实验室有如下器材:天平.量筒.烧杯.金属块.细线.足量的水(密度为ρ水).酱油．(1)小明选用上述一些器材测量金属块的密度.步骤是:①在量筒中倒入10mL水,②把金属块浸没在量筒的水中.如图甲所示,③把天平放在水平桌面上.如图乙所示.此时天平的横梁是否处于平衡状态?是．接下来的操作是:a．将游码移至标尺左端零刻度线处,b．向右调节平衡螺母.使天平水平平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

17．实验室有如下器材：天平、量筒、烧杯（2个完全相同）、金属块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度为ρ_水）、酱油．

（1）小明选用上述一些器材测量金属块的密度，步骤是：
①在量筒中倒入10mL水；
②把金属块浸没在量筒的水中，如图甲所示；
③把天平放在水平桌面上，如图乙所示，此时天平的横梁是否处于平衡状态？是．
接下来的操作是：
a．将游码移至标尺左端零刻度线处；
b．向右（填“左”或“右”）调节平衡螺母，使天平水平平衡；
c．在左盘放金属块，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新水平平衡，如图丙所示．
④计算金属块的密度是5.26×10³kg/m³．
（2）小华选用上述一些器材（量筒打碎了），设计了一种测量酱油密度的实验方案，请补充写出他的实验过程．
主要实验步骤：a．调好天平，用天平测出空烧杯质量m₁
b．将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量m₂
C．用另一个烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量m₃
写出酱油密度的表达式：ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水（用已知量和所测量的字母表示）

分析（1）当天平的横梁静止时，即表示处于平衡状态；
根据天平的正确使用要求来判断接下来的操作：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡，遵循左左偏右调，右偏左调的原则；
根据所测的质量和体积，利用密度的公式可计算金属块的密度；
（2）只有天平，没有量筒，可以利用等体积的水和酱油，称量水和酱油的质量，根据体积相等列出等式求出酱油的密度．

解答解：（1）③如图乙所示，此时天平的横梁虽然不是水平静止，但仍是处于静止状态，因此也属于平衡状态．
将天平放在水平桌面后，接下来的操作应该是：
a．将游码移至标尺左端零刻度线处；
b．向右调节平衡螺母，使天平水平平衡；
c．在左盘放金属块，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新水平平衡．
④图中，量筒每一个大格代表10ml，每一个小格代表1ml，水和金属块的总体积是40ml，水的体积是10ml，
所以金属块的体积：V=40ml-10ml=30ml=30cm³．
金属块的质量：m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g．
金属块的密度是：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{157.8g}{30c{m}^{3}}$=5.26g/cm³=5.26×10³kg/m³．
（2）在没有量筒的情况下，可借助等效替代法，用烧杯分别装满水和酱油，则装酱油的体积等于装水的体积，故步骤b中，应将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量m₂；
水的质量m_水=m₁-m₀，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的体积V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
由于烧杯内装满不同液体时，其体积是相等的，
所以烧杯内酱油的体积等于水的体积，即：V_酱油=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
酱油的质量m_酱油=m₃-m₁，
则酱油的密度表达式：
ρ=$\frac{{m}_{酱油}}{{V}_{酱油}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
故答案为：（1）③是；将游码移至标尺左端零刻度线处；右； ④5.26×10³；
（2）装满水；ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．

点评测量固体和液体密度的实验是初中物理重要的实验，从天平的使用、物体质量的测量、体积的测量、密度的计算等方面进行考查，综合性强．

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