿泉水瓶里所盛该液体的体积V;
⑤ 计算该液体的密度。
这些步骤中可以省去的是(
B
)。A.①
B.②或④
C.③
D.②和④
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题,需结合密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,分析每个实验步骤的作用,判断哪些步骤的物理量可通过其他步骤推导得出,进而确定可省去的步骤:
1. 测量液体密度的核心是获取液体的质量和体积:
液体质量可通过步骤①(空瓶质量$m_0$)和步骤③(液体与瓶总质量$m_2$)计算,即$m_{液}=m_2 - m_0$;
液体体积有两种获取方式:
方式一:利用步骤①和②,先算出瓶内水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$,再根据水的密度$\rho_{水}$得到瓶子容积$V_{容}=V_{水}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$,由于瓶子装满液体时液体体积等于瓶子容积,此时无需步骤④直接测量体积;
方式二:直接通过步骤④用量筒测出液体体积$V_{液}=V$,此时无需步骤②,直接结合$m_{液}=m_2 - m_0$,用$\rho_{液}=\frac{m_2 - m_0}{V}$计算密度。
2. 步骤必要性判断:
步骤①是计算液体和水的质量的基础,步骤③是获取液体总质量的关键,二者均不可省去;
步骤②和④只需保留其一就能得到液体体积,因此可省去步骤②或④。
【解析】
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,测量液体密度需要确定液体的质量和体积:
1. 液体质量的计算:由步骤①的空瓶质量$m_0$和步骤③的液体与瓶总质量$m_2$,可得$m_{液}=m_2 - m_0$;
2. 液体体积的两种获取途径:
若保留步骤②:先计算水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$,再根据水的密度$\rho_{水}$求出瓶子容积$V_{容}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$,而液体体积$V_{液}=V_{容}$,此时可省去步骤④,代入密度公式得$\rho_{液}=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$;
若保留步骤④:直接测得液体体积$V_{液}=V$,此时可省去步骤②,代入密度公式得$\rho_{液}=\frac{m_2 - m_0}{V}$。
因此,步骤②或④可以省去,故选B。
【答案】
B
【知识点】
密度的测量实验、密度公式的应用
【点评】
本题考查测量液体密度的实验步骤优化,核心是利用瓶子容积不变的特点,灵活选择间接或直接测量液体体积的方法,重点考查学生对密度公式的理解和实验逻辑的分析能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,分析每个实验步骤的作用,判断哪些步骤的物理量可通过其他步骤推导得出,进而确定可省去的步骤:
1. 测量液体密度的核心是获取液体的质量和体积:
液体质量可通过步骤①(空瓶质量$m_0$)和步骤③(液体与瓶总质量$m_2$)计算,即$m_{液}=m_2 - m_0$;
液体体积有两种获取方式:
方式一:利用步骤①和②,先算出瓶内水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$,再根据水的密度$\rho_{水}$得到瓶子容积$V_{容}=V_{水}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$,由于瓶子装满液体时液体体积等于瓶子容积,此时无需步骤④直接测量体积;
方式二:直接通过步骤④用量筒测出液体体积$V_{液}=V$,此时无需步骤②,直接结合$m_{液}=m_2 - m_0$,用$\rho_{液}=\frac{m_2 - m_0}{V}$计算密度。
2. 步骤必要性判断:
步骤①是计算液体和水的质量的基础,步骤③是获取液体总质量的关键,二者均不可省去;
步骤②和④只需保留其一就能得到液体体积,因此可省去步骤②或④。
【解析】
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,测量液体密度需要确定液体的质量和体积:
1. 液体质量的计算:由步骤①的空瓶质量$m_0$和步骤③的液体与瓶总质量$m_2$,可得$m_{液}=m_2 - m_0$;
2. 液体体积的两种获取途径:
若保留步骤②:先计算水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$,再根据水的密度$\rho_{水}$求出瓶子容积$V_{容}=\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$,而液体体积$V_{液}=V_{容}$,此时可省去步骤④,代入密度公式得$\rho_{液}=\frac{(m_2 - m_0)\rho_{水}}{m_1 - m_0}$;
若保留步骤④:直接测得液体体积$V_{液}=V$,此时可省去步骤②,代入密度公式得$\rho_{液}=\frac{m_2 - m_0}{V}$。
因此,步骤②或④可以省去,故选B。
【答案】
B
【知识点】
密度的测量实验、密度公式的应用
【点评】
本题考查测量液体密度的实验步骤优化,核心是利用瓶子容积不变的特点,灵活选择间接或直接测量液体体积的方法,重点考查学生对密度公式的理解和实验逻辑的分析能力。
【难度系数】
0.6
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