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3.现有圆柱形玻璃筒、小塑料碗、刻度尺、小合金属块和适量的水,运用这些器材,设计一个实验,测量一小合金属块的密度.写出你的测量步骤,并用合适的字母写出小块合金属密度的表达式.

分析 (1)测量物体密度,一般应用的原理都是ρ=$\frac{m}{V}$,如何得到小合金属块的质量和体积是实验的关键.
①圆柱形玻璃筒内放入适量的水,将塑料碗轻轻放入水中漂浮,用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h1;将小合金属块放在塑料碗中,装有小合金属块的塑料碗仍在水中漂浮,用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h2,设圆柱形玻璃筒的底面积为S,两次深度之差与底面积的乘积等于放入小合金属块后塑料碗排开水的体积增加值;利用阿基米德原理可求放入小合金属块后塑料碗受到浮力的增加值,据此可求小合金属块的重力,再利用G=mg求小合金属块的质量;
②测量体积的方法:将小合金属块从塑料碗中取出,轻轻放入圆柱形玻璃筒内,用刻度尺测出此时水盆内水的深度为h3,h3与h1之差与玻璃筒底面积的乘积等于小合金属块浸没时排开水的体积,即小合金属块的体积.
(2)测量出了小合金属块的质量和体积,利用ρ=$\frac{m}{V}$求其密度.

解答 解:
实验步骤:
(1)在圆柱形玻璃筒内放入适量的水,将塑料碗轻轻放入水中,塑料碗漂浮,用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h1
(2)将小合金属块轻轻放入塑料碗中,塑料碗漂浮仍然漂浮,用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h2
(3)将小合金属块从塑料碗中取出,轻轻放入圆柱形玻璃筒内,用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h3
(4)计算:
设圆柱形玻璃筒的底面积为S,
放入小合金属块后塑料碗排开水的体积增加值:
△V=S(h2-h1),
增加的浮力:
△Fg△VgS(h2-h1),
则小合金属块的重力:
G=△FgS(h2-h1),
小合金属块的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}gS({h}_{2}-{h}_{1})}{g}$=ρS(h2-h1),
小合金属块的体积:
V=S(h3-h1
小合金属块的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}S({h}_{2}-{h}_{1})}{S({h}_{3}-{h}_{1})}$=$\frac{{h}_{2}-{h}_{1}}{{h}_{3}-{h}_{1}}$×ρ

点评 解决此题的关键是要利用现有的器材求出小合金属块的质量,这里采用的是等效替代的方法,充分利用了漂浮的知识,是我们要重点学习的方法.

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14.请画出眼睛能看到平面镜中蜡烛的像的光路图.  

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(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑最右(填“左”或“右”)端.闭合开关后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为1.7V,电流表的示数为0.2A,此时,小灯泡的电阻为8.5Ω,实际功率为0.34W,为了使的电压表的示数为2.5V,应将节滑动变阻器向左移(选填“左”“右”),若此时电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为0.7W.

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18.农业上采用盐水选种,而配制适当浓度的盐水对选种来讲至关重要,如果我想知道配制的盐水浓度是否符合要求,而手边只有一把杆秤,和一个玻璃杯(没有刻度),请你想办法测定该盐水的密度,该实验主要步骤是(用相关字母表示出所测量的物理量)①用杆秤测量空玻璃杯的质量为m0;②将玻璃杯装满水,用杆秤测量玻璃杯和水的总质量为m1;③将玻璃杯装满盐水,用杆秤测量玻璃杯和盐水的总质量为m2;④计算盐水密度的表达式ρ盐水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$×ρ

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(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至左(选填“左”或“右”)端.闭合开关后,发现电压表示数为零,灯泡不亮,电流表有示数,则原因可能是;灯泡短路.
(3)故障排除后,为了测出小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为0.75W.
(4)实验后,某小组同学又想利用这些器材测量另一个小灯泡正常发光时的电阻,但是只能看到灯泡上标有“1.8W”的字样,他通过多次实验绘制出了如图丙所示的U-I图象,根据图象可知,小灯泡的额定电压为3V,它正常发光时的电阻为5Ω.
(5)某同学想测某未知电阻Rx的阻值,设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式.
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