题目
小宏同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物，该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水，与水无反应，具有一定的吸水性。学完力学知识后，小宏想利用所学知识测出条状物的密度。mL-|||-50-|||-40-|||-5g 30-|||-π 201-|||-6 2 3 4 5g-|||-10-|||-甲 乙-|||-E= =-|||-202|0|,|0| kg 20 88|kg 2112|1| 0 kg 2|2| 8 kg-|||-7777 7 777777777777 7（1）小宏将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向 ____ （选填“左”或“右”）调节。（2）他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是 ____ g。（3）将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底（假设体积不膨胀），稳定后读出水和条状物的总体积。如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值 ____ （选填“偏大”或“偏小”）。（4）为了更加准确的测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物密度为ρ= ____ g/cm3。（5）实验完成后，同组的小帆利用电子秤、薄壁长方体容器、长方体塑料工件、细线、刻度尺和水进行相关的实验探究（容器底面积为1000cm2、工件的底面积为100cm2、高40cm，不吸水），他的操作步骤及简易示意图如图丙所示：Ⅰ、将电子秤放在水平台上，测量出容器和适量水的质量，操作示意图如图A；Ⅱ、将工件用细线连接起来，用手拉着细线使工件逐渐浸入容器的水中，操作示意图如图B、C；Ⅲ、将工件直接竖放于容器底部静止（与底部未紧密贴合），测得水的深度为20cm，操作示意图如图D。请回答下列问题：①根据相关示意图，可知工件的密度为 ____ kg/m3；小帆根据老师上课讲解的相关知识，认为密度小于水的工件一般应该漂浮在示意图D的水面上。为了让工件漂浮在容器的水面上，且不影响测量结果，小帆可对步骤Ⅲ（即图D）的实验操作做出适当改变： ____ 。A.旋转90度后平放于容器中漂浮B.向图D容器中加入适量水直至工件漂浮②示意图C中工件受到的浮力为 ____ N；从示意图C到D，水对容器底压强的改变量为 ____ Pa。
小宏同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物，该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水，与水无反应，具有一定的吸水性。学完力学知识后，小宏想利用所学知识测出条状物的密度。
（1）小宏将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向 ____ （选填“左”或“右”）调节。
（2）他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是 ____ g。
（3）将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底（假设体积不膨胀），稳定后读出水和条状物的总体积。如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值 ____ （选填“偏大”或“偏小”）。
（4）为了更加准确的测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物密度为ρ= ____ g/cm3。
（5）实验完成后，同组的小帆利用电子秤、薄壁长方体容器、长方体塑料工件、细线、刻度尺和水进行相关的实验探究（容器底面积为1000cm2、工件的底面积为100cm2、高40cm，不吸水），他的操作步骤及简易示意图如图丙所示：
Ⅰ、将电子秤放在水平台上，测量出容器和适量水的质量，操作示意图如图A；
Ⅱ、将工件用细线连接起来，用手拉着细线使工件逐渐浸入容器的水中，操作示意图如图B、C；
Ⅲ、将工件直接竖放于容器底部静止（与底部未紧密贴合），测得水的深度为20cm，操作示意图如图D。
请回答下列问题：
①根据相关示意图，可知工件的密度为 ____ kg/m3；小帆根据老师上课讲解的相关知识，认为密度小于水的工件一般应该漂浮在示意图D的水面上。为了让工件漂浮在容器的水面上，且不影响测量结果，小帆可对步骤Ⅲ（即图D）的实验操作做出适当改变： ____ 。
A.旋转90度后平放于容器中漂浮
B.向图D容器中加入适量水直至工件漂浮
②示意图C中工件受到的浮力为 ____ N；从示意图C到D，水对容器底压强的改变量为 ____ Pa。
（1）小宏将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向 ____ （选填“左”或“右”）调节。
（2）他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是 ____ g。
（3）将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底（假设体积不膨胀），稳定后读出水和条状物的总体积。如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值 ____ （选填“偏大”或“偏小”）。
（4）为了更加准确的测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物密度为ρ= ____ g/cm3。
（5）实验完成后，同组的小帆利用电子秤、薄壁长方体容器、长方体塑料工件、细线、刻度尺和水进行相关的实验探究（容器底面积为1000cm2、工件的底面积为100cm2、高40cm，不吸水），他的操作步骤及简易示意图如图丙所示：
Ⅰ、将电子秤放在水平台上，测量出容器和适量水的质量，操作示意图如图A；
Ⅱ、将工件用细线连接起来，用手拉着细线使工件逐渐浸入容器的水中，操作示意图如图B、C；
Ⅲ、将工件直接竖放于容器底部静止（与底部未紧密贴合），测得水的深度为20cm，操作示意图如图D。
请回答下列问题：
①根据相关示意图，可知工件的密度为 ____ kg/m3；小帆根据老师上课讲解的相关知识，认为密度小于水的工件一般应该漂浮在示意图D的水面上。为了让工件漂浮在容器的水面上，且不影响测量结果，小帆可对步骤Ⅲ（即图D）的实验操作做出适当改变： ____ 。
A.旋转90度后平放于容器中漂浮
B.向图D容器中加入适量水直至工件漂浮
②示意图C中工件受到的浮力为 ____ N；从示意图C到D，水对容器底压强的改变量为 ____ Pa。
题目解答
答案
解：
（1）天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，指针静止时指在分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，则应将平衡螺母向左调节，使横梁水平平衡。
（2）由图甲可知，条状物的质量：m=5g+3.4g=8.4g。
（3）条状物放入量筒中，先漂浮并冒出气泡，慢慢沉底，读出体积，则测量条状物的体积偏小，质量不变，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度会偏大。
（4）量筒中水的体积为48mL，则条状物的体积为：V=48mL-34mL=14mL=14cm3，
条状物的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{8.4g}{14c{m}^{3}}$=0.6g/cm3。
（5）①由图A、D得，工件的质量：m'=mD-mA=22.8kg-20.0kg=2.8kg=2.8×103g；
工件的体积：V'=Sh=100cm2×40cm=4×103cm3；
工件的密度：ρ'=$\frac{m'}{V'}$=$\frac{2.8×1{0}^{3}g}{4×1{0}^{3}c{m}^{3}}$=0.7g/cm3=0.7×103kg/m3；
为了让工件漂浮在容器的水面上，且不影响测量结果，小王可将工件沿着竖直面旋转90度后放于容器中，这样工件竖直放向的高度小于容器内的水深，工件可漂浮，故选A；
②由图A、C可得，电子秤示数的增加量：Δm=mC-mA=21.0kg-20.0kg=1kg；
电子秤上受到的压力的变化量：ΔF=ΔG=Δmg=1kg×10N/kg=10N；
浮力等于增加的压力，所以C图中工件所受的浮力：F浮C=ΔF=10N；
D图中水深hD=20cm，工件排开水的体积：V排D=ShD=100cm2×20cm=2×103cm3=2×10-3m3；
D图中工件所受的浮力：F浮D=ρ水gV排D=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N；
C、D图的浮力的差：ΔF浮=F浮C-F浮D=20N-10N=10N；
由阿基米德原理可知，C、D两图工件排开液体的体积差：ΔV排=$\frac{Δ{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{10N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-3m3；
水的深度变化量：Δh=$\frac{Δ{V}_{排}}{{S}_{容器}}$=$\frac{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}{1×1{0}^{-1}{m}^{2}}$=1×10-2m；
由p=ρ液gh可知，水对容器底压强的改变量为：Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m=100Pa。
故答案为：（1）左；（2）8.4；（3）偏大；（4）0.6；（5）①0.7×103；A；②10；100。
（1）天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，指针静止时指在分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，则应将平衡螺母向左调节，使横梁水平平衡。
（2）由图甲可知，条状物的质量：m=5g+3.4g=8.4g。
（3）条状物放入量筒中，先漂浮并冒出气泡，慢慢沉底，读出体积，则测量条状物的体积偏小，质量不变，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度会偏大。
（4）量筒中水的体积为48mL，则条状物的体积为：V=48mL-34mL=14mL=14cm3，
条状物的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{8.4g}{14c{m}^{3}}$=0.6g/cm3。
（5）①由图A、D得，工件的质量：m'=mD-mA=22.8kg-20.0kg=2.8kg=2.8×103g；
工件的体积：V'=Sh=100cm2×40cm=4×103cm3；
工件的密度：ρ'=$\frac{m'}{V'}$=$\frac{2.8×1{0}^{3}g}{4×1{0}^{3}c{m}^{3}}$=0.7g/cm3=0.7×103kg/m3；
为了让工件漂浮在容器的水面上，且不影响测量结果，小王可将工件沿着竖直面旋转90度后放于容器中，这样工件竖直放向的高度小于容器内的水深，工件可漂浮，故选A；
②由图A、C可得，电子秤示数的增加量：Δm=mC-mA=21.0kg-20.0kg=1kg；
电子秤上受到的压力的变化量：ΔF=ΔG=Δmg=1kg×10N/kg=10N；
浮力等于增加的压力，所以C图中工件所受的浮力：F浮C=ΔF=10N；
D图中水深hD=20cm，工件排开水的体积：V排D=ShD=100cm2×20cm=2×103cm3=2×10-3m3；
D图中工件所受的浮力：F浮D=ρ水gV排D=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N；
C、D图的浮力的差：ΔF浮=F浮C-F浮D=20N-10N=10N；
由阿基米德原理可知，C、D两图工件排开液体的体积差：ΔV排=$\frac{Δ{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{10N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-3m3；
水的深度变化量：Δh=$\frac{Δ{V}_{排}}{{S}_{容器}}$=$\frac{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}{1×1{0}^{-1}{m}^{2}}$=1×10-2m；
由p=ρ液gh可知，水对容器底压强的改变量为：Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m=100Pa。
故答案为：（1）左；（2）8.4；（3）偏大；（4）0.6；（5）①0.7×103；A；②10；100。