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17.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:

(1)将天平放在水平台上.把游码放在标尺的零刻度线处.然后调节平衡螺母直至天平平衡.
(2)用天平测出空烧杯的质量为17g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为45g,酱油的密度为1.125×103kg/m3
(3)小明用这种方法测出的酱油密度会偏大(偏大/偏小).
(4)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出酱油的密度.于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整.
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2
④则酱油的密度表达式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$.(已知水的密度为ρ
(5)小明针对(4)中小华的实验设计进行评估后,认为小华设计的操作过程有不妥之处,你认为该不妥之处是:烧杯装满水,易洒出,不方便操作.

分析 (1)天平的使用: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;
物体放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘,使天平的横梁重新平衡;
物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
(2)读取量筒中液体的体积时,首先要明确量筒的分度值,读数时视线与液面最凹处相平;
已知烧杯和酱油的质量,烧杯的质量,可以得到烧杯中酱油的质量;已知酱油的质量和体积,利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到酱油的密度;
(3)小明的方案中“把烧杯内的酱油全部倒入量筒内”会使得酱油不能全部倒入量筒内,从而使密度出现很大的误差.
(4)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;
(5)要考虑整个过程中对酱油的质量和体积有影响的地方.

解答 解:(1)使用托盘天平时,应把天平放在水平台上,把游码放在零刻度处,调节平衡螺母使天平的横梁平衡;
(2)在天平的标尺上,1g之间有5个小格,一个小格代表的质量是0.2g,即天平的分度值为0.2g;
烧杯和酱油的总质量:m1=50g+10g+2g=62g;
空烧杯的质量:m2=17g,
烧杯中酱油的质量:m=m1-m2=62g-17g=45g,
量筒的分度值为2cm3,量筒中酱油的体积为V=40cm3
酱油的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{45g}{40c{m}^{3}}$=1.125g/cm3=1.125×103kg/m3
(3)小明不可能把烧杯内的酱油全部倒入量筒内,导致测量的酱油的体积偏小,由公式ρ=$\frac{m}{V}$知:密度测量结果偏大;
(4)小华不小心将量筒打碎了,无法直接测量酱油的体积,可借助水的密度已知,间接测量:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1
则水的质量:m=m1-m0
由ρ=$\frac{m}{V}$得,水的体积V=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$,
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2
则水的质量m酱油=m2-m0
烧杯内水的体积等于酱油的体积,即:V酱油=V=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$,
④则酱油的密度表达式:ρ=$\frac{{m}_{酱油}}{{V}_{酱油}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$.
(5)烧杯装满水,易洒出,不方便操作.
故答案为:(1)标尺的零刻度线;平衡螺母;(2)45;1.125×103;(3)偏大;(4)②装满水;④$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$;(5)烧杯装满水,易洒出,不方便操作.

点评 测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用被测液体和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用被测液体和水的体积相同进行测量.酱油体积的测量是本实验的难点,巧妙地利用等效替代法,是解决此题的关键.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

8.探究导体的电流与电阻的关系.

【实验器材】电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),两个滑动变阻器(甲:l0Ω   2A;乙:20Ω    1A),导线若干.
【设计并进行实验】实验中两位同学商定电压表的示数保持2.5V不变.
(1)请你为他们选定一个合适的滑动变阻器:甲(选填“甲”或“乙”).
(2)请你用笔画线代替导线把图的滑动变阻器正确接入电路中.
(3)小勇选用5Ω的电阻完成了实验,记录相关数据后断开开关.小明同学选用10Ω的电阻重新组装电路后,闭合开关,发现电压表的示数大于(选填“大于”、“小于”或“等于”)2V,此时 他应该移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,读取相关数据,完成实验.
【实验拓展】他们又找到一个额定电压为2.5V的 小灯泡,测量这个小灯泡的额定功率.实验时,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图所示,在电流表读数方面,小勇和小明有了分歧,并且请了老师来帮忙读数.为此他们获得了三组数据,并进行了数据处理,如下表:
电压表示数/V电流示数/A额定功率/W
小勇2.50.3190.798
小明2.50.3200.800
老师2.50.3180.795
在记录小灯泡的额定功率时,他们采用的方法是:p=$\frac{0.798W+0.800W+0.795W}{3}$=0.798W,正确(选填“正确”或“不正确”),其理由是多次测量求平均值可以减小误差.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

9.“等效方法”是物理学常用的研究方法之一,它可以将研究的问题简化,如作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它.以下几种情况中,属于“等效方法”的是(  )
A.研究磁现象时,用磁感线来描述看不见,摸不着的磁场
B.在研究电现象时,用电流产生的效应来研究看不见、摸不着的电流
C.两个电阻并联时,可用并联的总电阻来代替两个电阻
D.在研究电流变化规律时,用水压和水流来类比电压和电流

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

5.如图所示是探究声现象时常用的装置
(1)图中所示的实验现象说明发声的音叉在振动.
(2)图中所示乒乓球起将微小的振动放大,使现象更易于观察作用.
(3)分别用大小不等的力敲打音叉,根据发生的现象,你又可以得出振幅越大,响度就越大.

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12.小强同学为了测量某种液体的密度,进行了以下实验:
(1)首先调节天平横梁平衡,发现指针偏向分度盘中央的右侧,此时应向左(选填“左”或“右”)移动平衡螺母.
(2)调节天平平衡后,小强又进行了以下三项操作:

A.用天平测量烧杯和剩余液体的总质量;
B.将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量;
C.将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出这部分液体的体积;
如图所示,以上操作的正确顺序是B、C、A(填字母代号).
(3)由上图可得:量筒内液体的质量为44g,该液体的密度为1.1g/cm3
(4)根据你的生活经验判断,该种液体可能是下面四种液体中的D(填字母代号).
A.水B.水银C.香油D.盐水.

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2.如图所示,用压强计研究液体内部的压强:
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图a所示的情景.,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是:B
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(2)小明做了如图(b)所示的检查.当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化.出现这种情况的原因是:探头漏气.
(3)比较c、d图实验,说明在液体密度相同时,液体压强的大小与深度有关,深度越深,压强越大;
(4)比较d、e图实验,说明液体内部在同一深度,向各个方向的压强相等;
(5)为了进一步研究在同一深度,液体的压强与液体的密度是否有关,他应如何操作,说出你的方法:取一杯盐水和一杯清水,将压强计的金属盒放在同一深度处,观察U型管中的液面高度差来比较压强.
(6)小莉同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算(g=10N/kg),得出金属盒在30mm深处水的压强是300Pa,而从压强计测出的压强为280Pa(压强计左右两管中水的液面高度差为28mm),由此她发现按压强计液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是什么?原因:橡皮膜由于发生形变,自身产生一个向外的压强.

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科目:初中物理 来源: 题型:作图题

9.温度自动报警器的工作原理如图所示,在水银温度计的上方封入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指示的温度时,红色报警灯亮,平时绿灯亮.请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

6.课堂上学生回答问题,老师常常会说:“大声点”此处“大声点”指的是(  )
A.加快声速B.调高音调C.改变音色D.增大响度

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科目:初中物理 来源: 题型:计算题

7.小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部.当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝.使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:
额定电压220 V
频率50 Hz
保温功率110 W
加热功率1 870 W
水箱容量50 L
设定温度40℃
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温为30℃的一满箱水加热至设定温度用了20min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃),ρ=1.0×103 kg/m3].

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同步练习册答案