24. (8分)按照题目要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)如图甲小明喝水时手匀速向上拿起水杯,画出水杯受到摩擦力的示意图。
(2)如图乙所示的是重力为550 N的运动员在跳远时快落地的情景,请在图中画出运动员在空中受力的示意图(其中O为重心,不计空气阻力)。
(3)如图丙,小球从高处落下压缩弹簧至最低点,请作出它在最低点所受力的示意图。
(4)已知0.8 g酒精的体积为1 cm³,请在图丁中大致画出酒精的密度与其质量的关系图像。

25. (6分)在2024年11月的珠海航展上,我国自主研制的新一代隐身舰载战斗机歼-35A参加了首秀展出,如图所示,它是多用途歼击机,采用气动、结构与隐身一体化设计。在机身结构上,歼-35A采用了更轻、更坚固的碳纤维复合材料,将机身质量减轻了数吨。若将一个体积为0.01 m³的钢制零件替换成碳纤维复合材料零件,在相同体积的情况下,质量减少了63 kg。已知钢的密度为7.9 g/cm³,求:
(1)碳纤维复合材料零件的质量;
(2)此碳纤维复合材料的密度。

(1)如图甲小明喝水时手匀速向上拿起水杯,画出水杯受到摩擦力的示意图。
(2)如图乙所示的是重力为550 N的运动员在跳远时快落地的情景,请在图中画出运动员在空中受力的示意图(其中O为重心,不计空气阻力)。
(3)如图丙,小球从高处落下压缩弹簧至最低点,请作出它在最低点所受力的示意图。
(4)已知0.8 g酒精的体积为1 cm³,请在图丁中大致画出酒精的密度与其质量的关系图像。
25. (6分)在2024年11月的珠海航展上,我国自主研制的新一代隐身舰载战斗机歼-35A参加了首秀展出,如图所示,它是多用途歼击机,采用气动、结构与隐身一体化设计。在机身结构上,歼-35A采用了更轻、更坚固的碳纤维复合材料,将机身质量减轻了数吨。若将一个体积为0.01 m³的钢制零件替换成碳纤维复合材料零件,在相同体积的情况下,质量减少了63 kg。已知钢的密度为7.9 g/cm³,求:
(1)碳纤维复合材料零件的质量;
(2)此碳纤维复合材料的密度。
答案
24.【点拨】本题考查力的示意图绘制以及密度—质量图像绘制,涉及摩擦力、重力、弹力的方向判断以及对密度概念的理解(密度是物质的特性,与质量无关)。
【解析】(1)因为手匀速向上拿起水杯,水杯有向下的相对运动趋势,所以摩擦力方向竖直向上,在水杯重心处,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$f$表示摩擦力,如图1所示:
(2)由于不计空气阻力,运动员在空中只受重力作用,在运动员重心$O$处,画一条竖直向下的带箭头的线段,标注$G=550\ \mathrm{N}$表示重力,如图2所示:
(3)小球在最低点时,小球受到竖直向下的重力和弹簧对它竖直向上的弹力。在小球重心分别用带箭头的线段表示重力和弹力,重力箭头向下,弹力箭头向上,且由于小球在最低点时弹力大于重力,所以表示弹力的线段要比表示重力的线段长,如图3所示:
(4)酒精的密度不随质量变化而变化,在图像纵坐标$0.8\ \mathrm{g/cm^3}$处,画一条平行于横坐标的直线,直线对应的纵坐标值为$0.8\ \mathrm{g/cm^3}$,如图4所示:
25.【点拨】本题考查密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的应用。
【解析】(1)钢制零件的质量$m_{\mathrm{钢}}=\rho_{\mathrm{钢}}V=7.9×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×0.01\ \mathrm{m^3}=79\ \mathrm{kg}$,碳纤维复合材料零件的质量$m_{\mathrm{碳纤维}}=m_{\mathrm{钢}}-m=79\ \mathrm{kg}-63\ \mathrm{kg}=16\ \mathrm{kg}$;
(2)碳纤维复合材料的密度$\rho_{\mathrm{碳纤维}}=\frac{m_{\mathrm{碳纤维}}}{V}=\frac{16\ \mathrm{kg}}{0.01\ \mathrm{m^3}}=1.6×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$。
解析
【分析】
24题:(1)匀速拿起水杯时,水杯受力平衡,竖直方向重力向下,摩擦力与重力平衡,方向竖直向上,作用点在重心,据此画摩擦力示意图;(2)运动员在空中不计空气阻力,仅受重力,方向竖直向下,作用点在重心,画重力示意图;(3)小球在最低点时,受竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力,最低点时弹簧形变最大,弹力大于重力,故弹力线段更长,分别画两力;(4)密度是物质的固有特性,与质量无关,酒精密度为0.8g/cm³,故ρ-m图像为平行于m轴的直线,对应纵坐标0.8。
25题:利用密度公式ρ=m/V,先计算钢制零件质量,再结合质量差求碳纤维零件质量,最后计算碳纤维密度。
【解析】
24题:
(1) 水杯匀速运动,竖直方向受重力和摩擦力二力平衡,摩擦力方向竖直向上,作用点在水杯重心O,画竖直向上带箭头的线段,标注f,如图1所示。
(2) 运动员在空中不计空气阻力,仅受重力,重力方向竖直向下,作用点在重心O,画竖直向下带箭头的线段,标注G=550N,如图2所示。
(3) 小球在最低点时,受竖直向下的重力G和竖直向上的弹力F,因弹力大于重力,故弹力线段长度大于重力线段,两力作用点在小球重心,如图3所示。
(4) 密度是物质的特性,与质量无关,酒精密度为0.8g/cm³,在ρ-m图像中,画平行于m轴的直线,纵坐标为0.8g/cm³,如图4所示。
25题:
(1) 钢的密度ρ钢=7.9×10³kg/m³,体积V=0.01m³,钢制零件质量m钢=ρ钢V=7.9×10³kg/m³×0.01m³=79kg;
碳纤维零件质量m碳=m钢 - Δm=79kg - 63kg=16kg;
(2) 碳纤维密度ρ碳=m碳/V=16kg/0.01m³=1.6×10³kg/m³。
【答案】
24. (1) 水杯重心处竖直向上的摩擦力示意图(如图1);(2) 运动员重心处竖直向下的重力示意图(G=550N,如图2);(3) 小球重心处竖直向下的重力和更长的竖直向上的弹力示意图(如图3);(4) 纵坐标为0.8g/cm³的平行于m轴的直线(如图4);
25. (1) 16kg;(2) 1.6×10³kg/m³。
【知识点】
力的示意图、密度特性、密度公式应用
【点评】
本题考察力的示意图绘制、密度特性及密度公式的应用,注重基础知识点的理解与应用,难度适中,适合学生巩固相关知识。
【难度系数】
0.6
24题:(1)匀速拿起水杯时,水杯受力平衡,竖直方向重力向下,摩擦力与重力平衡,方向竖直向上,作用点在重心,据此画摩擦力示意图;(2)运动员在空中不计空气阻力,仅受重力,方向竖直向下,作用点在重心,画重力示意图;(3)小球在最低点时,受竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力,最低点时弹簧形变最大,弹力大于重力,故弹力线段更长,分别画两力;(4)密度是物质的固有特性,与质量无关,酒精密度为0.8g/cm³,故ρ-m图像为平行于m轴的直线,对应纵坐标0.8。
25题:利用密度公式ρ=m/V,先计算钢制零件质量,再结合质量差求碳纤维零件质量,最后计算碳纤维密度。
【解析】
24题:
(1) 水杯匀速运动,竖直方向受重力和摩擦力二力平衡,摩擦力方向竖直向上,作用点在水杯重心O,画竖直向上带箭头的线段,标注f,如图1所示。
(2) 运动员在空中不计空气阻力,仅受重力,重力方向竖直向下,作用点在重心O,画竖直向下带箭头的线段,标注G=550N,如图2所示。
(3) 小球在最低点时,受竖直向下的重力G和竖直向上的弹力F,因弹力大于重力,故弹力线段长度大于重力线段,两力作用点在小球重心,如图3所示。
(4) 密度是物质的特性,与质量无关,酒精密度为0.8g/cm³,在ρ-m图像中,画平行于m轴的直线,纵坐标为0.8g/cm³,如图4所示。
25题:
(1) 钢的密度ρ钢=7.9×10³kg/m³,体积V=0.01m³,钢制零件质量m钢=ρ钢V=7.9×10³kg/m³×0.01m³=79kg;
碳纤维零件质量m碳=m钢 - Δm=79kg - 63kg=16kg;
(2) 碳纤维密度ρ碳=m碳/V=16kg/0.01m³=1.6×10³kg/m³。
【答案】
24. (1) 水杯重心处竖直向上的摩擦力示意图(如图1);(2) 运动员重心处竖直向下的重力示意图(G=550N,如图2);(3) 小球重心处竖直向下的重力和更长的竖直向上的弹力示意图(如图3);(4) 纵坐标为0.8g/cm³的平行于m轴的直线(如图4);
25. (1) 16kg;(2) 1.6×10³kg/m³。
【知识点】
力的示意图、密度特性、密度公式应用
【点评】
本题考察力的示意图绘制、密度特性及密度公式的应用,注重基础知识点的理解与应用,难度适中,适合学生巩固相关知识。
【难度系数】
0.6
26. (8分)如图所示,一个溢水杯,装满水后总质量为$m_1=400\ \mathrm{g}$,放入一个质量为$m_{\mathrm{金}}=120\ \mathrm{g}$的合金金属块,当金属块沉入杯底后,测得溢水杯、金属块和剩余水的总质量为$m_2=480\ \mathrm{g}$。求:
(1)金属块的重力;
(2)溢出水的体积;
(3)金属块的密度。

(1)金属块的重力;
(2)溢出水的体积;
(3)金属块的密度。
答案
26.【点拨】本题考查重力公式$G=mg$、密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的应用以及利用质量关系计算溢出水的质量和体积,进而计算金属块密度。准确理解溢水杯中质量变化与溢出水质量的关系,从而正确计算溢出水的质量。
【解析】(1)金属块的质量$m_{\mathrm{金}}=120\ \mathrm{g}=0.12\ \mathrm{kg}$,金属块的重力$G_{\mathrm{金}}=m_{\mathrm{金}}g=0.12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$;
(2)当金属块沉入杯底后,溢水杯、金属块和剩余水的总质量$m_2=480\ \mathrm{g}$,溢出水的质量$m_{\mathrm{溢}}=m_1+m_{\mathrm{金}}-m_2=400\ \mathrm{g}+120\ \mathrm{g}-480\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,根据$\rho=\frac{m}{V}$可得,溢出水的体积$V_{\mathrm{溢}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm^3}}=40\ \mathrm{cm^3}$;
(3)金属块浸没在水中,则金属块的体积$V_{\mathrm{金}}=V_{\mathrm{溢}}=40\ \mathrm{cm^3}$,则金属块的密度$\rho_{\mathrm{金}}=\frac{m_{\mathrm{金}}}{V_{\mathrm{金}}}=\frac{120\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
【解析】(1)金属块的质量$m_{\mathrm{金}}=120\ \mathrm{g}=0.12\ \mathrm{kg}$,金属块的重力$G_{\mathrm{金}}=m_{\mathrm{金}}g=0.12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$;
(2)当金属块沉入杯底后,溢水杯、金属块和剩余水的总质量$m_2=480\ \mathrm{g}$,溢出水的质量$m_{\mathrm{溢}}=m_1+m_{\mathrm{金}}-m_2=400\ \mathrm{g}+120\ \mathrm{g}-480\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,根据$\rho=\frac{m}{V}$可得,溢出水的体积$V_{\mathrm{溢}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm^3}}=40\ \mathrm{cm^3}$;
(3)金属块浸没在水中,则金属块的体积$V_{\mathrm{金}}=V_{\mathrm{溢}}=40\ \mathrm{cm^3}$,则金属块的密度$\rho_{\mathrm{金}}=\frac{m_{\mathrm{金}}}{V_{\mathrm{金}}}=\frac{120\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
解析
【分析】
本题是力学基础计算题,解题思路如下:(1) 求金属块重力,需先将金属块质量单位换算为千克,再利用重力公式$G=mg$计算;(2) 溢出水的质量可通过溢水杯初始总质量、金属块质量、最终总质量的关系推导得出,再结合水的密度,用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算溢出水的体积;(3) 金属块浸没在水中,其体积等于溢出水的体积,再用密度公式计算金属块的密度。
【解析】
(1) 金属块质量换算:$m_{\mathrm{金}}=120\ \mathrm{g}=0.12\ \mathrm{kg}$,根据重力公式$G=mg$,金属块的重力:
$G_{\mathrm{金}}=m_{\mathrm{金}}g=0.12\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$;
(2) 溢出水的质量:$m_{\mathrm{溢}}=m_1 + m_{\mathrm{金}} - m_2=400\ \mathrm{g} + 120\ \mathrm{g} - 480\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,
已知水的密度$\rho_{\mathrm{水}}=1\ \mathrm{g/cm^3}$,根据$\rho=\frac{m}{V}$,溢出水的体积:
$V_{\mathrm{溢}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm^3}}=40\ \mathrm{cm^3}$;
(3) 金属块浸没在水中,故金属块体积$V_{\mathrm{金}}=V_{\mathrm{溢}}=40\ \mathrm{cm^3}$,
金属块的密度:$\rho_{\mathrm{金}}=\frac{m_{\mathrm{金}}}{V_{\mathrm{金}}}=\frac{120\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
【答案】
(1) 金属块的重力为$1.2\ \mathrm{N}$;
(2) 溢出水的体积为$40\ \mathrm{cm^3}$;
(3) 金属块的密度为$3\ \mathrm{g/cm^3}$。
【知识点】
重力公式、密度公式、溢水法测体积
【点评】
本题考查力学基础公式的应用,核心是利用溢水法间接测量固体体积,解题步骤清晰,公式应用简单,适合巩固初中力学基础。
【难度系数】
0.7
本题是力学基础计算题,解题思路如下:(1) 求金属块重力,需先将金属块质量单位换算为千克,再利用重力公式$G=mg$计算;(2) 溢出水的质量可通过溢水杯初始总质量、金属块质量、最终总质量的关系推导得出,再结合水的密度,用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算溢出水的体积;(3) 金属块浸没在水中,其体积等于溢出水的体积,再用密度公式计算金属块的密度。
【解析】
(1) 金属块质量换算:$m_{\mathrm{金}}=120\ \mathrm{g}=0.12\ \mathrm{kg}$,根据重力公式$G=mg$,金属块的重力:
$G_{\mathrm{金}}=m_{\mathrm{金}}g=0.12\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$;
(2) 溢出水的质量:$m_{\mathrm{溢}}=m_1 + m_{\mathrm{金}} - m_2=400\ \mathrm{g} + 120\ \mathrm{g} - 480\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,
已知水的密度$\rho_{\mathrm{水}}=1\ \mathrm{g/cm^3}$,根据$\rho=\frac{m}{V}$,溢出水的体积:
$V_{\mathrm{溢}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{1\ \mathrm{g/cm^3}}=40\ \mathrm{cm^3}$;
(3) 金属块浸没在水中,故金属块体积$V_{\mathrm{金}}=V_{\mathrm{溢}}=40\ \mathrm{cm^3}$,
金属块的密度:$\rho_{\mathrm{金}}=\frac{m_{\mathrm{金}}}{V_{\mathrm{金}}}=\frac{120\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
【答案】
(1) 金属块的重力为$1.2\ \mathrm{N}$;
(2) 溢出水的体积为$40\ \mathrm{cm^3}$;
(3) 金属块的密度为$3\ \mathrm{g/cm^3}$。
【知识点】
重力公式、密度公式、溢水法测体积
【点评】
本题考查力学基础公式的应用,核心是利用溢水法间接测量固体体积,解题步骤清晰,公式应用简单,适合巩固初中力学基础。
【难度系数】
0.7
27.(7分)小明摘来一些李子,他打算用天平、量筒和水测量李子的密度。

(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,发现指针静止时的位置如图1所示,则应将平衡螺母向
(2)小明调节好托盘天平,估计李子的质量后,把李子放在左盘,向右盘从大到小加减砝码,当加入最小的砝码(5 g)前,指针偏向分度盘中线左侧。此时,将最小的砝码(5 g)加入右盘,指针偏向分度盘中线右侧,接下来应进行的实验操作是:
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图3甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置$M_1$,测得凉茶和烧杯的总质量为$m_1$;
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图3乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置$M_2$;
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,发现指针静止时的位置如图1所示,则应将平衡螺母向
左
调节,使托盘天平平衡。(2)小明调节好托盘天平,估计李子的质量后,把李子放在左盘,向右盘从大到小加减砝码,当加入最小的砝码(5 g)前,指针偏向分度盘中线左侧。此时,将最小的砝码(5 g)加入右盘,指针偏向分度盘中线右侧,接下来应进行的实验操作是:
取下最小砝码,向右移动游码
,直至托盘天平平衡,此时右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图2所示,李子的质量为44
g;用量筒和水测得李子的体积为$V=40\ \mathrm{cm}^3$($V$在下一小题可用),则李子的密度为1.1
$\mathrm{g/cm}^3$。(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图3甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置$M_1$,测得凉茶和烧杯的总质量为$m_1$;
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图3乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置$M_2$;
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置
$M_2$
。测得此时凉茶和烧杯的总质量为$m_2$。根据实验数据,可得凉茶的密度表达式为$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{凉茶}}=\frac{m_2-m_1}{V}}$
(所测物理量表示)。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,使凉茶密度的测量结果无影响
(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案
27.(1)左 (2)取下最小砝码,向右移动游码 44 1.1 (3)$M_2$ $\rho_{\mathrm{凉茶}}=\frac{m_2-m_1}{V}$ 无影响
【点拨】本题考查固体和液体密度的测量,涉及天平的使用与调节、利用天平与量筒测量固体密度以及利用等效替代法测量液体密度。
【解析】(1)指针静止时偏右,根据“右偏左调”原则,应将平衡螺母向左调节,使托盘天平平衡。
(2)加入最小砝码后指针偏右,说明砝码质量偏大,此时应取下最小砝码,向右移动游码,直至托盘天平平衡。由图2可知,正确测量时,李子的质量为$m=20\ \mathrm{g}+20\ \mathrm{g}+4\ \mathrm{g}=44\ \mathrm{g}$,李子的体积为$40\ \mathrm{cm^3}$,则李子的密度为$\rho=\frac{m}{V}=\frac{44\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=1.1\ \mathrm{g/cm^3}$。
(3)③取出李子后,应向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置$M_2$。测得此时凉茶和烧杯的总质量为$m_2$,李子的体积为$V$,加入的凉茶的体积等于李子的体积,加入的凉茶的质量为$m=m_2-m_1$,可得凉茶的密度为$\rho_{\mathrm{凉茶}}=\frac{m_2-m_1}{V}$。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置$M_2$,就可以准确地求出凉茶的密度,所以不会受到李子带出凉茶的影响。
【点拨】本题考查固体和液体密度的测量,涉及天平的使用与调节、利用天平与量筒测量固体密度以及利用等效替代法测量液体密度。
【解析】(1)指针静止时偏右,根据“右偏左调”原则,应将平衡螺母向左调节,使托盘天平平衡。
(2)加入最小砝码后指针偏右,说明砝码质量偏大,此时应取下最小砝码,向右移动游码,直至托盘天平平衡。由图2可知,正确测量时,李子的质量为$m=20\ \mathrm{g}+20\ \mathrm{g}+4\ \mathrm{g}=44\ \mathrm{g}$,李子的体积为$40\ \mathrm{cm^3}$,则李子的密度为$\rho=\frac{m}{V}=\frac{44\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=1.1\ \mathrm{g/cm^3}$。
(3)③取出李子后,应向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置$M_2$。测得此时凉茶和烧杯的总质量为$m_2$,李子的体积为$V$,加入的凉茶的体积等于李子的体积,加入的凉茶的质量为$m=m_2-m_1$,可得凉茶的密度为$\rho_{\mathrm{凉茶}}=\frac{m_2-m_1}{V}$。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置$M_2$,就可以准确地求出凉茶的密度,所以不会受到李子带出凉茶的影响。
解析
【分析】
本题为密度测量的实验题,需结合天平使用规则、密度公式及等效替代法分析:
(1) 天平调平时,指针偏右说明右侧偏重,依据“右偏左调”原则调节平衡螺母;
(2) 天平测量时,加减砝码后需移动游码,最小砝码加入后指针偏右,说明砝码质量过大,应取下最小砝码后向右移游码;质量为砝码总质量加游码示数,密度用质量除以体积计算;
(3) 利用等效替代法,李子沉底排开凉茶的体积等于李子体积,因此向烧杯加凉茶使液面回到标记M₂,加入凉茶的体积等于李子体积,通过质量差计算凉茶密度;李子带出凉茶不影响液面恢复,故对结果无影响。
【解析】
(1) 天平调平时,指针静止在分度盘右侧,说明右侧偏重,应将平衡螺母向左调节,使天平平衡;
(2) 加入最小砝码后指针偏右,说明砝码质量偏大,接下来应取下最小砝码,向右移动游码,直至天平平衡;由图2可知,砝码总质量为20g+20g=40g,游码示数为4g,故李子质量m=40g+4g=44g;已知李子体积V=40cm³,根据密度公式ρ=m/V,得李子密度ρ=44g/40cm³=1.1g/cm³;
(3) ③ 取出李子后,需向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置M₂,这样加入凉茶的体积等于李子的体积V;加入凉茶的质量为m=m₂ - m₁,因此凉茶密度ρ凉茶=(m₂ - m₁)/V;从烧杯拿出李子带出凉茶时,只要最终液面能恢复到M₂,加入凉茶的质量差仍对应李子体积的凉茶质量,故对测量结果无影响。
【答案】
(1) 左
(2) 取下最小砝码,向右移动游码;44;1.1
(3) M₂;$\frac{m_2 - m_1}{V}$;无影响
【知识点】
天平的使用;密度计算;等效替代法
【点评】
本题考查初中力学重点实验——密度测量,涵盖天平操作、密度公式应用及等效替代法的误差分析,是常规基础实验题,需掌握实验细节。
【难度系数】
0.6
本题为密度测量的实验题,需结合天平使用规则、密度公式及等效替代法分析:
(1) 天平调平时,指针偏右说明右侧偏重,依据“右偏左调”原则调节平衡螺母;
(2) 天平测量时,加减砝码后需移动游码,最小砝码加入后指针偏右,说明砝码质量过大,应取下最小砝码后向右移游码;质量为砝码总质量加游码示数,密度用质量除以体积计算;
(3) 利用等效替代法,李子沉底排开凉茶的体积等于李子体积,因此向烧杯加凉茶使液面回到标记M₂,加入凉茶的体积等于李子体积,通过质量差计算凉茶密度;李子带出凉茶不影响液面恢复,故对结果无影响。
【解析】
(1) 天平调平时,指针静止在分度盘右侧,说明右侧偏重,应将平衡螺母向左调节,使天平平衡;
(2) 加入最小砝码后指针偏右,说明砝码质量偏大,接下来应取下最小砝码,向右移动游码,直至天平平衡;由图2可知,砝码总质量为20g+20g=40g,游码示数为4g,故李子质量m=40g+4g=44g;已知李子体积V=40cm³,根据密度公式ρ=m/V,得李子密度ρ=44g/40cm³=1.1g/cm³;
(3) ③ 取出李子后,需向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置M₂,这样加入凉茶的体积等于李子的体积V;加入凉茶的质量为m=m₂ - m₁,因此凉茶密度ρ凉茶=(m₂ - m₁)/V;从烧杯拿出李子带出凉茶时,只要最终液面能恢复到M₂,加入凉茶的质量差仍对应李子体积的凉茶质量,故对测量结果无影响。
【答案】
(1) 左
(2) 取下最小砝码,向右移动游码;44;1.1
(3) M₂;$\frac{m_2 - m_1}{V}$;无影响
【知识点】
天平的使用;密度计算;等效替代法
【点评】
本题考查初中力学重点实验——密度测量,涵盖天平操作、密度公式应用及等效替代法的误差分析,是常规基础实验题,需掌握实验细节。
【难度系数】
0.6
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