试题

题目:
青果学院(2011·海淀区二模)现有一架天平、一个空烧杯、适量的水、石块、细线、待测液体.小红想利用上述器材测量待测液体的密度,以下是她设计的实验步骤,请你补充完整.
(1)向烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平称出烧杯和水的总质量m1
(2)如图所示,用细线拴住石块,使其全部浸没在烧杯的水中(水未溢出),且不与容器相接触.在右盘中增减砝码,并调节游码,测出天平平衡时砝码的质量和游码对应数值的总和为m2
(3)将烧杯中的水全部倒净,再倒入适量的待测液体,用天平测出其总质量为m3
(4)
再将拴好的石块浸没在未知液体中(液体不溢出),且石块不接触容器
再将拴好的石块浸没在未知液体中(液体不溢出),且石块不接触容器
.在右盘中增减砝码,并调节游码,测出天平平衡时砝码的质量和游码对应数值的总和为m4
(5)已知水的密度为ρ,利用上述测量出的物理量和已知量计算待测液体密度的表达式为:
ρ=
m4-m3
m2-m1
·ρ
ρ=
m4-m3
m2-m1
·ρ

答案
再将拴好的石块浸没在未知液体中(液体不溢出),且石块不接触容器

ρ=
m4-m3
m2-m1
·ρ

解:(4)根据与第一次测量相同的思路,可以得出需要进行的步骤为:再将拴好的石块浸没在未知液体中(液体不溢出),且石块不接触容器;
(5)由第一次测量可知,物体所受的浮力与砝码增加的重力相等,所以得ρgV=(m2-m1)g,则V=
m2-m1
ρ

同理,由第二次测量可得,ρgV=(m4-m3)g,将石块的体积代入整理得,ρ=
m4-m3
m2-m1
ρ
故答案为:(4)再将拴好的石块浸没在未知液体中(液体不溢出),且石块不接触容器;
(5)ρ=
m4-m3
m2-m1
·ρ水.
考点梳理
液体密度的测量.
分析实验中的测量流程可以看出,此题解决的关键点在于寻找测液体体积的方法.这里主要利用了浮力的知识,借助水来进行等效替代,先通过列平衡方程,得出石块排开水的体积,再将其浸没在未知液体中,列出此时的平衡方程,将体积代入第二个方程,便可表示出液体密度的大小.
分析此题的关键点有两个,一是明确当石块在一定条件下浸没入液体中时,对天平所引起的变化是怎样的,并据此列出相应的方程;二是能借助水与石块用等效替代的方法得到未知液体的体积.最终利用密度的公式表示出密度的大小.
实验题;等效替代法;方程法.
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