9.小明想測(cè)量大米的密度,但由于大米容易吸水,導(dǎo)致體積明顯變化,因此用排水的方法測(cè)量大米的體積是不合理的.于是小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)和思考.
實(shí)驗(yàn)一:按圖甲和圖乙的方法分別測(cè)量大米的質(zhì)量和體積,由此計(jì)算出大米的密度.
(1)使用托盤(pán)天平稱(chēng)取5克大米.稱(chēng)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)
天平指針偏向右邊(如圖甲),接下來(lái)小明應(yīng)如何操作?向左盤(pán)中添加大米直到橫梁平衡為止.
(2)由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量筒直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的密度值偏。
小明思考:能否用排空氣的方法測(cè)量大米的體積呢?他設(shè)想將大米與空氣密封在一個(gè)注射器內(nèi),只要測(cè)出注射器內(nèi)空氣和大米的總體積及空氣的體積,其差值就是大米的體積.但如何測(cè)出空氣的體積呢?
查閱資料得知:溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值.于是進(jìn)行了第二個(gè)實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)二:稱(chēng)取5克大米并裝入注射器內(nèi)(如圖丙),從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積,通過(guò)壓強(qiáng)傳感器測(cè)出此時(shí)注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮,當(dāng)空氣壓強(qiáng)增大為2P時(shí),再讀出此時(shí)的總體積(壓縮過(guò)程中大米的體積、空氣的溫度均不變),整理相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表.
注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)注射器內(nèi)空氣和大米的總體積注射器內(nèi)空氣體積
壓縮前P23毫升V
壓縮后2P13毫升0.5V
(3)由實(shí)驗(yàn)二測(cè)得大米的體積為1.67厘米3

分析 (1)稱(chēng)量中指針偏向右邊說(shuō)明右邊重了,但5g的砝碼不能改變所以向左盤(pán)加大米;
(2)由于米粒間存在間隙會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的體積偏大,則密度偏;
(3)根據(jù)溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值分析即可.

解答 解:(1)因?yàn)橄旅鎸?shí)驗(yàn)中用的大米的質(zhì)量為5g,所以5g的砝碼是不能改變的,故應(yīng)當(dāng)向左盤(pán)中添加大米直到橫梁平衡為止;
(2)由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量筒直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積值偏大;根據(jù)ρ=$\frac{m}{v}$則測(cè)量的密度偏;
(3)根據(jù)溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值,所以壓縮前注射器內(nèi)空氣的體積:v=23ml-v大米;壓縮后注射器內(nèi)空氣的體積:0.5v=13ml-v大米;根據(jù)題意可以得到:p×(23ml-v大米)=2p×(13ml-v大米),所以大米的體積V大米=3ml=3cm3,所以大米的密度ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{5g}{3c{m}^{3}}$=1.67g/cm3;
故答案是:(1)向左盤(pán)中添加大米直到橫梁平衡為止;(2)。唬3)1.67.

點(diǎn)評(píng) 此題是一道綜合性很強(qiáng)的測(cè)量密度的實(shí)驗(yàn)探究題,分析時(shí)需要注意題意中提示的已知問(wèn)題,根據(jù)提示的知識(shí)是解決此題的關(guān)鍵之一.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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C.用力推地面上的物體,物體雖然沒(méi)動(dòng),但推力對(duì)物體做了功
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(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在圖甲中完成實(shí)物電路的連接;
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若電壓表示數(shù)為1.8V,要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向A(選填“A”或“B”)端移動(dòng)滑片;當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是0.6W;
(3)若想探究電流與電阻的關(guān)系,可將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R,并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變,多次更換阻值不同的定值電阻R,記錄各次電流表的示數(shù).在不更換其他器材的情況下,為了能夠完成實(shí)驗(yàn),更換的定值電阻R的阻值不能大于20Ω.

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4.生雞蛋放入水中下沉,雞蛋的密度到底有多大呢?下面我們來(lái)做實(shí)驗(yàn).
(1)將天平放在水平桌面上,把游碼移到標(biāo)尺左端零刻度線(xiàn)處,觀(guān)察到指針的偏轉(zhuǎn)情況如圖甲所示,應(yīng)將平衡螺母向左移動(dòng),使天平橫梁平衡;把雞蛋放入天平左盤(pán),正確操作后,天平的示數(shù)如圖乙所示,按圖丙所示方法正確測(cè)出雞蛋體積,則雞蛋的密度為1.1g/cm3
(2)按此實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)量值大于雞蛋的實(shí)際密度.

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14.最近市場(chǎng)上出現(xiàn)了如圖所示的一種汽車(chē)玩具,可以靜止在墻壁上,它在墻面上掉不下來(lái)的原因是受到摩擦力的作用;小明將開(kāi)關(guān)打向另一檔,結(jié)果汽車(chē)玩具掉了下來(lái),拿在手里,又把開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到原來(lái)的那檔,發(fā)現(xiàn)玩具車(chē)底部有風(fēng)吹出,他終于明白了這是設(shè)計(jì)者利用了流體的流速越大,壓強(qiáng)越小的原理.

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