Question

11．用天平和量筒测量盐水密度的实验．
（1）在使用托盘天平前要对天平进行调节，请将下列各步骤前的字母按照正确的顺序排列ACB．
A、组装好天平，把天平放在水平台面上；
B、调节平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
C、把游码置于标尺的零刻度线处．
（2）实验过程：
A、在玻璃杯中盛装适量盐水，放在调节好的天平左盘上称量，当天平重新平衡时，读出砝码、游码的读数之和为m；
B、把玻璃杯中的一部分盐水倒入量筒，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积V；
C、把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘上称量，当天平重新平衡时，所用砝码和游码位置如图甲所示，读出玻璃杯和剩余盐水的质量m₂；
D、计算出量筒中盐水的质量m和密度ρ．

玻璃杯和盐水的质量m1/g	玻璃杯和剩余盐水的质量m2/g	量筒中的盐水的质量m/g	量筒中的盐水的体积V/cm3	盐水的密度ρ/（kg/m3）
130.2	①	②	③	④

（3）老师给同学们一个弹簧测力计、一块小石块、细线和装有适量水的杯子，要求测出盐水的密度，测量方法如下：
A、用细线将小石块栓好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G；
B、将小石块完全浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F₁
C、将小石块完全浸没在盐水中，读出弹簧测力计的示数为F₂．
利用测出的物理量可得，盐水的密度ρ=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}{ρ}_{水}$（水的密度用ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）天平的使用和调节：把天平放在水平台面上，把游码置于标尺的零刻度线处，调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
（2）物体的质量等于砝码质量加上游码所对应的刻度值；
用玻璃杯和盐水的质量减去玻璃杯和剩余盐水的质量即为量筒中盐水的质量；
弄清楚量筒的分度值，根据液面对应的刻度读出体积；
根据ρ=$\frac{m}{V}$求出盐水的密度；
（3）知道小石块的重力G，小石块完全浸没在水中称的示数为F₁，则小石块在水中受到的浮力F_浮1=G-F₁，
小石块完全浸没在盐水中称的示数为F₂，则小石块在盐水中受到的浮力F_浮2=G-F₂，
不管是在水中还是在盐水中，小石块全部浸没，所以V_排=V_物=V，根据以上等式可求得盐水的密度．

解答 解：（1）天平的使用和调节：把天平放在水平台面上，把游码置于标尺的零刻度线处，调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
（2）把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘上称量，当天平重新平衡时，所用砝码和游码位置如图所示，读出玻璃杯和剩余盐水的质量m₂=50g+5g+3.2g=58.2g；
量筒中盐水的质量m=m₁-m₂=130.2g-58.2g=72g；
量筒的分度值为2mL，量筒中盐水的体积V=60mL=60cm³，
盐水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{72g}{60c{m}^{3}}$=1.2g/cm³=1.2×10³kg/m³；
（3）A．用细线将小石块栓好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G；
B． 将小石块完全浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F₁；
C． 将小石块完全浸没在盐水中，读出弹簧测力计的示数为F₂；
则小石块在水中受到的浮力F_浮1=G-F₁，小石块在盐水中受到的浮力F_浮2=G-F₂，
不管是在水中还是在盐水中，小石块全部浸没，所以V_排=V_物=V，
由F_浮1=ρ_水gV得，V=$\frac{{F}_{浮1}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
由F_浮2=ρ_盐水gV得，ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮2}}{gV}$=$\frac{G-{F}_{2}}{gV}$=$\frac{G-{F}_{2}}{g\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案为：（1）ACB；
（2）①58.2；②72；③60；④1.2×10³；
（3）B、将小石块完全浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F₁；
C、将小石块完全浸没在盐水中，读出弹簧测力计的示数为F₂；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}{ρ}_{水}$．

点评 此题主要考查的是学生对测量液体和固体密度实验的理解和掌握，考查天平、量筒的使用、密度计算公式的理解和掌握，注意实验中要减小误差，基础性题目．