Question

9．小明打掃衛(wèi)生時(shí)發(fā)現(xiàn)有一不規(guī)則實(shí)心小金屬塊，它能被靠近的磁鐵吸引．
（1）小明推斷該金屬塊可能是鐵塊（填“鐵塊”或“銅塊”）；
（2）小明通過測量金屬塊的密度后，再對(duì)照密度表來驗(yàn)證自己的上述判斷．其中測量密度實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)主要操作a、b、c如圖甲所示：

①請(qǐng)將上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行合理排序：a、c、b（用字母“a”“b”和“c”表示）．
②測量數(shù)據(jù)為：G=3.2N，G′=2.8N，則金屬塊所受浮力大小為0.4N．
③根據(jù)②中數(shù)據(jù)，計(jì)算出計(jì)算塊的密度ρ=8×10³kg/m³（g取10N/kg）．
（3）如圖乙所示為操作b中接水杯的按比例縮放圖，接水杯為內(nèi)徑均勻的柱形容器，內(nèi)盛操作b中所溢出的水．請(qǐng)利用手邊的刻度尺估算出接水杯的最大盛水體積為120mL．

Answer 1

分析 （1）鐵能被磁鐵吸引，鋁、銅、鋅不能被磁鐵吸引；
（2）①小金屬塊從溢水杯中拿出時(shí)粘有水，為防止帶來誤差，應(yīng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)順序?qū)�彈簧測力計(jì)在豎直方向校零后先測小金屬塊的重力．
②根據(jù)彈簧測力計(jì)的量程和分度值，即可讀數(shù)；根據(jù)F_浮=G-G′可求得金屬塊浸沒水中時(shí)所受浮力大�。�
③根據(jù)F_浮=ρgV_排變形可求得V_排，已知金屬塊浸沒水中，V_排=V_物，再利用密度公式求解．
（3）由阿基米德原理可知，F(xiàn)_浮=G_排=0.4N．然后可知杯內(nèi)水的質(zhì)量，由此可求得杯內(nèi)水的體積，用刻度尺量出接水杯內(nèi)水的高度以及接水杯的高度，然后可知接水杯的最大盛水體積．

解答 解：（1）鐵能被磁鐵吸引，銅不能被磁鐵吸引，所以明推斷該金屬塊可能是鐵塊；
（2）①實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行合理的順序是a．將彈簧測力計(jì)在豎直方向校零；
c．測出金屬塊的重力G．
b．將金屬塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，當(dāng)水停止外流時(shí)，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)G′；
②由圖可知，測力計(jì)的分度值為0.2N，由指針位置可知，金屬塊的重力G=3.2N，
金屬塊浸沒水中時(shí)所受浮力大小F_浮=G-G′=3.2N-2.8N=0.4N，
③由F_浮=ρgV_排可得V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-5m³，
金屬塊浸沒水中，V_排=V_物=4×10^-5m³，
金屬塊質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3.2N}{10N/kg}$=0.32kg，
金屬塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.32kg}{4×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=8×10³kg/m³．
（3）由阿基米德原理可知，F(xiàn)_浮=G_排=0.4N．
則杯內(nèi)水的質(zhì)量m_水=$\frac{{G}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.4N}{10N/kg}$=0.04kg=40g，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，杯內(nèi)水的體積V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{40g}{1g/c{m}^{3}}$=40cm³=40mL，
用刻度尺量出接水杯內(nèi)水的高度為6cm，接水杯的總高度h=18cm，因?yàn)槭墙铀�杯的按比例縮放圖，所以接水杯的最大盛水體積V_總=3V=3×40mL=120mL．
故答案為：（1）鐵塊；（2）①a、c、b；②3.2；0.4；③8×10³；（3）120．

點(diǎn)評(píng) 測固體的密度初中物理要求較高，方法最基本的有兩種：一是用天平測物體的質(zhì)量，再放入量筒測體積，然后利用密度公式求密度；一是利用浮力知識(shí)設(shè)計(jì)的這一種，要熟練掌握．