5.小聪利用注射器、天平(含砝码)测量酒精的密度。

(1)小聪将天平放在水平台面上,当移动游码至零刻度线时,看到指针在分度盘中央两侧摆动,摆动的幅度如图甲所示,此时 (
A.横梁已平衡
B.将平衡螺母向右调
C.将平衡螺母向左调
D.无法判断横梁是否平衡
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示;将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28 g。
(3)用注射器继续抽取酒精至20 mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示,测得酒精的密度为
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值
(1)小聪将天平放在水平台面上,当移动游码至零刻度线时,看到指针在分度盘中央两侧摆动,摆动的幅度如图甲所示,此时 (
C
)A.横梁已平衡
B.将平衡螺母向右调
C.将平衡螺母向左调
D.无法判断横梁是否平衡
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示;将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28 g。
(3)用注射器继续抽取酒精至20 mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示,测得酒精的密度为
0.78
g/cm³。(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值
偏小
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案
5.(1)C (3)0.78 (4)偏小
解析
【分析】
本题是测量酒精密度的实验题,分四个小问:第(1)问考查天平的调平,需根据指针摆动幅度判断天平平衡状态及平衡螺母的调节方向;第(3)问需利用两次注射器的酒精体积差和总质量差,结合密度公式计算酒精密度;第(4)问分析混有气泡时对密度测量结果的影响,需结合密度公式判断误差。
【解析】
(1) 天平调平时,指针摆动幅度反映天平平衡情况:图甲中指针向左摆动幅度小于向右摆动幅度,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左调,使横梁平衡,故选C。
(3) 第一次:注射器和酒精总质量$m_1=28\ \mathrm{g}$,酒精体积$V_1=10\ \mathrm{mL}$;第二次:砝码总质量为$20\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$,游码示数为$0.8\ \mathrm{g}$,总质量$m_2=35\ \mathrm{g}+0.8\ \mathrm{g}=35.8\ \mathrm{g}$,酒精体积$V_2=20\ \mathrm{mL}$。两次酒精的体积差$\Delta V=V_2-V_1=20\ \mathrm{mL}-10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$,质量差$\Delta m=m_2-m_1=35.8\ \mathrm{g}-28\ \mathrm{g}=7.8\ \mathrm{g}$,根据密度公式$\rho=\frac{\Delta m}{\Delta V}$,得酒精密度$\rho=\frac{7.8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=0.78\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4) 若酒精中混有气泡,注射器显示的酒精体积包含气泡体积,导致计算时所用的酒精体积差偏大,而质量差准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,分母偏大,因此测得的酒精密度值偏小。
【答案】
(1)C;(3)0.78;(4)偏小
【知识点】
天平的使用、密度的计算、误差分析
【点评】
本题考查液体密度测量的基础实验,需掌握天平调平、读数,密度公式的应用,以及实验误差的分析方法,是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题是测量酒精密度的实验题,分四个小问:第(1)问考查天平的调平,需根据指针摆动幅度判断天平平衡状态及平衡螺母的调节方向;第(3)问需利用两次注射器的酒精体积差和总质量差,结合密度公式计算酒精密度;第(4)问分析混有气泡时对密度测量结果的影响,需结合密度公式判断误差。
【解析】
(1) 天平调平时,指针摆动幅度反映天平平衡情况:图甲中指针向左摆动幅度小于向右摆动幅度,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左调,使横梁平衡,故选C。
(3) 第一次:注射器和酒精总质量$m_1=28\ \mathrm{g}$,酒精体积$V_1=10\ \mathrm{mL}$;第二次:砝码总质量为$20\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$,游码示数为$0.8\ \mathrm{g}$,总质量$m_2=35\ \mathrm{g}+0.8\ \mathrm{g}=35.8\ \mathrm{g}$,酒精体积$V_2=20\ \mathrm{mL}$。两次酒精的体积差$\Delta V=V_2-V_1=20\ \mathrm{mL}-10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$,质量差$\Delta m=m_2-m_1=35.8\ \mathrm{g}-28\ \mathrm{g}=7.8\ \mathrm{g}$,根据密度公式$\rho=\frac{\Delta m}{\Delta V}$,得酒精密度$\rho=\frac{7.8\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=0.78\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4) 若酒精中混有气泡,注射器显示的酒精体积包含气泡体积,导致计算时所用的酒精体积差偏大,而质量差准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,分母偏大,因此测得的酒精密度值偏小。
【答案】
(1)C;(3)0.78;(4)偏小
【知识点】
天平的使用、密度的计算、误差分析
【点评】
本题考查液体密度测量的基础实验,需掌握天平调平、读数,密度公式的应用,以及实验误差的分析方法,是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
1.小明到市场上购买了1 kg蜂蜜,回家用电子秤及其他工具设法测出蜂蜜的质量确实是1 kg。小明认为这个蜂蜜肯定没有掺水,是纯正的好蜂蜜。你认为小明用测量质量的办法判断蜂蜜是否掺水是
不合理
(填“合理”或“不合理”)的,理由是:质量只能反映蜂蜜的重量,掺水后总质量同样可以达到1 kg。鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度(纯水和蜂蜜密度不同,掺水会使混合液密度变小),只测质量无法区分是否掺水
。答案
1.不合理 质量只能反映蜂蜜的重量,掺水后总质量同样可以达到1 kg。鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度(纯水和蜂蜜密度不同,掺水会使混合液密度变小),只测质量无法区分是否掺水
解析
【分析】
要判断用测量质量的办法判断蜂蜜是否掺水是否合理,需结合质量和密度的概念分析:质量是物体所含物质的多少,而鉴别物质是否掺假常利用密度(不同物质密度一般不同)。小明仅测量总质量,忽略了掺水后总质量仍可与纯蜂蜜质量相同的情况,因此需从质量和密度的作用差异思考。
【解析】
质量是物体所含物质的多少,蜂蜜掺水时,蜂蜜和水的总质量也能达到1kg,仅测量总质量无法区分是否掺水;而蜂蜜和水的密度不同,掺水后混合液的密度会小于纯蜂蜜的密度,鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度,因此小明的方法不合理。
【答案】
不合理;质量只能反映物体所含物质的多少,蜂蜜掺水后总质量也可以达到1 kg,鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度,只测质量无法区分是否掺水
【知识点】
质量的概念;密度的应用
【点评】
本题考查质量与密度的基本概念及在物质鉴别中的应用,核心是明确质量和密度在物质鉴别中的不同作用,属于基础概念应用题,需区分两者的物理意义。
【难度系数】
0.5
要判断用测量质量的办法判断蜂蜜是否掺水是否合理,需结合质量和密度的概念分析:质量是物体所含物质的多少,而鉴别物质是否掺假常利用密度(不同物质密度一般不同)。小明仅测量总质量,忽略了掺水后总质量仍可与纯蜂蜜质量相同的情况,因此需从质量和密度的作用差异思考。
【解析】
质量是物体所含物质的多少,蜂蜜掺水时,蜂蜜和水的总质量也能达到1kg,仅测量总质量无法区分是否掺水;而蜂蜜和水的密度不同,掺水后混合液的密度会小于纯蜂蜜的密度,鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度,因此小明的方法不合理。
【答案】
不合理;质量只能反映物体所含物质的多少,蜂蜜掺水后总质量也可以达到1 kg,鉴别蜂蜜是否掺水需要测量密度,只测质量无法区分是否掺水
【知识点】
质量的概念;密度的应用
【点评】
本题考查质量与密度的基本概念及在物质鉴别中的应用,核心是明确质量和密度在物质鉴别中的不同作用,属于基础概念应用题,需区分两者的物理意义。
【难度系数】
0.5
2. 某同学洗绿豆时发现绿豆是沉在水底的。他想测量绿豆的密度,于是进行了下列实验:先用一个矿泉水瓶装水,使水面与瓶口平齐,用电子秤测出瓶和水的总质量为510 g;然后把矿泉水瓶中的水倒出一小部分后,再次测出瓶和水的总质量为360 g;再用烧杯装一些绿豆,测出烧杯和绿豆的总质量为460 g;把烧杯中的绿豆慢慢倒入瓶中一部分,直至水面又与瓶口平齐,测出此时烧杯和剩下的绿豆总质量为265 g。已知水的密度为$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,根据以上数据求:
(1)从矿泉水瓶中倒出的水的体积。
(2)从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量。
(3)绿豆的密度。
(1)从矿泉水瓶中倒出的水的体积。
(2)从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量。
(3)绿豆的密度。
答案
2. (1)由题意可得,从矿泉水瓶中倒出的水的质量:
$m_{\mathrm{水}}=510\ \mathrm{g}-360\ \mathrm{g}=150\ \mathrm{g}$
水的密度为$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=1\ \mathrm{g/cm}^3$,根据$\rho=\frac{m}{V}$可得,从矿泉水瓶中倒出的水的体积:
$V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{150\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=150\ \mathrm{cm}^3$
(2)由题意可得,从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量:
$m_{\mathrm{豆}}=460\ \mathrm{g}-265\ \mathrm{g}=195\ \mathrm{g}$
(3)根据题意可知,倒入瓶中绿豆的体积等于从矿泉水瓶中倒出水的体积,即:
$V_{\mathrm{豆}}=V_{\mathrm{水}}=150\ \mathrm{cm}^3$
则绿豆的密度:
$\rho_{\mathrm{豆}}=\frac{m_{\mathrm{豆}}}{V_{\mathrm{豆}}}=\frac{195\ \mathrm{g}}{150\ \mathrm{cm}^3}=1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
$m_{\mathrm{水}}=510\ \mathrm{g}-360\ \mathrm{g}=150\ \mathrm{g}$
水的密度为$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=1\ \mathrm{g/cm}^3$,根据$\rho=\frac{m}{V}$可得,从矿泉水瓶中倒出的水的体积:
$V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{150\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=150\ \mathrm{cm}^3$
(2)由题意可得,从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量:
$m_{\mathrm{豆}}=460\ \mathrm{g}-265\ \mathrm{g}=195\ \mathrm{g}$
(3)根据题意可知,倒入瓶中绿豆的体积等于从矿泉水瓶中倒出水的体积,即:
$V_{\mathrm{豆}}=V_{\mathrm{水}}=150\ \mathrm{cm}^3$
则绿豆的密度:
$\rho_{\mathrm{豆}}=\frac{m_{\mathrm{豆}}}{V_{\mathrm{豆}}}=\frac{195\ \mathrm{g}}{150\ \mathrm{cm}^3}=1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
解析
【分析】
要解决本题,需结合密度公式及等效替代法分析:
1. 求倒出水的体积:先通过两次瓶和水的总质量差算出倒出水的质量,再用密度公式变形计算体积;
2. 求倒入瓶中绿豆的质量:用烧杯和绿豆的总质量减去倒出后烧杯和剩余绿豆的总质量即可;
3. 求绿豆密度:倒入瓶中绿豆的体积等于倒出水的体积(因倒入绿豆后水面再次平齐瓶口,说明绿豆占据的体积与倒出水的体积相等),再用密度公式计算绿豆密度。
【解析】
(1) 从矿泉水瓶中倒出的水的质量:
$m_{\mathrm{水}} = 510\ \mathrm{g} - 360\ \mathrm{g} = 150\ \mathrm{g}$
水的密度$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=1\ \mathrm{g/cm}^3$,根据$\rho=\frac{m}{V}$,倒出水的体积:
$V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{150\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=150\ \mathrm{cm}^3$
(2) 从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量:
$m_{\mathrm{豆}} = 460\ \mathrm{g} - 265\ \mathrm{g} = 195\ \mathrm{g}$
(3) 倒入瓶中绿豆的体积等于倒出水的体积,即$V_{\mathrm{豆}}=V_{\mathrm{水}}=150\ \mathrm{cm}^3$,则绿豆的密度:
$\rho_{\mathrm{豆}}=\frac{m_{\mathrm{豆}}}{V_{\mathrm{豆}}}=\frac{195\ \mathrm{g}}{150\ \mathrm{cm}^3}=1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
【答案】
(1) $150\ \mathrm{cm}^3$;(2) $195\ \mathrm{g}$;(3) $1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
【知识点】
密度公式的应用、密度的计算
【点评】
本题结合实际场景考查密度计算,利用等效替代法将绿豆体积转化为倒出水的体积,思路清晰,注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需结合密度公式及等效替代法分析:
1. 求倒出水的体积:先通过两次瓶和水的总质量差算出倒出水的质量,再用密度公式变形计算体积;
2. 求倒入瓶中绿豆的质量:用烧杯和绿豆的总质量减去倒出后烧杯和剩余绿豆的总质量即可;
3. 求绿豆密度:倒入瓶中绿豆的体积等于倒出水的体积(因倒入绿豆后水面再次平齐瓶口,说明绿豆占据的体积与倒出水的体积相等),再用密度公式计算绿豆密度。
【解析】
(1) 从矿泉水瓶中倒出的水的质量:
$m_{\mathrm{水}} = 510\ \mathrm{g} - 360\ \mathrm{g} = 150\ \mathrm{g}$
水的密度$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=1\ \mathrm{g/cm}^3$,根据$\rho=\frac{m}{V}$,倒出水的体积:
$V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{150\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm}^3}=150\ \mathrm{cm}^3$
(2) 从烧杯倒入瓶中的绿豆的质量:
$m_{\mathrm{豆}} = 460\ \mathrm{g} - 265\ \mathrm{g} = 195\ \mathrm{g}$
(3) 倒入瓶中绿豆的体积等于倒出水的体积,即$V_{\mathrm{豆}}=V_{\mathrm{水}}=150\ \mathrm{cm}^3$,则绿豆的密度:
$\rho_{\mathrm{豆}}=\frac{m_{\mathrm{豆}}}{V_{\mathrm{豆}}}=\frac{195\ \mathrm{g}}{150\ \mathrm{cm}^3}=1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
【答案】
(1) $150\ \mathrm{cm}^3$;(2) $195\ \mathrm{g}$;(3) $1.3\ \mathrm{g/cm}^3$
【知识点】
密度公式的应用、密度的计算
【点评】
本题结合实际场景考查密度计算,利用等效替代法将绿豆体积转化为倒出水的体积,思路清晰,注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
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