Question

小明想测量大米的密度，但由于大米容易吸水，导致体积明显变化，因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的，于是小明进行了如下实验和思考．

（1）使用托盘天平称取5克大米，称量过程中发现天平指针偏向右边（如图甲）．接下来小明应如何操作？　           　．

（2）由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值偏　  　．

      小明思考：能否用排空气的方法测量大米的体积呢？他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积．但如何测出空气的体积呢？

      查阅资料得知，温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值．于是进行了实验二：称取5克大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P；而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2P时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变）．整理相关数据记录如表：

	注射器内空气压强	注射器内空气和大米的总体积	注射器内空气体积
压缩前	P	23毫升	V
压缩后	2P	13毫升	0.5V

 

Answer 1

【答案】

（1）向左盘中添加大米直到横梁平衡为止（2）大（3）1.67

【解析】（1）因为下面实验中用的大米的质量为5g，所以5g的砝码是不能改变的，故应当向左盘中添加大米直到横梁平衡为止；

（2）由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值偏大；

（3）根据温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值．所以压缩前注射器内空气的体积：V=23ml﹣V_大米；压缩后注射器内空气的体积：0.5V=13ml﹣V_大米．根据题意可以得到：P×（23ml﹣V_大米）=2P×（13ml﹣V_大米），

所以大米的体积V_大米=3ml=3cm³，所以大米的密度ρ==1.67g/cm³